JP2022179070A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、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

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、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 Download PDF

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Abstract

【課題】細線再現性の高い静電荷像現像用トナーの提供。【解決手段】個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子と、非晶性樹脂を含有する2以上の樹脂層からなり前記コア粒子の表面を被覆するシェル層であって、前記2以上の樹脂層のうち最外層が前記非晶性樹脂からなる樹脂層である、シェル層と、を有するトナー粒子を含む、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、静電荷像現像用トナーの製造方法、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、結着樹脂及び離型剤を含有するコアと、前記コアの表面を部分的に覆う多層構造シェル層とを備えるトナー粒子を、複数含む静電潜像現像用トナーであって、前記多層構造シェル層は、オキサゾリン基を有する繰返し単位を含む第1ポリマーを含有する第1シェル層と、カルボキシル基を有する繰返し単位を含む第2ポリマーを含有する第2シェル層と、オキサゾリン基を有する繰返し単位を含む第3ポリマーを含有する第3シェル層と、を備え、前記第1シェル層、前記第2シェル層、及び前記第3シェル層は、前記コア側から、前記第1シェル層、前記第2シェル層、前記第3シェル層の順の積層構造を有し、前記第2シェル層は、前記コアの表面領域のうち前記第1シェル層で覆われていない領域に接触している、静電潜像現像用トナーが開示されている。
特許文献2には、コア粒子表面に中間層が形成され、この中間層上にシェル層が積層されてなる多層構造のトナー粒子よりなる静電荷像現像用トナーであって、前記コア粒子が、ビニル系重合体Aよりなるマトリクス相中に、結晶性ポリエステル樹脂がドメイン相として分散されてなるものであり、当該ドメイン相の平均径が300nm以下であり、前記中間層がビニル系重合体Bを含有するものであり、前記シェル層が、ビニル系重合セグメントとポリエステル重合セグメントとが化学的に結合してなる非晶性樹脂を含有するものであることを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献3には、少なくとも樹脂と着色剤を含有するコア粒子をシェル層にて被覆してなるコア・シェル構造を有する静電潜像現像用トナーにおいて、該シェル層がワックスを含有せず、該コア粒子とシェル層の溶解度パラメーター値(SP値)の差(ΔSP)が0.2~0.7であることを特徴とする静電潜像現像用トナーが開示されている。
特開2018-097052号公報 特開2014-206610号公報 特開2009-163026号公報
近年、クーポン券、割引券、証明書等における「特殊色」を用いた印刷、肉眼では判読できない微細なマイクロ文字を並べて罫線、イラスト等を表現する偽造防止技術などの要求が高まっている。
しかしながら、鱗片状顔料、大径発光粒子等の大径粒子を特殊色の色材として含むトナーを用いると、良好な電気特性および粉体流動性が得られにくく、細線再現性が得られにくいことがある。
本発明は、個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子とシェル層とを有するトナー粒子を含むトナーであって、シェル層が樹脂層1層のみからなる場合又はシェル層が2層以上の樹脂層からなり最外層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1>
個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子と、
非晶性樹脂を含有する2以上の樹脂層からなり前記コア粒子の表面を被覆するシェル層であって、前記2以上の樹脂層のうち最外層が前記非晶性樹脂からなる樹脂層である、シェル層と、
を有するトナー粒子を含む、静電荷像現像用トナー。
<2>
前記シェル層は、非晶性樹脂を含有する3以上の樹脂層からなり、
前記3以上の樹脂層のうち最内層が前記非晶性樹脂からなる樹脂層であり、
前記3以上の樹脂層のうち最外層及び最内層以外の層である中間層として、前記非晶性樹脂と、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する樹脂層を含む、<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3>
前記大径粒子は、鱗片状粒子を含む、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4>
前記大径粒子は、発光粒子を含む、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<5>
1個の前記コア粒子は、1個の前記大径粒子からなる、<1>~<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6>
1個の前記コア粒子は、2個以上の前記大径粒子と非晶性樹脂とを含有する、<1>~<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<7>
前記コア粒子全体に対する前記大径粒子の含有量は、50質量%以上である、<6>に記載の静電荷像現像用トナー。
<8>
非晶性樹脂を含有し前記大径粒子を含有しない樹脂単独粒子を含まないか、又は、前記樹脂単独粒子の含有量が静電荷像現像用トナー全体の80個数%以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9>
個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子が分散されたコア粒子分散液を準備するコア粒子分散液準備工程と、
前記コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加し前記コア粒子に前記非晶性樹脂粒子を付着するように凝集させる操作により、前記コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成させる樹脂粒子層形成工程と、
前記操作をさらに1回以上繰り返す工程であり、最後の前記操作において添加する粒子を前記非晶性樹脂粒子のみとすることで、前記コア粒子の表面に2以上の樹脂粒子層を有し前記2以上の樹脂粒子層のうち最外層が前記非晶性樹脂粒子からなる凝集粒子を形成する繰り返し工程と、
前記凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱をし、凝集粒子を融合・合一してトナー粒子を形成する融合・合一工程と、
を有する静電荷像現像用トナーの製造方法。
<10>
前記樹脂粒子層形成工程において添加する粒子が前記非晶性樹脂粒子のみであり、
前記繰り返し工程は、前記操作をさらに2回以上繰り返す工程であり、最後の前記操作を除く1回以上の前記操作において添加する粒子が、前記非晶性樹脂粒子と、離型剤粒子、結晶性樹脂粒子、及び着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含むことで、前記コア粒子の表面に3以上の樹脂粒子層を有し、前記3以上の樹脂粒子層のうち最内層が前記非晶性樹脂粒子からなり、前記3以上の樹脂粒子層のうち最外層および最内層以外の層である中間層が前記非晶性樹脂粒子と、前記離型剤粒子、前記結晶性樹脂粒子、及び前記着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する凝集粒子を形成する工程である、
<9>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<11>
前記大径粒子は、鱗片状粒子及び発光粒子からなる群より選択される少なくとも1種を含む、<9>又は<10>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<12>
1個の前記コア粒子は、1個の前記大径粒子からなる、<9>~<11>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。
<13>
1個の前記コア粒子は、2個以上の前記大径粒子と非晶性樹脂とを含有する、<9>~<12>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。
<14>
前記コア粒子全体に対する前記大径粒子の含有量は、50質量%以上である、<13>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<15>
前記樹脂粒子層形成工程と前記繰り返し工程の全操作とにおいて、前記非晶性樹脂粒子に加えて凝集剤を前記コア粒子分散液に添加する、<9>~<14>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。
<16>
前記繰り返し工程の各操作における凝集温度が、直前の操作における凝集温度よりも高い、<9>~<15>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。
<17>
前記繰り返し工程の各操作における前記非晶性樹脂粒子の添加量は、直前の操作における前記非晶性樹脂粒子の添加量よりも多い、<9>~<16>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。
<18>
<9>~<17>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得られる静電荷像現像用トナー。
<19>
<1>~<8>及び<18>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。
<20>
<1>~<8>及び<18>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。
<21>
<19>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。
<22>
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、
<19>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、個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子とシェル層とを有するトナー粒子を含むトナーであって、シェル層が樹脂層1層のみからなる場合又はシェル層が2層以上の樹脂層からなり最外層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い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、最内層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い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、大径粒子が鱗片状粒子を含んでいても、シェル層が樹脂層1層のみからなる場合又はシェル層が2層以上の樹脂層からなり最外層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い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、大径粒子が発光粒子を含んでいても、シェル層が樹脂層1層のみからなる場合又はシェル層が2層以上の樹脂層からなり最外層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い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、1個のコア粒子が2個以上の大径粒子と非晶性樹脂とを含有する場合に比べ、大径粒子の機能が発揮されやすい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、1個のコア粒子が1個の大径粒子からなる場合に比べ、トナー定着画像の平滑性が良好な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、大径粒子の含有量が50質量%未満である場合に比べ、大径粒子の機能が発揮されやすい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、樹脂単独粒子の含有量が80個数%超えである場合に比べ、粒状性の良い定着画像が得られる静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>、<11>、<12>、<13>、又は<14>に係る発明によれば、繰り返し工程を有さず、樹脂粒子層の形成を1回のみ行う場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<10>に係る発明によれば、樹脂粒子層の最内層が離型剤を含む場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<15>に係る発明によれば、繰り返し工程において凝集剤を添加しない場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<16>に係る発明によれば、繰り返し工程における凝集温度が、直前の操作における凝集温度以下である場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<17>に係る発明によれば、繰り返し工程における非晶性樹脂粒子の添加量が、直前の操作における非晶性樹脂粒子の添加量以下である場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<18>に係る発明によれば、繰り返し工程を有さず、樹脂粒子層の形成を1回のみ行う場合に比べ、細線再現性の高い静電荷像現像用トナーが提供される。
<19>、<20>、<21>、又は<22>に係る発明によれば、個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子とシェル層とを有するトナー粒子を含むトナーであってシェル層が樹脂層1層のみからなる場合若しくはシェル層が2層以上の樹脂層からなり最外層が離型剤を含む場合、又は、繰り返し工程を有さず樹脂粒子層の形成を1回のみ行う場合に比べ、細線再現性の高い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、又は画像形成装置が提供される。
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。 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。
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。
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。
[静電荷像現像用トナー]
本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を「トナー」ともいう)は、個数平均粒径1μm以上の大径粒子(以下、単に「大径粒子」と称する場合がある)を有するコア粒子と、非晶性樹脂を含有する2以上の樹脂層からなり前記コア粒子の表面を被覆するシェル層と、を有するトナー粒子を含む。そして、シェル層は、2以上の樹脂層のうち最外層として、非晶性樹脂からなる樹脂層を含む。
本実施形態に係るトナーは、上記構成であることにより、細線再現性が高くなる。その理由は以下のように推測される。
個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子に非晶性樹脂粒子を付着させて樹脂層を形成する場合、コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子が付着しにくくなることがある。
特に、コア粒子が大径粒子を有する場合、大径粒子を有さない場合に比べて多くの樹脂を付着させることが求められる。そのため、例えばコア粒子の分散液に非晶性樹脂粒子を添加する場合、多くの非晶性樹脂粒子が添加されることで分散液中の非晶性樹脂粒子濃度が高くなり、非晶性樹脂粒子同士が凝集しやすくなる。そして、コア粒子を含まない樹脂単独粒子が形成され、コア粒子の表面が樹脂層で被覆されきらずに露出したトナー粒子が形成されることがある。コア粒子の表面が露出したトナー粒子は帯電性が低くなるため、コア粒子表面における樹脂層の被覆率にバラツキがあると、帯電分布が広くなり、トナーの飛び散りが起こり、細線再現性の低下(例えば、マイクロ文字のつぶれなど)が起こることがある。
これに対して、本実施形態では、2以上の樹脂層で構成されたシェル層を有し、かつ、シェル層の最外層が非晶性樹脂からなる。
つまり、本実施形態におけるトナー粒子は、2段階以上の工程を経て、コア粒子への樹脂層の被覆が行われたものである。例えばコア粒子の分散液に非晶性樹脂粒子を添加することでコア粒子の表面に樹脂層を形成する場合、2段階以上の工程を経ることで、同じ質量の樹脂層を1段階でコア粒子の表面に形成する場合に比べて、分散液中における非晶性樹脂粒子の濃度が低くなる。そのため、コア粒子の表面への非晶性樹脂粒子の付着が、非晶性樹脂粒子同士の凝集よりも起こりやすくなることで、樹脂単独粒子の形成が抑制され、コア粒子表面における樹脂層の被覆率が高くなると考えられる。そして、コア粒子表面における樹脂層の被覆率が高いことにより、コア粒子の表面が露出することに起因する帯電性低下が抑制されることで、細線再現性が高くなる。
一方、2以上の樹脂層で構成されたシェル層を有する場合であっても、シェル層の最外層が離型剤を含有すると、トナー粒子の凝集が起こって粒度分布が広くなり、電気特性のバラつきが生じることで、細線再現性が低下することがある。また、シェル層の最外層が結晶性樹脂を含有する場合も同様に、トナー粒子の凝集に起因する細線再現性の低下が起こることがある。
これに対して、本実施形態では、2以上の樹脂層で構成されたシェル層を有し、かつ、シェル層の最外層が非晶性樹脂からなる。そのため、トナー粒子の凝集に起因する細線再現性の低下が抑制されると考えられる。
以上の理由により、本実施形態に係るトナーは、細線再現性が高いと推測される。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
<トナー粒子>
トナー粒子は、個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子と、2以上の樹脂層からなりコア粒子の表面を被覆するシェル層と、を有する。
(コア粒子)
コア粒子は、少なくとも大径粒子を有していればよい。コア粒子としては、例えば、1個のコア粒子が1個の大径粒子からなるもの(以下「単独コア粒子」ともいう)、1個のコア粒子が2個以上の大径粒子と非晶性樹脂とを含むもの(以下「複合コア粒子」ともいう)等が挙げられる。
-単独コア粒子-
単独コア粒子1個は、1個の大径粒子からなる。
コア粒子として単独コア粒子を用いると、複合コア粒子を用いる場合に比べて、大径粒子の機能が発揮されやすくなる。例えば、大径粒子として後述する光輝性顔料を用いた場合、コア粒子として単独コア粒子を用いることで、光輝性の高い画像が得られやすくなる。具体的には、1個のコア粒子が2個以上の光輝性顔料を含む場合、前記2個以上の光輝性顔料の配向面が互いに異なることで、得られる画像の光輝性が低下することがあるが、単独コア粒子であることにより、上記光輝性の低下が抑制されやすくなる。
-複合コア粒子-
複合コア粒子は、2個以上の大径粒子と非晶性樹脂とを含有するものであれば限定されるものではない。
コア粒子として複合コア粒子を用いると、単独コア粒子を用いる場合に比べて、トナー定着画像の平滑度が向上するという利点がある。その理由は定かではないが、複合コア粒子では、トナー粒子の大きさに対して大径粒子1個当たりの大きさが相対的に小さく、かつ、非晶性樹脂をコア粒子自体が含有することにより、定着時に表面の凹凸が生じにくくなるためと推測される。
複合コア粒子に含まれる大径粒子の数は、2以上であり、2以上10以下の範囲が挙げられ、低温定着性と画像の折り曲げ強度とを両立する観点から3以上8以下の範囲であることが好ましく、3以上6以下の範囲であることがより好ましい。
複合コア粒子全体に対する大径粒子の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、50質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上70質量%以下であることがさらに好ましい。大径粒子の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも少ない場合に比べて、大径粒子の機能が発揮されやすくなる。例えば、大径粒子として後述する光輝性顔料を用いた場合、大径粒子の含有量が上記範囲であると、光輝性の高い画像が得られやすくなる。また、大径粒子の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも多い場合に比べて、現像手段内における撹拌等の負荷による大径粒子の露出に起因する帯電特性の悪化が抑制され、帯電維持性が良好となるという利点がある。
複合コア粒子は、必要に応じて、大径粒子及び非晶性樹脂以外のその他の成分を含有してもよい。複合コア粒子に含有されるその他の成分としては、例えば、離型剤、結晶性樹脂、着色剤、その他の添加剤等が挙げられる。
複合コア粒子は、大径粒子及び非晶性樹脂の他に、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、その中でも離型剤及び結晶性樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含有することがより好ましく、離型剤を含有することがさらに好ましい。
コア粒子として、離型剤を含有する複合コア粒子を用いると、離型剤を含有しない場合に比べ、トナーの低温定着性が得られやすくなる。
複合コア粒子が離型剤を含有する場合、複合コア粒子全体に対する離型剤の含有量としては、例えば2質量%以上20質量%以下の範囲が挙げられ、低温定着性及び離型剤オフセット抑制(つまり、離型剤が多すぎることにより離型剤の一部が定着ベルトに残ってしまうことの抑制)の観点から、5質量%以上15質量%以下の範囲であることが好ましい。
また、コア粒子として、結晶性樹脂を含有する複合コア粒子を用いると、結晶性樹脂を含有しない場合に比べ、トナーの低温定着性が得られやすくなる。
複合コア粒子が結晶性樹脂を含有する場合、複合コア粒子全体に対する結晶性樹脂の含有量としては、例えば2質量%以上40質量%以下の範囲が挙げられ、低温定着性及び帯電性向上(例えば、結晶性樹脂が多いことによる電荷漏洩の抑制、高温高湿環境下と低温低湿環境下との環境差抑制等)の観点から、5質量%以上25質量%以下の範囲であることが好ましい。
また、コア粒子として、着色剤を含有する複合コア粒子を用いると、着色剤を含有しない場合に比べ、目的とする色に近いトナーが得られやすくなる。
複合コア粒子が着色剤を含有する場合、複合コア粒子全体に対する着色剤の含有量としては、例えば0.05質量%以上10質量%以下の範囲が挙げられる。
以下、コア粒子に含有される各成分について説明する。
-大径粒子-
大径粒子は、個数平均粒径1μm以上の粒子である。
大径粒子の個数平均粒径としては、例えば1μm以上10μm以下の範囲が挙げられ、色特性(例えば、光輝感、蓄光等)及び細線再現性の観点から、2μm以上9μm以下の範囲が好ましく、3μm以上8μm以下の範囲がより好ましい。
上記大径粒子の個数平均粒径は、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た値である。
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)に対して数を小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を個数平均粒径とする。
なお、トナー中の大径粒子の個数平均粒径は、大径粒子以外の成分を除去した後に上記方法により測定した値としてもよい。
大径粒子の具体例としては、例えば、光輝性顔料等の鱗片状粒子、発光材料を含む発光粒子などが挙げられる。
大径粒子として鱗片状粒子を用いると、大径粒子として球形粒子を用いた場合に比べて、コア粒子の表面が露出したトナー粒子が得られやすくなる。しかし、本実施形態では、コア粒子表面における樹脂層の被覆率が高くなるため、コア粒子の表面が露出することに起因する細線再現性の低下は抑制される。
--鱗片状粒子--
鱗片状粒子としては、厚み方向の平均長さを1としたときの長軸方向の平均長さの比率(以下「アスペクト比」ともいう)が5以上である粒子が挙げられ、例えば光輝性顔料が挙げられる。
鱗片状粒子の一例である光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム(Al単体の金属)、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛等の金属粉末;酸化チタン、黄色酸化鉄等を被覆した雲母;硫酸バリウム、層状ケイ酸塩、層状アルミニウムのケイ酸塩等の被覆薄片状無機結晶基質;単結晶板状酸化チタン;塩基性炭酸塩;酸オキシ塩化ビスマス;天然グアニン;薄片状ガラス粉;金属蒸着された薄片状ガラス粉などが挙げられる。
光輝性顔料の中でも、鏡面反射強度の観点で、金属粉末が好ましく、その中でもアルミニウムが最も好ましい。
光輝性顔料の長軸方向の平均長さは、1μm以上30μm以下であることが好ましく、3μm以上20μm以下がより好ましく、5μm以上15μm以下が更に好ましい。
光輝性顔料の厚み方向の平均長さを1としたときの長軸方向の平均長さの比率(アスペクト比)は、5以上200以下であることが好ましく、10以上100以下がより好ましく、30以上70以下が更に好ましい。
光輝性顔料の各平均長さ及びアスペクト比は、以下の方法により測定される。走査電子顕微鏡(S-4800,(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用い、測定し得る倍率(300から100,000倍)で顔料粒子の写真を撮影し、得られた顔料粒子の画像を二次元化した状態で、各粒子の長軸方向の長さ及び厚み方向の長さを測定し、光輝性顔料長軸方向の平均長さ及びアスペクト比を算出する。
--発光粒子--
発光粒子としては、照射された光を吸収し発光する粒子が挙げられる。発光粒子は、照射された光を吸収し発光する発光材料を含む粒子であり、発光材料からなる粒子であってもよく、樹脂等に発光材料を分散させた粒子であってもよい。
発光材料としては、例えば、吸収した光のエネルギーを蛍光として放出する蛍光材料、吸収した光のエネルギーを内部に蓄積し暗所において燐光として放出する蓄光材料等が挙げられる。
蛍光材料としては、無機系蛍光材料及び有機系蛍光材料が挙げられる。
無機系蛍光材料としては、Ca、Ba、Mg、Zn、Cd等の酸化物、硫化物、珪酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩等の結晶を主成分として、Mn、Zn、Ag、Cu、Sb、Pb等の金属元素又はランタノイド類等の希土類元素を活性剤として添加して焼成したものが挙げられる。
有機系蛍光材料としては、蛍光増白剤、ジアミノスチルベン、イミダゾール、クマリン、トリアゾール、カルバゾール、ピリジン、ナフタル酸、又はイミダゾロン等の誘導体、フルオレセイン、鉱物油、チオフラビン、エオシン、トーダミン、アントラセン、テルフェニル、ブリリアントスルホトラビン、ベーシックイエロー、エオレン、有機系顔料色素(商品名:ルモルゲンカラー(BASF社)、FZ6014(シンロイヒ社))等が挙げられる。
蓄光材料としては、硫化亜鉛(ZnS)、珪酸亜鉛(ZnSiO)、硫化亜鉛カドミウム[(Zn,Cd)S]、硫化カルシウム(CaS)、硫化ストロンリウム(SrS)、タングステン酸カルシウム(CaWO)、アルミン酸ストロンチウム(SrAl)、燐光性硫化亜鉛、ヘキサ硫化亜鉛等の無機顔料、ルモゲンLイエロー、ルモゲンイエローオレンジ、及びルモゲンLレッドオレンジ等の有機顔料が挙げられる。また、上記無機顔料に希土類元素、特にEu、Dyを添加してもよい。
蛍光材料及び蓄光材料は、樹脂への分散性向上などの目的で、表面処理剤によって表面処理が施されていてもよい。
前記表面処理剤としては、各種カップリング剤又は分散性向上剤などの公知の表面処理剤が用いられる。前記表面処理剤の具体例としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。
発光材料を分散させる樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、ポリビニルブチラール等のポリビニル系樹脂;塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体;スチレン-アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合から構成されるストレートシリコーン樹脂、及びその変性;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂;ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート;アミノ樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は単独で使用してもよいし、複数の樹脂を混合して使用してもよい。これら樹脂は架橋していてもよい。
また、発光材料を分散させる樹脂としては、本実施形態のトナーに用いられる後述の非晶性樹脂も挙げられる。
発光粒子が樹脂に発光材料を分散させた粒子である場合、発光粒子全体に対する発光材料の含有量としては、例えば5質量%以上40質量%以下の範囲が挙げられ、10質量%以上20質量%以下の範囲であってもよい。
なお、発光粒子は、樹脂に蛍光材料を分散させた粒子であってもよく、樹脂に蓄光材料を分散させた粒子であってもよく、樹脂に蛍光材料及び蓄光材料の両方を分散させた粒子であってもよい。
-非晶性樹脂-
非晶性樹脂としては、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。
非晶性樹脂としては、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。
これらの非晶性樹脂は、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。
なお、樹脂の「結晶性」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ことを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
非晶性樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
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。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。
非晶性ポリエステル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。
非晶性ポリエステル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。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
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。
-離型剤-
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。
-結晶性樹脂-
結晶性樹脂としては、例えば、結晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。
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。
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。
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、周知の製造方法により得られる。
-着色剤-
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。
-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、内添剤として複合コア粒子に含まれる。
(シェル層)
シェル層は、2以上の樹脂層からなり、2以上の樹脂層のうち最外層として、非晶性樹脂からなる樹脂層を含む。
ここで、「最外層」は、トナー粒子の表面を構成する層である。また、「最内層」は、コア粒子に接する層であり、「中間層」は、最外層及び最内層以外の層である。
シェル層を構成する樹脂層の数は、少なくとも2以上であればよく、例えば2以上20以下の範囲が挙げられ、細線再現性及び製造容易性の観点から3以上15以下であることが好ましく、3以上10以下であることがより好ましい。
シェル層を構成する樹脂層の数が2である場合、シェル層は、コア粒子側から、最内層及び最外層の順に設けられた2つの樹脂層で構成される。シェル層を構成する樹脂層の数が3である場合、シェル層は、コア粒子側から、最内層、中間層、及び最外層の順に設けられた3つの樹脂層で構成される。シェル層を構成する樹脂層の数が4である場合、シェル層は、コア粒子側から、最内層、第1の中間層、第2の中間層、及び最外層の順に設けられた4つの樹脂層で構成される。
2以上の樹脂層のうち、最外層は、非晶性樹脂からなる樹脂層である。一方、最内層及び中間層は、少なくとも非晶性樹脂を含有し、必要に応じて、離型剤、結晶性樹脂、着色剤、その他の添加剤等を含有してもよい。
シェル層に含有される非晶性樹脂、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤の具体例等は、複合コア粒子に含有される成分として説明した非晶性樹脂、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤の具体例等と同様である。
ここで、非晶性樹脂からなる樹脂層は、非晶性樹脂以外のトナー構成材料である離型剤、結晶性樹脂、及び離型剤を意図的に添加していない樹脂層であり、製造工程において不可避的に混入する成分(例えば、凝集剤、分散媒等)は含んでもよい。
コア粒子が大径粒子以外の成分を含有する場合、シェル層に含有される各成分の種類が、コア粒子に含有される各成分の種類と同じであってもよく、異なっていてもよい。具体的には、例えば、コア粒子が非晶性ポリエステル樹脂を含有する場合、シェル層に含有される非晶性樹脂が、コア粒子に含まれる非晶性ポリエステル樹脂と同じ樹脂であってもよく、異なる非晶性ポリエステル樹脂であってもよく、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂であってもよい。
シェル層を構成する各樹脂層は、互いに組成が同じであってもよく、異なっていてもよい。シェル層を構成する各樹脂層のうち隣り合う樹脂層同士は、組成が異なっていることが好ましい。
ここで、組成が異なる2つの樹脂層としては、含有される成分の種類が互いに異なる2つの樹脂層の他、含有される成分の種類が同じで比率が異なる2つの樹脂層、一方の樹脂層に含有される成分の一部が他方の樹脂層に含有されていない2つの樹脂層等が挙げられる。
シェル層は、定着画像の光沢むら抑制の観点から、離型剤を含有する樹脂層を含むことが好ましい。シェル層を構成する樹脂層の数が2である場合、定着画像の光沢むら抑制の観点からは、最内層が離型剤を含有することが好ましい。シェル層を構成する樹脂層の数が3以上である場合、定着画像の光沢むら抑制の観点からは、最内層及び中間層から選択される少なくとも1つの樹脂層が離型剤を含有することが好ましい。
一方、コア粒子が離型剤を含有する場合は、製造工程における疎水性相互作用による凝集に伴う粒度分布の悪化を抑制する観点から、シェル層の最内層が離型剤を含有しないことが好ましい。
つまり、定着画像の光沢むら抑制と、粒度分布の悪化抑制と、を両立する観点からは、シェル層が3以上の樹脂層を含み、最内層が離型剤を含有せず、かつ、中間層が離型剤を含有する樹脂層を含むことが好ましい。
シェル層は、細線再現性の観点から、3以上の樹脂層からなり、最内層が非晶性樹脂からなり、かつ、中間層のうち少なくとも1つの樹脂層が、非晶性樹脂と、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有することが好ましい。中間層として、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種を含有する樹脂層を含むことで、静電反発が抑制され、コア粒子の表面に対するシェル層の被覆率が高くなりやすくなる。
シェル層の最外層は、トナーの熱特性向上と低温定着性とを両立する観点から、他の樹脂層に含有される非晶性樹脂よりもガラス転移温度が高い非晶性樹脂を含有することが好ましい。
シェル層の最外層に含まれる非晶性樹脂のガラス転移温度Tg1と、他の樹脂層に含有される非晶性樹脂のガラス転移温度Tg2と、の差Tg1-Tg2としては、例えば、0℃以上15℃以下の範囲が挙げられ、トナーの熱特性向上と低温定着性とを両立する観点から、0℃以上12℃以下の範囲が好ましく、0℃以上10℃以下の範囲がより好ましい。
また、上記Tg1としては、例えば45℃以上65℃以下の範囲が挙げられ、トナーの熱特性向上と低温定着性とを両立する観点から、50℃以上63℃以下の範囲が好ましく、55℃以上61℃以下の範囲がより好ましい。
シェル層全体の質量としては、コア粒子の質量100質量部に対し、例えば100質量部以上450質量部以下の範囲が挙げられ、150質量部以上400質量部以下の範囲であることが好ましく、200質量部以上350質量部以下の範囲であることがより好ましい。シェル層全体の質量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも少ない場合に比べ、コア粒子の表面に対するシェル層の被覆率が高く、細線再現性が高くなる。また、シェル層全体の質量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも多い場合に比べ、大径粒子の機能が発揮されやすくなるという利点がある。本実施形態では、コア粒子が大径粒子を含むため、大径粒子を含まないコア粒子を被覆するシェル層に比べて、全体の質量を大きくすることが好ましい。
シェル層全体の厚さとしては、例えば0.5μm以上4μm以下の範囲が挙げられ、0.8μm以上3μm以下の範囲であることが好ましく、1.2μm以上2.5μm以下の範囲であることがより好ましい。シェル層全体の厚さが上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べ、細線再現性が高くなる。また、シェル層全体の厚さが上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べ、大径粒子の機能が発揮されやすくなるという利点がある。
なお、シェル層全体の厚さは、STEMのトナー断面観察により観察し、トナー表層から顔料までの距離を算出することで求める。例えば大径粒子として光輝性顔料を用いた光輝性トナーにおいては、シェル層全体の厚さを以下のようにして測定する。
具体的には、光輝性トナーをビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤と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(日立テクノロジーズ社製))を用いて-100℃の下、切削用サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。この観察用サンプルの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率5000倍前後で観察する。観察された1000個の光輝性トナー粒子について、光輝性トナー粒子の断面におけるトナー表層と大径粒子の距離とを、画像解析ソフトを用いて計算する。
(トナー粒子の特性等)
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上12μm以下が好ましく、4μm以上11μm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。
<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、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO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。
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。
<樹脂単独粒子>
本実施形態のトナーは、樹脂単独粒子を含まないか、又は、樹脂単独粒子の含有量がトナー全体の80個数%以下であることが好ましい。樹脂単独粒子は、非晶性樹脂を含有し大径粒子を含有しない粒子である。樹脂単独粒子は、コア粒子の表面を樹脂層で被覆する工程において、非晶性樹脂粒子同士が凝集することにより形成される。
樹脂単独粒子の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも多い場合に比べて、樹脂単独粒子の存在により定着画像において部分的に大径粒子の機能が発揮されない領域が発生し粒状性が低下することが抑制され、粒状性の良い定着画像が得られる。また、樹脂単独粒子の含有量が上記範囲であることにより、上記範囲よりも多い場合に比べて、コア粒子の表面に対する樹脂層の被覆率が高いトナー粒子が得られやすく、細線再現性が高くなる。
樹脂単独粒子は、トナー全体の50個数%以下であることがより好ましく、40個数%以下であることがさらに好ましく、含まないことが特に好ましい。
なお、樹脂単独粒子の含有量は、以下のようにして測定する。具体的には、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と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(日立テクノロジーズ社製)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。観察用サンプルをTEMにより倍率5000倍前後で観察する。
なお、大径粒子は結着樹脂との組成の違いのため、観察した画像の濃淡の違いから判別される。
このようにしてトナー粒子5000個についてトナー断面を観察し、その中で大径粒子を含まないトナー粒子の個数の割合を算出する。
<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。
また、トナー粒子は、コア粒子にシェル層を被覆することで得られる。
具体的には、個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子が分散されたコア粒子分散液を準備するコア粒子分散液準備工程と、前記コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加し前記コア粒子に前記非晶性樹脂粒子を付着するように凝集させる操作により、前記コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成させる樹脂粒子層形成工程と、前記操作をさらに1回以上繰り返す工程であり、最後の前記操作において添加する粒子を前記非晶性樹脂粒子のみとすることで、前記コア粒子の表面に2以上の樹脂粒子層を有し前記2以上の樹脂粒子層のうち最外層が前記非晶性樹脂粒子からなる凝集粒子を形成する繰り返し工程と、前記凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱をし、凝集粒子を融合・合一してトナー粒子を形成する融合・合一工程と、を経て、トナー粒子が得られる。
上記方法によりトナー粒子を得ることで、上記繰り返し工程を経ず樹脂粒子層の形成を1回のみ行うことでトナー粒子を得る場合に比べて、細線再現性の高い画像が得られるトナーが製造される。
具体的には、前記の通り、コア粒子が大径粒子を有する場合、多くの樹脂を付着させることが求められるため、コア粒子の分散液中の非晶性樹脂粒子濃度が高くなり、非晶性樹脂粒子同士が凝集しやすくなる。そして、前記の通り、樹脂単独粒子が形成されやすく、コア粒子の表面が露出したトナー粒子が多く形成されると、細線再現性が低下しやすくなり、樹脂単独粒子が多く形成されることで粒状性が悪化しやすくなる。
これに対して、上記製造方法では、樹脂粒子層形成工程と繰り返し工程とを経てシェル層が形成されている。つまり、2段階以上の工程を経てコア粒子の表面にシェル層が被覆されるため、同じ質量の樹脂層を1段階でコア粒子の表面に形成する場合に比べて、分散液中における非晶性樹脂粒子の濃度が低くなる。そのため、コア粒子の表面への非晶性樹脂粒子の付着が、非晶性樹脂粒子同士の凝集よりも起こりやすくなることで、樹脂単独粒子の形成が抑制され、コア粒子表面における樹脂層の被覆率が高くなり、細線再現性の低下及び粒状性の悪化が抑制されると考えられる。
また、繰り返し工程において、最後の操作で添加する粒子が非晶性樹脂粒子のみであるため、シェル層の最外層が離型剤等を含まず非晶性樹脂からなる樹脂層となり、トナー粒子の凝集に起因する細線再現性の低下が抑制されるトナーが得られると考えられる。
前記樹脂粒子層形成工程及び前記繰り返し工程では、樹脂粒子層形成工程で添加する粒子が非晶性樹脂粒子のみであり、かつ、繰り返し工程が前記操作をさらに2回以上繰り返す工程であり、繰り返し工程における前記操作のうち、最後の前記操作を除く1回以上の前記操作において添加する粒子が、非晶性樹脂粒子と、離型剤粒子、結晶性樹脂粒子、及び着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含むことで、コア粒子の表面に3以上の樹脂粒子層を有し、3以上の樹脂粒子層のうち最内層が非晶性樹脂粒子からなり、3以上の樹脂粒子層のうち中間層が非晶性樹脂粒子と、離型剤粒子、結晶性樹脂粒子、及び着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する凝集粒子を形成する工程であることが好ましい。
上記樹脂粒子層形成工程及び繰り返し工程を経ることにより、シェル層が非晶性樹脂を含有する3以上の樹脂層からなり、3以上の樹脂層のうち最内層が非晶性樹脂からなり、3以上の樹脂層のうち中間層として、非晶性樹脂と、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する樹脂層を含むトナーが得られる。
なお、上記非晶性樹脂粒子の添加は、非晶性樹脂粒子が分散された非晶性樹脂粒子分散液を添加することによって行ってもよい。非晶性樹脂粒子分散液の詳細は、後述する複合コア粒子の製造に用いられる非晶性樹脂粒子分散液の詳細と同様である。
以下、各工程について説明する。
(コア粒子分散液準備工程)
-単独コア粒子分散液の準備-
コア粒子が単独コア粒子である場合、単独コア粒子分散液は、例えば、単独コア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。単独コア粒子分散液の調製に用いる分散媒、界面活性剤、分散方法、及びコア粒子の含有量については、後述する非晶性樹脂粒子分散液の調製に用いる分散液、界面活性剤、分散方法、及び非晶性樹脂粒子の含有量と同様である。
-複合コア粒子分散液の準備-
コア粒子が複合コア粒子である場合、複合コア粒子は、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。複合コア粒子の製法は、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、凝集合一法により、複合コア粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、複合コア粒子を凝集合一法により製造する場合、
非晶性樹脂粒子が分散された非晶性樹脂粒子分散液を準備する工程(非晶性樹脂粒子分散液準備工程)と、非晶性樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、非晶性樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、複合コア凝集粒子を形成する工程(凝集工程)と、を経て、複合コア粒子を製造することで、複合コア粒子分散液を得る。
なお、複合コア粒子は、非晶性樹脂粒子分散液準備工程及び凝集工程に加えて、複合コア凝集粒子が分散された複合コア凝集粒子分散液に対して加熱し、複合コア凝集粒子を融合・合一する工程をさらに経て得られたものであってもよい。上記複合コア凝集粒子を融合・合一する工程の詳細は、後述する、融合・合一工程の詳細と同様である。
また、複合コア粒子分散液は、複合コア粒子を製造する過程で得られる複合コア粒子の分散液をそのまま用いてもよく、乾燥状態の複合コア粒子を得てから分散媒に分散させることで得られる複合コア粒子分散液を用いてもよい。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含む複合コア粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤、結晶性樹脂等を用いてもよい。
--非晶性樹脂粒子分散液準備工程--
まず、非晶性樹脂粒子が分散された非晶性樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
ここで、非晶性樹脂粒子分散液は、例えば、非晶性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。
非晶性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。
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。
非晶性樹脂粒子分散液において、非晶性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、非晶性樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて非晶性樹脂粒子分散液中に非晶性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。
非晶性樹脂粒子分散液中に分散する非晶性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、非晶性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。
非晶性樹脂粒子分散液に含まれる非晶性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、非晶性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、非晶性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。
--凝集工程--
次に、非晶性樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、非晶性樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、非晶性樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む複合コア凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、非晶性樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、非晶性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)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、複合コア凝集粒子を形成する。
凝集においては、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。
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、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。
以上の工程を経て、複合コア粒子が得られる。
(樹脂粒子層形成工程及び繰り返し工程)
樹脂粒子層形成工程では、コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加しコア粒子に非晶性樹脂粒子を付着するように凝集させる操作により、コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成させる。
また、繰り返し工程では、コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加しコア粒子に非晶性樹脂粒子を付着するように凝集させる操作を、さらに1回以上繰り返す。そして、最後の操作においてコア粒子分散液に添加する粒子を非晶性樹脂のみとすることで、凝集粒子を得る。上記凝集粒子は、少なくともコア粒子の表面に2以上の樹脂粒子層を有し、2以上の樹脂粒子層のうち最外層が非晶性樹脂粒子からなる樹脂粒子層となっている。
樹脂粒子層形成工程及び繰り返し工程の各操作における非晶性樹脂粒子の添加は、例えば、非晶性樹脂粒子が分散された非晶性樹脂粒子分散液を添加することによって行う。非晶性樹脂粒子分散液の詳細は、前述の複合コア粒子の製造に用いられる非晶性樹脂粒子分散液の詳細と同様である。
上記操作が非晶性樹脂粒子からなる樹脂粒子層を形成するための操作である場合、つまり、トナー粒子のシェル層における樹脂層のうち非晶性樹脂からなる樹脂層を形成する場合は、例えば、添加する分散液を非晶性樹脂粒子分散液のみとする。
また、上記操作が、離型剤粒子を含む樹脂粒子層を形成するための操作である場合、つまり、トナー粒子のシェル層における樹脂層のうち離型剤を含有する樹脂層を形成する場合は、例えば、非晶性樹脂粒宇市分散液に加えて離型剤粒子分散液を添加する。
同様に、上記操作が、結晶性樹脂粒子を含む樹脂粒子層を形成するための操作である場合、つまり、トナー粒子のシェル層における樹脂層のうち結晶性樹脂を含有する樹脂層を形成する場合は、例えば、非晶性樹脂粒子分散液に加えて結晶性樹脂粒子分散液を添加する。
さらに、上記操作が、着色剤粒子を含む樹脂粒子層を形成するための操作である場合、つまり、トナー粒子のシェル層における樹脂層のうち着色剤を含有する樹脂層を形成する場合は、例えば、非晶性樹脂粒子分散液に加えて着色剤粒子分散液を添加する。
なお、上記操作に用いられる離型剤粒子分散液、結晶性樹脂粒子分散液、及び着色剤粒子分散液の詳細は、前述の複合コア粒子の製造に用いられる離型剤粒子分散液、結晶性樹脂粒子分散液、及び着色剤粒子分散液の詳細と同様である。
前記繰り返し工程の各操作における非晶性樹脂粒子の添加量は、直前の操作における非晶性樹脂粒子の添加量よりも多いことが好ましい。樹脂粒子層は、外側に行くにつれて被覆対象の面積が大きくなるため、同じ厚みの樹脂粒子層の形成に必要とされる非晶性樹脂粒子の量も多くなると考えられる。そのため、非晶性樹脂粒子の添加量を多くすることで、樹脂粒子層による被覆率が高い凝集粒子が得られ、細線再現性の高いトナーが得られると考えられる。
非晶性樹脂粒子の添加量の増加率は特に限定されるものではなく、例えば、最内層形成時における非晶性樹脂粒子の添加量をA質量部、最外層形成時における非晶性樹脂粒子の添加量をB質量部としたとき、比B/Aの値は、1超えであることが好ましく、1.2以上10以下であることがより好ましく、1.5以上8以下であることがさらに好ましい。
前記操作では、コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加した後、非晶性樹脂粒子分散液が添加されたコア粒子分散液中で、コア粒子と非晶性樹脂粒子とをヘテロ凝集させ、コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成させる。
具体的には、例えば、非晶性樹脂粒子分散液が添加されたコア粒子分散液に凝集剤を添加すると共に、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、非晶性樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、非晶性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)の温度(以下「凝集温度」ともいう)に加熱し、分散液に分散された粒子を凝集させて、コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成する。
樹脂粒子層形成工程においては、例えば、非晶性樹脂粒子分散液が添加されたコア粒子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。
樹脂粒子層形成工程に用いる凝集剤、必要に応じて用いてもよい添加剤の詳細については、前述の複合コア粒子の製造における凝集工程において用いる凝集剤及び添加剤の詳細とそれぞれ同様である。
樹脂粒子層形成工程と繰り返し工程の全操作とにおいて、非晶性樹脂粒子に加えて凝集剤をコア粒子分散液に添加することが好ましい。
例えば、繰り返し工程において、非晶性樹脂粒子分散液が添加されたコア粒子分散液にすでに凝集剤が含まれている場合は、凝集剤を添加せずに樹脂粒子層の形成を行ってもよい。一方、樹脂粒子層形成工程と繰り返し工程の全操作とにおいて凝集剤を添加することによって、全操作を通して適切な凝集剤濃度が維持され、樹脂粒子層による被覆率が高くなりやすくなる。
繰り返し工程の各操作における凝集温度は、直前の操作における凝集温度よりも高いことが好ましい。樹脂粒子層は、外側に行くにつれて不安定になりやすいため、凝集温度を上げていくことで、樹脂粒子層の安定した凝集粒子が得られやすくなる。
凝集温度の昇温の程度は特に限定されるものではなく、例えば、最内層形成時における凝集温度をE℃、最外層形成時における凝集温度をF℃としたとき、その差F℃-E℃は、2℃以上であることが好ましく、4℃以上15℃以下であることがより好ましく、6℃以上12℃以下であることがさらに好ましい。
(融合・合一工程)
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、非晶性樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば非晶性樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[各粒子分散液の調製]
<光輝性顔料分散液の作製>
・光輝性顔料(アルミニウム顔料のペースト、東洋アルミニウムの2173EA、個数平均粒径6.3μm、長軸方向の平均長さ5.8μm、アスペクト比52):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬のネオゲンR) :1.5部
・イオン交換水 :900部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後、上記材料を混合し、乳化分散機(太平洋機工のキャビトロンCR1010)による分散処理を1時間行い、光輝性顔料分散液(固形分濃度10質量%)を得た。
<発光粒子分散液の作製>
・発光粒子(蓄光顔料、根本特殊化学製、品番LumiNova Effect Green N-FF、体積平均粒径3.2μm、個数平均粒径2.9μm):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬のネオゲンR) :1.5部
・イオン交換水 :900部
上記材料を混合し、乳化分散機(太平洋機工のキャビトロンCR1010)による分散処理を1時間行い、発光粒子分散液(固形分濃度10質量%)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製>
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中に、ポリオキシプロピレン(2,2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン80モル部と、エチレングリコール10モル部と、シクロヘキサンジオール10モル部と、テレフタル酸80モル部と、イソフタル酸10モル部と、n-ドデセニルコハク酸10モル部と、を投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、チタンテトラブトキサイドを前記モノマー成分100質量部に対して0.25質量部投入した。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、重量平均分子量5,320、ガラス転移温度60.1℃の非晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ-30N)に、非晶性ポリエステル樹脂(1)200質量部と、メチルエチルケトン100質量部と、イソプロピルアルコール70質量部と、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。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質量%アンモニア水(試薬)10質量部を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5質量部/分の速度で、合計600質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。
得られた乳化液600部とイオン交換水525質量部とを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(東京理化器械社製)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825質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分濃度が20質量%の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製>
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中に、ポリオキシプロピレン(2,2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン30モル部と、エチレングリコール70モル部と、シクロヘキサンジオール20モル部と、テレフタル酸80モル部と、イソフタル酸20モル部と、n-ドデセニルコハク酸20モル部と、を投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、チタンテトラブトキサイドを前記モノマー成分100質量部に対して0.25質量部投入した。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、重量平均分子量8,130、ガラス転移温度56.1℃の非晶性ポリエステル樹脂(2)を得た。
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ-30N)に、非晶性ポリエステル樹脂(2)200質量部と、メチルエチルケトン100質量部と、イソプロピルアルコール70質量部と、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。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質量%アンモニア水(試薬)10質量部を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5質量部/分の速度で、合計600質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。
得られた乳化液600部とイオン交換水525質量部とを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(東京理化器械社製)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825質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して、体積平均粒径165nmの樹脂粒子が分散した分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分濃度が20質量%の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)の調製>
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 : 20モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 : 30モル%
テレフタル酸 : 30モル%
ドデセニルコハク酸無水物 : 10モル%
トリメリット酸無水物 : 10モル%
上記単量体成分を攪拌機、温度計、コンデンサー、窒素ガス導入管を備えた反応容器中に投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、触媒として上記単量体成分の合計量に対してジブチル錫オキサイドの1.0%を加え、窒素ガス気流下約190℃で6時間攪拌反応させ、さらに温度を240℃に上げて6時間攪拌反応させた後、反応容器内を10.0mmHgまで減圧し、減圧下で0.5時間攪拌反応させて、重量平均分子量9,430、ガラス転移温度65℃の非晶性ポリエステル樹脂(3)を得た。
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ-30N)に、非晶性ポリエステル樹脂(3)200質量部と、メチルエチルケトン100質量部と、イソプロピルアルコール70質量部と、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。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質量%アンモニア水(試薬)10質量部を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5質量部/分の速度で、合計600質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。
得られた乳化液600部とイオン交換水525質量部とを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(東京理化器械社製)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825質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して、体積平均粒径163nmの樹脂粒子が分散した分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分濃度が20質量%の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の作製>
・1,10-デカンジカルボン酸:260質量部
・1,6-ヘキサンジオール :167質量部
・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、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、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12600、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質量%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
<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、FNP92、吸熱ピークオンセット81℃):45質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):5質量部
・イオン交換水:200質量部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤粒子を分散させてなる離型剤粒子分散液(固形分濃度:20質量%)を調製した。離型剤粒子の体積平均粒径は0.19μmであった。
<着色剤粒子分散液の調製>
・イエロー顔料(BASF製、HANSA BRILLIANT YELLOW 5GX 03(Pigment Yellow 74)):98質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR):2質量部
・イオン交換水:400質量部
以上を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、中心粒径0.16μm、固形分量20質量%の着色剤粒子分散液を得た。
[トナーの作製]
<実施例1>
(コア粒子分散液の準備)
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1):40部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2):40部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液:100部
・光輝性顔料分散液:500部
・離型剤粒子分散液:60部
・ノニオン性界面活性剤(Igepal CA897):1.40部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器(直径30cm)に入れ、ホモジナイザー(IKA社のウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながらの分散処理を10分間行った。次いで、ポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.56部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして分散処理を15分間行い、原料分散液とした。
次いで、2枚パドルの攪拌翼を有する攪拌装置及び温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数200rpmで攪拌しながらマントルヒーターにて加熱を開始し、54℃で2時間保持して複合コア粒子を形成し、複合コア粒子が分散した複合コア粒子分散液を得た。この際、0.3N硝酸及び1N水酸化ナトリウム水溶液で分散液のpHを2.2乃至3.5に制御した。
(樹脂粒子層形成工程)
次いで、複合コア粒子分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)100部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.47部を徐々に滴下して、複合コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された複合コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された複合コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、60℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された複合コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(1)を得た。トナー粒子(1)の体積平均粒径は10.0μmであった。
なお、得られたトナー粒子(1)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の2つの樹脂層で構成されているシェル層が複合コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し105質量部であり、シェル層全体の厚さは1.3μmである。
また、1つの複合コア粒子に含まれる光輝性顔料の数は平均3.4個であり、複合コア粒子全体に対する光輝性顔料の含有量は51質量%である。
(外添トナーの作製)
得られたトナー粒子(1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジルのRY50)1.5部と、をヘンシェルミキサーにより周速33m/sで2分間混合した。次いで、目開き45μmの振動篩いで篩分して、外添されたトナー(1)を得た。
<実施例2>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)100部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.84部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子、離型剤粒子、及び結晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)195部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)195部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.91部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、60℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(2)を得た。トナー粒子(2)の体積平均粒径は10.2μmであった
なお、得られたトナー粒子(2)は、非晶性樹脂、離型剤、及び結晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の2つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.5μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(2)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(2)を得た。
<実施例3>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)90部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)90部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.42部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)100部と、離型剤粒子分散液60部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.61部を徐々に滴下して、中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(3)を得た。トナー粒子(3)の体積平均粒径は10.1μmであった
なお、得られたトナー粒子(3)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂及び離型剤からなる中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の3つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.4μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(3)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(3)を得た。
<実施例4>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)90部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)90部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.42部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)50部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)50部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.61部を徐々に滴下して、中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、67.5℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(4)を得た。トナー粒子(4)の体積平均粒径は10.3μmであった
なお、得られたトナー粒子(4)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、及び結晶性樹脂からなる中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の3つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.3μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(4)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(4)を得た。
<実施例5>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)90部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)90部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.42部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)25部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)25部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、着色剤粒子分散液50部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.61部を徐々に滴下して、中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(5)を得た。トナー粒子(5)の体積平均粒径は10.2μmであった
なお、得られたトナー粒子(5)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の3つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.7μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(5)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(5)を得た。
<実施例6>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)50部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)50部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.23部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、52℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)25部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)25部と、離型剤粒子分散液20部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液40部と、着色剤粒子分散液20部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.30部を徐々に滴下して、第1の中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)40部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)40部と、離型剤粒子分散液40部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液60部と、着色剤粒子分散液30部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.49部を徐々に滴下して、第2の中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が3層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80・0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80・0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(6)を得た。トナー粒子(6)の体積平均粒径は10.1μmであった
なお、得られたトナー粒子(6)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる第1の中間層と、非晶性樹脂、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる第2の中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の4つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.5μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(6)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(6)を得た。
<実施例7>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)90部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)90部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.42部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)50部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)50部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.61部を徐々に滴下して、中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(3)310部を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(7)を得た。トナー粒子(7)の体積平均粒径は10.2μmであった
なお、得られたトナー粒子(7)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、及び結晶性樹脂からなる中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の3つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.3μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(7)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(7)を得た。
<実施例8>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記発光粒子分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である発光粒子分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)90部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)90部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.42部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)50部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)50部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.61部を徐々に滴下して、中間層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
次いで、樹脂粒子層が2層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.72部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(8)を得た。トナー粒子(8)の体積平均粒径は9.9μmであった
なお、得られたトナー粒子(8)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、及び結晶性樹脂からなる中間層と、非晶性樹脂からなる最外層と、の3つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.1μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(8)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(8)を得た。
<比較例1>
(コア粒子分散液の準備)
実施例1と同様にして、複合コア粒子が分散した複合コア粒子分散液を得た。
(樹脂粒子層形成工程)
次いで、複合コア粒子分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)255部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)255部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液1.19部を徐々に滴下して、複合コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ樹脂粒子層を形成した。次いで、58℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された複合コア粒子の形態及び大きさを確認しながら1.0時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80.0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(C1)を得た。トナー粒子(C1)の体積平均粒径は9.9μmであった。
なお、得られたトナー粒子(C1)は、非晶性樹脂からなる樹脂層1層のみで構成されているシェル層が複合コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し105質量部であり、シェル層全体の厚さは1.1μmである。
また、1つの複合コア粒子に含まれる光輝性顔料の数は平均3.7個であり、複合コア粒子全体に対する光輝性顔料の含有量は51質量%である。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(C1)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(C1)を得た。
<比較例2>
(コア粒子分散液の準備)
単独コア粒子分散液として、前記光輝性顔料分散液をそのまま用いた。
(樹脂粒子層形成工程)
単独コア粒子分散液である光輝性顔料分散液500部に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)140部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)140部と、を添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液0.65部を徐々に滴下して、単独コア粒子の表面に非晶性樹脂粒子を付着させ、樹脂粒子層を形成した。次いで、54℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持した。
(繰り返し工程)
次いで、樹脂粒子層が1層形成された単独コア粒子の分散液に対し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)155部と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)155部と、離型剤粒子分散液60部と、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液100部と、を追添加し、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10質量%水溶液1.10部を徐々に滴下して、最外層となる樹脂粒子層を形成した。次いで、57℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(ベックマン・コールター)で樹脂粒子層が形成された単独コア粒子の形態及び大きさを確認しながら0.5時間保持することで、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た。
(融合・合一工程)
次いで、pHを8.0に上げた後、80.0℃まで昇温し凝集粒子を融合させ、80・0℃に保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。次いで、20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(C2)を得た。トナー粒子(C2)の体積平均粒径は10.2μmであった。
なお、得られたトナー粒子(C2)は、非晶性樹脂からなる最内層と、非晶性樹脂、離型剤、及び結晶性樹脂からなる最外層と、の2つの樹脂層で構成されているシェル層が、単独コア粒子の表面に形成されたトナー粒子である。シェル層全体の質量はコア粒子100質量部に対し300質量部であり、シェル層全体の厚さは1.9μmである。
(外添トナーの作製)
トナー粒子(1)の代わりにトナー粒子(C2)を用いた以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(C2)を得た。
上記実施例及び比較例において得られたトナーの構成を表1に示す。また、上記実施例及び比較例において得られたトナー全体に対する樹脂単独粒子の含有量(質量%)も併せて表1に示す。なお、表1中、「複合」は複合コア粒子、「単独」は単独コア粒子、「Amo」は非晶性樹脂、「WAX」は離型剤、「Cry」は結晶性樹脂を示す。
[評価]
<キャリアの作製>
フェライト粒子(パウダーテック(株)製、平均粒径50μm)100質量部とポリメチルメタクリレート樹脂(三菱ケミカル株式会社製、重量平均分子量95,000、重量平均分子量10,000以下の成分比率は5質量%)1.5質量部とを、トルエン500質量部とともに加圧式ニーダーに入れ、常温(25℃)で15分間撹拌混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温してトルエンを留去し、その後冷却し、105μmの篩を用いて分級して樹脂被覆フェライトキャリアを得た。
<現像剤の作製>
得られたトナーと樹脂被覆フェライトキャリアとを混合し、トナー濃度が7質量%の現像剤を作製した。
<細線再現性の評価>
富士ゼロックス社製「700Digital Color Press」を準備し、その現像器に各実施例及び比較例で得られた現像剤を充填した。5℃20%RH環境下で12時間放置した後、同環境下でA4用紙に1%印字チャートを100,000枚形成した。初期(10枚目)、1,000枚目、10,000枚、50,000枚、及び100,000枚印字後、並びに、100,000枚印字後72時間放置した後のそれぞれについて、2,400dpi(dot per inch)の解像度での1on1off画像(1ドットラインが1ドット間隔で並行に配置された画像)を、現像方向に対し垂直方向の5cm×5cmチャートとして、A4用紙の左上、中央、及び右下に形成した。得られたサンプルに印字された各チャートの線間隔について、×100倍の目盛付きルーペを用いて、トナーの飛び散り等によって狭くなっている箇所、又は、細線が細くなることにより広くなっている箇所の有無を観察した。その観察結果と観察された箇所の線間隔から、下記の基準でグレード評価を行った。結果を表2に示す。
-評価基準-
G1:全てのチャートにおいて、飛び散りによる線間隔の減少又は細線細りによる線間隔の増加がない場合。
G2:線間隔の減少または増加が見られるが、細線が確認できるチャートが少なくとも1つある場合。
G3:細線の間隔が判別できないか又は細線に欠落が見られるチャートが、少なくとも1つある場合。
G4:細線の間隔が判別できないか又は細線に欠落が見られるチャートが、2つ以上ある場合。
<粒状性の評価>
得られた現像剤を、富士ゼロックス(株)製「color 800 press 改造機」の現像器に充填した。現像剤を充填後、35℃で80%RHの環境下に72時間放置した。
この改造機を用いて、35℃で80%RHの環境下において、J紙(坪量82g/m2:富士ゼロックス社製)の紙に、トナーの載り量が4.0g/mで、20mm×20mmの大きさのパッチ画像を、画像濃度10%から100%まで10%刻みで形成し、ざらつき感を目視により下記基準により評価した。結果を表2に示す。
-基準-
G1:粒状性がまったく感じられない。
G2:粒状性がわずかに感じられる。
G3:粒状性が感じられるが、問題にならない。
G4:粒状性が感じられ、違和感がある。
G5:粒状性が強く感じられる。
<光沢むらの評価>
温度28.5℃湿度85%の環境下でDocuCentreColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いて、A4サイズの記録紙(富士ゼロックス(株)製、坪量64g/m)に画像濃度100%の画像を形成し、グロスメーター(BYK マイクロトリグロス光沢計(20+60+85゜)、ガードナー社製)を用いて、10点について60度グロスの測定を行った。その10点での光沢度の差(最大値-最小値)、標準偏差から、光沢むらの評価を行った。また、評価基準は以下の通りである。結果を表2に示す。
-評価基準-
G1:光沢度の差が5%未満でかつグロス測定10点の標準偏差が2以下
G2:光沢度の差が5%未満でかつグロス測定10点の標準偏差が2超え
G3:光沢度の差が5%以上7.5%未満
G4:光沢度の差が7.5%以上10%未満
G5:光沢度の差が10%以上
Figure 2022179070000001
Figure 2022179070000002
上記結果から、本実施例のトナーは、比較例のトナーに比べ、細線再現性が高いことがわかる。
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
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (22)

  1. 個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子と、
    非晶性樹脂を含有する2以上の樹脂層からなり前記コア粒子の表面を被覆するシェル層であって、前記2以上の樹脂層のうち最外層が前記非晶性樹脂からなる樹脂層である、シェル層と、
    を有するトナー粒子を含む、静電荷像現像用トナー。
  2. 前記シェル層は、非晶性樹脂を含有する3以上の樹脂層からなり、
    前記3以上の樹脂層のうち最内層が前記非晶性樹脂からなる樹脂層であり、
    前記3以上の樹脂層のうち最外層及び最内層以外の層である中間層として、前記非晶性樹脂と、離型剤、結晶性樹脂、及び着色剤からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する樹脂層を含む、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記大径粒子は、鱗片状粒子を含む、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記大径粒子は、発光粒子を含む、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 1個の前記コア粒子は、1個の前記大径粒子からなる、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。
  6. 1個の前記コア粒子は、2個以上の前記大径粒子と非晶性樹脂とを含有する、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。
  7. 前記コア粒子全体に対する前記大径粒子の含有量は、50質量%以上である、請求項6に記載の静電荷像現像用トナー。
  8. 非晶性樹脂を含有し前記大径粒子を含有しない樹脂単独粒子を含まないか、又は、前記樹脂単独粒子の含有量が静電荷像現像用トナー全体の80個数%以下である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 個数平均粒径1μm以上の大径粒子を有するコア粒子が分散されたコア粒子分散液を準備するコア粒子分散液準備工程と、
    前記コア粒子分散液に非晶性樹脂粒子を添加し前記コア粒子に前記非晶性樹脂粒子を付着するように凝集させる操作により、前記コア粒子の表面に樹脂粒子層を形成させる樹脂粒子層形成工程と、
    前記操作をさらに1回以上繰り返す工程であり、最後の前記操作において添加する粒子を前記非晶性樹脂粒子のみとすることで、前記コア粒子の表面に2以上の樹脂粒子層を有し前記2以上の樹脂粒子層のうち最外層が前記非晶性樹脂粒子からなる凝集粒子を形成する繰り返し工程と、
    前記凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱をし、凝集粒子を融合・合一してトナー粒子を形成する融合・合一工程と、
    を有する静電荷像現像用トナーの製造方法。
  10. 前記樹脂粒子層形成工程において添加する粒子が前記非晶性樹脂粒子のみであり、
    前記繰り返し工程は、前記操作をさらに2回以上繰り返す工程であり、最後の前記操作を除く1回以上の前記操作において添加する粒子が、前記非晶性樹脂粒子と、離型剤粒子、結晶性樹脂粒子、及び着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含むことで、前記コア粒子の表面に3以上の樹脂粒子層を有し、前記3以上の樹脂粒子層のうち最内層が前記非晶性樹脂粒子からなり、前記3以上の樹脂粒子層のうち最外層および最内層以外の層である中間層が前記非晶性樹脂粒子と、前記離型剤粒子、前記結晶性樹脂粒子、及び前記着色剤粒子からなる群より選択される少なくとも1種と、を含有する凝集粒子を形成する工程である、
    請求項9に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  11. 前記大径粒子は、鱗片状粒子及び発光粒子からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項9又は請求項10に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  12. 1個の前記コア粒子は、1個の前記大径粒子からなる、請求項9~請求項11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。
  13. 1個の前記コア粒子は、2個以上の前記大径粒子と非晶性樹脂とを含有する、請求項9~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の製造方法。
  14. 前記コア粒子全体に対する前記大径粒子の含有量は、50質量%以上である、請求項13に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  15. 前記樹脂粒子層形成工程と前記繰り返し工程の全操作とにおいて、前記非晶性樹脂粒子に加えて凝集剤を前記コア粒子分散液に添加する、請求項9~請求項14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。
  16. 前記繰り返し工程の各操作における凝集温度が、直前の操作における凝集温度よりも高い、請求項9~請求項15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。
  17. 前記繰り返し工程の各操作における前記非晶性樹脂粒子の添加量は、直前の操作における前記非晶性樹脂粒子の添加量よりも多い、請求項9~請求項16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。
  18. 請求項9~請求項17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得られる静電荷像現像用トナー。
  19. 請求項1~請求項8及び請求項18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。
  20. 請求項1~請求項8及び請求項18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。
  21. 請求項19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。
  22. 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19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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