以下、本発明について詳しく説明する。
<静電荷像現像用トナー>
本実施の形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と略す場合がある)は、結晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、アルミニウム元素、スズ元素、及び離型剤を含有し、アルミニウム元素の含有量はトナー全体に対し0.005質量%以上0.060質量%以下であり、スズ元素の含有量はトナー全体に対し0.12質量%以上0.72質量%以下であり、離型剤の酸価は0mgKOH/g以上5.0mgKOH/g以下である。
但し、本発明においては、静電荷像現像用トナーとして、2価のカルボン酸成分と2価のアルコール成分とから合成される結晶性ポリエステル樹脂と、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される非晶性ポリエステル樹脂と、3価又は4価のイオンとしてアルミニウムイオンのみと、2価のイオンとしてスズイオンのみと、離型剤と、を含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂は、酸価が4mgKOH/g以上20mgKOH/g以下で、重量平均分子量が5000から100000で、結着樹脂中の含有量が2質量%から20質量%であり、前記非晶性ポリエステル樹脂は、酸価が5mgKOH/g以上25mgKOH/g以下で、重量平均分子量が17000から65000で、結着樹脂中の含有量が80質量%から98質量%であり、前記アルミニウムイオンの含有量は、トナー全体に対し0.005質量%以上0.060質量%以下であり、前記スズイオンの含有量は、トナー全体に対し0.12質量%以上0.72質量%以下であり、前記離型剤の酸価は、0mgKOH/g以上5.0mgKOH/g以下である静電荷像現像用トナーを適用する。
トナーが上記構成であることにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。
その理由は定かではないが、以下のように推測される。
トナー中にアルミニウム元素が含まれると、アルミニウムイオンにより樹脂間のイオン架橋がなされることにより、トナーの溶融粘度が上昇し、トナーの高温オフセット現象が抑制されると考えられる。
しかし、トナー中のアルミニウム元素の含有量が大きすぎると、定着画像の表面平滑性が低下することにより、画像光沢の低下を招く場合がある。
光沢の高い定着画像を獲得するには、トナーの粘度を低下させ、均一に溶融させ、定着画像表面を平滑にすることが要求される。
したがって、トナー中のアルミニウム元素の含有量を低く抑えることにより、樹脂間のイオン架橋が低減され、定着時の樹脂溶融粘度が低下するため、その結果高い光沢が発現されると考えられる。
しかし、トナー中のアルミニウム元素の含有量を低くすると、定着時の樹脂溶融粘度が低下するため、上記高温オフセット現象が発生する場合があるだけでなく、記録媒体の先端余白が小さな画像の剥離性が低下し、定着部材への巻きつきが発生しやすくなる場合がある。
ここで記録媒体の先端余白が小さな画像とは、具体的には、記録媒体表面上に形成された画像の周縁と記録媒体の端との最短距離が小さくなるように形成された画像のことをいい、具体的には、例えば、前記最短距離が1mmの画像等が挙げられる。
また、生産性の向上あるいは低温定着を目的とし、トナーに結晶性ポリエステル樹脂を含有させると、上記高温オフセット現象及び巻きつきの発生が顕著となる場合がある。
一方、トナー中にスズ元素が含まれる場合も、スズイオンにより樹脂間のイオン架橋がなされることにより、トナーの溶融粘度が上昇する。
ここで、トナー中のアルミニウム元素が3価又は4価のイオンとして樹脂に作用するのに対し、スズ元素は2価のイオンとして樹脂に作用する。そのため、同じ含有量であっても、スズイオンの方がアルミニウムイオンに比べ、樹脂間の架橋が弱く、トナーの溶融粘度に対する影響が小さくなると考えられる。
すなわち、アルミニウム元素の含有量の調整のみでは困難であるトナーの溶融粘度の微調整が、スズ元素の含有量を調整することにより容易となると考えられる。また、アルミニウムイオンにくらべ、スズイオンによるイオン架橋は、光沢に与える影響が小さいため、光沢を大きく低下させることなく、耐高温オフセット性及び剥離性の改善を行うことができると考えられる。
したがって、アルミニウム元素及びスズ元素の含有量を調整することにより、高光沢な画像形成と耐オフセット性の両立だけでなく、記録媒体の先端余白が小さい画像の剥離性を実現することができると考えられる。
また、トナーに含有される離型剤の酸価が上記範囲であることにより、画像定着時に離型剤が画像表面に染み出しやすいため、剥離性能が向上し、記録媒体の先端余白が小さい画像においても定着部材からの画像剥離性が良好であると考えられる。
以上のような理由により、トナーを上記構成とすることで、上記のような効果が得られるのであると推測される。
アルミニウム元素の含有量は、上記の通り、トナー全体に対し0.005質量%以上0.060質量%以下であり、0.007質量%以上0.060質量%以下が望ましく、0.007質量%以上0.055質量%以下がより望ましく、0.007質量%以上0.050質量%以下がさらに望ましい。
上記アルミニウム元素の含有量が0.005質量%未満ではトナーの溶融粘度が低くなり、高光沢画像の形成は有利になるものの、高温オフセット現象が起こる場合があり、定着可能温度域が非常に狭くなってしまう場合がある。
逆に上記アルミニウム元素の含有量が0.060質量%より多いと、耐高温オフセット性能、剥離性能は良化するものの、光沢の低下が顕著となる場合がある。
トナー全体に対するアルミニウム元素の含有量は、蛍光X線強度を定量分析することにより求めることができる。詳細は後述する。
スズ元素の含有量は、上記の通り、トナー全体に対し0.12質量%以上0.72質量%以下であり、0.12質量%以上0.65質量%以下が望ましく、0.12質量%以上0.60質量%以下がより望ましく、0.15質量%以上0.60質量%以下がさらに望ましい。
上記スズ元素の含有量が0.12質量%未満では、イオン架橋が弱くなり、剥離性能が十分ではなくなる場合がある。
逆に上記スズ元素の含有量が0.72質量%を越えると、イオン架橋が強くなり、剥離性能が向上する一方で、光沢の低下が顕著となる場合がある。
トナー全体に対するスズ元素の含有量は、上記アルミニウム元素の場合と同様に、蛍光X線強度を定量分析することにより求めることができる。詳細は後述する。
次に、本実施形態の静電荷像現像用トナーの構成について説明する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含み、必要に応じて着色剤、無機粒子等の添加剤を含んでもよい。本実施形態の静電荷像現像用トナーについて、各構成成分に分けて詳細に説明する。
(結着樹脂)
結着樹脂は、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を含有し、必要に応じてその他の樹脂を含有してもよい。
―非晶性ポリエステル樹脂―
非晶性ポリエステル樹脂とは、JIS K7121−1987における示差走査熱量測定(DSC)において、ガラス転移に対応した階段状の吸熱量変化(すなわちDSC曲線がそれまでのベースラインから離れ、新しいベースラインに移行する変化)の他に、結晶融点に対応した吸熱ピーク(すなわちDSC曲線がそれまでのベースラインから離れ吸熱ピークを有し再度ベースラインに戻る変化)を示さないポリエステル樹脂を意味する。
非晶性ポリエステル樹脂としては公知のポリエステル樹脂を使用することができる。非晶性ポリエステル樹脂は多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。なお、前記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。また非晶性ポリエステル樹脂は、1種の非晶性ポリエステル樹脂でも構わないが、2種以上のポリエステル樹脂の混合であっても構わない。
非晶性ポリエステル樹脂に用いる多価カルボン酸及び多価アルコールは特に限定は無く、例えば、「高分子データハンドブック:基礎編」(高分子学会編、培風館)に記載されているモノマー成分であり、従来公知の2価又は3価以上のカルボン酸と、2価又は3価以上のアルコールとがある。
これらの重合性単量体成分の具体例としては、2価のカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スべリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、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、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。これらの化合物のうち、ポリエステル樹脂のガラス転移温度と分子の屈曲性のバランスからテレフタル酸を、酸成分のうち30モル%以上含むことが好ましい。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−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、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。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。
前記多価アルコールとしては、2価のアルコールとして、例えば、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシドやプロピレンオキシド付加物などのビスフェノール誘導体;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの環状脂肪族アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの線状ジオール;1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなどの分岐型ジオール;などが挙げられ、帯電性や強度の観点からビスフェノールAのエチレンオキシドやプロピレンオキシド付加物が好適に用いられる。
また、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などが挙げられるが、低温定着性や画像光沢性の観点から、3価以上の架橋性単量体の使用量は全単量体量の10モル%以下であることが望ましい。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。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価のアルコールも使用することができる。
これらのモノマーの中でも、結晶性ポリエステル樹脂との相溶性を向上させるために、1,2−ヘキサンジオールやアルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、及びそれらの無水物などの長鎖アルキル側鎖(側鎖の炭素数4以上)を持つモノマーを2から30モル%含むモノマー成分とすることが好ましい。中でも疎水性の高いアルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、及びそれらの無水物を含むことが好ましい。
前記アルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、及びそれらの無水物としては、例えば、n−ブチルコハク酸、n−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、並びに、それらの無水物及び低級アルキルエステル等が挙げられる。
前記アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸及びそれらの無水物のアルキル基及びアルケニル基の炭素数は、前述の樹脂としての好適な特性を満たすため、後述する脂肪族結晶性ポリエステル樹脂に用いられる構成モノマーの炭素数より多いことが望ましい。また、前記の中でも、n−ドデセニルコハク酸及びその無水物が、脂肪族結晶性ポリエステル樹脂との相溶性及び非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度の調整のしやすさから最も好適である。
非晶性ポリエステル樹脂は、前記のモノマー成分の中から任意の組合せで、例えば、重縮合(化学同人)、高分子実験学(重縮合と重付加:共立出版)やポリエステル樹脂ハンドブック(日刊工業新聞社編)等に記載の従来公知の方法を用いて合成することができ、エステル交換法や直接重縮合法等を単独で、又は組み合せて用いることができる。
具体的には、例えば、重合温度140から270℃において、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。モノマーが、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溶剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶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モノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマー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。
前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、直接重縮合の場合、例えば、通常0.9/1から1/0.9である。エステル交換反応の場合は、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールなどの真空下で脱留可能なモノマーを過剰に用いる場合がある。
非晶性ポリエステル樹脂の製造の際に用いる触媒としては、例えば、アンチモン系、スズ系、チタン系、アルミニウム系の触媒が挙げられる。この中でも、トナー中にスズ元素を含有させるためには、例えば、スズ、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド等のスズ含有触媒を用いることが望ましい。
上記スズ含有触媒の添加量を制御することにより、トナー全体に対するスズ元素の含有量が制御される。
具体的には、上記スズ含有触媒の添加量は、例えば、モノマー成分100質量部に対して、0.1質量部以上5.0質量部以下とすることが望ましく、0.1質量部以上3.0質量部以下とすることがより望ましい。スズ含有触媒の添加量を上記範囲とすることにより、トナー全体に対するスズ元素の含有量を上記範囲とすることができる。
また、スズ含有触媒の添加量を制御することにより、トナー中におけるアルミニウム元素の含有量も制御される。その理由は定かではないが、凝集工程に入る前に、予めスズイオンにより樹脂間のイオン架橋がなされるため、アルミニウムイオンによる樹脂間のイオン架橋が阻害され、トナー中にアルミニウム元素が残留しにくいからであると推測される。
スズ含有触媒には、有機スズ含有触媒と無機スズ含有触媒がある。有機スズ含有触媒とは、Sn−C結合を有する化合物であり、無機スズ含有触媒とは、Sn−C結合を有しない化合物である。スズ含有触媒には、ジ型、トリ型、テトラ型などの型があるが、ジ型が好ましく用いられる。また、無機スズ含有触媒が好ましい。
無機スズ含有触媒としては、例えば、ジ酢酸スズ、ジヘキサン酸スズ、ジオクタン酸スズ、ジステアリン酸錫などの非分岐型アルキルカルボン酸スズ、ジネオペンチル酸スズ、ジ(2−エチルヘキシル)酸スズなどの分岐非分岐型アルキルカルボン酸スズ、シュウ酸スズなどのカルボン酸スズ、ジオクチロキシスズ、ジステアロキシスズなどのジアルコキシスズ、塩化スズ、臭化スズなどのハロゲン化スズ、酸化スズ、硫酸スズなどが挙げられ、特に、ジオクタン酸スズ、ジステアリン酸スズ、酸化スズが好ましい。
また、スズ含有触媒を主として用い、その他の触媒を混合して用いてもよい。
その他の触媒としては、例えば、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物;等が挙げられ、具体的には、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量としては、重量平均分子量(Mw)が12000から150000の範囲のものを好適に用いることができるが、特に画像光沢度の高い画像を得るためには、Mwが14000から40000の範囲、数平均分子量Mnが4000から20000の範囲がより好適であり、Mwが16000から30000の範囲、Mnが5000から12000の範囲であることがさらに好適である。
Mw及びMnが高すぎると発色性が悪くなってしまう事が有り、Mw及びMnが低すぎると定着後の画像強度が得られにくくなったり、高温オフセット現象が発生したりする場合がある。
また、非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布としては、分子量分布の指標であるMw/Mnの値が、2から10の範囲であることが好ましい。
より耐光オンオフセット性を改善するために、分子量の異なる2種類の非晶性ポリエステル樹脂を用いてもよい。このとき、1種の非晶性ポリエステル樹脂のMwは35000から70000の範囲、Mnは5000から20000の範囲が好ましい。もう1種の非晶性ポリエステル樹脂は、Mwが10000から25000の範囲、Mnが3000から12000の範囲が好ましい。
分子量の異なる2種以上の非晶性ポリエステル樹脂を用いる場合は、少なくとも1種に前記アルキルコハク酸およびアルケニルコハク酸、及びそれらの無水物を構成成分として含むことが好ましい。
樹脂の分子量及び分子量分布は、公知の方法で測定することができるが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下「GPC」と略記する)により測定するのが一般的である。詳細は後述する。
非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、5から25mgKOH/gの範囲であることが望ましく、7から20mgKOH/gの範囲であることがより望ましい。
なお、酸価の測定は、JIS K0070−1992の電位差滴定法により測定される。以下もこれに準ずる。
また、JIS K0070により測定した水酸基価は5から40mgKOH/gの範囲であることが望ましい。
また、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、30から90℃の範囲であることが望ましく、30℃から80℃の範囲であることがより望ましい。また、貯蔵安定性とトナーの定着性のバランスの点から、50から70℃の範囲であることがさらに望ましい。
ガラス転移温度が上記範囲よりも低いと、トナーが貯蔵中又は現像器中でブロッキング(トナーの粒子が凝集して塊になる現象)を起こしやすい場合がある。一方、ガラス転移温度が上記範囲よりも高いと、トナーの定着温度が高くなる場合がある。
なお、上記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量計(島津製作所製のDSC−50)を用い、JIS 7121−1987に準拠して測定される。詳細は後述する。
さらに、前記非晶性ポリエステル樹脂は、軟化点が80から130℃であることが望ましく、より好適には90から120℃である。軟化点が80℃未満であると、定着後及び保管時のトナー及びトナーの画像安定性が悪化する場合がある。一方、軟化点が130℃を超えると、低温定着性が悪化してしまう場合がある。
また、前記非晶性ポリエステル樹脂の損失弾性率G”(測定周波数1rad/s、歪み量20%以下で測定)が10000Paとなる温度をTmとしたとき、Tmが80から150℃の範囲にあることが望ましく、70から120℃の範囲にあることがより望ましい。
Tmが上記範囲よりも低すぎると、トナーが貯蔵中又は現像器中でブロッキング(トナーの粒子が凝集して塊になる現象)を起こしやすい場合がある。一方、Tmが上記範囲よりも高いと、トナーの定着温度が高くなる場合がある。
結着樹脂中の非晶性ポリエステル樹脂の含有量は特に限定されないが、結着樹脂全体に対し、80から98質量%範囲が望ましく、86から98質量%の範囲がより好適である。含有量が80質量%より少ないとトナー強度が低下したり、帯電の環境安定性が悪化したりする場合があり、98質量%より多いと低温定着性が発揮されない場合がある。
―結晶性ポリエステル樹脂―
結晶性ポリエステル樹脂は、トナーの結着樹脂として画像光沢度の向上と安定化及び低温定着性向上のために使用される。結晶性ポリエステル樹脂は、2価の酸(ジカルボン酸)成分と2価のアルコール(ジオール)成分とから合成されるものであり、JIS K7121−1987における示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化(すなわちDSC曲線がそれまでのベースラインからはなれ新しいベースラインに移行する変化)を示すものではなく、明確な吸熱ピークを示す(DSC曲線がそれまでのベースラインから離れ吸熱ピークを有し、再度ベースラインに戻る)ものを指す。また、結晶性ポリエステル樹脂の主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50質量%以下の場合、この共重合体も結晶性ポリエステル樹脂と呼ぶ。
前記結晶性ポリエステル樹脂において、酸由来構成成分となる為の酸としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが、前記酸由来構成成分としてのジカルボン酸は、1種に限定されず、2種以上のジカルボン酸由来構成成分を含んでもよい。また、前記ジカルボン酸は、乳化凝集法における乳化性を良好にする為、スルホン酸基を含ませることがある。
なお、前記「酸由来構成成分」とは、ポリエステル樹脂の合成前には酸成分であった構成部位を指し、下記「アルコール由来構成成分」とは、ポリエステル樹脂の合成前にはアルコール成分であった構成部位を指す。
前記ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸が望ましく特に直鎖型のカルボン酸が好適である。直鎖型のカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、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、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、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、1,20−エイコサンジオール、など、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられる。
ジカルボン酸としては、上記の中でも、炭素数6から10のものが結晶融点や帯電性の観点から好ましい。結晶性を高めるためには、これら直鎖型のジカルボン酸を、酸構成成分の95モル%以上用いることが好ましく、98モル%以上用いることがより好ましい。
前記酸由来構成成分としては、前記の脂肪族ジカルボン酸由来構成成分のほか、スルホン酸基を持つジカルボン酸由来構成成分等の構成成分を含むこともできる。前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の色材の分散を良好にできる点で有効である。また樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、トナー粒子を作製する際に、スルホン酸基があれば、後述するように、界面活性剤を使用しないで乳化或いは懸濁が可能である。
上記スルホン基を持つジカルボン酸としては、例えば、2−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でも、生産性の点で、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩等が好ましい。
前記スルホン酸基を持つジカルボン酸の含有量は、樹脂全体に対し、2.0構成モル%以下であることが好ましく、1.0構成モル%以下であることがより好ましい。スルホン酸基を持つジカルボン酸の含有量が多いと帯電性が悪化する場合がある。尚、上記「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における各構成成分(酸由来構成成分、アルコール由来構成成分)をそれぞれ1単位(モル)したときの百分率を指す。
前記結晶性ポリエステル樹脂において、アルコール由来構成成分となる為のアルコールとしては、脂肪族ジアルコールが望ましく、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−ドデカンジオール、1,12−ウンデカンジオール、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、1,20−エイコサンジオール、などが挙げられる。中でも炭素数2から10のものが結晶融点や帯電性の観点から好ましい。結晶性を高めるためには、これら直鎖型のジアルコールを、アルコール構成成分の95モル%以上用いることが好ましく、98モル%以上用いることがより好ましい。
その他の2価のジアルコールとしては、例えば、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド又は(及び)プロピレンオキシド付加物、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。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。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、例えば、酢酸、安息香酸等の1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価のアルコールや、ベンゼントリカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸等、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステル、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など3価のアルコールも使用することができる。
その他のモノマーとしては、特に限定は無く、例えば、高分子データハンドブック:基礎編」(高分子学会編:培風館)に記載されているモノマー成分である、従来公知の2価又のカルボン酸と、2価のアルコールがある。これらのモノマー成分の具体例としては、2価のカルボン酸としては、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、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の二塩基酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。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。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記非晶性ポリエステル樹脂に準じて合成することができる。製造の際に使用される触媒としては、例えば、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム、アルミニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。
例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。反応性の観点から、アンチモン系、スズ系、チタン系が望ましい。
上記触媒の添加量は、モノマー成分100質量部に対して0.02から1.0質量部の範囲で加えることが望ましい。
なお、トナー中におけるスズ元素の含有量を上記範囲とするために、上記触媒としてスズ系触媒を用い、スズ系触媒の添加量を制御することによりスズ元素の含有量を制御してもよい。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、50から120℃の範囲が望ましく、より好適には60から110℃の範囲である。融点が50℃より低いとトナーの保存性や、定着後のトナー画像の保存性が問題となる場合がある。また、120℃より高いと、従来のトナーに比べて十分な低温定着が得られない場合がある。
なお、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点の測定は、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度測定に準じた方法で、融解に基づく吸熱ピークのピーク温度として求めることができる。詳細は後述する。
また、結晶性ポリエステル樹脂の分子量は、前記テトラヒドロフラン(THF)可溶分のGPC法による分子量測定で、重量平均分子量(Mw)が5000から100000の範囲であることが望ましく、より好適には10000から50000の範囲であり、数平均分子量(Mn)は2000から30000の範囲であることが望ましく、より好適には5000から15000の範囲である。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量が上記範囲より小さいと、低温定着性には効果的である一方で、樹脂として柔らかくなり、トナーのブロッキングが起こる等、保存性にも悪影響を及ぼす場合がある。
一方、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量が上記範囲より大きいと、トナー中からの染み出しが不十分になる為、ドキュメント保存性に悪影響を及ぼす場合がある。
結晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5から20の範囲であることが望ましく、更に好適には2から5の範囲である。
結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、4から20mgKOH/gの範囲であることが望ましく、8から15mgKOH/gの範囲であることがより望ましい。また、水酸基価は3から30mgKOH/gの範囲であることが望ましく、50から10mgKOH/gの範囲であることがより望ましい。
結着樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、2から20質量%の範囲が望ましく、2から14質量%の範囲がより望ましい。結晶性ポリエステル樹脂の添加量20質量%より多いと、結晶性ポリエステル樹脂のドメインサイズが大きくなりトナー表面に露出しやすくなるため、トナー粉体流動性の低下や帯電性の悪化を生じることがある。結着樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量が2質量%より少ないと、良好な低温定着性が得られない場合がある。
―その他の樹脂―
また、結着樹脂には、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂の他に、その他の樹脂を併用することができる。その他の樹脂としては、その他の非晶性樹脂、その他の結晶性樹脂が挙げられる。
その他の非晶性樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸及びそのエステル化物などが挙げられる。
具体的には、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;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−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;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のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類;などの単量体の重合体、これらを2種以上組み合せて得られる共重合体又はこれらの混合物を挙げることができ、さらにはエポキシ樹脂、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、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混合物やこれらの共存下でビニル系単量体を重合する際に得られるグラフト重合体等も使用できる。中でも、帯電性や定着性の観点で、スチレンアクリル共重合樹脂、特にスチレンブチルアクリレート共重合樹脂が好ましい。
その他の結晶性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等の長鎖アルキル、アルケニルの(メタ)アクリル酸エステルを1種単独もしくは2種以上を併用したビニル系樹脂、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類等が挙げられる。
結着樹脂中におけるその他の樹脂の含有量は、3質量%未満であることが望ましい。
結着樹脂は、テトラヒドロフラン(以下「THF」と略す)不溶分が0から20%であることが好ましい。THF不溶分を20%以上含有した場合には、耐オフセット性は向上するが、画像の光沢性が損なわれる場合があり、またOHP光透過性が損なわれる場合がある。
上記THF不溶分の測定方法は、10質量%程度の濃度となるように樹脂をTHFに溶解し、メンブランフィルター等で濾過し、フィルター残留分を乾燥し質量を測定することにより求めることができる。
(離型剤)
本実施形態のトナーに含まれる離型剤は、上記の通り、酸価が0mgKOH/g以上5.0mgKOH/g以下であり、0mgKOH/g以上4.5mgKOH/g以下が望ましく、0mgKOH/g以上4.3mgKOH/g以下がより望ましく、0mgKOH/g以上4.0mgKOH/g以下がさらに望ましい。
離型剤の酸価が5.0mgKOH/gより大きいと、離型剤及びアルミニウムイオンのイオン架橋、又は、離型剤及びスズイオンのイオン架橋が発生しやすくなる。したがって、画像定着時に離型剤が画像表面へ染み出しにくくなるだけでなく、樹脂及びアルミニウムイオンのイオン架橋、又は、樹脂及びスズイオンのイオン架橋を阻害する場合がある。
上記範囲の酸価を有する離型剤としては、具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス類;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス類;ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価または多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類;コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類等が挙げられる。
本発明において、これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いても良い。
離型剤の融点は、40℃以上150℃以下が望ましく、70℃以上110℃以下がより望ましい。
離型剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対し5から25質量部の範囲が好ましく、7から20質量部の範囲であることがより好ましい。
離型剤の添加量が上記範囲より少ないと、定着時に定着部材からの離型性が不足し、オフセットが発生しやすくなる場合がある。
逆に離型剤の添加量が上記範囲より多いと、発色性の悪化や透明性の低下などの弊害が生じやすくなる。
また、離型剤の含有量が多すぎると、カラー定着画像表面や内部の離型剤がOHPの投影性を悪化させる場合がある。また、2成分現像剤として用いるときは、トナーとキャリアの摺擦により離型剤がキャリアに移行して現像剤の帯電性能が経時的に変化することも考えられる。さらに、一成分現像剤として用いるときは、トナーと帯電付与用ブレードとの摺擦により離型剤がブレードに移行して現像剤の帯電性能が経時的に変化することも考えられる。また、トナーの流動性が悪化することも考えられる。以上のように、離型剤の含有量が多すぎることにより、カラー画質及び信頼性が悪化する場合がある。
(着色剤)
本実施形態のトナーは、必要に応じて着色剤を含む。
着色剤としては、特に制限は無く、公知の着色剤が用いられる。具体的には、例えば、以下の着色剤が挙げられる。
イエロー顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G 、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローNCG等を挙げることができ、特に、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー155、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185等が好適に用いられる。
マゼンタ顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンB レーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ、ナフトール系顔料としては、ピグメントレッド31、同146、同147、同150、同176、同238、同269などが挙げられ、キナクリドン系顔料としては、ピグメントレッド122、同202、同209などが挙げられ、この中でも特に製造性、帯電性の観点からピグメントレッド185、同238、同269、同122が好適である。
シアン顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどを挙げることができ、特に、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等が好適に用いられる。
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、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、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK等を挙げることができる。紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等を挙げることができる。緑色顔料としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等を挙げることができる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等を挙げることができる。
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を挙げることができる。また、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、チオインジコ系、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、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料なども用いられる。また、これらの着色剤は単独もしくは混合して使用される。
黒色トナーに用いられる黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等を挙げることができ、特にカーボンブラックが好適に用いられる。カーボンブラックは比較的分散性が良いため、特に特別な分散を必要としないが、カラー着色剤に準じた製造方法で製造されることが望ましい。
前記着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。そして、着色剤はトナー総質量に対して4から15質量%の範囲で添加することが好適である。また、黒色着色剤として磁性体などを用いる場合は、他の着色剤とは異なり、12から240質量%で添加することができる。具体的には、磁場中で磁化される物質を用いるが、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性の粉末、もしくはフェライト、マグネタイト等の化合物が使用される。水相中でトナーを得るときには、磁性体の水相移行性に注意を払う必要があり、予め磁性体の表面を改質し、例えば疎水化処理等を施しておくことが望ましい。
トナー中における着色剤の含有量は、定着後における画像表面の平滑性を損なわない範囲において出来るだけ多いほうが好ましい。着色剤の含有量を多くすることにより、同じ濃度の画像を得る際、画像の厚みを薄くすることができ、オフセット現象を抑制する観点から有利である。
(酸化ケイ素粒子)
本実施形態のトナーは、酸化ケイ素粒子をさらに含むことが望ましく、酸化ケイ素粒子の分散率が80%以上100%以下であることが望ましい。
ここで、酸化ケイ素粒子の分散率とは、トナーに含有される酸化ケイ素粒子が、トナー中にどの程度分散しているかを示す値であり、具体的には以下のようにして定義する。
まず、トナーの粒子の断面のうち、無作為に選択した1μm2の領域において蛍光X線測定を行い、炭素元素に相当する蛍光X線強度(IC)に対するケイ素元素に相当する蛍光X線強度(ISi)の強度比(ISi/IC)を求める。
次に、前記トナーの粒子の断面において、他の1μm2の領域を無作為に選択し、合計100箇所の領域について上記測定を行う。
上記100箇所の領域のうち、前記強度比(ISi/IC)の値が0.07以上0.12以下である領域の割合を、「酸化ケイ素粒子の分散率」と定義する。
したがって、酸化ケイ素粒子の分散率が高いほど、酸化ケイ素粒子がトナー中に満遍なく分散していることを意味する。また、酸化ケイ素粒子の分散率が低いほど、酸化ケイ素粒子がトナー中に偏在しているか、又はトナー中における酸化ケイ素粒子の含有量が小さいことを意味する。具体的な「酸化ケイ素粒子の分散率」の測定方法については後述する。
酸化ケイ素粒子の分散率が上記範囲であることにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性がより良好となり、耐オフセット性がより良好となり、かつ、定着画像の光沢ムラが抑制される。
その理由は定かではないが、以下のように推測される。
酸化ケイ素粒子がトナー内部に含まれることにより、トナーの熱に対する応答が速くなると考えられる。すなわち、トナーに熱を加えた後、トナー中に含有される結着樹脂が溶融されるまでの時間が短縮されることにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の定着部材からの剥離性がより良好となり、耐オフセット性がより良好となると考えられる。
また、酸化ケイ素粒子がトナー内部に含まれることにより、トナーの粘弾性挙動が制御されるため、記録媒体の先端余白が小さい画像の定着部材からの剥離性がより良好となり、耐オフセット性がより良好となるとも考えられる。
しかし、元来、数nmから数十nmの無機粒子は凝集し易く、トナーに含有される結着樹脂との相溶性が低いことが多いため、トナー中において一次粒子として分散させるのは困難であり、二次凝集状態で分散していることが多いと考えられる。
酸化ケイ素粒子が全体としてトナー内部に適量含有されていたとしても、酸化ケイ素粒子がトナー中に偏在している場合、すなわち、酸化ケイ素粒子の分散率が上記範囲から外れる場合は、トナー全体として上記のような酸化ケイ素粒子の効果が得られなくなったり、光沢ムラが生じたりすることが考えられる。
具体的には、1μm2の領域の蛍光X線測定において、上記強度比(ISi/IC)の値が0.07未満の領域では、その領域における酸化ケイ素粒子の濃度が低すぎるため、その領域では部分的に上記効果が得られていない場合がある。
また、逆に上記強度比(ISi/IC)の値が0.12を超えた領域では、その領域における酸化ケイ素粒子の濃度が高すぎるため、その領域では部分的に光沢が低くなる場合がある。
このような、強度比(ISi/IC)の値が0.07未満又は0.12を超える領域がトナー中に多く存在すると、酸化ケイ素粒子の効果が得られていない領域や光沢が低い領域が多く存在することとなる。したがって、全体として上記のような酸化ケイ素粒子の効果が得られなくなったり、トナー全体として上記効果が得られても光沢ムラが生じたりする場合があると考えられる。
以上のような理由から、酸化ケイ素粒子の分散率が上記範囲であることにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性がより良好となり、耐オフセット性がより良好となり、かつ、定着画像の光沢ムラが抑制されると推測される。
また、酸化ケイ素粒子の分散率が上記範囲である場合は、結着樹脂に含まれる非晶性ポリエステル樹脂として、ガラス転移温度がより低い樹脂を用いることができるため、トナーの低温定着性を向上させることができる。酸化ケイ素の分散率が上記範囲であることにより、ガラス転移温度の低い樹脂を用いた場合であっても、耐熱ブロッキング性が損なわれないからである。
その理由は定かではないが、酸化ケイ素粒子を分散させて含有させることにより、ガラス状態における貯蔵弾性率が増加するとともに、結着樹脂の低分子量成分の拡散による移動が粒子によって抑制されている効果によるものと推測される。
酸化ケイ素粒子は、公知の方法、例えば、気相法、湿式法等により適宜合成してもよいし、市販のものを用いてもよい。
また、酸化ケイ素粒子は、疎水化剤等によって表面処理されていてもよい。
疎水化剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニス等が用いることができる。
シランカップリング剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシララン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等を用いることができる。
また、シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等を用いることができる。
酸化ケイ素粒子の体積平均粒径は、5nm以上100nm以下であることが望ましく、6nm以上50nm以下であることがより望ましい。
酸化ケイ素粒子の添加量は、トナー全体に対し、1質量%以上10質量%以下であることが望ましく、1質量%以上8質量%以下であることがより望ましく、1質量%以上6質量%以下であることがさらに望ましい。
酸化ケイ素粒子の添加量が上記範囲であることにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性がより良好となり、より高光沢な画像が形成され、耐オフセット性がより良好となり、かつ、定着画像の光沢ムラがより抑制される。
(その他の成分)
本実施形態のトナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、外添剤等の種々の成分を添加することができる。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
上記磁性体等を含有させて磁性トナーとして用いる場合、これらの強磁性体は体積平均粒径が2μm以下であることが望ましく、0.1μm以上0.5μm以下程度のものがより望ましい。
トナー中に含有させる内添剤の量としては、樹脂成分100質量部に対し20質量部以上200質量部以下が望ましく、特に樹脂成分100質量部に対し40質量部以上150質量部以下が望ましい。
また内添剤は、10Kエルステッド印加での磁気特性が保磁力(Hc)20エルステッド以上300エルステッド以下、飽和磁化(σs)50emu/g以上200emu/g以下、残留磁化(σr)2emu/g以上20emu/g以下のものが望ましい。
帯電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや4級アンモニウム塩などを挙げることができる。帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。
外添剤としては、以下の無機粒子や有機粒子が挙げられる。
無機粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。
無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セイウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
上記無機粒子の中でも、チタン系粒子とシリカ粒子が好ましく、特に疎水化処理された微粒子が好ましい。
無機粒子の1次粒子径は、1から1000nmが好ましく、その添加量は、トナー100質量部に対して0.01から20質量部外添するのが好ましい。
有機粒子として例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデンなどを挙げることができる。これらの粒子の表面をシリコーン系化合物やフッ素系化合物で処理したものも好ましく用いることができる。有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用される。
(トナーの物性)
トナーの体積平均粒径としては、1.0μm以上20μm以下が望ましく、2.0μm以上8.0μm以下がより望ましく、4.0μm以上8.0μm以下がさらに望ましい。また個数平均粒径としては、10μm以下が望ましく、2.0μm以上8.0μm以下がより望ましく、4.0μm以上8.0μm以下がさらに望ましい。
(トナーの製造方法)
トナーの製造方法としては、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法などの、酸性やアルカリ性の水系媒体中でトナーを生成する湿式製法で製造されることが好適であるが、特に凝集合一法が望ましい。
凝集合一法によるトナーの製造方法は、例えば、少なくとも粒子径が1μm以下の、第1の樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を分散した着色剤粒子分散液と、離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液とを混合し、前記第1の樹脂粒子と前記着色剤粒子と前記離型剤粒子とを含むコア凝集粒子を形成する第1の凝集工程と、前記コア凝集粒子の表面に第2の樹脂粒子を含むシェル層を形成しコア/シェル凝集粒子を得る第2の凝集工程と、前記コア/シェル凝集粒子を前記第1の樹脂粒子又は前記第2の樹脂粒子のガラス転移温度以上に加熱し融合・合一する融合・合一工程と、を含む。
また、トナー中における酸化ケイ素粒子の分散率を上記範囲とするためには、第1の凝集工程の前において、上記樹脂粒子分散液の代わりに、酸化ケイ素粒子が第1の樹脂粒子に分散された樹脂シリカ粒子を分散した樹脂シリカ粒子分散液を用いることが望ましい。
すなわち、上記樹脂シリカ粒子分散液を用いたトナーの製造方法は、少なくとも粒子径が1μm以下の、樹脂シリカ粒子を分散した樹脂シリカ粒子分散液と、着色剤粒子を分散した着色剤粒子分散液と、離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液とを混合し、前記樹脂シリカ粒子と前記着色剤粒子と前記離型剤粒子とを含むコア凝集粒子を形成する第1の凝集工程と、前記コア凝集粒子の表面に第2の樹脂粒子を含むシェル層を形成しコア/シェル凝集粒子を得る第2の凝集工程と、前記コア/シェル凝集粒子を前記樹脂シリカ粒子又は前記第2の樹脂粒子のガラス転移温度以上に加熱し融合・合一する融合・合一工程と、を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
―分散液の調整―
上記の凝集合一法においては、例えば、樹脂粒子分散液(樹脂シリカ粒子分散液)と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液とを準備する。
樹脂粒子分散液の調整方法としては、例えば、転相乳化法を用いることができる。転相乳化法は、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な有機溶剤中に溶解させ、必要に応じて中和剤や分散安定剤を添加して、攪拌下にて、水系溶媒を滴下して、乳化粒子を得た後、樹脂粒子分散液中の有機溶媒を除去し、乳化液(樹脂粒子分散液)を得る方法である。このとき、中和剤や分散安定剤の投入順は変更してもよい。
樹脂シリカ粒子分散液の調整方法としては、分散すべき樹脂と同時に、酸化ケイ素粒子を有機溶剤中に加える以外は、樹脂粒子分散液の場合と同様の方法により、樹脂シリカ粒子分散液を得ることができる。
樹脂を溶解させる有機溶媒(樹脂溶解溶媒)としては、例えば、蟻酸エステル類、酢酸エステル類、酪酸エステル類、ケトン類、エーテル類、ベンゼン類、ハロゲン化炭素類が挙げられる。
具体的には、蟻酸、酢酸、酪酸等のアルキル(メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル等)エステル類、アセトン、MEK、MPK、MIPK、MBK、MIBK等のメチルケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、トルエン、キシレン、ベンゼン等の複素環置換体類、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン等のハロゲン化炭素類などを単独であるいは2種以上組合せて用いることが可能であるが、入手し易さや脱溶剤時の回収容易性、環境への配慮の点から、低沸点溶媒の酢酸エステル類やメチルケトン類、エーテル類が通常好ましく用いられ、特に、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸、酢酸エチル、酢酸ブチルが好ましい。前記有機溶媒は、樹脂粒子中に残存すると、VOC原因物質となる場合があるため揮発性の比較的高いものを用いることが好ましい。
前記水系溶媒としては、基本的にはイオン交換水が用いられるが、油滴を破壊しない程度に水溶性有機溶媒を含んでも構わない。
水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール等の短炭素鎖アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;エーテル類、ジオール類、THF、アセトン等が挙げられる。
これらの水溶性有機溶媒のイオン交換水との混合比は、質量比で1%以上50%以下の範囲、より好適には1%以上30%以下が選択され水性成分として用いられる。
また、水溶性有機溶媒は添加されるイオン交換水に混合するだけでなく、樹脂溶解液中に添加して使用しても構わない。水溶性有機溶媒を添加する場合には、樹脂と樹脂溶解溶媒との濡れ性を調整することができ、また、樹脂溶解後の液粘度を低下させる機能が期待できる。
また、前記乳化液が安定的に分散状態を保つよう、必要に応じて樹脂溶液及び水性成分に分散剤を添加してもよい。
前記分散剤としては、水性成分中で親水性コロイドを形成するもので、特に、例えば、ヒドロキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズ等のセルローズ誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩等の合成高分子類、ゼラチン、アラビアゴム、寒天等の分散剤が挙げられる。
また、分散剤として、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム等の固体微粉末も用いることができる。
これらの分散剤は通常、水性成分中の濃度が0質量%以上20質量%以下、望ましくは0質量%以上10質量%以下となるよう添加される。
前記分散剤としては、界面活性剤も用いられる。
前記界面活性剤の例としては、後述する着色剤分散液に用いられるものに準じたものを使用することができる。
界面活性剤としては、例えば、サポニンなどの天然界面活性成分の他に、アルキルアミン塩酸・酢酸塩類、4級アンモニウム塩類、グリセリン類等のカチオン系界面活性剤、脂肪酸石けん類、硫酸エステル類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、スルホン酸塩類、リン酸、リン酸エステル、スルホコハク酸塩類等のアニオン系界面活性剤などが挙げられ、アニオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。
前記乳化液のpHを調整するために、中和剤を添加してもよい。前記中和剤としては、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム、アンモニアなど一般の酸、アルカリを用いることができる。
前記乳化液から有機溶媒を除去する方法としては、乳化液を常温(15℃以上35℃以下)もしくは加熱下で有機溶剤を揮発させる方法、これに減圧を組み合わせる方法が望ましく用いられる。
このようにして得られた樹脂粒子分散液中における樹脂粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが望ましく、100nm以上300nm以下であることがより望ましい。
樹脂粒子の体積平均粒径は、例えば、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定することができる。
また樹脂粒子分散液中における固形分量は、樹脂粒子分散液100質量部に対して、5質量部以上40質量部以下であることが望ましく、10質量部以上30質量部以下であることがより望ましく、15質量部以上25質量部以下であることがさらにより望ましい。
固形分量が5質量部を下回ると樹脂粒子分散液の粘度が下がってしまい粒子の安定性が悪化したり、輸送の際のコスト的にも望ましくないことある。一方、固形分量が40質量部を超えると、粘度が過度に上昇してしまい攪拌の均一性が失われ重合が上手く進まない場合があって不都合であることがある。
着色剤粒子分散液は、公知の方法で調整されるが、着色剤粒子の分散には、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が望ましく用いられる。
また、極性を有するイオン性界面活性剤を用い、既述したようなホモジナイザーを用いて水系溶媒中に分散し、着色剤粒子分散液を作製することができる。
着色剤粒子分散液中における着色剤粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが望ましく、100nm以上300nm以下であることがより望ましい。
離型剤粒子分散液は、例えば、イオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに、上記離型剤を水中に分散し、融解温度以上に加熱するとともに、強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により粒子化することにより調整することにより、例えば、粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液を作製することができる。
離型剤粒子分散液中における離型剤粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが望ましく、100nm以上300nm以下であることがより望ましい。
また、前記各分散液の分散安定を目的として界面活性剤を用いることができる。
上記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;などが挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤がより好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム;ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類;スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。
カチオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼントリメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。
非イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。
界面活性剤の各分散液中における含有量としては、本発明を阻害しない程度であれば良く、一般的には少量であり、具体的には0.01から10質量%程度の範囲が望ましく、より好ましくは0.05から5質量%の範囲であり、さらに好ましくは0.1から2質量%程度の範囲である。界面活性剤の含有量が0.01質量%未満であると、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等の各分散液が不安定になり、そのため凝集を生じたり、また凝集時に各粒子間の安定性が異なるため、特定粒子の遊離が生じる等の問題が生じる場合がある。また、界面活性剤の含有量が10質量%を越えると、粒子の粒度分布が広くなったり、また、粒子径の制御が困難になる場合がある。一般的には粒子径の大きい懸濁重合トナー分散物は、界面活性剤の使用量は少量でも安定である。
―凝集工程―
第1の凝集工程においては、別々に調整した上記分散液及び必要に応じてその他の分散液を混合した原料分散液を加熱し、所望のトナー径にほぼ近い径を持つ凝集粒子(コア凝集粒子)を形成する。凝集粒子はヘテロ凝集等により形成され、該凝集粒子の安定化、粒度/粒度分布制御を目的として、前記凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物が添加される。
第2の凝集工程は、第1の凝集工程で得られたコア凝集粒子の表面に、第2の樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液を用いて、第2の樹脂粒子を付着させ、所望の厚みの被覆層(シェル層)を形成することによりコア凝集粒子表面にシェル層が形成されたコア/シェル構造も持つ凝集粒子(コア/シェル凝集粒子)を得る。なお、この際用いる第2の樹脂粒子は、第1の樹脂粒子と同じであってもよく、異なったものであってもよい。
また第1の凝集工程において、樹脂粒子分散液や着色剤粒子分散液に含まれる2つの極性のイオン性界面活性剤(分散剤)の量のバランスを予めずらしておくことができる。例えば、硝酸カルシウム等の無機金属塩、もしくは硫酸バリウム等の無機金属塩の重合体を用いてこれをイオン的に中和し、第1の樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱してコア凝集粒子を作製することができる。
このような場合、第2の凝集工程においては、上記のような2つの極性の分散剤のバランスのずれを補填するような極性及び量の分散剤で処理された樹脂粒子分散液を、コア凝集粒子を含む溶液中に添加し、さらに必要に応じてコア凝集粒子又は第2の凝集工程において用いられる第2の樹脂粒子のガラス転移温度以下でわずかに加熱してコア/シェル凝集粒子を作製することができる。なお、第1及び第2の凝集工程は、段階的に複数回に分けて繰り返し実施したものであってもよい。
本実施形態のトナーの製造方法においては、凝集工程においてpH変化により凝集を発生させ、粒子を調製することができる。同時に粒子の凝集を安定に、また迅速に、またはより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加する。
前記凝集剤としては、特に制限されないが、凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去を考慮し、凝集剤としては、無機酸の金属塩が用いられる。具体的には塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩などが挙げられるが、本発明では、最終的なトナー粒子の定着時の粘度をコントロールする観点から、アルミニウムを含む凝集剤(例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、カリミョウバン等)が用いられる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、アルミニウムのような三価の場合は0.5質量%以下程度である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物を用いることが好ましい。
本実施形態におけるトナー中のアルミニウム含有量制御手段としては、上記凝集工程において使用されるポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウムなどアルミニウム含有凝集剤の添加量を調整し、トナー中のアルミニウム含有量を制御する方法や、凝集工程の最後に、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、NTA(ニトリロ三酢酸)などのいわゆるキレート剤を適量投入し、アルミニウムイオンを捕縛し、洗浄工程などで形成された錯塩を除去する方法が挙げられる。
本実施形態においては、上記キレート剤による捕縛では生成された錯体の除去や捕縛量などの制御が繁雑であるため、前記Al含有凝集剤の添加量によって制御する方法が好ましい。
Al含有凝集剤の添加量によってトナー中のアルミニウム含有量制御する場合は、Al含有凝集剤の添加量が、混合溶液の固形分全体に対し、0.1質量%以上5.0質量%以下であることが望ましく、0.1質量%以上3.0質量%以下であることがより望ましい。
―融合・合一工程―
次に、融合・合一工程において、第2の凝集工程を経て得られたコア/シェル凝集粒子を、溶液中にて、このコア/シェル凝集粒子中に含まれる第1又は第2の樹脂粒子のガラス転移温度(樹脂の種類が2種類以上の場合は最も高いガラス点移温度を有する樹脂のガラス転移温度)以上に加熱し、融合・合一することによりトナー粒子を得る。
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。
なお、洗浄工程は、帯電性の点から、十分にイオン交換水による置換洗浄を施すことが望ましい。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、加圧濾過等が望ましく用いられる。更に乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が望ましく用いられる。
―外添剤等の添加―
以上のようにして得られたトナー粒子に、必要に応じて外添剤及びその他の添加剤を混合することでトナーが得られる。混合は、例えば、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって行うことができる。
また、その他の添加剤としては、必要に応じて種々の添加剤を用いることができる。例えば、流動化剤やポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子等のクリーニング助剤もしくは転写助剤等があげられる。
<静電荷像現像用現像剤>
本実施の形態における静電荷像現像用現像剤(以下、現像剤と略す場合がある)は、少なくともトナーを含み、必要に応じてキャリアを含むこともできる。すなわち現像剤は、一成分系の現像剤であってもよいし、二成分系の現像剤であってもよい。トナーは、本実施形態の静電荷現像用トナーである。以下、本実施の形態における現像剤について説明する。
(キャリア)
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。キャリアとしては例えば、例えば酸化鉄、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や、これらキャリア芯材表面にキャリア被覆樹脂を被覆した樹脂被覆層を有する樹脂被覆キャリアを挙げることができる。またキャリアは、マトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
―被覆樹脂キャリア―
[キャリア芯材]
キャリア芯材(以下、単に「芯材」と略す場合がある)は、その体積電気抵抗が「1×107.5Ω・cm」以上「1×109.5Ω・cm」以下であることが望ましい。この体積電気抵抗が「1×107.5Ω・cm」未満であると、繰り返し複写によって、現像剤中のトナー濃度が減少した際に、キャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう虞がある。一方、体積電気抵抗が「1×109.5Ω・cm」より大きくなると、際立ったエッジ効果や擬似輪郭等の画質に悪影響を及ぼす虞がある。
芯材は、特に制限はないが、上記条件を満足することが望ましく、例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、これらとマンガン、クロム、希土類等との合金、及びフェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。これらの中でも芯材表面性、芯材抵抗の観点から、フェライト、特にマンガン、リチウム、ストロンチウム、マグネシウム等との合金が望ましい。
芯材の体積平均粒径としては、10μm以上500μm以下が望ましく、より望ましくは30μm以上100μm以下である。
[キャリア被覆樹脂]
キャリア被覆樹脂としては、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−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からな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、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
フッ素系樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、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、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。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。
被覆樹脂により形成される被覆膜には、樹脂粒子、導電性粒子等が分散されていることが望ましい。
被覆膜に樹脂粒子が分散されている場合、その厚み方向及びキャリア表面の接線方向に、均一に分散しているため、キャリアを長期間使用して被覆膜が摩耗したとしても、常に未使用時と同様な表面形成を保持でき、トナーに対し、良好な帯電付与能力を長期間にわたって、維持することができる。
また、被覆膜に導電性粒子が分散されている場合、その厚み方向及びキャリア表面の接線方向に、導電性粒子が均一に分散しているため該キャリアを長期間使用して該被覆膜が摩耗したとしても、常に未使用時と同様な表面形成を保持でき、キャリア劣化を長期間防止することができる。
なお、被覆膜に樹脂粒子と導電性粒子とが分散されている場合、上述の効果を同時に奏する事ができる。
樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等が挙げられる。これらの中でも、比較的硬度を上げることが容易な観点から熱硬化性樹脂が望ましく、トナーに負帯電性を付与する観点からは、N原子を含有する含窒素樹脂による樹脂粒子が望ましい。なお、これらの樹脂粒子は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。
樹脂粒子の数平均粒子径としては、例えば、0.1μm以上2μm以下が望ましく、より望ましくは0.2μm以上1μm以下である。前記樹脂粒子の数平均粒子径が0.1μm未満であると、被覆膜における樹脂粒子の分散性が非常に悪く、一方、樹脂粒子の数平均粒子径が2μmを越えると、被覆膜から樹脂粒子の脱落が生じ易く、本来の効果を発揮しなくなることがある。
樹脂粒子の含有率は、例えば、被覆樹脂層全体に対し、1質量%以上50質量%以下であることが望ましく、1質量%以上30質量%以下であることがより望ましく、1質量%以上20質量%以下であることがさらにより望ましい。樹脂粒子の含有率が1質量%よりも少ないと、樹脂粒子の効果が発現しない場合があり、50質量%を超えると、被覆樹脂層からの脱落が生じやすく、安定した帯電性が得られない場合がある。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属粒子、カーボンブラック粒子、酸化チタン、酸化亜鉛等の半導電性酸化物粒子、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を酸化スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子などが挙げられる。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。
これらの中でも、製造安定性、コスト、導電性等の良好な点で、カーボンブラック粒子が望ましい。前記カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、DBP吸油量が50ml/100g以上250ml/100g以下であるカーボンブラックが製造安定性に優れて望ましい。
導電性粒子の体積平均粒径は、0.5μm以下のものが望ましく、より望ましくは0.05μm以上0.5μm以下であり、更に望ましくは、0.05μm以上0.35μm以下である。体積平均粒径が0.5μmより大きいと、導電性粒子が被覆樹脂層から脱落しやすく、安定した帯電性が得られなくなる可能性がある。
導電性粒子の体積電気抵抗は、101Ω・cm以上1011Ω・cm以下であることが望ましく、103Ω・cm以上109Ω・cm以下がより望ましい。
導電性粒子の含有量は、例えば、被覆樹脂100質量部に対し1質量部以上50質量部以下であることが望ましく、3質量部以上20質量部以下であることがより望ましい。
[樹脂被覆キャリアの製造方法]
芯材表面に被覆膜を形成する方法としては、被覆樹脂を含む被覆膜形成用液に芯材を浸漬する浸漬法、被覆膜形成用液を芯材の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膜形成用液と混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。これらの中でも、ニーダーコーター法が望ましい。
被覆膜形成用液に用いる溶剤としては、被覆樹脂のみを溶解することが可能なものであれば、特に制限はなく、それ自体公知の溶剤の中から選択することができ、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類などが挙げられる。
樹脂膜の平均膜厚は、例えば、0.1μm以上10μm以下が望ましく、経時にわたり安定したキャリアの体積電気抵抗を発現させる観点から、0.5μm以上3μm以下の範囲であることがより望ましい。
―樹脂分散型キャリア―
マトリックス樹脂としては、キャリア被覆樹脂と同様のものを用いることができる。
導電材料としては、金属(例えば、金、銀、銅等)やカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるのもではない。
―キャリアの物性―
キャリアの体積平均粒径は、例えば、15μm以上50μm以下が望ましく、更に望ましくは25μm以上40μm以下である。キャリアの体積平均粒径が15μmより小さいと、キャリア汚染がおこる可能性がある。またキャリアの体積平均粒径が50μmより大きいと、攪拌によるトナー劣化が顕著となる可能性がある。
キャリアの体積電気抵抗は、高画質を達成するために、通常の現像コントラスト電位の上下限に相当する103V/cm乃至104V/cm以下の範囲において、106Ω・cm以上1014Ω・cm以下であることが望ましい。キャリアの体積電気抵抗が106Ω・cm未満であると細線の再現性が悪く、また電荷の注入による背景部へのトナーかぶりが発生しやすくなる。また、キャリアの体積電気抵抗が1014Ω・cmより大きいと黒ベタ、ハーフトーンの再現が悪くなる。また感光体へ移行するキャリアの量が増え、感光体を傷つけやすい。
(現像剤)
キャリアを含んだ現像剤における、トナーとキャリアの混合比(質量比)としては、トナー:キャリア=1:100乃至30:100程度の範囲が望ましく、3:100乃至20:100程度の範囲がより望ましい。
現像剤は、トナー濃度(トナー/キャリア比)を8質量%とし帯電発生環境を25℃50RH%とした場合に、その帯電量の絶対値が20μC/g以上50μC/g以下であることが望ましく、より望ましくは25μC/g以上45μC/g以下、さらに望ましくは27μC/g以上40μC/g以下である。この帯電量の絶対値が20μC/g未満であると、背景部のカブリ、画像白抜け、キャリアの飛散等が発生することがある。一方、50μC/gを超えると、現像不良による画像濃度低下が発生することがある。この帯電量は、例えば、キャリアの被覆樹脂量、架橋メラミン樹脂粒子量、被覆樹脂中のフッ素量等により適宜調整することができる。
現像剤は、上述の特定なキャリアと特定のトナーと混合することにより作製することができるが、この作製方法は特に制限はなく、従来公知の方法に従って適宜行われる。
<静電荷像現像用現像剤用カートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ>
次に、本実施形態における静電荷像現像用現像剤用カートリッジ(以下、単に「カートリッジ」と略す場合がある)について説明する。カートリッジは、画像形成装置に脱着され、少なくとも、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現像剤を収納し、現像剤が既述した本実施形態の現像剤であることを特徴とする。
従って、カートリッジが脱着される構成を有する画像形成装置において、本実施形態の現像剤を収納した本実施形態のカートリッジを利用することにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。
本実施形態における画像形成装置は、静電潜像保持体と、静電潜像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、静電潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、静電潜像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を少なくとも備え、現像剤が本実施形態の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする。
従って、本実施形態の現像剤を用いた本実施形態の画像形成装置を利用することにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。
なお、画像形成装置は、上記のような静電潜像保持体と、帯電手段と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、を少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、クリーニング手段、除電手段等を含んでいていても良い。
また、前記定着手段は、第1の定着部材と、第1の定着部材に接触する第2の定着部材と、を備え、第1の定着部材及び第2の定着部材の接触部における接触幅が6mm以上7mm以下であるものが望ましい。
ここで、接触幅とは、第1の定着部材と第2の定着部材とが接触している領域の、記録媒体進行方向に沿った長さのことをいう。
本実施形態における画像形成装置では、上記の通り、本実施形態の現像剤を用いているため、上記接触幅を上記範囲とすることにより、定着時間を短くすることができる。したがって、上記構成のような定着手段を用いても、記録媒体の先端余白が小さい画像の定着部材からの剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。よって、上記構成のような定着手段を用いて定着時間を短くすることにより、高速で画像形成がなされ、省エネルギーとなるという利点がある。
本実施形態におけるプロセスカートリッジは、本実施形態の現像剤を収納すると共に、画像形成装置に脱着され、現像手段を備え、かつ、静電潜像保持体、帯電手段、及びクリーニング手段から選択される少なくとも一種を備えることを特徴とする。また、プロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等のその他の部材を含んでいても良い。
したがって、プロセスカートリッジが脱着される構成を有する画像形成装置において、本実施形態の現像剤を収容したプロセスカートリッジを利用することにより、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。
以下、本実施の形態におけるカートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて、図面を用いて具体的に説明する。
図1は、好適な一実施形態における画像形成装置の基本構成を概略的に示す断面図である。図1に示す画像形成装置は、カートリッジを備えた構成となっている。
図1に示す画像形成装置10は、静電潜像保持体12、帯電手段14、静電潜像形成手段16、現像手段18、転写手段20、クリーニング手段22、除電手段24、定着手段26、カートリッジ28を備える。
なお、現像手段18中及びカートリッジ28中に収納される現像剤は、本実施形態の現像剤である。
また図1は便宜上、本実施形態の現像剤を収納した現像手段18及びカートリッジ28を一つずつ備えた構成のみを図示しているが、例えばカラー画像形成装置の場合などは、画像形成装置に応じた数の現像手段18及びカートリッジ28を備えた構成をとることも可能である。
図1示す画像形成装置は、カートリッジ28が着脱される構成を有する画像形成装置であり、カートリッジ28は、現像剤供給管30を通して現像手段18に接続されている。よって画像形成を行う際は、カートリッジ28の中に収納されている本発明の現像剤が、現像剤供給管30を通して現像手段18に供給されることにより、長期間にわたり、本発明の現像剤を用いた画像を形成することができる。また、カートリッジ28の中に収納されている現像剤が少なくなった場合には、このカートリッジ28を交換することができる。
静電潜像保持体12の周囲には、静電潜像保持体12の回転方向(矢印A方向)に沿って順に、静電潜像保持体12表面を帯電させる帯電手段14、画像情報に応じて静電潜像保持体12表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段16、形成された静電潜像に本発明の現像剤を供給する現像手段18、静電潜像保持体12表面に接触し静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い矢印B方向に従動回転することができるドラム状の転写手段20、静電潜像保持体12表面に接触するクリーニング手段22、静電潜像保持体12表面を除電する除電手段24が配置されている。
静電潜像保持体12と転写手段20との間は、矢印C方向と反対側から不図示の搬送手段により矢印C方向に搬送される記録媒体50が挿通可能である。静電潜像保持体12の矢印C方向側には加熱源(不図示)を内蔵した定着手段26が配置され、定着手段26には接触部32が設けられている。また、静電潜像保持体12と転写手段20との間を通過した記録媒体50は、この接触部32を矢印C方向へと挿通可能である。
静電潜像保持体12としては、例えば感光体又は誘電記録体等が使用できる。
感光体としては例えば、単層構造の感光体又は多層構造の感光体等を用いることができる。また感光体の材質としては、セレンやアモルファスシリコン等の無機感光体や、有機感光体等が考えられる。
帯電手段14としては、例えば、導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触帯電装置、コロナ放電を利用したコロトロン帯電やスコロトロン帯電などの非接触型の帯電装置等、公知の手段を使用することができる。
静電潜像形成手段16としては、露光手段の他に、トナー像を記録媒体表面の所望の位置に形成しうる信号を形成できる、従来公知のいずれの手段を使うこともできる。
露光手段としては、例えば、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせ、光学系により構成されたレーザー走査書き込み装置、あるいは、LEDヘッドなど、従来公知の露光手段を使用することができる。均一で、解像度の高い露光像を作るという望ましい態様を実現させるためには、レーザー走査書き込み装置又はLEDヘッドを使うことが望ましい。
転写手段20としては、具体的には例えば、電圧を印加した導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、静電潜像保持体12と記録媒体50との間に電界を作り、帯電したトナーの粒子で形成されたトナー像を転写する手段や、コロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などで記録媒体50の裏面をコロナ帯電して、帯電したトナーの粒子で形成されたトナー像を転写する手段など、従来公知の手段を使用することができる。
また転写手段20として、二次転写手段を用いることもできる。すなわち、図示しないが二次転写手段は、トナー像を一旦中間転写体に転写した後、中間転写体から記録媒体50にトナー像を二次転写する手段である。
クリーニング手段22としては例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどが挙げられる。本実施の形態においては、クリーニング手段22として、クリーニングブレードを用いたブレードクリーニング手段を採用している。
除電手段24としては例えば、タングステンランプ、LEDなどが挙げられる。
定着手段26としては、例えば、公知の接触型熱定着装置が使用できる。
具体的には、例えば、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加熱ロールと、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加圧ロールとからなる熱ロール定着装置や、そのロールとロールとの組み合わせを、ロールとベルトとの組み合わせ、ベルトとベルトとの組み合わせに代えた定着装置が使用できる。
以下、加熱ロールと加圧ベルトを用いた本実施形態の定着手段26について、図面を用いて詳細に説明する。
図2は、本実施形態の定着手段を示す概略断面図である。
本実施形態に係る定着手段26は、図2に示すように、一方向(図2において矢印E方向)へ回転する加熱ロール40(第1の定着部材)と、加熱ロール40の周面に接触部32において接触し、一方向(矢印D方向)へ回転する無端状の加圧ベルト38(第2の定着部材)と、を備えている。
加圧ベルト38の内周側には、加熱ロール40と接触部を形成する押圧部材44と、加圧ベルト38と加熱ロール40との接触部とは反対側に配置されたベルト走行ガイド42と、を備えている。ベルト走行ガイド42は、押圧部材44のホルダ44Cに固定されている。
加熱ロール40は、内部に加熱源46(加熱手段)を有するコア40A(基材)に弾性層40Bおよび剥離層40C(表面離型層)が順次形成されて構成されている。
コア40Aとしては、耐熱性に優れ、変形に対する強度が強く、熱伝導性の良い材質を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、アルミ、鉄、銅等が挙げられる。
弾性層40Bの材料としては、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム等が挙げられる。また、ゴム硬度は60以下であるのが好ましい。
定着部材が弾性層を有すると、被転写体上のトナー画像の凹凸に追従して定着部材が変形し、定着後における画像表面の平滑性を向上させることができる点で有利である。
弾性層40Bの厚さは、0.1mmから3mmであるのが好ましい。弾性層の厚みが厚すぎると、定着部材の熱容量が大きくなるため、定着部材を熱するのに長い時間を要する上、その消費エネルギーも増大してしまう場合がある。また、弾性層の厚みが薄すぎると、定着部材の変形がトナー画像の凹凸に追従できなくなり、ムラが発生する場合があり、また剥離に有効な弾性層の歪みが得られない場合がある。
剥離層40Cの材料としては、トナーを付着させない目的で、トナーに対して離型性の優れた材料が望ましい。剥離層40Cの材料としては、具体的には、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素ラテックス、フッ素樹脂が挙げられる。その中でも、特に、耐摩耗性の点でフッ素樹脂が優れている。
フッ素樹脂としては、例えば、パーフロロアルコキシエチルエーテル共重合体(PFA)等のポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等を含有する軟質フッ素樹脂が挙げられる。
剥離層40Cには、目的に応じて各種の添加剤等を含有していてもよい。
具体的には、例えば、磨耗性向上、抵抗値制御等の目的でカーボンブラックや金属酸化物、SiCなどのセラミックス粒子等を含有してもよい。
加圧ベルト38は、例えば、基材と、基材の外周面に設けられた表面離型層とで構成されたものが挙げられる。
基材の材料としては、例えば、ポリイミドフィルム、ステンレス製ベルト等が挙げられる。
表面離型層の材料としては、例えば、加熱ロール40の剥離層40Cの材料と同様のものが挙げられる。
加熱ロール40の周辺には、定着後の用紙を剥離するための剥離部材52、加熱ロール40の表面温度を制御するための温度センサー54が設けられている。剥離部材52は、加圧ベルト38と加熱ロール40との接触部の記録媒体50(記録媒体)の搬送方向(矢印F方向)下流側に設けられている。
剥離部材52は、一端が固定支持された支持部52Aと、これに支持されている剥離シート52Bとからなり、剥離シート52Bの先端が加熱ロール40に近接又は接触するように配置されている。
押圧部材44は、記録媒体50の進行方向(矢印F方向)に沿って、異なる硬度の2つの加圧部44A、44Bを有する。加圧部44A、44Bは、ホルダ44Cにより支持され、例えばテフロン(登録商標)を含むガラス繊維シートやフッ素樹脂シートなどの低摩擦層44Dを介して加圧ベルト38内周面から加熱ロール40を押圧している。よって加圧部44A、44Bは、加熱ロール40に向けて加圧ベルト38を押圧するものであれば必要に応じて選定して差し支えないが、耐熱性を具備するもので構成することが好ましい。
例えば、押圧部材44における記録媒体50突入側の加圧部44Aをゴム状弾性部材から構成させ、記録媒体50排出側の加圧部44Bを金属等の硬い圧力付与部材から構成させ、接触部32の領域における圧力を、記録媒体50突入側より記録媒体50排出側が高くなるよう設定する。この構成により、上述のように記録媒体50(特に薄い記録紙)の剥離性が向上される。
また、接触部32における接触幅は、上記の通り、6mm以上7mm以下であるものが望ましい。
低摩擦層44Dとしては、例えばフッ素樹脂シートなどを用いることができる。フッ素樹脂シートとしては、例えば、PTFE、PFA、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等を用いることが可能であるが、摺動摩擦抵抗の点からPTFEが望ましい。また低摩擦層44Dの構造としてはフッ素樹脂繊維からなる織布単層から構成されてもよし、さらにその上に多孔質フッ素樹脂シートを積層することも可能である。
記録媒体50としては、特に制限はなく、普通紙や光沢紙等をはじめとする従来公知のものが利用できる。また記録媒体は、基材と基材上に形成された受像層を有するものを利用することもできる。
次に、画像形成装置10を用いた画像形成について説明する。まず、静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い、帯電手段14により静電潜像保持体12表面を帯電し、帯電された静電潜像保持体12表面に静電潜像形成手段16により画像情報に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された静電潜像保持体12表面に、静電潜像の色情報に応じて現像手段18から本発明の現像剤を供給することによりトナー像を形成する。
次に、静電潜像保持体12表面に形成されたトナー像は、静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い、静電潜像保持体12と転写手段20との接触部に移動する。この際、接触部を、記録媒体50が、不図示の用紙搬送ロールにより矢印C方向に挿通され、静電潜像保持体12と転写手段20との間に印加された電圧により、静電潜像保持体12表面に形成されたトナー像が接触部にて記録媒体50表面に転写される。
トナー像を転写手段20に転写した後の静電潜像保持体12の表面は、クリーニング手段22のクリーニングブレードによって残留しているトナーが除去され、除電手段24により除電される。
このようにしてトナー像がその表面に転写された記録媒体50は、定着手段26の接触部32に搬送され、接触部32を通過する際に、内蔵された加熱源(不図示)によってその接触部32の表面が加熱された定着手段26によって加熱される。この際、トナー像が記録媒体50表面に定着されることにより画像が形成される。
具体的には、例えば上記画像形成装置10におけるトナー画像形成動作が開始されると同時に(無論、当然タイムラグがあってもよい。以下、同様である。)、不図示のモータにより加熱ロール40が矢印E方向へ例えば周速200mm/secで回転駆動される。
一方加圧ベルト38は、加熱ロール40に接触されているため、加熱ロール40からの駆動力を受けることにより回転し、ベルト走行ガイド42に沿ってガイドされている。
未定着トナー像Tを表面に保持する記録媒体50は、矢印F方向に、不図示の搬送手段により搬送されて、加圧ベルト38と加熱ロール40とが接触し形成された接触部32の領域に挿通される。
この際、記録媒体50の未定着トナー像Tが形成された面と加熱ロール40の表面とが向き合うように、記録媒体50が挿通される。この接触部32を記録媒体50が通過した際に、加熱ロール40内部の加熱源46により熱が記録媒体50に加えられ、同時に圧力も記録媒体50に加えられることにより、未定着トナー像Tが、記録媒体50に定着される。定着後の記録媒体50は、接触領域を通過後、剥離部材52により加熱ロール40から剥離され、定着装置から排出される。このようにして定着処理が成される。
加圧ベルト38と加熱ロール40とにより形成される接触部32を、未定着トナー像Tを保持する記録媒体50が通過する時間(接触時間)は、15ms以上30ms以下であることが望ましい。この接触時間が上記範囲であることにより、高速で画像形成がなされ、省エネルギーとなるという利点がある。
接触時間が上記範囲よりも小さい場合は、良好な定着性と、紙しわやカールの発生防止との両立が困難になる場合があるため、定着温度を上げる必要がある。したがって、定着温度を上げることにより、エネルギーの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇を招く場合がある。
図3は、他の好適な一実施形態における画像形成装置の基本構成を概略的に示す断面図である。図3に示す画像形成装置は、プロセスカートリッジを備えた構成となっている。
図3に示す画像形成装置200は、画像形成装置本体(図示せず)に脱着可能に配設されるプロセスカートリッジ210と、静電潜像形成手段216と、転写手段220と、定着手段226とを備えている。
プロセスカートリッジ210は、静電潜像形成のための開口部211Aが設けられた筐体211内に静電潜像保持体212と共に、その周囲に帯電手段214、現像手段218、及びクリーニング手段222を取り付けレール(図示せず)により組み合わせて一体化したものである。なお、プロセスカートリッジ210は、これに限られず、現像手段218と、静電潜像保持体212、帯電手段214、及びクリーニング手段222からなる群から選ばれる少なくとも一種と、を備えていれば良い。
一方、静電潜像形成手段216は、プロセスカートリッジ210の筐体211の開口部211Aから静電潜像保持体212に静電潜像形成可能な位置に配置されている。また、転写手段220は静電潜像保持体212に対向する位置に配置されている。
静電潜像保持体212、帯電手段214、静電潜像形成手段216、現像手段218、転写手段220、クリーニング手段222、定着手段226、及び記録媒体250における個々の詳細については、上記図1の画像形成装置10における静電潜像保持体12、帯電手段14、静電潜像形成手段16、現像手段18、転写手段20、クリーニング手段22、定着手段26、及び記録媒体50と同様である。
また図3の画像形成装置200を用いた画像形成についても、上記図1の画像形成装置10を用いた画像形成と同様である。
以上の本実施形態の画像形成装置、トナーカートリッジ、及びプロセスカートリッジは、本実施形態のトナーを含む本実施形態の現像剤を用いているため、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好となり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好となる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例中において、「部」および「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
<測定方法>
―アルミニウム元素の含有量の測定方法―
トナー全体に対するアルミニウム元素の含有量は、蛍光X線強度を定量分析することにより求めることができる。具体的には、例えば、まず濃度既知のポリエステル樹脂と硫酸アルミニウムとの混合物200mgを、直径13mmのIR用錠剤成型機を用いてペレットサンプルとし質量を精秤し、このペレットサンプルの蛍光X線強度測定を行ってアルミニウム元素に該当するピーク強度を求めた。同様に硫酸アルミニウム添加量を変更したサンプルについても測定を行い、これらの結果から検量線を作成し、この検量線から実際の測定サンプル中のアルミニウム元素の含有量を定量した。
―スズ元素の含有量の測定方法―
トナー全体に対するスズ元素の含有量は、上記アルミニウム元素の場合と同様に、蛍光X線強度を定量分析することにより求めることができる。具体的には、例えば、まず濃度既知のポリエステル樹脂とジブチル錫オキシドとの混合物200mgを、直径13mmのIR用錠剤成型機を用いてペレットサンプルを作成し、質量を精秤した。そして、このペレットサンプルの蛍光X線強度測定を行い、スズ元素に該当するピーク強度を求めた。同様にジブチル錫オキシドの添加量を変更したサンプルについても測定を行い、これらの結果から検量線を作成し、この検量線から実際の測定サンプル中のスズ元素の含有量を定量した。
ここで、検量線サンプルを作成する際に使用するポリエステル樹脂は、重合触媒を使用しないものか、あるいは、重合触媒にスズ化合物を用いていないものを使用する必要がある。樹脂中に残存する触媒量が定量性に影響を与えるためである。
また、上記において説明したスズ元素の含有量の測定方法では、ジブチル錫オキシドを用いる方法について説明したが、ジブチル錫オキシドの代わりに、例えば、ジオクタン酸錫を用いても差し支えない。
―樹脂の分子量及び分子量分布の測定方法―
樹脂の分子量及び分子量分布は、公知の方法で測定することができるが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下「GPC」と略記する)により測定するのが一般的である。
具体的には、樹脂の分子量及び分子量分布は以下の条件で測定した。GPC装置として、東ソー(株)HLC−8120GPC、SC−8020装置を用い、カラムはTSK gei, SuperHM−H(6.0mmID×15cm×2)を用い、溶離液として和光純薬社製クロマトグラフ用THF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、検量線はA−500、F−1、F−10、F−80、F−380、A−2500、F−4、F−40、F−128、F−700の10サンプルから作製した。また試料解析におけるデータ収集間隔は300msとした。
ここで、結晶性樹脂の分子量を測定する場合は、結晶性樹脂のTHFへの溶解性が悪いため、70℃の湯浴中で加熱溶解した。
―酸価の測定方法―
試料を2g秤量し、アセトン−トルエン160mlに溶解、または溶解性の不十分なものについては加熱溶解したのち、この試料を用いJIS K0070−1992の電位差滴定法により測定した。
―樹脂の軟化点の測定方法―
樹脂の軟化点は、フローテスター(島津社製:CFT−500C)を用いて、サンプル量:1.05g、予熱:65℃で300sec,プランジャー圧力:0.980665MPa,ダイサイズ:直径1mm,昇温速度:1.0℃/minの条件下で測定された、溶融開始温度と溶融終了温度との中間温度を指す。
―樹脂の損失弾性率の測定方法―
ここで前記樹脂の損失弾性率は以下のようにして測定される。測定装置は、レオメトリックス社製のレオメーター、商品名「RDA II」(RHIOSシステムver.4.3)を用い、測定用プレートは直径8mmのパラレルプレートを用い、ゼロ点調整温度90℃、プレート間ギャップ3.5mm、昇温速度毎分1℃、初期測定歪み0.01%、測定開始温度30℃で、温度上昇と共に検出トルクが10gcm程度になるように歪みを調節し、最大歪みを20%までとし、検出トルクが測定保証値の下限を下回った時点で測定終了とした。
―シリカ粒子の分散率の測定方法―
トナーをエポキシ包埋剤で包埋処理した後、ダイヤモンドナイフで厚さ0.1μmに切削し切片を作製し、その切片を、日本電子(株)JSM6700Fにて加速電圧30KV、倍率x10,000の条件で観察した。
前記切片の切断面のうち無作為に100箇所の領域を選び、前記装置(日本電子(株)JSM6700F)に装着した日本電子(株)JED2300Fを用いて、分析スポットを1μm2に設定し、蛍光X線測定を行った。
前記100箇所の領域のうち、炭素元素に相当する蛍光X線強度(IC)に対するケイ素元素に相当する蛍光X線強度(ISi)の強度比(ISi/IC)の値が0.07以上0.12以下である領域の割合を求め、「シリカ粒子の分散率」とした。
―粒子の体積平均粒径の測定方法(測定する粒子の粒子直径が1μm未満の場合)―
測定する粒子の粒子直径が1μm未満の場合は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて、粒子の体積平均粒径を測定する。
測定法としては、分散液となっている状態の試料を固形分で2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、40mlにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、2分待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、体積で累積50%となる粒径を体積平均粒径と定義する。
なお、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で、測定する。
―トナーの体積平均粒径の測定方法―
トナーの体積平均粒径の測定は、コールターマルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で測定した。この時、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行う。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5乃至50mg加え、これを前記電解液100乃至150ml中に添加する。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で1分間分散処理を行い、粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000である。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を体積平均粒径と定義する。
<実施例α>
(各分散液の調整)
―結晶性ポリエステル樹脂1の調整―
・ドデカン二酸ジメチル 132質量部
・1,9−ノナンジオール 79質量部
・チタンテトラブトキシド(触媒) 0.5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、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌・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、「結晶性ポリエステル樹脂1」を合成した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた「結晶性ポリエステル樹脂1」の重量平均分子量(Mw)は23000であり、融解温度は74℃であった。
―非晶性ポリエステル樹脂1から非晶性ポリエステル樹脂6の調整―
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、表1に記載したモノマーを仕込み、1時間を要して190℃まで温度を上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、同様に表1に記載の触媒を投入した。
さらに、生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに3時間脱水縮合反応を継続し、「非晶性ポリエステル樹脂1」から「非晶性ポリエステル樹脂6」を得た。各非晶性ポリエステル樹脂の酸価・重量平均分子量(Mw)、ガラス転移温度を表2に示す。
―結晶性樹脂粒子分散液1の調整―
結晶性ポリエステル樹脂1を80部、イオン交換水を720部、を各々ステンレスビーカーに入れ、温浴につけ、98℃に加熱した。結晶性ポリエステル樹脂が溶融した時点で、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて7000rpmで攪拌した。次いで、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK、固形分:20質量%)1.8部を滴下しながら、乳化分散を行い、結晶性樹脂粒子分散液(固形分:10質量%)を得た。得られた結晶性樹脂粒子分散液中における樹脂粒子の体積平均粒径は、180nmであった。
―非晶性樹脂粒子分散液1の調整―
・非晶性ポリエステル樹脂1 100質量部
・酢酸エチル 70質量部
・イソプロピルアルコール 15質量部
5Lのセパラブルフラスコに上記酢酸エチルと上記イソプロピルアルコールとの混合溶媒を投入し、これに上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで攪拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。
この攪拌されている油相に10質量%アンモニア水溶液を合計で3質量部となるようにスポイトで徐々に滴下し、更にイオン交換水230質量部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、更にエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、「非結晶性ポリエステル樹脂1」を含む「非晶性樹脂粒子分散液1」を得た。この分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径は182nmであった。なお、分散液の樹脂粒子濃度はイオン交換水で調整して20質量%とした。
―非晶性樹脂粒子分散液2から非晶性樹脂粒子分散液6の調整―
「非晶性ポリエステル樹脂1」の代わりに、それぞれ「非晶性ポリエステル樹脂2」から「非晶性ポリエステル樹脂6」を用いた以外は、「非晶性樹脂粒子分散液1」と同様にして「非晶性樹脂粒子分散液2」から「非晶性樹脂粒子分散液6」を得た。得られた非晶性樹脂粒子分散液の体積平均粒径を表3に示す。なおこれらの分散液の樹脂粒子濃度はイオン交換水で調整し20質量%とした。
―着色剤粒子分散液1の調整―
・シアン顔料(銅フタロシアニンB15:3、大日精化製) 45質量部
・非イオン性界面活性剤(ノニポール400、三洋化成社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、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、体積平均粒径が168nm、固形分量が22.0質量部である「着色剤粒子分散液1」を得た。
―離型剤粒子分散液1の調整―
・パラフィンワックスHNP9
(離型剤、融解温度72℃、酸価0mgKOH/g、日本精鑞社製) 45質量部
・アニオン性界面活性剤ネオゲン RK(第一工業製薬) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が205nm、固形分量が20質量部である「離型剤粒子分散液1」を得た。
―離型剤粒子分散液2から離型剤粒子分散液4の調整―
用いる離型剤の種類、添加量を表4のようにした以外は、「離型剤粒子分散液1」と同様にして「離型剤粒子分散液2」から「離型剤粒子分散液4」を得た。
用いた離型剤の融解温度、酸価、得られた分散液中における離型剤粒子の体積平均粒径及び固形分量(添加量)についても、表4に示す。
(トナーの作製)
―実施例1(トナー1の作製)―
・結晶性樹脂粒子分散液1 50質量部
・非晶性樹脂粒子分散液2 171質量部
・非晶性樹脂粒子分散液3 57質量部
・着色剤粒子分散液1 25質量部
・離型剤粒子分散液1 45質量部
上記成分を、丸型ステンレス製フラスコ中においてホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した。次いで、これにアルミニウム系凝集剤として10質量%ポリ塩化アルミニウム水溶液を1.05質量部加え、ウルトラタラックスT50で分散操作を継続した。
続いて、攪拌機、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に攪拌するように攪拌機の回転数を調整しながら、47℃まで、0.5℃/分で昇温し、47℃で15分保持した後、0.05℃/分で昇温しながら、10分ごとに、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、ベックマン−コールター社製)にて粒径を測定し、体積平均粒径が5.0μmとなったところで、非晶性樹脂粒子分散液2を105質量部(追加樹脂)及び非晶性樹脂粒子分散液3を38質量部(追加樹脂)、を3分間かけて投入した。投入後30分間保持した後、5%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、5℃ごとにpHを9.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で96℃まで昇温し、96℃で保持した。30分ごとに光学顕微鏡及び走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、5時間経過した時点で球形化したので、1℃/分で20℃まで降温して粒子を固化させた。
その後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾
燥させることにより、体積平均粒径が6.0μmのトナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子100質量部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1部を加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合ブレンドし、シリカが外添されたトナー1を得た
得られたトナー1の全体に対するアルミニウム元素含有量およびスズ元素の含有量、並びにトナー1の体積平均粒径を表5に示す
―実施例2から実施例5(トナー2からトナー5の作製)―
用いた非晶性樹脂粒子分散液及び離型剤粒子分散液の種類、アルミニウム系凝集剤の種類及び添加量を表5のようにした以外は、トナー1と同様にしてトナー2からトナー5を得た。
得られたトナーにおける、アルミニウム元素の含有量、スズ元素の含有量、体積平均粒径についても、表5に示す。
―比較例1から比較例4(トナー6及からトナー9の作製)―
用いた非晶性樹脂粒子分散液及び離型剤粒子分散液の種類、アルミニウム系凝集剤の種類及び添加量を表5のようにした以外は、トナー1と同様にしてトナー6からトナー9を得た。
得られたトナーにおける、アルミニウム元素の含有量、スズ元素の含有量、体積平均粒径についても、表5に示す。
(現像剤の作製)
―現像剤1の作製―
トルエン1.25部にカーボンブラック(商品名;VXC−72、キャボット社製)0.10部を混合し、サンドミルで20分攪拌分散したカーボン分散液に、3官能性イソシアネート80%酢酸エチル溶液(タケネートD110N、武田薬品工業社製)1.25部を混合攪拌したコート剤樹脂溶液と、Mn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:50μm)をニーダーに投入し、25℃で5分間混合攪拌した後、常圧にて150℃まで昇温し溶剤を留去した。さらに30分混合攪拌後、ヒーターの電源を切り50℃まで降温した。得られたコートキャリアを75μmメッシュで篩分し、キャリアを作製した。
得られたキャリアと「トナー1」とを混合し、トナー濃度が8質量%となるように調製して「現像剤1」を作製した。
―現像剤2から現像剤9の作製―
「トナー1」の代わりに、それぞれ「トナー2」から「トナー9」を用いた以外は、「現像剤1」と同様にして「現像剤2」から「現像剤9」を作製した。
(画像の形成)
調製した現像剤を、定着器のロール温度を可変できるように改造した富士ゼロックス社製カラー複写機「DocuCentre−II C4300」の現像器にセットし連続して1万枚の画像形成を行った。
出力画像および用紙は次のとおりである。
・画像光沢度の評価、光沢ムラの評価
出力画像:50mm×50mmのベタ画像
画像トナー量:5.0g/m2
用紙:ミラーコートプラチナ(坪量:256gsm、王子製紙株式会社製)
・高温オフセット発生温度の評価
出力画像:50mm×50mmのベタ画像
画像トナー量:5.0g/m2
用紙:ST紙(A3縦目、坪量:52.3gsm、富士ゼロックス株式会社製)
・巻きつき発生枚数の評価
出力画像:先端余白1mmの全面ベタ画像
画像トナー量:5.0g/m2
用紙:ST紙(A3縦目、坪量:52.3gsm、富士ゼロックス株式会社製)
また、画像の定着は、定着器の用紙搬送速度を毎秒165mmとし、定着器の温度(定着温度)を110℃から200℃まで適宜変えて行った。
なお、定着器の接触部にける接触幅は6.0mmであり、定着器の接触部における用紙の通過時間は36.4msである。
(評価)
―画像光沢度の評価―
定着温度を180℃に設定して連続して1万枚の画像形成を行い、1枚目に得られた定着画像及び1万枚目に得られた定着画像の光沢度(グロス値)を、BYK−Gardner製のグロスメーター「micro−TRI−gloss」を用い、サンプルへの入射光角度を60度とする条件で測定した。結果を表6に示す。グロス値が60%以上であれば実用上問題はない。
―光沢ムラの評価―
定着温度を180℃に設定して連続して1万枚の画像形成を行い、1枚目に得られた定着画像及び1万枚目に得られた定着画像の光沢ムラについて、目視にて評価を行った。結果を表6に示す。なお、評価基準は以下の通りであり、G1乃至G3であれば実用上問題はない。
G1:光沢ムラが全くなく、極めて良好
G2:光沢ムラがほとんどなく、良好
G3:光沢ムラが僅かにあるが、許容可能
G4:光沢ムラがあり、画質上での問題あり
G5:光沢ムラが著しく、画質上で重大な問題あり
―高温オフセット発生温度の評価―
定着温度を110℃から200℃まで5℃ずつ適宜変えて画像形成を行い、画像定着後における定着部材表面へのトナー付着を目視により確認した。トナー付着が発生し始めた最も低い温度を高温オフセット発生温度とした。190℃以上であれば実用上、問題はない。結果を表6に示す。
―巻きつき発生枚数の評価―
定着温度を180℃に設定して連続して100枚の画像形成を行い、定着部材への用紙の巻きつきが発生する枚数を評価した。未発生であれば問題ない。結果を表6に示す。
<実施例β>
(分散液の調整)
―酸化ケイ素粒子1の調整―
複数の攪拌翼を有する攪拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管を備えた反応容器中に、溶媒として2−プロパノール4,000ml(3120質量部)中に合成シリカ粉末アエロジル130(日本アエロジル社製、平均一次粒径16nm)300質量部を加えてスラリー状とした粒子分散液と、メチルトリメトキシシラン(Gerest社製)51.7質量部(0.38mol)とを投入し、混合溶液を得た。
反応容器内を乾燥窒素ガスで置換した後、混合溶液を窒素ガス気流下攪拌しながら80℃まで昇温した。その後、触媒として0.1規定塩酸を50ml滴下し、6時間撹拌反応させた。
攪拌反応後、混合溶液を取り出し、遠心分離によって処理した粒子を分離し、イオン交換水と混合して攪拌し遠心分離する操作によって洗浄を5回繰り返した。最終的に凍結乾燥して水分を除去し、メチルトリメトキシシラン処理された「酸化ケイ素粒子1」を得た。
さらに、「酸化ケイ素粒子1」を100℃で1時間真空乾燥したものを、水酸化アルミニウムの2%ジメチレングリコールジメチルエーテル溶液中に投入し、下記式の反応で発生する水素量を測定することによってシラノール基の量を定量し、疎水化率を求めた。この結果、「酸化ケイ素粒子1」の表面の疎水化率は55%であった。
式:nR−OH + LiAlH4 → LiAl(OR)nH4−n+nH2
―樹脂シリカ粒子分散液1の調整―
・非晶性ポリエステル樹脂2 90質量部
・酸化ケイ素粒子1 10質量部
・酢酸エチル 70質量部
・イソプロピルアルコール 15質量部
5Lのセパラブルフラスコに上記酢酸エチルと上記イソプロピルアルコールとの混合溶媒を投入し、そこに酸化ケイ素粒子1を加え、これに上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで攪拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。
この攪拌されている油相に10質量%アンモニア水溶液を合計で3質量部となるようにスポイトで徐々に滴下し、更にイオン交換水230質量部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、更にエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、「酸化ケイ素粒子1」が分散された「非結晶性ポリエステル樹脂2」を含む「樹脂シリカ粒子分散液1」を得た。この分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径は150nmであった。なお、分散液の樹脂粒子濃度はイオン交換水で調整して20質量%とした。
―樹脂シリカ粒子分散液2の調整―
非晶性ポリエステル樹脂2の添加量を95質量部、酸化ケイ素粒子1の添加量を5質量部とした以外は、「樹脂シリカ粒子分散液1」と同様にして、「樹脂シリカ粒子分散液2」を得た。
―酸化ケイ素粒子分散液1の調整―
・酸化ケイ素粒子1 45質量部
・非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、ノニポール400) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を混合して溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラッウルトラタラックス)で10分間分散し、体積平均粒径140nmの酸化ケイ素粒子分散液1を得た。
(トナーの作製)
―実施例β−1(トナーβ−1の作製)―
非晶性樹脂粒子分散液2の代わりに、樹脂シリカ粒子分散液1を171質量部、追加樹脂として非晶性樹脂粒子分散液2の代わりに樹脂シリカ粒子分散液1を113質量部用いた以外は、上記実施例αにおける実施例1の「トナー1」と同様にして、「トナーβ−1」を作製した。
「トナーβ−1」全体に対するアルミニウム元素の含有量、スズ元素の含有量、酸化ケイ素粒子の添加量、酸化ケイ素粒子の分散率、体積平均粒径を表7に示す。
―実施例β−2(トナーβ−2の作製)―
非晶性樹脂粒子分散液2の代わりに、樹脂シリカ粒子分散液2を171質量部、追加樹脂として非晶性樹脂粒子分散液2の代わりに樹脂シリカ粒子分散液1を113質量部用いた以外は、上記実施例αにおける実施例1の「トナー1」と同様にして、「トナーβ−2」を作製した。
「トナーβ−2」全体に対するアルミニウム元素の含有量、スズ元素の含有量、酸化ケイ素粒子の添加量、酸化ケイ素粒子の分散率、体積平均粒径を表7に示す。
―実施例β−3(トナーβ−3の作製)―
非晶性樹脂粒子分散液2の代わりに、非晶性樹脂粒子分散液2を165質量部及び酸化ケイ素粒子分散液1を6質量部用いた以外は、上記実施例αにおける実施例1の「トナー1」と同様にして、「トナーβ−3」を作製した。
「トナーβ−3」全体に対するアルミニウム元素の含有量、スズ元素の含有量、酸化ケイ素粒子の添加量、酸化ケイ素粒子の分散率、体積平均粒径を表7に示す。
(現像剤の作製)
―現像剤β−1から現像剤β−3の作製―
トナー1の代わりに、それぞれトナーβ−1からトナーβ−3を用いた以外は、上記実施例αにおける「現像剤1」と同様にして「現像剤β−1」から「現像剤β−3」を作製した。
(画像の形成及び評価)
調整した現像剤を用い、実施例αと同様にして、画像形成および評価を行った。その結果を表8に示す。
表6及び表8に示す結果より、実施例1から実施例5及び実施例β−1から実施例β−3によれば、比較例1から比較例4に比べて、記録媒体の先端余白が小さい画像の形成においても定着部材からの画像剥離性が良好であり、高光沢な画像が形成され、かつ、耐オフセット性が良好であることがわかる。