JP2022147739A - 静電荷像現像用トナーの製造方法、及び、静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供すること。【解決手段】分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む静電荷像現像用トナーの製造方法。【選択図】図1
Description
本発明は、静電荷像現像用トナーの製造方法、及び、静電荷像現像用トナーに関する。
電子写真法等、画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電及び静電荷像形成により、像保持体の表面に画像情報として静電荷像を形成する。そして、トナーを含む現像剤により、像保持体の表面にトナー画像を形成し、このトナー画像を記録媒体に転写した後、トナー画像を記録媒体に定着する。これら工程を経て、画像情報を画像として可視化する。
例えば、特許文献1には、少なくとも親水性極性基を有する結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー母体粒子を作製する工程、前記トナー母体粒子を洗浄する洗浄工程を有する静電潜像現像用トナーの製造方法において、前記洗浄工程の最後に、トナー母体粒子にアルカリ性水溶液を添加してアルカリ性に調整した後、1価の金属塩を溶解した水溶液を添加することを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法が開示されている。
特許文献2には、下記工程(1)~(3)を含有する電子写真用トナーの製造方法が開示されている。
工程(1):樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を含む凝集粒子と、界面活性剤とを含有する水性混合液の25℃におけるpHを2.0~5.0に調整した後及び/又は調整しながら、該水性混合液中の凝集粒子を融着する工程
工程(2):工程(1)で得られた融着粒子分散液の25℃におけるpHを5.5~7.5に調整する工程
工程(3):工程(2)で得られた融着粒子分散液から液体部分を除去してトナー粒子を得る工程
工程(1):樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を含む凝集粒子と、界面活性剤とを含有する水性混合液の25℃におけるpHを2.0~5.0に調整した後及び/又は調整しながら、該水性混合液中の凝集粒子を融着する工程
工程(2):工程(1)で得られた融着粒子分散液の25℃におけるpHを5.5~7.5に調整する工程
工程(3):工程(2)で得られた融着粒子分散液から液体部分を除去してトナー粒子を得る工程
また、特許文献3には、重合法により着色樹脂粒子を形成して着色樹脂粒子水分散液を得る工程、当該着色樹脂粒子水分散液中の着色樹脂粒子を、分離・洗浄しイオン交換水に再分散させて着色樹脂粒子の再分散液を得る分離洗浄工程、当該着色樹脂粒子の再分散液から副生微粒子を除去する副生微粒子除去工程、当該着色樹脂粒子の再分散液を脱水して湿潤状態の着色樹脂粒子を得る脱水工程、及び当該湿潤状態の着色樹脂粒子を乾燥する乾燥工程を含む重合トナーの製造方法であって、上記分離洗浄工程において、分離・洗浄を行なう装置としてベルトフィルターを用い、当該ベルトフィルターにて分離・洗浄して得られる着色樹脂粒子を、イオン交換水に再分散させて、固形分濃度が20重量%の着色樹脂粒子の再分散液を調製し、当該再分散液を濾過して得られる濾液の電気伝導度が、500μS/cm以下となるまで、着色樹脂粒子の洗浄度を高めた後、当該着色樹脂粒子をイオン交換水に再分散させて、所定の固形分濃度の着色樹脂粒子の再分散液を得ること、上記副生微粒子除去工程において、当該所定の固形分濃度の着色樹脂粒子の再分散液のpHを9~12に調整し、当該pH調整された着色樹脂粒子の再分散液から副生微粒子の除去を行なった後、当該着色樹脂粒子をイオン交換水に再分散させて、所定の固形分濃度の着色樹脂粒子の再分散液を得ること、上記脱水工程において、当該所定の固形分濃度の着色樹脂粒子の再分散液に、凝集剤として、酸及び/又はカチオン系高分子凝集剤を添加して着色樹脂粒子を凝集させた後に脱水することを特徴とする重合トナーの製造方法が開示されている。
本発明の課題は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを調整するpH調整工程を含み、前記pH調整工程における前記トナー粒子分散液のpHを8未満又は11超に調整する場合に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することである。
上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
<1> 分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記冷却工程において、前記融合粒子を含む分散液を40℃以下の温度に冷却する<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記冷却工程後、60分以内に前記pH調整工程を行う<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記冷却工程後、30分以内に前記pH調整工程を行う<3>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを8.5以上11.0以下に調整する<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを9.0以上10.0以下に調整する<5>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記凝集工程において、少なくとも前記樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集する<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記pH調整工程において、アルカリ金属水酸化物によりpHを調整する<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> <1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
<1> 分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記冷却工程において、前記融合粒子を含む分散液を40℃以下の温度に冷却する<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記冷却工程後、60分以内に前記pH調整工程を行う<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記冷却工程後、30分以内に前記pH調整工程を行う<3>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを8.5以上11.0以下に調整する<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを9.0以上10.0以下に調整する<5>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記凝集工程において、少なくとも前記樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集する<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記pH調整工程において、アルカリ金属水酸化物によりpHを調整する<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> <1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
<1>又は<7>に係る発明によれば、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを調整するpH調整工程を含み、前記pH調整工程における前記トナー粒子分散液のpHを8未満又は11超に調整する場合に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<2>に係る発明によれば、前記冷却工程において、前記融合粒子を含む分散液を40℃超の温度に冷却する場合に比べ、得られる画像のカブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記冷却工程後、60分経過後に前記pH調整工程を行う場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<4>に係る発明によれば、前記冷却工程後、30分経過後に前記pH調整工程を行う場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを8.5未満又は11.0超に調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを9.0未満又は10.0超に調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、アンモニアによりpHを調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<9>に係る発明によれば、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを調整するpH調整工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記pH調整工程における前記トナー粒子分散液のpHを8未満又は11超に調整する場合に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れ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、前記冷却工程において、前記融合粒子を含む分散液を40℃超の温度に冷却する場合に比べ、得られる画像のカブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記冷却工程後、60分経過後に前記pH調整工程を行う場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<4>に係る発明によれば、前記冷却工程後、30分経過後に前記pH調整工程を行う場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを8.5未満又は11.0超に調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを9.0未満又は10.0超に調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記pH調整工程において、アンモニアによりpHを調整する場合に比べ、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<9>に係る発明によれば、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを調整するpH調整工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記pH調整工程における前記トナー粒子分散液のpHを8未満又は11超に調整する場合に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、段階的に記載されている数値範囲において、ある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、数値範囲において、ある数値範囲で記載された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。
組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
なお、段階的に記載されている数値範囲において、ある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、数値範囲において、ある数値範囲で記載された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。
組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
(静電荷像現像用トナーの製造方法)
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーである。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーである。
得られる画像において色点が発生する原因として、トナーの凝集差に応じて帯電特性が変化してしまい、出力画像の画像とは関係のない場所に付着してしまうことが挙げられる。特許文献1では、アモルファスシリコンからなる感光層を備える感光体を用いており、トナーを安定して正帯電させるために、電荷制御剤として第四級アンモニウム塩官能基含有微粒子を利用している。しかし、この第四級アンモニウム塩官能基含有微粒子は瞬時に凝集してしまうため、第四級アンモニウム塩官能基含有樹脂を含むコア粒子を(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン-(メタ)アクリル系樹脂からなる群から選択される1種類以上の樹脂で被覆することで電荷制御剤の凝集を防ぎ、適切な帯電量とすることで色点やかぶりのような画像不良を抑制している。
また、色点発生の原因は、上記に限らず、乳化重合法によるトナーの製造において、アルミニウム系凝集剤を使用するとトナー粒子の製造後にゲル状物質が発生することがある。ゲル状物質は洗浄工程では除去できないためトナー粒子に混入してしまい、色点発生の原因となる。
また、色点発生の原因は、上記に限らず、乳化重合法によるトナーの製造において、アルミニウム系凝集剤を使用するとトナー粒子の製造後にゲル状物質が発生することがある。ゲル状物質は洗浄工程では除去できないためトナー粒子に混入してしまい、色点発生の原因となる。
このように、従来の方法では、洗浄工程以降に、トナー粒子分散液のまま長時間保持することがあったが、長時間放置したトナー粒子分散液中にはゲル状物質が多く含有されていた。
このゲル状物質は、トナー粒子分散液をpH8未満で数時間放置した際に発生する水酸化アルミニウムによるものであることを本発明者らは、見出した。
まず、冷却工程後のトナー粒子の水分散液中に存在するアルミニウムイオンと水分散液中の水酸化物イオンが結合し、水酸化アルミニウムが生成される。この水酸化アルミニウムは長時間水と接することでゲル状となり、その大きさは経時で徐々に大きくなってしまう。一度生成したゲル状水酸化アルミニウムはpH調整によって完全には除去できないため、ゲル状を形成する前にpH調整を行い、水酸化アルミニウムの発生を抑制する必要がある。冷却後のトナー分散液のpHを8以上とすることでゲル状物質の発生を抑制することが可能だが、トナー粒子への塩基性化合物の添加は帯電や表面性への影響が大きいため導入が困難であった。実際にトナー粒子分散液のpHが11を超える値とすると、帯電性が低下し、得られる画像においてカブリが発生してしまう。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法では、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含むことにより、凝集剤としてアルミニウム系凝集剤を用いても、水酸化アルミニウムの発生が抑制され、ゲル状物質の発生が抑制され、得られる画像における色点発生を抑制し、また、帯電性の低下が抑制され、得られる画像におけるカブリの発生も抑制されると推定している。
このゲル状物質は、トナー粒子分散液をpH8未満で数時間放置した際に発生する水酸化アルミニウムによるものであることを本発明者らは、見出した。
まず、冷却工程後のトナー粒子の水分散液中に存在するアルミニウムイオンと水分散液中の水酸化物イオンが結合し、水酸化アルミニウムが生成される。この水酸化アルミニウムは長時間水と接することでゲル状となり、その大きさは経時で徐々に大きくなってしまう。一度生成したゲル状水酸化アルミニウムはpH調整によって完全には除去できないため、ゲル状を形成する前にpH調整を行い、水酸化アルミニウムの発生を抑制する必要がある。冷却後のトナー分散液のpHを8以上とすることでゲル状物質の発生を抑制することが可能だが、トナー粒子への塩基性化合物の添加は帯電や表面性への影響が大きいため導入が困難であった。実際にトナー粒子分散液のpHが11を超える値とすると、帯電性が低下し、得られる画像においてカブリが発生してしまう。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法では、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含むことにより、凝集剤としてアルミニウム系凝集剤を用いても、水酸化アルミニウムの発生が抑制され、ゲル状物質の発生が抑制され、得られる画像における色点発生を抑制し、また、帯電性の低下が抑制され、得られる画像におけるカブリの発生も抑制されると推定している。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、トナー粒子を凝集合一法により製造する方法である。
以下、前述した以外の各工程の詳細について、説明する。
以下、前述した以外の各工程の詳細について、説明する。
<凝集工程>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程を含む。
前記凝集工程における前記分散液は、少なくとも樹脂粒子を含み、少なくとも樹脂粒子、及び、離型剤粒子を含むことが好ましい。また、必要に応じ、着色剤粒子等を更に含んでいてもよい。
前記分散液の調製方法としては、特に制限はないが、樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合することに好適に調製することができる。
そして、前記分散液中で、少なくとも樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を含む分散液を作製する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程を含む。
前記凝集工程における前記分散液は、少なくとも樹脂粒子を含み、少なくとも樹脂粒子、及び、離型剤粒子を含むことが好ましい。また、必要に応じ、着色剤粒子等を更に含んでいてもよい。
前記分散液の調製方法としては、特に制限はないが、樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合することに好適に調製することができる。
そして、前記分散液中で、少なくとも樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を含む分散液を作製する。
前記凝集は、具体的には、例えば、前記分散液に凝集剤を添加すると共に、前記分散液の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、樹脂粒子のガラス転移温度に応じた温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、前記分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
前記凝集工程においては、例えば、前記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℃)で前記凝集剤を添加し、前記分散液の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、前記加熱を行ってもよい。
前記凝集工程においては、例えば、前記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℃)で前記凝集剤を添加し、前記分散液の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、前記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、アルミニウム系凝集剤を使用する。
凝集剤のアルミニウムイオンと錯体又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。
凝集剤のアルミニウムイオンと錯体又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、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機アルミニウム塩重合体等が挙げられる。
中でも、凝集剤として、硫酸アルミニウムを用いることが好ましい。
アルミニウム系凝集剤の添加量としては、凝集されれば特に制限はないが、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質量部以下がより好ましい。
中でも、凝集剤として、硫酸アルミニウムを用いることが好ましい。
アルミニウム系凝集剤の添加量としては、凝集されれば特に制限はないが、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質量部以下がより好ましい。
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)、及び、これらの塩等が挙げられる。中でも、キレート剤としては、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、ニトリロトリ酢酸(NTA)の塩、又は、3-ヒドロキシ-2,2’-イミノジコハク酸4ナトリウム塩(HIDS)が好適に用いられる。
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。
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。
前記凝集工程における前記分散液は、水系分散液であることが好ましく、水分散液であることがより好ましい。
前記凝集工程における前記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。
前記凝集工程における前記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。
また、前記凝集工程における前記分散液は、界面活性剤を含むことが好ましい。
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、第四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、第四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。
前記分散液中に分散する凝集前の樹脂粒子の体積平均粒径としては、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以下が更に好ましい。
前記分散液中に分散する凝集前の離型剤粒子の体積平均粒径としては、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以下が更に好ましい。
なお、樹脂粒子及び離型剤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、(株)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。
前記分散液中に分散する凝集前の離型剤粒子の体積平均粒径としては、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以下が更に好ましい。
なお、樹脂粒子及び離型剤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、(株)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。
前記凝集工程における前記樹脂粒子は、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、ポリエステル樹脂粒子を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂粒子であることがより好ましい。
また、前記凝集工程における前記樹脂粒子は、非晶性樹脂粒子を含むことが好ましく、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含むことがより好ましい。
また、前記分散液は、上述したように、トナー粒子に用いられる着色剤粒子等を更に含んでいてもよい。
着色剤粒子の好ましい体積平均粒径は、前記樹脂粒子の好ましい体積平均粒径と同様である。
また、前記凝集工程における前記樹脂粒子は、非晶性樹脂粒子を含むことが好ましく、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含むことがより好ましい。
また、前記分散液は、上述したように、トナー粒子に用いられる着色剤粒子等を更に含んでいてもよい。
着色剤粒子の好ましい体積平均粒径は、前記樹脂粒子の好ましい体積平均粒径と同様である。
前記凝集工程において、前記分散液の固形分濃度は、樹脂粒子及び離型剤粒子等の分散性の観点から、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、8質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、11質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。
前記凝集工程により得られる凝集粒子の体積平均粒径は、特に制限はなく、所望のトナー粒子の体積平均粒径に応じ、適宜選択することができる。
また、前記凝集の停止は、例えば、pHを上げる等、公知の方法により停止すればよい。pHの上げる手段としては、塩基性化合物を添加する手段が好適に挙げられる。塩基性化合物としては、pH調整工程において後述する塩基性化合物が好適に挙げられる。
また、前記凝集の停止は、例えば、pHを上げる等、公知の方法により停止すればよい。pHの上げる手段としては、塩基性化合物を添加する手段が好適に挙げられる。塩基性化合物としては、pH調整工程において後述する塩基性化合物が好適に挙げられる。
なお、結着樹脂、離型剤、着色剤等のトナー粒子に含まれる各成分の好ましい態様については、まとめて後述する。
<融合工程>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程を含む。
前記融合工程においては、前記凝集粒子が分散された分散液を、例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度より30℃から50℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、融合粒子を形成する。
前記凝集工程において、離型剤粒子を凝集させる場合、融合工程では、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上、離型剤の融解温度以上では、樹脂及び離型剤が融和した状態にある。その後、冷却してトナー粒子を得る。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程を含む。
前記融合工程においては、前記凝集粒子が分散された分散液を、例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度より30℃から50℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、融合粒子を形成する。
前記凝集工程において、離型剤粒子を凝集させる場合、融合工程では、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上、離型剤の融解温度以上では、樹脂及び離型剤が融和した状態にある。その後、冷却してトナー粒子を得る。
<冷却工程>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程を含む。
前記冷却工程においては、前記融合粒子を含む分散液の温度を、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、40℃以下まで冷却することが好ましく、0℃以上35℃以下まで冷却することがより好ましく、10℃以上30℃以下まで冷却することが更に好ましく、15℃以上25℃以下まで冷却することが特に好ましい。
前記冷却工程に冷却手段は、特に制限はなく、公知の冷却手段を用いることができる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程を含む。
前記冷却工程においては、前記融合粒子を含む分散液の温度を、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、40℃以下まで冷却することが好ましく、0℃以上35℃以下まで冷却することがより好ましく、10℃以上30℃以下まで冷却することが更に好ましく、15℃以上25℃以下まで冷却することが特に好ましい。
前記冷却工程に冷却手段は、特に制限はなく、公知の冷却手段を用いることができる。
前記冷却工程における前記融合粒子を含む分散液の冷却速度は、水酸化アルミニウムの発生抑制、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、1℃/分以上であることが好ましく、5℃/分以上であることがより好ましく、10℃/分以上100℃/分以下であることが更に好ましく、15℃/分以上50℃/分以下であることが特に好ましい。
<pH調整工程>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程を含む。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、水酸化アルミニウムの発生抑制、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、前記冷却工程後、60分以内に前記pH調整工程を行うことが好ましく、前記冷却工程後、30分以内に前記pH調整工程を行うことがより好ましく、前記冷却工程後、15分以内に前記pH調整工程を行うことが特に好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程を含む。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、水酸化アルミニウムの発生抑制、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、前記冷却工程後、60分以内に前記pH調整工程を行うことが好ましく、前記冷却工程後、30分以内に前記pH調整工程を行うことがより好ましく、前記冷却工程後、15分以内に前記pH調整工程を行うことが特に好ましい。
前記pH調整工程において、水酸化アルミニウムの発生抑制、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、前記トナー粒子分散液のpHを、8.5以上11.0以下に調整することが好ましく、8.5以上10.5以下に調整することがより好ましく、9.0以上10.0以下に調整することが特に好ましい。
また、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、前記pH調整工程前の前記トナー粒子分散液のpHよりも、前記pH調整工程後の前記トナー粒子分散液のpHが高いことが好ましい。
前記pH調整工程前の前記トナー粒子分散液のpHは、本実施形態における効果をより発揮する観点から、6.0以上9.5以下であることが好ましく、7.0以上9.2以下であることがより好ましく、7.5以上9.0以下であることが特に好ましい。
前記pH調整工程前の前記トナー粒子分散液のpHは、本実施形態における効果をより発揮する観点から、6.0以上9.5以下であることが好ましく、7.0以上9.2以下であることがより好ましく、7.5以上9.0以下であることが特に好ましい。
前記pH調整工程においては、塩基性化合物を添加してpHを調整することが好ましい。
塩基性化合物として、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、又は、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物若しくは水酸化物、アンモニア、アミン化合物等が挙げられる。中でも、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましく、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムが更に好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
また、前記塩基性化合物の添加を、塩基性化合物の水系媒体溶液により行うことが好ましく、塩基性化合物の水溶液により行うことがより好ましい。水系媒体としては、後述するものが挙げられる。
塩基性化合物として、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、又は、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物若しくは水酸化物、アンモニア、アミン化合物等が挙げられる。中でも、得られる画像の色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性の観点から、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましく、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムが更に好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
また、前記塩基性化合物の添加を、塩基性化合物の水系媒体溶液により行うことが好ましく、塩基性化合物の水溶液により行うことがより好ましい。水系媒体としては、後述するものが挙げられる。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
ここで、pH調整工程終了後は、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、気流乾燥、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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、得られたトナー粒子に、外添剤を外添する工程を含むことが好ましい。
外添方法としては、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディ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、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
外添方法としては、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディ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、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<樹脂粒子分散液準備工程>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂粒子分散液を準備する樹脂粒子分散液準備工程を含むことが好ましい。
樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液を準備する工程、及び、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する工程を含むことが好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂粒子分散液を準備する樹脂粒子分散液準備工程を含むことが好ましい。
樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液を準備する工程、及び、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する工程を含むことが好ましい。
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、転相乳化法によって分散媒に樹脂粒子を分散させてもよい。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、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系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以下が更に好ましい。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は、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。
樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、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、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、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。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記凝集工程後、前記融合工程の前に、前記凝集粒子を含む分散液と、結着樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、を更に混合し、凝集粒子の表面に更に結着樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程を含んでいてもよい。前記第2凝集粒子を形成する工程を経ることにより、コアシェル構造のトナー粒子が形成される。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前述した以外の公知の工程を含んでいてもよい。
以下、静電荷像現像用トナーに含まれる各成分について、詳細に説明する。
トナー粒子は、結着樹脂、及び、離型剤、並びに、必要に応じ、他の成分を含み、結着樹脂、離型剤、及び、着色剤を含むことが好ましい。
トナー粒子は、結着樹脂、及び、離型剤、並びに、必要に応じ、他の成分を含み、結着樹脂、離型剤、及び、着色剤を含むことが好ましい。
<結着樹脂>
結着樹脂は、非晶性樹脂を含有することが好ましく、画像強度、及び、得られる画像における濃度ムラ抑制の観点から、非晶性樹脂、及び、結晶性樹脂を含有することがより好ましい。すなわち、前記第一凝集工程においては、前記樹脂粒子として、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含有することがより好ましい。
結着樹脂は、非晶性樹脂を含有することが好ましく、画像強度、及び、得られる画像における濃度ムラ抑制の観点から、非晶性樹脂、及び、結晶性樹脂を含有することがより好ましい。すなわち、前記第一凝集工程においては、前記樹脂粒子として、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含有することがより好ましい。
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。
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、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、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。
なお、非晶性樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と、スチレンアクリル樹脂とを併用することも好ましい態様である。
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、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、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。
なお、非晶性樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と、スチレンアクリル樹脂とを併用することも好ましい態様である。
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。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、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、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、芳香族ジオールがより好ましい。
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。
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、公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。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重縮合させるとよい。
結着樹脂、特に非晶性樹脂としては、スチレンアクリル樹脂が挙げられる。
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリロキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。
なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、その両方を重合してなる部分構造である。また、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリロキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。
なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、その両方を重合してなる部分構造である。また、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
スチレン系単量体としては、例えば、具体的には、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば、2-クロロスチレン、3-クロロスチレン、4-クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等が挙げられる。スチレン系単量体は、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。
これらの中で、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
これらの中で、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸n-テトラデシル、(メタ)アクリル酸n-ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n-オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル等)、(メタ)アクリル酸アリールエステル(例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t-ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル等)、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸β-カルボキシエチル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。(メタ)アクリル酸系単量体は、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、(メタ)アクリル系単量体のうち、これらの(メタ)アクリルエステルの中でも、定着性の点から、炭素数2以上14以下(好ましくは炭素数2以上10以下、より好ましくは3以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
なお、(メタ)アクリル系単量体のうち、これらの(メタ)アクリルエステルの中でも、定着性の点から、炭素数2以上14以下(好ましくは炭素数2以上10以下、より好ましくは3以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
スチレン系単量体と(メタ)アクリル系単量体との共重合比(質量基準、スチレン系単量体/(メタ)アクリル系単量体)は、特に制限はないが、85/15乃至70/30であることが好ましい。
スチレンアクリル樹脂は、架橋構造を有していてもよい。架橋構造を有するスチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン系単量体と(メタ)アクリル酸系単量体と架橋性単量体とを少なくとも共重合したものが好ましく挙げられる。
架橋性単量体としては、例えば、2官能以上の架橋剤が挙げられる。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2-([1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2-ビス(4-メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
中でも、架橋性単量体としては、画像濃度低下の発生が抑制されるとともに、画像濃度ムラの発生が抑制される、及び、定着性の観点から、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、2官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましく、炭素数6以上20以下のアルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が更に好ましく、炭素数6以上20以下の直鎖アルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が特に好ましい。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2-([1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2-ビス(4-メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
中でも、架橋性単量体としては、画像濃度低下の発生が抑制されるとともに、画像濃度ムラの発生が抑制される、及び、定着性の観点から、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、2官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましく、炭素数6以上20以下のアルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が更に好ましく、炭素数6以上20以下の直鎖アルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が特に好ましい。
全単量体に対する架橋性単量体の共重合比(質量基準、架橋性単量体/全単量体)は、特に制限はないが、2/1,000乃至20/1,000であることが好ましい。
スチレンアクリル樹脂の作製方法は、特に制限はなく、種々の重合方法(例えば、溶液重合、沈殿重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等)が適用される。また、重合反応は、公知の操作(例えば、回分式、半連続式、連続式等)が適用される。
スチレンアクリル樹脂は、全結着樹脂に占める割合が0質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
非晶性樹脂は、全結着樹脂に占める割合が60質量%以上98質量%以下であることが好ましく、65質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。
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、5,000以上1,000,000以下が好ましく、7,000以上500,000以下がより好ましい。
非晶性樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000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、2,000以上100,000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。
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、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、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、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、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としては、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。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。
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、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の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、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の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等が挙げられる。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。
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。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、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樹脂と同様に、公知の製造方法により得られる。
結晶性ポリエステル樹脂としては、結晶構造を容易に形成する観点と、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が良好であり、その結果、画像の定着性が向上する観点とから、α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、2個のカルボキシ基をつなぐアルキレン基の炭素数が3以上14以下であるα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸が好ましく、前記アルキレン基の炭素数は4以上12以下がより好ましく、前記アルキレン基の炭素数は6以上10以下が更に好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,6-ヘキサンジカルボン酸(慣用名スベリン酸)、1,7-ヘプタンジカルボン酸(慣用名アゼライン酸)、1,8-オクタンジカルボン酸(慣用名セバシン酸)、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が挙げられ、中でも、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸は、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,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,6-ヘキサンジカルボン酸(慣用名スベリン酸)、1,7-ヘプタンジカルボン酸(慣用名アゼライン酸)、1,8-オクタンジカルボン酸(慣用名セバシン酸)、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が挙げられ、中でも、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸は、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,ω-直鎖脂肪族ジオールとしては、2個のヒドロキシ基をつなぐアルキレン基の炭素数が3以上14以下であるα,ω-直鎖脂肪族ジオールが好ましく、前記アルキレン基の炭素数は4以上12以下がより好ましく、前記アルキレン基の炭素数は6以上10以下が更に好ましい。
α,ω-直鎖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、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール等が挙げられ、中でも、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-デカンジオールが好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジオールは、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,ω-直鎖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、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール等が挙げられ、中でも、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-デカンジオールが好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジオールは、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,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とα,ω-直鎖脂肪族ジオールとの重合体としては、結晶構造を容易に形成する観点と、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が良好であり、その結果、画像の定着性が向上する観点とから、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、及び1,10-デカンジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種と、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-デカンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種との重合体が好ましく、中でも、1,10-デカンジカルボン酸と1,6-ヘキサンジオールとの重合体がより好ましい。
結晶性樹脂は、全結着樹脂に占める割合が1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
・その他の結着樹脂
結着樹脂としては、例えば、エチレン性不飽和ニトリル類(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体が挙げられる。
ほかに結着樹脂としては、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。
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、エチレン性不飽和ニトリル類(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体が挙げられる。
ほかに結着樹脂としては、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。
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。
結着樹脂の含有量は、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。
-離型剤-
前記凝集工程において、前記分散液は、離型剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
前記凝集工程において、前記分散液は、離型剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
離型剤としては、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が良好であり、その結果、画像の定着性が向上する観点から、エステルワックスが好ましく、炭素数10以上30以下の高級脂肪酸と、1価又は多価の炭素数1以上30以下のアルコール成分とのエステルワックスがより好ましい。
エステルワックスは、エステル結合を有するワックスである。エステルワックスとしては、モノエステル、ジエステル、トリエステル及びテトラエステルのいずれでもよく、公知の天然または合成のエステルワックスが採用できる。
エステルワックスとしては、高級脂肪酸(炭素数10以上の脂肪酸等)と1価又は多価の脂肪族アルコール(炭素数8以上の脂肪族アルコール等)とのエステル化合物で、融解温度60℃以上110℃以下(好ましくは、65℃以上100℃以下、より好ましくは70℃以上95℃以下)のエステル化合物が挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、高級脂肪酸(カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸等)と、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の1価アルコール;グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール)とのエステル化合物が挙げられ、具体的には、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、ホホバ油、木ろう、蜜ろう、イボタワックス、ラノリン、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
エステルワックスとしては、高級脂肪酸(炭素数10以上の脂肪酸等)と1価又は多価の脂肪族アルコール(炭素数8以上の脂肪族アルコール等)とのエステル化合物で、融解温度60℃以上110℃以下(好ましくは、65℃以上100℃以下、より好ましくは70℃以上95℃以下)のエステル化合物が挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、高級脂肪酸(カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸等)と、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の1価アルコール;グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール)とのエステル化合物が挙げられ、具体的には、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、ホホバ油、木ろう、蜜ろう、イボタワックス、ラノリン、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
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。
離型剤の融解温度は、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。
離型剤の融解温度は、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。
離型剤の含有量は、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15質量%以下がより好ましい。
-着色剤-
前記凝集工程において、前記分散液は、着色剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
前記凝集工程において、前記分散液は、着色剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色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30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
-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。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
-トナー粒子の特性等-
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(コアシェル型粒子)であってもよい。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を含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されている。
中でも、トナー粒子は、低温定着性、及び、色筋発生抑制性の観点から、コアシェル型粒子であることが好ましい。
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(コアシェル型粒子)であってもよい。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を含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されている。
中でも、トナー粒子は、低温定着性、及び、色筋発生抑制性の観点から、コアシェル型粒子であることが好ましい。
トナーの体積平均粒径(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。
トナーの体積平均粒径は、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質量%水溶液2mL中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100mL以上150mL以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子について、各々の粒径を測定する。サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定された粒径について、小径側から体積基準の累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
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質量%水溶液2mL中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100mL以上150mL以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子について、各々の粒径を測定する。サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定された粒径について、小径側から体積基準の累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
本実施形態においてトナー粒子の平均円形度は、特に制限はないが、像保持体からのトナーのクリーニング性を良化する観点からは、0.91以上0.98以下が好ましく、0.94以上0.98以下がより好ましく、0.95以上0.97以下が更に好ましい。
本実施形態においてトナー粒子の円形度とは、(粒子投影像と同じ面積をもつ円の周囲長)÷(粒子投影像の周囲長)であり、トナー粒子の平均円形度とは、円形度の分布において小さい側から累積50%となる円形度である。トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像解析装置でトナー粒子を少なくとも3,000個解析して求める。
トナー粒子の平均円形度は、例えば、融合工程における、分散液の撹拌速度、分散液の温度又は保持時間を調整することによって制御しうる。
<外添剤>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、必要に応じて、外添剤を含んでいてもよい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、外添剤を有しないトナー粒子であっても、トナー粒子に外添剤が外添したものであってもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。前記無機粒子として、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。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、必要に応じて、外添剤を含んでいてもよい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、外添剤を有しないトナー粒子であっても、トナー粒子に外添剤が外添したものであってもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。前記無機粒子として、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、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
疎水化処理剤の量としては、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
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。
本実施形態における外添剤としては、無機酸化物粒子が好ましく、具体的には、酸化チタン(TiO2)、二酸化ケイ素(SiO2)、アルミナ(Al2O3)のいずれかの粒子が好ましい。
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10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上6質量%以下がより好ましい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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。
中でも、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画像形成装置が好適に挙げられる。また、クリーニング手段としては、クリーニングブレードが好ましい。
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。
中でも、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画像形成装置が好適に挙げられる。また、クリーニング手段としては、クリーニングブレードが好ましい。
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更に向上させるには、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更に向上させるには、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、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、量を示す「部」及び「%」とは、特に断りがない限り、質量基準である。
<粒子分散液などの調製>
〔クロ着色粒子分散液(1)の調製〕
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal1330):50部
・イオン系界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):10部
・イオン交換水:192.9部
上記成分を混合しアルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分処理し、クロ着色粒子分散液(固形分濃度:20質量%)を調整した。
〔クロ着色粒子分散液(1)の調製〕
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal1330):50部
・イオン系界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):10部
・イオン交換水:192.9部
上記成分を混合しアルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分処理し、クロ着色粒子分散液(固形分濃度:20質量%)を調整した。
〔非晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の調製〕
・テレフタル酸:70部
・フマル酸:30部
・エチレングリコール:44部
・1,5-ペンタンジオール:47部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えたフラスコに、上記の材料を仕込み窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料の合計100部に対してジブチル錫オキサイド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240℃まで温度を上げ、前記温度で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95,000、ガラス転移温度62℃のポリエステル樹脂を合成した。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、ポリエステル樹脂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分間撹拌した。次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を撹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25℃に戻し、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分散液(A1)とした。
・テレフタル酸:70部
・フマル酸:30部
・エチレングリコール:44部
・1,5-ペンタンジオール:47部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えたフラスコに、上記の材料を仕込み窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料の合計100部に対してジブチル錫オキサイド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240℃まで温度を上げ、前記温度で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95,000、ガラス転移温度62℃のポリエステル樹脂を合成した。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、ポリエステル樹脂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分間撹拌した。次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を撹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25℃に戻し、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分散液(A1)とした。
〔結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1)の作製〕
・セバシン酸ジメチル:97部
・イソフタル酸ジメチル-5-スルホン酸ナトリウム:3部
・エチレングリコール:100部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3質量部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記の成分を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌及び還流を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂B1を得た。分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量(Mw)は9,700であり、融解温度は84℃であった。得られた結晶性ポリエステル樹脂B1を90質量部、イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)を1.8質量部、イオン交換水を210質量部、を用い、100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径が200nmであり,固形分量が20質量部である結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1)とした。
・セバシン酸ジメチル:97部
・イソフタル酸ジメチル-5-スルホン酸ナトリウム:3部
・エチレングリコール:100部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3質量部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記の成分を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌及び還流を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂B1を得た。分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂B1の重量平均分子量(Mw)は9,700であり、融解温度は84℃であった。得られた結晶性ポリエステル樹脂B1を90質量部、イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)を1.8質量部、イオン交換水を210質量部、を用い、100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径が200nmであり,固形分量が20質量部である結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1)とした。
〔結晶性ポリエステル樹脂分散液(D2)の作製〕
・1,10-デカンジカルボン酸:260部
・1,6-ヘキサンジオール:167部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した三口フラスコに上記の材料を入れ、三口フラスコ内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12,600、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂90部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)1.8部とイオン交換水210部とを混合し、120℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(D2)を得た。
・1,10-デカンジカルボン酸:260部
・1,6-ヘキサンジオール:167部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した三口フラスコに上記の材料を入れ、三口フラスコ内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12,600、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂90部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)1.8部とイオン交換水210部とを混合し、120℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(D2)を得た。
〔離型剤粒子分散液(W1)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(W1)(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(W1)(固形分量20質量%)を得た。
〔離型剤粒子分散液(W2)の調製〕
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、融解温度92℃):100部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製):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220nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(W2)(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、FNP92、融解温度92℃):100部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製):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220nmの離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液(W2)(固形分量20質量%)を得た。
〔キャリアの作製〕
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径:0.55μm):500部をヘンシェルミキサーで十分に撹拌した後、チタネート系カップリング剤5.0部を添加し100℃まで昇温して30分間混合撹拌してチタネート系カップリング剤被覆球状マグネタイト粒子を得た。続いて、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35質量%ホルマリン9.25部と、上記チタネート系カップリング剤被覆球状マグネタイト粒子500部と、25質量%アンモニア水6.25部と、水425部と、を入れて混合撹拌した。次に、撹拌しながら85℃で120分反応させた後、25℃まで冷却し、500部の水を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。これを減圧下、150℃以上180℃以下で乾燥し、体積平均粒径35μmのキャリアを得た。
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径:0.55μm):500部をヘンシェルミキサーで十分に撹拌した後、チタネート系カップリング剤5.0部を添加し100℃まで昇温して30分間混合撹拌してチタネート系カップリング剤被覆球状マグネタイト粒子を得た。続いて、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35質量%ホルマリン9.25部と、上記チタネート系カップリング剤被覆球状マグネタイト粒子500部と、25質量%アンモニア水6.25部と、水425部と、を入れて混合撹拌した。次に、撹拌しながら85℃で120分反応させた後、25℃まで冷却し、500部の水を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。これを減圧下、150℃以上180℃以下で乾燥し、体積平均粒径35μmのキャリアを得た。
(実施例1)
〔トナー及び現像剤の作製〕
・イオン交換水:200部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1):150部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(B1):10部
・クロ着色粒子分散液:15部
・離型剤粒子分散液:10部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製、TaycaPower):2.8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1N(=0.1mol/L)の硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、硫酸アルミニウム2.0部をイオン交換水30部に溶解させた硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)水溶液を添加した。ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し体積平均粒径が4.8μmとなるまで保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。その後、体積平均粒径が5.2μmとなったところで、更に非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。続いて、10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト(株)製)を20部加えた後、1N(=1mol/L)の水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、アニオン性界面活性剤(TaycaPower):1.0部投入して撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。その後20℃/分の速度で20℃まで冷却した。冷却後60分以内に1N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.5に調整した。pH調整後、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5.9μm、平均円形度0.97のトナー粒子(1)を得た。
〔トナー及び現像剤の作製〕
・イオン交換水:200部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1):150部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(B1):10部
・クロ着色粒子分散液:15部
・離型剤粒子分散液:10部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製、TaycaPower):2.8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1N(=0.1mol/L)の硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、硫酸アルミニウム2.0部をイオン交換水30部に溶解させた硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)水溶液を添加した。ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し体積平均粒径が4.8μmとなるまで保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。その後、体積平均粒径が5.2μmとなったところで、更に非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)60部を追加し30分保持した。続いて、10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト(株)製)を20部加えた後、1N(=1mol/L)の水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、アニオン性界面活性剤(TaycaPower):1.0部投入して撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。その後20℃/分の速度で20℃まで冷却した。冷却後60分以内に1N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.5に調整した。pH調整後、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5.9μm、平均円形度0.97のトナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度10,000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナーを得た。
(実施例2及び3)
1N水酸化ナトリウム水溶液添加工程を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、各例のトナー及び現像剤を作製した。
1N水酸化ナトリウム水溶液添加工程を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、各例のトナー及び現像剤を作製した。
(実施例4)
乾燥後の体積平均粒径5.9μmが、4.8μmになるように変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
乾燥後の体積平均粒径5.9μmが、4.8μmになるように変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
(実施例5)
10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト(株)製)をキレート剤(3-ヒドロキシ-2,2’-イミノジコハク酸4ナトリウム塩(HIDS)、(株)日本触媒製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト(株)製)をキレート剤(3-ヒドロキシ-2,2’-イミノジコハク酸4ナトリウム塩(HIDS)、(株)日本触媒製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
(実施例6)
硫酸アルミニウムをポリ塩化アルミニウムに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
硫酸アルミニウムをポリ塩化アルミニウムに変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
(実施例7)
結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1)を結晶性ポリエステル樹脂分散液(D2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1)を結晶性ポリエステル樹脂分散液(D2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
(実施例8)
離型剤粒子分散液(W1)を離型剤粒子分散液(W2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
離型剤粒子分散液(W1)を離型剤粒子分散液(W2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を作製した。
(比較例1及び2)
1N水酸化ナトリウム水溶液添加工程を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、各例のトナー及び現像剤を作製した。
1N水酸化ナトリウム水溶液添加工程を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、各例のトナー及び現像剤を作製した。
<トナーの性能評価>
〔色点発生抑制性評価〕
各例の現像剤を画像形成装置「Apeos PortIVC5575(富士ゼロックス(株)製)」の改造機の現像装置に収容した。この画像形成装置の改造機を用いて、高温高湿環境下(28℃、85%RH環境下)で1日間放置後、画像密度1%の画像をA4紙に連続で1,000枚形成した。900枚~1,000枚の100枚について色点の発生を目視で観察を実施し、以下の基準により評価した。なお、G2までが許容範囲とした。
-評価基準-
G1:色点発生なし
G2:色点が1箇所以上発生している枚数が1枚以上5枚以下
G3:色点が1箇所以上発生している枚数が5枚を超える
〔色点発生抑制性評価〕
各例の現像剤を画像形成装置「Apeos PortIVC5575(富士ゼロックス(株)製)」の改造機の現像装置に収容した。この画像形成装置の改造機を用いて、高温高湿環境下(28℃、85%RH環境下)で1日間放置後、画像密度1%の画像をA4紙に連続で1,000枚形成した。900枚~1,000枚の100枚について色点の発生を目視で観察を実施し、以下の基準により評価した。なお、G2までが許容範囲とした。
-評価基準-
G1:色点発生なし
G2:色点が1箇所以上発生している枚数が1枚以上5枚以下
G3:色点が1箇所以上発生している枚数が5枚を超える
〔カブリ抑制性評価〕
作製した現像剤を富士ゼロックス(株)製DocuCentre400に適用し、ソリッド部を形成するように画像形成を高温高湿環境下(30℃、88%RH環境下)で行い、更に100枚連続画像形成を行い、1枚目の画像と100枚目との画像についてソリッド部の画質を、以下の基準で目視評価した。
-評価基準-
A:1枚目及び100枚目の双方の画像でカブリなし
B:100枚目の画像でカブリが発生
C:1枚目の画像からカブリが発生
作製した現像剤を富士ゼロックス(株)製DocuCentre400に適用し、ソリッド部を形成するように画像形成を高温高湿環境下(30℃、88%RH環境下)で行い、更に100枚連続画像形成を行い、1枚目の画像と100枚目との画像についてソリッド部の画質を、以下の基準で目視評価した。
-評価基準-
A:1枚目及び100枚目の双方の画像でカブリなし
B:100枚目の画像でカブリが発生
C:1枚目の画像からカブリが発生
評価結果をまとめて、表1に示す。
なお、表1におけるPACは、ポリ塩化アルミニウムを表す。
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーが得られることがわかる。
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、得られる画像における色点発生抑制性、及び、カブリ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーが得られることがわかる。
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 (9)
- 分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を、アルミニウム系凝集剤を使用して凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程と、
前記融合粒子を含む分散液を冷却してトナー粒子分散液を得る冷却工程と、
前記トナー粒子分散液のpHを8以上11以下に調整するpH調整工程とを含む
静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記冷却工程において、前記融合粒子を含む分散液を40℃以下の温度に冷却する請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記冷却工程後、60分以内に前記pH調整工程を行う請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記冷却工程後、30分以内に前記pH調整工程を行う請求項3に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを8.5以上11.0以下に調整する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記pH調整工程において、前記トナー粒子分散液のpHを9.0以上10.0以下に調整する請求項5に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集工程において、少なくとも前記樹脂粒子及び離型剤粒子を凝集する請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記pH調整工程において、アルカリ金属水酸化物によりpHを調整する請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
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- 2021-03-23 JP JP2021049119A patent/JP2022147739A/ja active Pending
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