JP4973129B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち
少なくとも着色剤、ビスフェノール型ジオールを主としたジオールとテレフタル酸を主としたジカルボン酸との縮重合体である非結晶性ポリエステル樹脂、及び溶融温度Tm1(℃)が50〜100℃の脂肪族系結晶性ポリエステル樹脂を、溶媒である酢酸エチル中に各々溶解または分散させてトナー組成物の混合液を作製する混合液作製工程と、
該トナー組成物の混合液を水系媒体中に添加して分散懸濁させトナー組成物の分散懸濁液を作製する分散懸濁液作製工程と、
該トナー組成物の分散懸濁液から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
を有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記着色剤とを含んで構成される着色粒子を有し、JIS K7121:1987に準拠した示差走査熱量測定における、1回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm2(℃)と、2回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm3(℃)とが、下記式(1)及び式(2)を満たし、前記結晶性ポリエステル樹脂の溶解度パラメータをSPA、前記非結晶性ポリエステル樹脂の溶解度パラメータをSPBとしたとき、両者が下記式(3)及び式(4)の関係を満たし、前記結晶性ポリエステル樹脂が前記着色粒子中に分散された状態で存在し、前記着色粒子中の前記結晶性ポリエステル樹脂の個数平均分散径が、0.05〜1.0μmの範囲である、静電荷像現像用トナーを製造する静電荷像現像用トナーの製造方法である。
0≦(Tm1−Tm2)<2 ・・・ 式(1)
4<(Tm1−Tm3)≦15 ・・・ 式(2)
SPA<SPB ・・・ 式(3)
(SPB−SPA)<1.2 ・・・ 式(4)
請求項1に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、着色粒子中に結晶性ポリエステル樹脂が一定粒径範囲で分散した静電荷像現像用トナーを製造することができる。
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」という場合がある)は、溶融温度Tm1(℃)が50〜100℃の結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂と、着色剤とを含んで構成される着色粒子を有し、JIS K7121:1987に準拠した示差走査熱量測定における、1回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm2(℃)と、2回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm3(℃)とが、下記式(1)及び式(2)を満たすことを特徴とする。
0≦(Tm1−Tm2)<2 ・・・ 式(1)
4<(Tm1−Tm3)≦15 ・・・ 式(2)
なお、前記低温定着とはトナーを120℃程度以下で加熱して定着させることをいう。
(Tm1−Tm2)は1℃以下であることが望ましく、0℃(Tm1とTm2とが一致する)とすることが最も望ましい。
4.5≦(Tm1−Tm3)≦13 ・・・ 式(2’)
4≦(Tm1−Tm3)≦12 ・・・ 式(2’’)
測定条件は以下の通りである。
測定試料をトナーに用いた結晶性ポリエステル樹脂単独とし、0℃から150℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行い、最大の吸熱ピークのピーク温度より求めた。
・Tm2の測定
測定試料としてトナーを用い、0℃から150℃まで毎分10℃の昇温速度で昇温し(1回目の昇温過程)、最大の吸熱ピークのピーク温度より求めた。
・Tm3の測定
測定試料をトナーとした上記1回目の昇温過程の後、そのまま5分間150℃で保持し、その後毎分−10℃の降温速度で0℃まで下げ、0℃で10分間保持した後、150℃まで毎分10℃の昇温速度で昇温し(2回目の昇温過程)、最大の吸熱ピークのピーク温度より求めた。
これらの測定においては20ml/分で窒素を流入し、測定試料に対する標準試料はアルミナを用いた。なお、結晶性ポリエステル樹脂においては、複数の融解ピークを示す場合があるが、本発明においては、最大のピーク温度をもって溶融温度とみなした。
上記結晶性ポリエステル樹脂のトナーからの抽出は、例えば酢酸エチルやトルエンのように結晶性樹脂は溶解しないが、非結晶性樹脂は溶解するような溶剤を選択し、これによって不溶分をろ過することで抽出することができる。
(結晶性ポリエステル樹脂)
本実施形態のトナーにおいては、着色粒子中に溶融温度Tm1が50〜100℃の結晶性ポリエステル樹脂が分散されていてもよい。結晶性ポリエステル樹脂は適切な溶融温度の選択が容易であり、非結晶性ポリエステル樹脂との相溶性にも優れていることから、トナーの低温定着化のために有効であり、また定着後の紙との接着性を低下させることもない。
また、実施形態に用いる結晶性ポリエステル樹脂のうち、芳香族系の結晶性ポリエステル樹脂は一般に上記溶融温度範囲よりも溶融温度が高いものが多いため、脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂であることが望ましい。
前記酸由来構成成分となるための酸としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが、本発明における結晶性ポリエステル樹脂における酸由来構成成分としては、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸が望ましく、中でも脂肪族ジカルボン酸が望ましく、特に直鎖型のジカルボン酸が望ましい。
アルコール由来構成成分となるためのアルコールとしては、脂肪族ジオールが望ましく、炭素数が7〜20である直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。
脂肪族ジオールとしては、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、などが挙げられるが、この限りではない。これらの中では、入手容易性やコストを考慮すると1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが望ましい。
モノマーが、反応温度下で溶解また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。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また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。
本発明において用いられる「非結晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定(DSC)において明瞭な吸熱ピークでなく、階段状の吸熱変化が認められる樹脂であり、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
本発明における非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は5000〜50000の範囲であることが望ましく、8000〜40000の範囲であることがより好適である。これらの分子量は、ゲルパーミューションクロマトグラフィ(GPC)による分子量測定(ポリスチレン換算)により求めることができる。
SPA<SPB ・・・ 式(3)
(SPB−SPA)<1.2 ・・・ 式(4)
SP値=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2 ・・・ 式(5)
(上記式において、Δeiは原子または原子団の蒸発エネルギー、Δviは原子または原子団のモル体積を各々表す。)
本発明のトナーに用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。
好適な着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジジンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料が使用できる。
本実施形態のトナーを構成する成分としては、既述したように、少なくとも結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを含むものであれば特に限定されないが、必要に応じて、離型剤等の他の成分を含んでいてもよい。
これらの離型剤の添加量としては、トナー全量に対して、0.5〜50質量%の範囲であることが望ましく、より好適には1〜30質量%の範囲である。
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。
本発明におけるトナーの体積平均粒径は3.0〜9.0μmの範囲であることが望ましく、より好適には4.0〜8.0μmの範囲である。体積平均粒子径が3.0μmより小さいと、流動性が低下し各粒子の帯電性が不足しやすく、また帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる場合がある。体積平均粒子径が9.0μmより大きいと、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくなる場合がある。
平均分散径が0.05μmに満たないと、トナーとしての製造性が困難となる場合がある。1.0μmを超えると、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂との接触面積が低減するため、両者の相溶性が低下し、良好な低温定着性が得られない場合がある。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも着色剤、非結晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を溶媒中に各々溶解または分散させてトナー組成物の混合液を作製する混合液作製工程と、該トナー組成物の混合液を水系媒体中に添加して分散懸濁させトナー組成物の分散懸濁液を作製する分散懸濁液作製工程と、該トナー組成物の分散懸濁液から溶媒を除去する溶媒除去工程と、を有することを特徴とする。
本発明においては、結晶性樹脂をトナーに適用する場合に用いられる乳化凝集法では、結晶性ポリエステル樹脂の分散性が十分でないことから、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂に対して後述する各々特有の溶解特性を有する溶媒を選択し、これを用いたトナー組成物の混合液を作製したのちに水系媒体中に分散懸濁させることで、本発明のトナーとして好適な構造を形成することができることが見出された。
混合液作製工程は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶媒中に各々溶解若しくは分散させてトナー組成物の混合液を得る工程である。混合工程においては、結着樹脂として前記結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含む樹脂を用い、該結着樹脂及び着色剤以外にも、必要に応じて、着色粒子に通常添加される、着色剤用の分散剤、離型剤及び帯電制御剤等のその他の添加剤を添加してもよい。但し、界面活性剤は添加してもよいが、除去が困難な化合物もあるという観点から、少量が好ましい。
この場合、前記結晶性ポリエステル樹脂の平均分散粒径は0.05〜1.0μmの範囲とすることが望ましい。なお、平均分散粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置により測定することができる。
また、上記トナー組成物の混合液の粘度は、20℃において1〜10000mPa・sの範囲であることが望ましく、1〜2000mPa・sの範囲がより好適である。
分散懸濁液作製工程は、上記混合液作製工程により得られたトナー組成物の混合液(以下、「混合液」という場合がある)を、水系媒体中に添加し、分散懸濁させてトナー組成物の分散懸濁液(以下、「分散懸濁液」という場合がある)を得る工程である。分散懸濁液作製工程おいて、分散懸濁液の温度は、0℃以上35℃以下とすることが望ましい。この温度が35℃を越えると、分散粒子中で着色剤が凝集する、あるいは分散粒子の外周に偏るなど、着色剤の分散状態にばらつきが生じることがある。また、0℃未満であると粒度分布が広くなることがある。
また、本工程おいては、分散懸濁開始から分散懸濁終了までにおける分散懸濁液の温度変化が、10℃以内であることが望ましく、より好適には5℃以内、さらに好適には3℃以内である。この温度変化が10℃を超えると、粒度分布が定常状態にならず、再現性がなくなる場合がある。なお、分散懸濁開始から分散懸濁終了までにおける分散懸濁液の温度変化とは、分散懸濁開始から分散懸濁終了までにおける、分散懸濁液の温度の最高値と最低値との差を意味する。
無機分散剤の使用量は、トナー組成物100質量部に対して1〜500質量部の範囲とすることが望ましく、より好適には10〜200重量部の範囲である。また、無機分散剤は、ボールミル等のメディアの入った分散機、高圧分散機または超音波分散機等を用いて水中に分散させることが望ましい。
本工程において、分散懸濁は、一般に市販されている乳化機或いは分散機を用いて行われるが、回転羽根を有する乳化機或いは分散機を用いて行うことが望ましい。当該乳化機或いは分散機としては、例えば、ウルトラタラックス(IKA社製)、TKオートホモミクサー(特殊機化工業社製)等のバッチ式乳化機;エバラマイルダー(荏原製作所社製)、TKパイプラインホモミクサー、TKホモミックラインフロー(特殊機化工業社製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機製)、キャビトロン(ユーロテック社製)等の連続式乳化機;クレアミックス(エムテクニック社製)等のバッチ又は連続両用乳化機;等が挙げられる。
溶媒除去工程は、前記分散懸濁液作製工程により得られたトナー組成物の分散懸濁液から溶媒を除去する工程である。この工程により着色粒子の分散液を得ることができる。該着色粒子の分散液は、トナー組成物と、必要に応じて無機分散剤等の添加剤とが分散した液体である。
(2)分散懸濁液を圧力1.33kPa以上101kPa未満(10mmHg以上760mmHg未満)に減圧する。この場合には、気体のパージにより分散懸濁液面上の気相を強制的に更新してもよいし、さらに懸濁液に気体を吹き込んでもよい。
本実施形態では、前記の各工程以外に、必要に応じて、以下に示す洗浄脱水工程、乾燥篩分工程、を行ってもよい。
外添剤としては、表面を疎水化処理したシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、カーボンブラック等の無機粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー粒子等、公知の粒子が使用できるが、これらのうち少なくとも2種以上の外添剤を使用し、該外添剤の少なくとも1種は、30nm〜200nmの範囲、さらには30nm〜180nmの範囲の平均1次粒子径を有することが望ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
次に、本発明の静電荷像現像用トナーを用いた本発明の画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤として本発明の静電荷像現像剤を用いるものである。
以下、本発明の画像形成装置の一例を実施形態として示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
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色のトナーが供給可能である。
尚、1次転写ローラ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1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1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1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(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(一般の樹脂程度の抵抗)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、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って所定の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によって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2〜第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、前記定着装置28による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、定着装置における定着部材に離型オイルが供給されてもよい。前記離型オイルの使用量は2.0×10−2mg/cm2以下の範囲で前記定着部材に供給されていることが望ましく、8.0×10−3mg/cm2以下の範囲がより好適である。
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、前記被転写体の表面も可能な限り平滑であることが好ましく、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を好適に使用することができる。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図2は、本発明の静電荷像現像剤を収めるプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
まず、実施例、比較例で測定したトナー等の物性測定方法(既述の方法は除く)について説明する。
(樹脂粒子、着色剤粒子等の体積平均粒径)
樹脂粒子、着色剤粒子等の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定した。
まず、トナーの包埋処理として、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(旭化成ケミカル社)7gと、硬化剤であるZENAMID250(ヘンケルジャパン社)3gとを混合、調製した後、トナーを1g混合し放置し固化させ、切削用サンプルを作製した。次いで、これをダイヤモンドナイフ(型番:Type Cryo、DIATOME社製)を備え付けた切削装置LEICAウルトラミクロトーム(型番:ULTRACUT UCT、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、−100℃下にて包埋した切削用サンプルを切削し、観察用サンプルを作製した。
結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度Tm1、非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)、さらにトナーにおけるTm2、Tm3は、前述のようにJIS K7121:1987に準拠して、示差走査熱量計(マックサイエンス社製:DSC3110、熱分析システム001)を用いて、前記の各条件下で測定することにより求めた。なお、溶融温度は吸熱ピークのピーク温度とし、ガラス転移点は階段状の吸熱量変化の中間点の温度とした。
(結晶性ポリエステル樹脂(1))
加熱乾燥した3口フラスコに、セバシン酸ジメチル43.4部と、1,10−デカンジオール32.8部と、ジメチルスルホキシド27部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.03部と、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4時間攪拌を行った。減圧下、ジメチルスルホキシドを留去し、その後、減圧下にて220℃まで徐々に昇温を行い1.5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、脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂(1)65部を合成した。
1,10−デカンジオール32.8部の代わりに1,6−ヘキサンジオール22.3部を用いた以外は、結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成に準じて、結晶性ポリエステル樹脂(2)を合成した。得られた結晶性ポリエステル樹脂(2)について、GPCにより重量平均分子量(Mw)を測定したところ3200であった。またDSCを行ったところ、結晶性ポリエステル樹脂(2)は明確なピークを有し、溶融温度は68℃であった。さらに、結晶性ポリエステル樹脂(2)の溶解性パラメーターSPA(2)は9.32であった。
加熱乾燥した二口フラスコに、テレフタル酸ジメチル200部と、1,10−デカンジオール188.8部と、5−ターシャリーブチルイソフタル酸ジメチル11.3部と、ジメチルスルホキシド200部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.3部と、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時間攪拌を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い1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(3)340部を合成した。
加熱乾燥した二口フラスコに、ジオール成分として、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、エチレングリコール及びシクロヘキサンジオールを488部(構成モル比:80/10/10)と、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸及びn−ドデセニルコハク酸を356部(構成モル比:80/10/10)と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.6部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150〜230℃で12時間共縮重合反応させ、その後、210〜250℃で徐々に減圧して、非結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
加熱乾燥した二口フラスコに、ジオール成分として、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びエチレングリコールを498部(構成モル比:90/10)と、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸及びイソフタル酸を332部(構成モル比:80/20)と、を用いた以外は、非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成に準じて、非結晶性ポリエステル樹脂(2)を合成した。
(結晶性ポリエステル樹脂分散液)
結晶性ポリエステル樹脂(1)30部と、酢酸エチル270部とを、DCPミルを用いて3℃に冷却した状態で湿式粉砕し、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)(固形分量:10%)を作製した。分散粒子の体積平均粒径は0.54μmであった。
また、温度を常温に、固形分量を20%にした以外は結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)と同様にして結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)を作製した。分散粒子の体積平均粒径は1.52μmであった。
シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3、大日精化(株)製)75部と、酢酸エチル412.4部と、溶媒除去したディスパロンDA−703−50(ポリエステル酸アマイドアミン塩、楠本化成(株)社製)12.6部と、をDCPミル(日本アイリッヒ株式会社製)を用いて溶解/分散し、顔料分散液を作製した。
パラフィンワックス(溶融温度:75℃)30部と、酢酸エチル270部とを、DCPミルを用い5℃に冷却した状態で湿式粉砕し、離型剤分散液を作製した。分散粒子の体積平均粒径は0.48μmであった。
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロアクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm、重量平均分子量:68000):1.6部
・カーボンブラック(商品名:VXC−72、キャボット社製、体積抵抗率:100Ωcm以下):0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
(トナーの製造)
−混合液作製−
非結晶性ポリエステル樹脂(1)65.5部と、前記顔料分散液30部と、前記離型剤分散液100部と、前記結晶性ポリエステル樹脂(1)分散液200部とを、均一になるまでメカニカルスターラーで30分間攪拌して混合液(1)を得た。
炭酸カルシウム40部を水60部に分散した炭酸カルシウム分散液124部と、セロゲンBS−H(第一工業製薬(株))の2%水溶液99部と、水157部とを混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)を用いて3分間攪拌して分散液を得た。
前記混合液(1)345部と前記分散液250重量部とを混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)を用いて10000rpmで1分間攪拌し混合液を懸濁し、分散懸濁液を作製した。なお、攪拌中は外部より冷却して、液温度が15℃になるように調整した。
得られた着色粒子分散液(1)300部を20μmメッシュにて篩分した。その後、10規定塩酸40部を加え炭酸カルシウムを除去した後、さらに吸引濾過によるイオン交換水洗浄を4回繰り返して、湿潤粉体を得た。その後、得られた湿潤粉体を真空乾燥機で乾燥し、45μmメッシュで篩分して着色粒子(1)を得た。得られた着色粒子(1)の粒度分布をマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、ベックマン−コールター社製)を用いて測定したところ、体積平均粒子径は6.1μmであった。
−結晶性ポリエステル樹脂の個数平均分散径−
得られたトナー(1)の断面を、前述の方法により透過型電子顕微鏡を用いて観察し、トナー中の結晶性ポリエステル樹脂の個数分散平均粒子径を測定したところ、0.57μmであった。
トナー(1)について、前述の条件によりDSC測定を行い、1回目の昇温過程でのDSC曲線における明瞭な吸熱ピークからTm2が75℃、2回目の昇温過程でのDSC曲線における明瞭な吸熱ピークからTm3が68℃として求められた。
試料として、55℃/50%RHの環境下に24時間放置したトナー(1)を用いた。
パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)を用い、上段より目開き53μm、45μm及び38μmのふるいを直列的に配置し、53μmのふるい上に正確に秤量した2gの前記試料を投入し、振幅1mmで90秒間振動を与え、振動後の各ふるい上のトナー質量を測定し、それぞれの質量に順に0.5、0.3、0.1を乗じた数値を加算し、もとの試料の重さ(2g)に対する百分率として粉体凝集性の指標を算出した。なお、測定は25℃/50%RHの環境下で行った。この評価においては、前記振動後の粉体凝集性の指標が40以下であれば、通常実用上問題なく使用でき、より好適には30以下である。
得られたトナー(1):36部と前記キャリア:414部とを2LのVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmのメッシュで篩分して現像剤(1)を作製した。
得られた現像剤(1)をDocuPrint C2220(富士ゼロックス(株)製)の現像器に充填して、以下の評価を行った。
28℃/85%RHの環境下(高温高湿環境下)で24時間放置した後、現像を行わない状態でA3サイズの用紙を10枚出力した。すなわち、現像器がA3用紙10枚分作動するだけで現像しない状態で現像器内の現像剤を攪拌した。その後、現像スリーブから現像剤を採取し、該現像剤中のトナー帯電量をブローオフ帯電量測定機(東芝ケミカル社製、TB200)を用いて測定した。結果を表1に表す。
前記現像剤(1)を充填したDocuPrint C2220(富士ゼロックス(株)製)から定着装置を取り外して、未定着画像を採取した。画像条件は40mm×50mmのソリッド画像(べた画像)で、トナー乗り量は1.5mg/cm2、記録紙はJ紙(富士ゼロックスオフィシャルサプライ社製)を使用した。
前記定着性評価で求められた最低定着温度より20℃高い温度で定着したサンプルの画像について、画像光沢度の評価を行った。測定はJIS Z 8741に基づき、Gloss Meter GM−26D(村上色彩技術研究所)を用い、入射角75°で測定した。結果を表1に表す。
トナー乗り量を1.5mg/cm2、記録紙を「ミラーコートプラチナ」(富士ゼロックスオフィスサプライ社製)として未定着画像を採取し、最低定着温度から20℃高い温度で定着を行った。得られた定着画像を用い、先端の直径が0.2mmの針に100gの加重をかけて30mm以上走査し、定着画像の引っ掻き試験を実施した。引っ掻きの跡を目視で確認し、G1〜G5までのグレードを評価した。G3以上であれば実使用上問題ないレベルである。
以上の結果をまとめて表1に示す。
実施例1のトナーの製造において、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の代わりに結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は実施例1に準じてトナー(2)を得た。トナー(2)の体積平均粒径は6.5μmであった。
得られたトナー(2)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
実施例2のトナーの製造において、非結晶性ポリエステル樹脂(1)65.5部を75.5部に、結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)200部を100部に変更した以外は、実施例2に準じてトナー(3)を得た。トナー(3)の体積平均粒径は6.3μmであった。
得られたトナー(3)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
実施例1のトナーの製造において、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)200部を420部に、非結晶性ポリエステル樹脂を43.5部に変更した以外は、実施例1に準じてトナー(4)を得た。トナー(4)の体積平均粒径は6.7μmであった。
得られたトナー(4)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
実施例1のトナーの製造において、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)200部の代わりに結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)100部を用いた以外は実施例1に準じてトナー(5)を得た。トナー(5)の体積平均粒径は7.0μmであった。
得られたトナー(5)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
非結晶性ポリエステル樹脂(1)67.5部、結晶性ポリエステル樹脂(2)20部、シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3、大日精化(株)製)5部及びパラフィンワックス(溶融温度:75℃)8部をヘンシェルミキサーで混合し、混合物をエクストルーダにて混練し、ジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級してトナー(6)を得た。トナー(6)の体積平均粒径は7.0μmであった。
得られたトナー(6)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1(表中、ポリエステルを「PE」と略す)に表す。
実施例1のトナーの製造において、非結晶性ポリエステル樹脂(1)の代わりに非結晶性ポリエステル樹脂(2)を用いた以外は実施例1に準じてトナー(7)を得た。トナー(7)の体積平均粒径は5.8μmであった。
得られたトナー(7)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
実施例1のトナーの作製において、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の代わりに結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は実施例1に準じてトナー(8)を得た。トナー(8)の体積平均粒径は6.2μmであった。
得られたトナー(8)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
実施例1のトナーの作製において、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)を用いず、非結晶性ポリエステル樹脂65.5部を85.5部に変更した以外は実施例1に準じてトナー(9)を得た。トナー(9)の体積平均粒径は6.1μmであった。
得られたトナー(9)を用いて実施例1に準じて現像剤を作製し、トナー特性評価及び実機評価を実施した。結果を表1に表す。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P 記録紙(被転写体)
Claims (1)
- 少なくとも着色剤、ビスフェノール型ジオールを主としたジオールとテレフタル酸を主としたジカルボン酸との縮重合体である非結晶性ポリエステル樹脂、及び溶融温度Tm1(℃)が50〜100℃の脂肪族系結晶性ポリエステル樹脂を、溶媒である酢酸エチル中に各々溶解または分散させてトナー組成物の混合液を作製する混合液作製工程と、
該トナー組成物の混合液を水系媒体中に添加して分散懸濁させトナー組成物の分散懸濁液を作製する分散懸濁液作製工程と、
該トナー組成物の分散懸濁液から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
を有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記着色剤とを含んで構成される着色粒子を有し、JIS K7121:1987に準拠した示差走査熱量測定における、1回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm2(℃)と、2回目の昇温過程での前記結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークの温度Tm3(℃)とが、下記式(1)及び式(2)を満たし、前記結晶性ポリエステル樹脂の溶解度パラメータをSPA、前記非結晶性ポリエステル樹脂の溶解度パラメータをSPBとしたとき、両者が下記式(3)及び式(4)の関係を満たし、前記結晶性ポリエステル樹脂が前記着色粒子中に分散された状態で存在し、前記着色粒子中の前記結晶性ポリエステル樹脂の個数平均分散径が、0.05〜1.0μmの範囲である、静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
0≦(Tm1−Tm2)<2 ・・・ 式(1)
4<(Tm1−Tm3)≦15 ・・・ 式(2)
SPA<SPB ・・・ 式(3)
(SPB−SPA)<1.2 ・・・ 式(4)
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