JP5412965B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
電子写真法としては、多数の方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。一般的には、光導電性物質を利用した感光体(潜像保持体)表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像をトナーを用いて現像しトナー像を形成した後、このトナー像を、場合により中間転写体を介して、紙等の被転写体表面に転写し、加熱、加圧、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、画像が形成される。また、感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて種々の方法によりクリーニングされ、再びトナー像の現像に利用される。
現像剤には、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用いる一成分現像剤とがある。従来、このトナーの製造に関しては、熱可塑性樹脂と顔料および離型剤を溶融混練し、冷却後に微粉砕し、さらに分級するといった、いわゆる溶融混練粉砕法が用いられている。
近年、電子写真法に要求される高画質化、プロセスの高速度化の高まりに加え、環境配慮の観点から生産工程の省エネルギー化が切望されている。このため、高画質化に対してはトナーの小粒径化、高速度化や省エネルギー対応に関しては生産性や低温定着性の観点からの検討が盛んになされている。
近年、乳化凝集・合一法によるトナーの製造方法が提案されている(例えば、特許文献1又は2参照。)。これらは、一般に乳化重合・強制乳化・転相乳化法等により樹脂粒子を作製し、溶媒に着色剤を分散した着色剤分散液を作製した後、これらを混合し、トナー粒径に相当する凝集体を形成し、加熱することによって融合・合一させトナーとする製造方法である。
上記の如き乳化凝集・合一法は、材料選択性の幅が広いこと、トナーの粒度分布がシャープであること、トナー形状の制御が容易であること、多量の離型剤の内包が可能であること、等の点で従来の溶融混練粉砕法とは大きく異なっている。近年における複写機の高速化やこれに伴う省エネルギーの必要性を鑑みると、粒度分布がシャープで小粒径のトナーの製造に適する乳化凝集・合一法は優れた特性を有しているといえる。
一方、上記の如き高速度化および省エネルギーのための技術対応としては、定着工程における技術改良も実施されている。被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着技術としては、加熱ロールおよび加圧ロールからなる一対のロール間に、トナー像が転写された被転写体を挿入し、定着する熱ロール定着法が一般的である。また、同種の技術として、ロールの一方または両方をベルトに代えた定着法も知られている。これらの技術は、他の定着法と比較して、高速で堅牢な画像が得られエネルギー効率が高く、また溶剤等の揮発による環境への害が少ない。
一方、転写工程を経て、被転写体表面に転写されたトナー像は、定着工程において加熱された定着部材により加熱されることで溶融し、前記被転写体表面へ定着される。前記定着工程では前記定着部材により前記トナー像だけでなく前記被転写体をも十分に加熱しないと、前記トナー像が定着されないことが知られている。被転写体への加熱が不十分であると、前記定着部材からの加熱によりトナーだけが溶融し、定着部材へ付着するいわゆるコールドオフセットが発生する。
また被転写体やトナー像が過度に加熱されるとトナーの粘度が減少してトナー像の一部または全部が定着部材側に付着するいわゆるホットオフセットが発生する。したがって定着部材を用いて被転写体やその表面に転写されたトナー像を加熱した際に、コールドオフセットおよびホットオフセットの両方が発生しないように定着条件を設定する必要がある。
一方、画像形成に際して必要なエネルギーの省力化への要求の高まりに伴い、ある程度の使用電力を占める定着工程の省電力化を図り、また、前記定着条件を拡大させるためには、トナーの定着温度をより低温化させる必要がある。トナー定着温度を低温化させることにより、前記省電力化および前記定着条件の拡大に加えて、電源入力時における定着部材表面の定着可能温度までの待ち時間、いわゆるウォームアップタイムの短時間化、定着部材の長寿命化が可能である。
トナーの定着温度を低くする手段としては、トナー用樹脂(結着樹脂)のガラス転移温度を低くする技術が一般的に行われている。しかし、結着樹脂のガラス転移温度をあまりに低くし過ぎると、粉体の凝集(ブロッキング)が起こり易くなる。このため、トナーのガラス転移温度は実用上50℃以上であることが好ましい。このガラス転移温度は、現在多く市販されているトナー用樹脂の設計ポイントである。
トナーのブロッキングおよび低温定着性を両立する手段として、結着樹脂に結晶性樹脂を用いる方法が知られている。この場合、結晶性樹脂の溶融温度を実用上50℃以上に設計することが重要である。
ブロッキング防止、画像保存性および低温定着性を両立させる手段として、結着樹脂に結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル樹脂と併用する方法が古くから提案されている(例えば、特許文献4又は5参照。)。
ポリエステル樹脂を結着樹脂として乳化凝集・合一法によりトナーを作製する方法が知られている。乳化凝集・合一法に用いるトナー結着樹脂としては、乳化重合法により樹脂粒子を作製できるスチレン・アクリル系樹脂が一般的である。ポリエステル樹脂は重縮合反応により樹脂合成されるために乳化重合法を適用できないが、近年、強制乳化法や転相乳化法などにより粒度分布の比較的狭い樹脂粒子が得られつつあることから、乳化凝集・合一法を用いたトナー化の検討が盛んになされている。乳化凝集・合一法は、溶融混練粉砕法のような高エネルギー・高コストの問題を解決するだけでなく、材料選択性、粒度分布制御性、形状制御性、トナー構造制御性など種々の点で優れている。
一方、結着樹脂に結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂を併用する場合、製造性、トナー構造制御性およびトナー特性の観点からこれらの親和性が重要となる。一般的には、非晶性樹脂、結晶性樹脂、離型剤の序列で疎水性が増加する傾向であることから、これらの親和性を向上させる手段の一つとして、非晶性樹脂をより疎水化するような分子設計を盛り込む必要がある。
上記のように、非晶性樹脂の疎水性を増加させるには比較的鎖長の長い炭化水素鎖を非晶性樹脂に導入すること等が有効である。一例としては非晶性樹脂のモノマー成分にドデセニルコハク酸のようなアルケニル基含有モノマーを用いる方法が過去提案されている。
ところで、引用文献6には、酸化ワックス、または、酸化ワックスと真密度が1.0g/cm未満のポリオレフィンの混合物を少なくとも含有することを特徴とする隠蔽性複合粒子およびそれを用いた筆記具用インキ組成物が開示されている。
また、引用文献7には、炭素数25乃至200の直鎖アルキル基の片末端に一級のカルボキシル基を有する化合物(A)と水酸基含有シリコーン化合物(B)との反応生成物(C)を含有することを特徴とする水性塗料組成物が開示されている。
また、引用文献8には、少なくとも着色剤と結着樹脂を含有するトナー粒子および外添された有機微粒子とからなる正帯電性トナーであって、有機微粒子が体積平均粒径0.1ないし20μmを有し、数平均分子量(Mn)300ないし800および酸価(mgKOH/g)50ないし130を有するアルキルカルボン酸を含有することを特徴とする正帯電性トナーが開示されている。
また、引用文献9には、変性ウレタン化合物を含んでなることを特徴とする粘性改良剤が開示されている。
また、引用文献10には、結着樹脂を含有した原料成分を水系媒体中で粒子化する工程を有する方法により得られるトナーであって、前記結着樹脂が、軟化点が5℃以上異なる2種のポリエステルを含有し、かつ該2種のポリエステルの少なくとも一方が、アルコール成分と、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸から選ばれる少なくとも一種を含有するカルボン酸成分とを縮重合させて得られる電子写真用トナーが開示されている。
特公昭42−23910号公報 特開昭63−282752号公報および 特開平6−25043942号公報 特公昭56−13943号公報、 特公昭62−39428号公報 特開2006−096943号公報 特開2003−268308号公報 特開2000−181123号公報 特開2009−001687号公報 特開2007−298687号公報
本発明は、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される静電荷像現像用トナーを提供することを課題とする。
即ち、請求項1に係る発明は、アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、カルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックと、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤と、を含有する静電荷像現像用トナーである。
請求項2に係る発明は、前記非晶性ポリエステル樹脂が、ドデセニルコハク酸由来の繰り返し単位を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項4に係る発明は、トナーが少なくとも収容され、前記トナーが請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーであるトナーカートリッジである。
請求項5に係る発明は、現像剤保持体を少なくとも備え、請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
請求項6に係る発明は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記感光体上に形成された前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項2に係る発明によれば、ドデセニルコハク酸は入手容易なことから、アルケニル基を有する非晶性ポリエステル樹脂が容易に調製される。
請求項3に係る発明によれば、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される静電荷像現像剤が提供される。
請求項4に係る発明によれば、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される静電荷像現像用トナーの供給を容易にするトナーカートリッジが提供される。
請求項5に係る発明によれば、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される静電荷像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性が高められる。
請求項6に係る発明によれば、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制された画像の形成される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の一例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の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。
<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、単に「トナー」と称することがある。)は、アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、カルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックと、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤と、を含有する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いることで、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される。
その理由は明確ではないが、次のように推測される。
低温定着性を狙いとしてトナー中の結着樹脂成分に結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂を併用する場合には、アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂を非晶性ポリエステルの成分に用いることが好ましい。アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂は分子内にアルケニル基を有するため疎水性が高く、元来疎水性の高い結晶性ポリエステル樹脂とアルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂との親和性が高くなると推定される。
一方、着色剤として用いるカーボンブラックは、官能基としてカルボキシル基やヒドロキシル基を有するものの、骨格の大部分は炭素から構成される。このため、上記のような樹脂組成においてカーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックは自身の持つ疎水性により結晶性ポリエステル、および非晶性ポリエステルのアルケニル基の部位に親和性を示す。
結晶性ポリエステル、および非晶性ポリエステルに含まれるアルケニル基が親和する部分はいわゆる両者の相溶部に相当し、低温定着性に寄与する部分でもある。この相溶部は疎水性が強い部分であることから、カーボンブラックが密集しやすい部分と考えられる。
また、上記のように結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との相溶部を有し、さらにカーボンブラックを含有するトナーにおいては、トナーが樹脂のガラス転移温度±10℃の温度に長時間晒されると、結着樹脂の運動性が高まることにより結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂の相分離が進行するとともに、トナー中に分散しているカーボンブラック自体もトナー中を移動しやすい状態となる。この場合、カーボンブラックは結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との相溶部により密集することになると推定される。
上記のように、相溶部の相分離が促進されやすい条件下においてカーボンブラックがこの相溶部に向かい移動した場合、新たに密集してきたカーボンブラックにより、物理的に排除される形で結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との相分離がさらに促進することになると考えられる。この効果は軽微であるため、通常の定着評価においては最低定着温度を悪化させるには至らない。しかし、特に高速仕様(具体的には、プロセススピードが300mm/s以上)といった過酷な使用条件においては最低定着温度の低下にはならないものの、画像光沢性の低下を引き起こすことになる。
上記問題を解決する手段としては、カーボンブラックを結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との相溶部には密集させないようにすることが重要となる。有効な対応策としては、カーボンブラック表面の疎水性が低下するよう表面改質すること、また、表面改質されたカーボンブラックに対し親和性を示す傾向にある副資材を用いることで、カーボンブラックが相溶部に密集・移動する傾向を抑制する手法が挙げられる。
この場合の具体的方法を鋭意検討した結果、カーボンブラックの表面をカルボジイミド基を有する化合物で表面処理すること、及び、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤を用いる方法が有効であることを今回見出した。
これは、カルボジイミド基を有する化合物でカーボンブラックの表面を修飾すると、カーボンブラック表面の極性が若干高まることにより相溶部への移動が抑制されるためと考えられる。また、併せてカルボキシル基やヒドロキシル基を有する離型剤を用いると、カルボジイミド基を有する化合物で表面修飾されたカーボンブラックが離型剤側へ移動しやすくなり、相溶部の相分離が抑制されるものと推定される。
以上が、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーにおいて、加熱保管後における最低定着温度及び光沢性の悪化が抑制される理由と推定される。
なお、本実施形態において「低温定着」とはトナーを150℃程度以下で加熱して定着させることをいう。
以下、本実施形態において使用される材料、工程条件、評価・分析条件などについて詳細に記載する。
−結着樹脂−
本実施形態に係るトナーには、結着樹脂として、アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とが用いられる。必要に応じて、その他の結着樹脂(例えば、スチレンアクリル系樹脂)などを併用してもよい。ただし、その他の結着樹脂を併用する場合、全結着樹脂に占めるアルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との合計量の割合は、50質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよい。
結着樹脂の溶融温度やガラス転移温度は45℃以上110℃以下の範囲内であってもよく、60℃以上90℃以下の範囲内であってもよい。
アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との混合割合は、結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度と非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度との関係を考慮して選択される。なお、一般的には含有量が多い成分の熱的溶融特性が支配的となるため、低温定着性を阻害しない樹脂成分を選択することが重要である。
溶融温度はJIS K−7121に基づいて入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求められる。なお、結晶性ポリエステル樹脂には、複数の融解ピークを示す場合があるが、この場合は、最大のピークをもって溶融温度とみなす。
また、ガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値をいう。
−結晶性ポリエステル樹脂−
結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、本実施形態においては、結晶性ポリエステル樹脂として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。以下に、結晶性ポリエステル樹脂の合成に好適な多価カルボン酸成分および多価アルコール成分について説明する。
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、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の脂肪族ジカルボン酸、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、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸、などが挙げられ、さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるがこの限りではない。
3価以上のカルボン酸としては、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、1,3,5−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。
また、多価カルボン酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分が含まれていてもよい。前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の着色剤の分散が良好になる点で有効である。また、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、樹脂粒子を作製する際に、スルホン酸基があれば、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。
スルホン酸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。これらスルホン酸基を有する2価以上のカルボン酸成分は、ポリエステルを構成する全カルボン酸成分に対して1モル%以上15モル%以下の範囲であってもよく、2モル%以上10モル%以下の範囲であってもよい。
含有量が1モル%よりも少ないと樹脂粒子の経時安定性が悪くなる場合がある。一方、含有量が15モル%を超えると、結晶性ポリエステル樹脂の場合はその結晶性が低下する場合がある。また、結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を用いる場合のトナー粒径の調整が難しくなるという不具合が生じる場合がある。
さらに、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、2重結合を持つジカルボン酸成分を含有してもよい。2重結合を持つジカルボン酸は、2重結合を介して、ラジカル的に架橋結合させ得る点で定着時のホットオフセットを防ぐ為に好適に用いられる。ジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級エステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でもコストの点で、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールであってもよく、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であってもよい。前記脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、溶融温度が降下してしまう為、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、炭素数が7未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、溶融温度が高くなり、低温定着が困難となることがある一方、20を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。前記炭素数としては14以下であってもよい。
結晶性ポリエステルの合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、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が、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが挙げられる。
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。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。
多価アルコール成分のうち、脂肪族ジオール成分の含有量は80モル%以上であってもよく、90%以上であってもよい。前記脂肪族ジオール成分の含有量が80モル%未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、溶融温度が降下する為、耐トナーブロッキング性、画像保存性及び、低温定着性が悪化してしまう場合がある。
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価のアルコールを使用してもよい。
結晶性ポリエステル樹脂の『結晶性』とは、示差走査熱量測定において、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6℃以内であることを意味する。一方、半値幅が6℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非晶性樹脂を意味するが、本実施形態において用いられる非晶性樹脂としては、明確な吸熱ピークが認められない樹脂が用いられてもよい。
また、前記の「結晶性ポリエステル樹脂」は、その構成成分が100%ポリエステル構造のポリマー以外にも、ポリエステルを構成する成分と他の成分とを共に重合してなるポリマー(共重合体)も意味する。但し、後者の場合には、ポリマー(共重合体)を構成するポリエステル以外の他の構成成分が50質量%以下である。
ポリエステル樹脂の酸価(樹脂1gを中和するに必要なKOHのmg数)は、所望の分子量分布を得やすいことや、乳化分散法によるトナー粒子の造粒性を確保しやすいことや、得られるトナーの環境安定性(温度・湿度が変化したときの帯電性の安定性)を良好なものに保持しやすいことなどから、1mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であってもよい。ポリエステル樹脂の酸価は、原料の多価カルボン酸と多価アルコールとの配合比と反応率により、ポリエステルの末端のカルボキシル基を制御することによって調整される。あるいは多価カルボン酸成分として無水トリメリット酸を使用することによってポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を含有させることで調整される。
また、結晶性ポリエステル樹脂中に存在するエステル基の数については種々の定義方法が考えられるが、本実施形態においてはエステル基濃度Mに関し、Kをエステル基数、Aを高分子鎖を構成する原子数として、M=K/Aにて定義する。
本実施形態において用いられる結晶性樹脂のエステル基濃度については、上記の定義(M=K/A)において0.02以上0.05以下の範囲であってもよい。エステル基濃度が0.05よりも大きい場合、エステル基数が増加することからエステル基の運動性を抑制することができず、現像・転写性が低下することがある。一方、エステル基濃度が0.02よりも小さい場合、現像・転写性には問題ないものの低温定着性が阻害されることがある。
−非晶性ポリエステル樹脂−
本実施形態において使用される非晶性ポリエステル樹脂は、アルケニル基を有する非晶性ポリエステル樹脂である。
本実施形態において、非晶性分子として非晶性ポリエステル樹脂を用いると、樹脂の酸価の調整やイオン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより、樹脂粒子分散液が容易に調製される点で有利である。乳化分散に用いる非晶性ポリエステル樹脂は多価カルボン酸と多価アルコールとを脱水縮合して合成される。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類が挙げられる。これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いてもよい。
なお、本実施形態においては、これら多価カルボン酸のうち、結晶性ポリエステル樹脂の取り込み性を向上させ、分子中にアルケニル基を導入する観点から、アルケニルコハク酸を含有するカルボン酸成分を用いてもよい。
上記アルケニルコハク酸としては、炭素数8以上20以下のアルケニル基を有するアルケニルコハク酸が好ましいが、入手容易性の観点から炭素数12のアルケニルコハク酸、すなわちドデセニルコハク酸を用いることがより好ましい。多価カルボン酸としてドデセニルコハク酸を用いることで、ドデセニルコハク酸由来の繰り返し単位が非晶性ポリエステル樹脂に導入される。
非晶性ポリエステル樹脂を構成する多価カルボン酸に占めるドデセニルコハク酸の含有量は5質量%以上35質量%以下であってもよく、10質量%以上30質量%以下であってもよい。
多価アルコールの例としては、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、グリセリン、などの脂肪族ジオール類、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などの脂環式ジオール類、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などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールの1種又は2種以上を用いてもよい。これら多価アルコールのうち、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類を用いてもよく、このうち芳香族ジオールであってもよい。また良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(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)を併用してもよい。
なお、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合によって得られたポリエステル樹脂に、さらにモノカルボン酸、および/またはモノアルコールを加えて、重合末端のヒドロキシル基、および/またはカルボキシル基をエステル化し、ポリエステル樹脂の酸価を調整しても良い。モノカルボン酸としては酢酸、無水酢酸、安息香酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸等が挙げられる。モノアルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、トリフルオロエタノール、トリクロロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、フェノールなどが挙げられる。
本実施形態に用いられるポリエステル樹脂は上記多価アルコールと多価カルボン酸とを常法に従って縮合反応させることによって製造してもよい。例えば、上記多価アルコールと多価カルボン酸、必要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、不活性ガス(窒素ガス等)の存在下、150℃以上250℃以下で加熱し、副次的に生成する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、予め定められた酸価に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物が取得される。
ポリエステル樹脂の合成に使用する触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド等の有機金属やテトラブチルチタネート等の金属アルコキシドなどのエステル化触媒が挙げられる。触媒の添加量は、原材料の総量に対して0.01質量%以上1.00重量%以下の範囲で使用される。
本実施形態においては、非晶性ポリエステル樹脂と共に、非晶性ポリエステル樹脂以外のその他の非晶性樹脂を併用してもよい。本実施形態に係るトナーに用いられるその他の非晶性樹脂としては、例えば、従来公知の熱可塑性結着樹脂などが挙げられ、具体的には、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の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(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の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。
これらその他の非晶性樹脂は、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。これらの樹脂の中でもビニル系樹脂を用いてもよい。
ビニル系樹脂の場合、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合により樹脂粒子分散液が容易に調製される点で有利である。前記ビニル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなどのビニル系高分子酸やビニル系高分子塩基の原料となるモノマーが挙げられる。
−着色剤(カルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラック)−
本実施形態に係るトナーはカルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックを着色剤として含有する。
本実施形態において、カルボジイミド基を有する化合物で表面処理される前のカーボンブラックとしては、通常のカーボンブラックであれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラックなどを使用してもよい。
本実施形態で用いるカルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックにおいて、カルボジイミド基をカーボンブラック表面に導入する方法としては、カーボンブラック分散液にカルボジイミド基を有する化合物を加え、常温(25℃)から80℃の範囲、または30℃から70℃の範囲で混合物を加熱して、数時間、例えば1時間から3時間処理すればよい。処理温度が80℃を超える温度とすると、すべてのカルボジイミド基の反応が過剰となり、カーボンブラックの分散安定性が低下する恐れがある。
カルボジイミド基を有する化合物の具体例としては、例えば、日清紡社製カルボジライトLE−1、LA−1、SV−02、V−01、V−02、V−03、V−05、V−07、V−09、V−02−L2等が挙げられる。
上記のようにして作製した表面処理済みのカーボンブラックにおけるカーボンブラック表面には、未反応のカルボジイミド基が存在しており、その状態は、赤外吸収スペクトル測定、特にFT−IR−ATR法(Attenuated Total Reflection)により確認される。
上記カルボジイミド基で表面処理されたカーボンブラックのトナー中における含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であってもよく、1質量部以上20質量部以下であってもよく、1質量部以上10質量部以下であってもよく、2質量部以上10質量部以下であってもよく、2質量部以上7質量部以下であってもよい。なお、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でできるだけ多い方が好ましい。着色剤の含有量を多くすると、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、オフセットの防止の点で有利である。
−離型剤−
本実施形態で用いる離型剤は、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下のものであれば特に限定されるものではなく、主成分がアルキルカルボン酸又はアルキルアルコールであってもよい。
離型剤の酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g未満の場合には、離型剤の極性が低下し、カルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックと離型剤との親和性が低下し、カーボンブラックの相溶部への移動を抑制することが不十分となる。また、離型剤の酸価と水酸基価との合計が150mgKOH/gを超える場合には、高温高湿下における帯電性の低下など、主にトナーの電気特性に悪影響を及ぼすことから好ましくない。
本実施形態において、離型剤の酸価および水酸基価はJIS K2501に記載の方法により測定された値をいう。
本実施形態で用いる離型剤は上記した酸価と水酸基価との合計の条件を満たせていれば特に化学構造上の制限はないが、製造コストなどの観点から特に末端に一級のカルボキシル基もしくは一級のヒドロキシル基を有する離型剤を好適に用いてもよい。
本実施形態で用いる離型剤は上記の条件を満たすものであれば特に限定されないが、具体例としては、例えば、アルキルカルボン酸としてはユニシッド350、ユニシッド550、ユニシッド700(以上、東洋ペトロライト社製)、Clovax−4S、Clovax−6S、Clovax−9S、Clovax−15S(以上、日本化成社製)、等が挙げられる。また、アルキルアルコールの例としてはユニリン425、ユニリン550、ユニリン700(以上、東洋ペトロライト社製)、等が挙げられる。ただし、本実施形態において使用される離型剤はこれらに限定されるものではない。また、これらの離型剤は、1種単独で用いても良く、2種以上併用しても良い。
本実施形態で用いる離型剤の溶融温度は、保存性の観点から、50℃以上であってもよく、60℃以上であってもよい。また、低温での耐オフセット性の観点から、145℃以下であってもよく、135℃以下であってもよい。
本実施形態で用いる離型剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲内であってもよく、2質量部以上20質量部以下の範囲内であってもよい。離型剤の含有量が1質量部未満であると離型剤を添加する効果が不十分となり、高温でのホットオフセットを引き起こす場合がある。一方、含有量が30質量部を超えると、帯電性に悪影響を及ぼす他、トナーの機械的強度が低下する為、現像機内でのストレスで破壊されやすくなり、キャリア汚染などを引き起こす場合がある。
−その他の添加剤−
本実施形態に係るトナーには、必要に応じて帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の内添剤や外添剤を添加してもよい。
−内添剤−
内添剤としては、主に湿式法により添加を行うことができ、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。
帯電制御剤としては、例えば4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体を含む染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
また、無機粉体は主にトナーの粘弾性調整を目的として添加され、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、燐酸カルシウム、酸化セリウム等のトナー表面の外添剤として使用されるすべての無機粒子が挙げられる。
なお、帯電制御剤としては、凝集粒子形成工程や融合工程の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
−外添剤−
トナー母粒子表面に乾式法により添加される外添剤としては、無機粒子や有機粒子が挙げられる。
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、塩化セリウム、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、窒化ケイ素等が挙げられる。中でも、シリカ粒子や酸化チタン粒子であってもよく、疎水化処理された粒子であってもよい。
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。前記無機粒子の1次粒径としては、1nm以上200nm未満が好ましく、その添加量としては、トナー母粒子100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下であってもよい。
また、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。有機粒子としては、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等が挙げられる。
−トナーの諸物性−
トナーの溶融温度は、特に限定されるものではないが、45℃以上110℃以下の範囲内であってもよく、60℃以上90℃以下の範囲内であってもよい。
溶融温度が、トナーの保存時や画像とした後に曝される一般的な高温環境下の下限温度に相当する45℃未満であると、ブロッキングを起こしやすくなる場合がある。トナーは、溶融温度を境にして急激に粘度が低下するために、溶融温度以上の温度環境下で保存されるとブロッキングを起こしてしまうためである。一方、溶融温度が110℃を超える場合には、低温定着が困難となる場合がある。
この溶融温度はJIS K−7121に基いて入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求められる。
本実施形態に係るトナーの体積平均粒径としては、1μm以上20μm以下であってもよく、2μm以上8μm以下であってもよく、また、個数平均粒径としては、1μm以上20μm以下であってもよく、2μm以上8μm以下であってもよい。
ここで、体積平均粒径および個数平均粒径は、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(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、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下の範囲で加える。これを電解液100mlないし150mlの中に添加する。
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型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2μm以上50μm以下の範囲にある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。
このようにして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%となる粒径を累積体積平均粒径D16v、累積数平均粒径D16p、累積50%となる粒径を累積体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を累積体積平均粒径D84v、累積数平均粒径D84pと定義する。
ここで、体積平均粒径は累積体積平均粒径D50vとして求められ、個数平均粒径は累積数平均粒径D50pとして求められる。
−トナーの製造方法−
本実施形態に係るトナーは乳化凝集・合一法を利用して作製されてもよい。ここで、トナーの作製に際しては、トナーを構成する各材料を水系分散液に分散させた分散液(樹脂粒子分散液等)を準備する(乳化工程)。続いて、樹脂粒子分散液や、その他必要に応じて用いられる各種の分散液(着色剤分散液や離型剤分散液等)を混合して原料分散液を準備する。
次に、原料分散液中で、凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、凝集粒子を融合する融合工程とを経て、トナー母粒子を得る。なお、コア粒子と、このコア粒子を被覆するシェル層とを有するいわゆるコアシェル構造型のトナーを作製する場合には、凝集粒子形成工程を終えた後の原料分散液に、樹脂粒子分散液を添加して(トナー化した際にコア粒子となる)凝集粒子表面に樹脂粒子を付着させて(トナー化した際にシェル層となる)被覆層を形成する被覆層形成工程を実施し、その後に融合工程を実施する。なお、被覆層形成工程に用いる樹脂成分は、コア粒子を構成する樹脂成分と同一であっても異なっていてもよいが、通常は、非晶性樹脂が用いられる。
以下、各工程について詳細に説明する。
−乳化工程−
凝集粒子形成工程に用いる原料分散液を準備するために、乳化工程では、トナーを構成する主要な材料を、水系媒体中に分散させた乳化分散液を調整する。以下、樹脂粒子分散液や、着色剤分散液、離型剤分散液等について説明する。
−樹脂粒子分散液−
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上1μm以下であってもよく、0.03μm以上0.8μm以下であってもよく、0.03μm以上0.6μmであってもよい。
樹脂粒子の体積平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易くなる場合がある。一方、体積平均粒径が上記範囲内であれば前記欠点がない上、トナー間の組成偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
なお、樹脂粒子等、原料分散液中に含まれる粒子の体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定される。
樹脂粒子分散液やその他の分散液に用いられる分散媒としては、水系媒体であってもよい。
前記水系媒体としては、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。本発明においては、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておいてもよい。
界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、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。これらの中でもアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されてもよい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどが挙げられる。また、前記カチオン界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンジ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、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらの中でもアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤等のイオン性界面活性剤が挙げられる。
樹脂粒子が、ポリエステル樹脂である場合、中和によりアニオン型となり得る官能基を含有しているため自己水分散性をもっており、親水性となり得る官能基の一部又は全部が塩基で中和された、水性媒体の作用下で安定した水分散体を形成する。
ポリエステル樹脂において中和により親水性基と成り得る官能基はカルボキシル基やスルホン酸基等の酸性基である為、中和剤としては例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等の無機塩基や、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミンなどの有機塩基が挙げられる。
ポリエステル樹脂を用いて樹脂粒子分散液を調整する場合は、転相乳化法を利用する。なお、ポリエステル樹脂以外の結着樹脂を用いて樹脂粒子分散液を調整する場合にも転相乳化法を利用してもよい。転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(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安定化する方法である。
この転相乳化に用いられる有機溶剤としては例えば、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、1−エチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−3−メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコール、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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール誘導体、さらには、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル等が例示される。これらの溶剤は単一でも、また2種以上を併用して使用してもよい。
転相乳化に用いる有機溶媒の溶媒量に関しては、樹脂の物性により所望の分散粒径を得るための溶媒量が異なるため、一概に決定することは困難である。しかし、本実施形態においては、錫化合物触媒の樹脂中の含有量が通常のポリエステル樹脂に対して多量であるため、樹脂重量に対する溶媒量は比較的多くてもよい。溶媒量が少ない場合には乳化性が不十分となり、樹脂粒子の粒径の大径化や粒度分布のブロード化等が発生する場合がある。
結着樹脂を水中に分散させる場合、必要に応じて樹脂中のカルボキシル基の一部または全部を中和剤によって中和してもよい。中和剤としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノ−nプロピルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン等のアミン類等が挙げられ、これらから選ばれるところの1種または2種以上を使用してもよい。これらの中和剤を添加することによって、乳化の際のpHを中性に調節し、得られるポリエステル樹脂分散液の加水分解が防止される。
また、この転相乳化の際に分散粒子の安定化や水系媒体の増粘防止を目的として、分散剤を添加してもよい。該分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウムの等の水溶性高分子、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤、リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機化合物等が挙げられる。これらの分散剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用してもよい。分散剤は、結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下添加してもよい。
転相乳化の際の乳化温度は、有機溶剤の沸点以下でかつ、結着樹脂の溶融温度あるいはガラス転移温度以上であればよい。乳化温度が結着樹脂の溶融温度あるいはガラス転移温度未満の場合、樹脂粒子分散液を調整することが困難となる。なお、有機溶剤の沸点以上で乳化する場合は、加圧密閉された装置で乳化を行えば良い。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は通常、5質量%以上50質量%以下であってもよく、10質量%以上40質量%以下であってもよい。含有量が前記範囲外にあると、樹脂粒子の粒度分布が広がり、特性が悪化する場合がある。
−カーボンブラック分散液−
カーボンブラック分散液を調整する際の分散方法としては、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、ダイノミルなどの一般的な分散方法を使用してもよく、なんら制限されるものではない。必要に応じて、界面活性剤を使用してカーボンブラックの水分散液を調製したり、分散剤を使用してカーボンブラックの有機溶剤分散液を調製したりしてもよい。分散に用いる界面活性剤や分散剤としては、結着樹脂を分散させる際に用い得る分散剤と同様のものを用いてもよい。
また、原料分散液を調整する際に、カーボンブラック分散液は、その他の粒子を分散させた分散液と共に一度に混合してもよいし、分割して多段回で添加混合してもよい。
カーボンブラック分散液に含まれるカーボンブラックの含有量は通常、5質量%以上50質量%以下であってもよく10質量%以上40質量%以下であってもよい。含有量が前記範囲外にあると、着色剤粒子の粒度分布が広がり、特性が悪化する場合がある。
−離型剤分散液−
離型剤分散液は、ポリエステル樹脂以外の結着樹脂を乳化分散する場合と同様、離型剤を水中にイオン性界面活性剤等と共に分散し、離型剤の溶融温度以上に加熱し、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を印加することにより調製される。これにより、体積平均粒径が1μm以下の離型剤粒子を分散させる。また、離型剤分散液における分散媒としては、結着樹脂に用いる分散媒と同様のものを用いてもよい。
なお、結着樹脂や着色剤等を分散媒と混合して、乳化分散させる装置としては、公知のものが利用でき、例えばホモミキサー(特殊機化工業株式会社)、あるいはスラッシャー(三井鉱山株式会社)、キャビトロン(株式会社ユーロテック)、マイクロフルイダイザー(みずほ工業株式会社)、マントン・ゴーリンホミジナイザー(ゴーリン社)、ナノマイザー(ナノマイザー株式会社)、スタティックミキサー(ノリタケカンパニー)などの連続式乳化分散機等が利用される。
なお、目的に応じて、結着樹脂分散液に、既述した離型剤、内添剤、帯電制御剤、無機粉体等の成分を分散させておいても良い。
また、結着樹脂、着色剤、離型剤以外のその他の成分の分散液を調整する場合、この分散液中に分散する粒子の体積平均粒径としては、通常1μm以下であればよく、0.01μm以上0.5μm以下であってもよい。体積平均粒径が1μmを超えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招きやすくなる場合がある。一方、体積平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり性能や信頼性のばらつきが小さくなる点で有利である。
−凝集粒子形成工程−
凝集粒子形成工程においては、樹脂粒子分散液の他に、通常はカーボンブラック分散液(着色剤分散液)及び離型剤分散液を加え、必要に応じて添加されるその他の分散液を少なくとも混合して得られた原料分散液に対して、凝集剤を更に添加して加熱し、これらの粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。なお、樹脂粒子が結晶性ポリエステル等の結晶性樹脂である場合には、結晶性樹脂の溶融温度付近(±20℃)の温度で、且つ、溶融温度以下の温度にて加熱し、これらの粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加し、原料分散液のpHを酸性にすることによってなされる。また、加熱による急凝集を抑える為に、室温で攪拌混合している段階でpH調整を行ない、必要に応じて分散安定剤を添加してもよい。
なお、本実施形態において「室温」とは25℃をいう。
凝集粒子形成工程に用いられる凝集剤は、原料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、すなわち無機金属塩の他、2価以上の金属錯体が好適に用いられる。特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上する。
また、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。
ここで、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、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、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などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
また、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。非水溶性のキレート剤では、原料分散液中への分散性に乏しく、トナー中において凝集剤に起因する金属イオンの捕捉が充分になされなくなる場合がある。
キレート剤としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されないが、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸など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)などを好適に用いてもよい。
キレート剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下の範囲内であってもよく、0.1質量部以上3.0質量部未満であってもよい。キレート剤の添加量が0.01質量部未満であるとキレート剤添加の効果が発現しなくなる場合がある。一方、5.0質量部を超えると、帯電性に悪影響を及ぼす他、トナーの粘弾性も劇的に変化するため、低温定着性や画像光沢性に悪影響を与える場合がある。
なお、キレート剤は、凝集粒子形成工程や被覆層形成工程の実施中や実施前後において添加されるものであるが、添加に際して原料分散液の温度調整は必要なく、室温のまま加えてもよいし、凝集粒子形成工程や被覆層形成工程での槽内温度に調節した上で加えてもよい。
−被覆層形成工程−
凝集粒子形成工程を経た後には、必要であれば被覆層形成工程を実施してもよい。被覆層形成工程では、上記した凝集粒子形成工程を経て形成された凝集粒子の表面に、被覆層形成用の樹脂粒子を付着させることにより被覆層を形成する。これにより、いわゆるコアシェル構造を有するトナーが得られる。
被覆層の形成は、凝集粒子形成工程において凝集粒子(コア粒子)を形成した原料分散液中に、通常、非晶性樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液を追添加することにより行われる。
なお、被覆層形成工程を終えた後は、融合工程が実施されるが、被覆層形成工程と融合工程とを交互に繰り返し実施することにより、被覆層を多段階に分けて形成してもよい。
−融合工程−
凝集粒子形成工程、あるいは、凝集粒子形成工程および被覆層形成工程を経た後に実施される融合工程では、これらの工程を経て形成された凝集粒子を含む懸濁液のpHを6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
そして、凝集の進行を停止させた後、加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。結着樹脂の溶融温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させてもよい。
−洗浄、乾燥工程等−
凝集粒子の融合工程を終了した後、洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望のトナー粒子を得るが、洗浄工程は塩酸、硫酸、硝酸等の強酸の水溶液でトナー母粒子に付着した分散剤を除去後、ろ液が中性になるまでイオン交換水などで洗浄することが望ましい。また、固液分離工程には特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好適である。さらに、乾燥工程も特に制限はないが、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用いられる。
乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法などの方法を採用してもよい。この際、トナー母粒子の乾燥後の含水分率が1.0質量%以下に調整してもよく、0.5質量%以下に調整してもよい。
また、乾燥後のトナー母粒子には、既述した種々の外添剤を必要に応じて添加してもよい。
−静電荷像現像剤−
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」と称することがある。)は、本実施形態に係るトナーを含むものであれば特に限定されず一成分現像剤あるいは二成分現像剤のいずれであってもよい。二成分現像剤として用いる場合にはトナーと、キャリアとを混合して使用される。
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。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、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。また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。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、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またはその変性品、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、エポキシ樹脂等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、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、酸化スズ、カーボンブラック等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
またキャリアの芯材としては、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、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であってもよい。
キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10μm以上500μm以下であり、30μm以上100μm以下であってもよい。
またキャリアの芯材の表面を樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、およ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、キャリアの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キャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの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が挙げられる。
前記二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100乃至30:100程度の範囲であってもよく、3:100乃至20:100程度の範囲であってもよい。
<画像形成装置>
次に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを用いた本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記感光体上に形成された前記静電荷像を本実施形態に係る静電荷像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、を有するものである。
なお、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容する本実施形態に係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、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、4連タンデム方式のカラー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、画像形成装置本体に対して脱着可能な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ラ22および中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ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。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ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、駆動ローラ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色のトナーが供給される。
上述した第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。尚、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ラ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)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)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、および1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)6Yが順に配置されている。
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。
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、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800V程度の電位に帯電される。
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。
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)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。
現像効率、画像粒状性、階調再現性等の観点から、直流成分に交流成分を重畳させたバイアス電位(現像バイアス)を現像剤保持体に付与してもよい。具体的には、現像剤保持体直流印加電圧Vdcを−300乃至−700Vとしたとき、現像剤保持体交流電圧ピーク幅Vp−pを0.5乃至2.0kVの範囲としてもよい。
イエローのトナー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像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写位置へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用され、感光体1Y上のトナー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程度に制御されている。
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。
また、第2のユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1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ラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(被転写体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に予め定められたタイミングで給紙され、2次転写バイアスが支持ローラ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像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2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(ロール状定着手段)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像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録紙P上へ定着される。
トナー像を転写する被転写体としては、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、OHPシート等が挙げられる。
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。
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。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、トナーカートリッジ8Kには黒トナーとして本実施形態に係るトナーが納められる。また、現像装置4Kには本実施形態に係るトナーとキャリアとを含む本実施形態に係る現像剤が収容される。
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図2は、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容す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、現像装置111とともに、感光体107、帯電ローラ108、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。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
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。
図2で示すプロセスカートリッジ200では、感光体107、帯電装置108、現像装置111、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を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせてもよい。本実施形態のプロセスカートリッジでは、現像装置111のほかには、感光体107、帯電装置108、クリーニング装置(クリーニング手段)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から構成される群から選択される少なくとも1種を備えてもよい。
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、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記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トナーを収容するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述した本実施形態に係る静電荷像現像用トナーとしたものである。なお、本実施形態に係るトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
従って、トナーカートリッジの着脱が可能な構成を有する画像形成装置においては、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを収めたトナーカートリッジを利用することにより、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーが容易に現像装置に供給される。
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の着脱が可能な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納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。
−結晶性樹脂粒子分散液1の調製−
加熱乾燥した三口フラスコに、1,10−ドデカン二酸250質量部、1,9−ノナンジオール150質量部、触媒としてジブチル錫オキサイド0.4質量部とを入れ、その後減圧操作により、三口フラスコ内の空気を窒素に置換して不活性雰囲気下として、機械攪拌により180℃、5時間攪拌し、且つ還流して反応を進行させた。反応の間、反応系内において生成した水を留去した。その後、減圧下において、230℃まで徐々に昇温し、3時間攪拌して粘稠な状態となったところでGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ;ポリスチレン換算)にて分子量を確認し、重量平均分子量25000になったところで、反応を停止し結晶性ポリエステル樹脂(結晶性樹脂1)を得た。
ついで、この結晶性ポリエステル樹脂350質量部と、メチルエチルケトン210質量部、イソプロピルアルコール61.8質量部をセパラブルフラスコに入れ、これを40℃で充分混合、溶解した後、10質量%アンモニア水溶液を16.24質量部滴下した。加熱温度を65℃に下げ、攪拌しながらイオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/minで滴下し、液が均一に白濁したのち、送液速度12g/minに上げ、総液量が1400質量部になったところで、イオン交換水の滴下を止めた。その後、減圧下で溶媒の除去を行い、結晶性樹脂粒子分散液1を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は168nm、樹脂粒子の固形分濃度は31.6%であった。
−非晶性樹脂粒子分散液1の調製−
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物525質量部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物225質量部、テレフタル酸375質量部、フマル酸20質量部、ドデセニルコハク酸300質量部、ジブチル錫オキサイド6質量部、を加熱乾燥した三口フラスコに入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて230℃、常圧(101.3kPa)にて10時間反応させ、さらに8kPaにて1時間反応させた。210℃まで冷却して無水トリメリット酸を75質量部添加し、1時間反応させた後、8kPaにて軟化点が120℃になるまで反応させ、非晶性ポリエステル樹脂(非晶性樹脂1)を得た。
なお、樹脂の軟化点はフローテスター(島津製作所、CFT−5000)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出し、試料の半量が流出した温度とした。
ついで、不溶分を除去した後の非晶性ポリエステル樹脂350質量部と、メチルエチルケトン175質量部と、イソプロピルアルコール61.8質量部、10質量%アンモニア水溶液12.3質量部とをセパラブルフラスコに入れ、混合、溶解した後、40℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/minで滴下した。液が均一に白濁した後、送液速度12g/minに上げて転相させ、送液量が1050質量部になったところで滴下を止めた。その後減圧下で溶剤除去を行い、非晶性樹脂粒子分散液1を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は166nm、樹脂粒子の固形分濃度は41.7%であった。
−非晶性樹脂粒子分散液2の調製−
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物675質量部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物75質量部、テレフタル酸300質量部、ドデセニルコハク酸150質量部、ジブチル錫オキサイド6質量部、を加熱乾燥した三口フラスコに入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて230℃、常圧(101.3kPa)にて10時間反応させ、さらに8kPaにて1時間反応させた。180℃まで冷却してフマル酸300質量部、ハイドロキノン1.5質量部を添加し、210℃まで4時間かけて昇温した後、1時間反応させた後、8kPaにて軟化点が110℃になるまで反応させ、非晶性ポリエステル樹脂(非晶性樹脂2)を得た。
ついで、不溶分を除去した後の非晶性ポリエステル樹脂350質量部と、メチルエチルケトン245質量部と、イソプロピルアルコール70質量部、10質量%アンモニア水溶液11.2質量部とをセパラブルフラスコに入れ、混合、溶解した後、40℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を送液ポンプにて送液速度8g/minで滴下した。液が均一に白濁した後、送液速度12g/minに上げて転相させ、送液量が1050質量部になったところで滴下を止めた。その後減圧下で溶剤除去を行い、非晶性樹脂粒子分散液2を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は162nm、樹脂粒子の固形分濃度は43.2%であった。
−離型剤分散液1の調製−
・ユニシッド350(東洋アドレ社製):50質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK):5質量部
・イオン交換水:170質量部
以上を110℃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、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社製)で分散処理し、平均粒径が0.180μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液1(離型剤濃度:31%)を調製した。なお、ユニシッド350の酸価と水酸基価との合計は140mgKOH/gであった。
−離型剤分散液2の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにユニシッド550(東洋アドレ社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液2を得た。ユニシッド550の酸価と水酸基価との合計は110mgKOH/gであった。
−離型剤分散液3の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにユニシッド700(東洋アドレ社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液3を得た。ユニシッド700の酸価と水酸基価との合計は90mgKOH/gであった。
−離型剤分散液4の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにユニリン425(東洋アドレ社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液4を得た。ユニリン425の酸価と水酸基価との合計は120mgKOH/gであった。
−離型剤分散液5の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにユニリン550(東洋アドレ社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液5を得た。ユニリン550の酸価と水酸基価との合計は115mgKOH/gであった。
−離型剤分散液6の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにユニリン700(東洋アドレ社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液6を得た。ユニリン700の酸価と水酸基価との合計は85mgKOH/gであった。
−離型剤分散液7の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにClovax300−4S(日本化成社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液7を得た。Clovax300−4Sの酸価と水酸基価との合計は109mgKOH/gであった。
−離型剤分散液8の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにClovax300−6S(日本化成社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液8を得た。Clovax300−6Sの酸価と水酸基価との合計は101mgKOH/gであった。
−離型剤分散液9の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにClovax300−9S(日本化成社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液9を得た。Clovax300−9Sの酸価と水酸基価との合計は95mgKOH/gであった。
−離型剤分散液10の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにClovax300−15S(日本化成社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液10を得た。Clovax300−15Sの酸価と水酸基価との合計は102mgKOH/gであった。
−離型剤分散液11の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにWEP−5(日本油脂社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液11を得た。WEP−5の酸価と水酸基価との合計は3mgKOH/gであった。
−離型剤分散液12の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにフィッシャートロプシュワックス(日本精鑞社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液12を得た。フィッシャートロプシュワックスの酸価と水酸基価との合計は2mgKOH/gであった。
−離型剤分散液13の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにHNP−9(日本精鑞社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液13を得た。HNP−9の酸価と水酸基価との合計は3mgKOH/gであった。
−離型剤分散液14の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにHNP−0190(日本精鑞社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液14を得た。HNP−0190の酸価と水酸基価との合計は2mgKOH/gであった。
−離型剤分散液15の調製−
離型剤分散液1の調製において、ユニシッド350の代わりにFNP−92(日本精鑞社製)を用いた以外は同様の操作により、離型剤分散液15を得た。FNP−92の酸価と水酸基価との合計は2mgKOH/gであった。
−着色剤分散液1の調製−
・カーボンブラック #25(三菱化学社製):100質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK):15質量部
・イオン交換水:900質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間程度分散した。さらに、カルボジイミド化合物(日清紡社製カルボジライトV02L2)1質量部を加え、50℃で1時間保持することにより、着色剤分散液1を得た。なお、着色剤分散液における着色剤の濃度は25%に調整した。FT−IR−ATR法により、カーボンブラック表面にカルボジイミド基の存在が確認された。
−着色剤分散液2の調製−
着色剤分散液1の調製において、カーボンブラック #25の代わりにカーボンブラック Nipex35(デグサ社製)を用いた以外は同様の操作により、着色剤分散液2を得た。FT−IR−ATR法により、カーボンブラック表面にカルボジイミド基の存在が確認された。
−着色剤分散液3の調製−
着色剤分散液2の調製において、カルボジイミド化合物を用いなかった以外は同様の操作により、着色剤分散液3を得た。FT−IR−ATR法により、カーボンブラック表面にカルボジイミド基の存在が確認されなかった。
−トナー1の作製−
・結晶性樹脂粒子分散液1 57質量部
・非晶性樹脂粒子分散液1 155質量部
・着色剤分散液1 62質量部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液) 15質量部
・離型剤分散液1 77質量部
pHメーター、攪拌羽、温度計を具備した重合釜に、上記原料のうち、結晶性樹脂粒子分散液1、非晶性樹脂粒子分散液1、アニオン性界面活性剤及びイオン交換水250質量部を入れ、130rpmで15分間攪拌しながら、界面活性剤をポリエステル樹脂粒子分散液になじませた。これに着色剤分散液1および離型剤分散液1を加え混合した後、この原料混合物に0.3Mの硝酸水溶液を加えて、pHを4.8に調製した。ついで、ウルトラタラックスにより3000rpmでせん断力を加えながら、凝集剤として硫酸アルミニウムの10%硝酸水溶液13質量部を滴下した。この凝集剤滴下の途中で、原料混合物の粘度が増大するので、粘度上昇した時点で、滴下速度を緩め、凝集剤が一箇所に偏らないようにした。凝集剤の滴下が終了したら、さらに回転数5000rpmに上げて5分間攪拌し、凝集剤と原料混合物を充分混合した。
ついで上記原料混合物をマントルヒーターにて25℃に加温しながら500rpmで攪拌した。10分攪拌後、コールターマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm;コールター社製)を用いて一次粒径が形成するのを確認した後、凝集粒子を成長させるために0.1℃/分で43℃まで昇温した。凝集粒子の成長はコールターマルチサイザーを用いて随時確認するが、その凝集速度によって、凝集温度や攪拌の回転数を変えた。
一方、凝集粒子被覆用として、非晶性樹脂粒子分散液1を85質量部、非晶性樹脂粒子分散液2を85質量部に対し、イオン交換水118質量部、アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液)8.2質量部を加えて混合し、予めpH3.8に調製し、被覆用樹脂粒子分散液とした。上記凝集工程で凝集粒子が5.2μmに成長したところで、予め調製した被覆用樹脂粒子分散液を加え、攪拌しながら20分間保持した。その後、被覆した凝集粒子の成長を停止させるために、EDTAを1.5pph添加した後、1Mの水酸化ナトリウム水溶液を加え、原料混合物のpHを7.6に制御した。ついで、凝集粒子を融合させるために、pHを7.6に調整しながら昇温速度1℃/minで85℃まで昇温した。85℃に達してからは、融合を進めるためにpHを7.6もしくはそれ未満に調整し、光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、粒径の成長を停止させる為に、氷水を注入して降温速度10℃/分で急冷した。
ついで、得られた粒子を洗浄する目的で、15μmメッシュで一度篩分した。その後、固形分に対しておよそ10倍量のイオン交換水(30℃)を加え、20分攪拌した後、一旦濾過を行った。さらにろ紙上に残った固形分をスラリーに分散して、30℃のイオン交換水で4回繰り返し洗浄を行い、乾燥させ、体積平均粒径5.8μmのトナー粒子1を得た。
上記作製したトナー粒子1:100質量部に対し、チタニア粉末(綜研化学社製)を1.2質量部添加し、攪拌混合機にて外添してトナー1を得た。
トナー1の体積平均粒径は5.8μmであった。
−トナー2の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー2を得た。
−トナー3の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液3を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー3を得た。
−トナー4の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液4を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー4を得た。
−トナー5の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液5を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー5を得た。
−トナー6の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液6を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー6を得た。
−トナー7の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液7を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー7を得た。
−トナー8の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液8を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー8を得た。
−トナー9の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液9を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー9を得た。
−トナー10の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液10を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー10を得た。
−トナー11の作製−
トナー1の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー11を得た。
−トナー12の作製−
トナー2の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー12を得た。
−トナー13の作製−
トナー3の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー13を得た。
−トナー14の作製−
トナー4の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー14を得た。
−トナー15の作製−
トナー5の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー15を得た。
−トナー16の作製−
トナー6の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー16を得た。
−トナー17の作製−
トナー7の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー17を得た。
−トナー18の作製−
トナー8の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー18を得た。
−トナー19の作製−
トナー9の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー19を得た。
−トナー20の作製−
トナー10の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー20を得た。
−トナー21の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液11を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー21を得た。
−トナー22の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液12を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー22を得た。
−トナー23の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液13を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー23を得た。
−トナー24の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液14を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー24を得た。
−トナー25の作製−
トナー1の作製において、離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液15を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー25を得た。
−トナー26の作製−
トナー21の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー26を得た。
−トナー27の作製−
トナー22の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー27を得た。
−トナー28の作製−
トナー23の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー28を得た。
−トナー29の作製−
トナー24の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー29を得た。
−トナー30の作製−
トナー25の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液2を用いた他は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー30を得た。
−トナー31の作製−
トナー11の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー31を得た。
−トナー32の作製−
トナー12の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー32を得た。
−トナー33の作製−
トナー13の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー33を得た。
−トナー34の作製−
トナー14の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー34を得た。
−トナー35の作製−
トナー15の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー35を得た。
−トナー36の作製−
トナー16の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー36を得た。
−トナー37の作製−
トナー17の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー37を得た。
−トナー38の作製−
トナー18の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー38を得た。
−トナー39の作製−
トナー19の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー39を得た。
−トナー40の作製−
トナー20の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー40を得た。
−トナー41の作製−
トナー26の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー41を得た。
−トナー42の作製−
トナー27の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー42を得た。
−トナー43の作製−
トナー28の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー43を得た。
−トナー44の作製−
トナー29の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー44を得た。
−トナー45の作製−
トナー30の作製において、結晶性樹脂粒子分散液1を用いなかった以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー45を得た。
−トナー46の作製−
トナー1の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー46を得た。
−トナー47の作製−
トナー2の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー47を得た。
−トナー48の作製−
トナー3の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー48を得た。
−トナー49の作製−
トナー4の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー49を得た。
−トナー50の作製−
トナー5の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー50を得た。
−トナー51の作製−
トナー6の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー51を得た。
−トナー52の作製−
トナー7の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー52を得た。
−トナー53の作製−
トナー8の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー53を得た。
−トナー54の作製−
トナー9の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー54を得た。
−トナー55の作製−
トナー10の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー55を得た。
−トナー56の作製−
トナー21の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー56を得た。
−トナー57の作製−
トナー22の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー57を得た。
−トナー58の作製−
トナー23の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー58を得た。
−トナー59の作製−
トナー24の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー59を得た。
−トナー60の作製−
トナー25の作製において、着色剤分散液1の代わりに着色剤分散液3を用いた以外は同様の作業を行い、体積平均粒径5.8μmのトナー60を得た。
<実施例1>
ポリメチルメタアクリレート樹脂(Mw:80000、綜研化学社製)を1%コートした体積平均粒径が35μmのフェライトキャリアに対し、トナー濃度が5%になるようにトナー1を秤量し、ボールミルで5分間攪拌、混合して現像剤1を作製した。
画像形成装置には、定着温度を100℃から200℃まで5℃おきに可変させることが可能となるように改造した富士ゼロックス社製カラー複写機DocuCentreII−C3300を用いた。
この改造機を用いて、トナー載り量を15.0g/m、プロセススピードを250mm/sの条件にて画像形成を行い、定着画像の評価を最低定着温度および画像光沢性の観点から実施した。
離型不良による画像欠損のない良好な定着画像を、一定荷重の重り(0.5kg)を用いて折り曲げ、折り曲げた部分の画像欠損度合いを観察し、多少の画像の剥がれが観測されるものの実用上の問題がないと判断されるレベル以上となる定着温度を最低定着温度として、低温定着性の指標とした。
また、定着画像の画像光沢性の評価については、BYK−GARDERGMBH社製グロス測定機micro−TRI−glossグロスメーターを用いて60°の角度における光沢度を指標とした。定着温度は、155℃とした。
その後、温度50℃、相対湿度50%の環境条件で72時間放置した現像剤1を用いて、定着画像の評価を同様に実施した。得られた結果を表に示す。
<実施例2>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー2を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例3>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー3を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例4>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー4を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例5>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー5を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例6>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー6を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例7>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー7を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例8>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー8を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例9>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー9を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例10>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー10を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例11>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー11を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例12>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー12を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例13>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー13を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例14>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー14を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例15>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー15を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例16>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー16を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例17>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー17を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例18>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー18を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例19>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー19を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<実施例20>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー20を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例1>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー21を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例2>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー22を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例3>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー23を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例4>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー24を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例5>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー25を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例6>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー26を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例7>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー27を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例8>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー28を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例9>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー29を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例10>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー30を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例11>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー31を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例12>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー32を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例13>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー33を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例14>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー34を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例15>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー35を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例16>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー36を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例17>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー37を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例18>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー38を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例19>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー39を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例20>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー40を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例21>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー41を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例22>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー42を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例23>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー43を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例24>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー44を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例25>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー45を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例26>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー46を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例27>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー47を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例28>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー48を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例29>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー49を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例30>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー50を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例31>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー51を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例32>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー52を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例33>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー53を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例34>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー54を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例35>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー55を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例36>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー56を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例37>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー57を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例38>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー58を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例39>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー59を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
<比較例40>
実施例1において、トナー1の代わりにトナー60を用いた以外は同様にして評価を行った。得られた結果を表に示す。
Figure 0005412965
Figure 0005412965
Figure 0005412965
なお、表中において光沢度の欄の「−」の符号は、155℃でトナーが定着せず、光沢度を測定できなかったことを示す。
表に示すように、実施例1乃至20においては、トナー中に酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤、およびカルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックを含有しているため、着色剤としてカーボンブラックを用いた場合においても加熱保管後(温度50℃、相対湿度50%の環境条件で72時間放置後)における低温定着性および画像光沢性は概ね良好である。これは、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤、およびカーボンブラック表面のカルボジイミドの影響によりカーボンブラックが結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との相溶部に密集することが阻害され、低温定着性の悪化を抑制するためと推定される。
一方、比較例1乃至10においては、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の範囲外の離型剤を用いたため、実施例1乃至20に対して最低定着温度の悪化はみられなかったものの、画像光沢度の低下が確認された。これは、カーボンブラックが結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエスエル樹脂との相溶部に密集することにより、熱保管後の相分離を促進したためと推定している。
比較例11乃至25はトナー中に結晶性樹脂を含有していない、すなわち結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエスエル樹脂との相溶部が存在しない場合の評価結果となるが、実施例1乃至20および比較例1乃至10に対し最低定着温度が上昇した。これは、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエスエル樹脂との相溶部を有していないために低温定着性が阻害されていること、および、非晶性ポリエスエル樹脂のみのため相分離が発生しないためと推定される。
また、比較例26乃至40はカルボジイミド基を有する化合物で表面処理されていないカーボンブラックを用いた場合の評価結果であるが、最低定着温度の悪化はみられなかったものの、光沢度の低下が確認された。これは、カルボジイミドにより表面処理されていないカーボンブラックは酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤に対する親和性が不十分となるためと推定される。
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(像保持体)
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、300 記録紙(被転写体)

Claims (6)

  1. アルケニル基を有する非晶性ポエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、カルボジイミド基を有する化合物で表面処理されたカーボンブラックと、酸価と水酸基価との合計が50mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の離型剤と、を含有する静電荷像現像用トナー。
  2. 前記非晶性ポリエステル樹脂が、ドデセニルコハク酸由来の繰り返し単位を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  4. トナーが少なくとも収容され、前記トナーが請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーであるトナーカートリッジ。
  5. 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
  6. 感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記感光体上に形成された前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷像現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8518627B2 (en) * 2011-01-24 2013-08-27 Xerox Corporation Emulsion aggregation toners
US20120308925A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Xerox Corporation Hyperpigmented black low melt toner
JP6201402B2 (ja) * 2013-04-26 2017-09-27 コニカミノルタ株式会社 静電荷像現像用トナーおよび電子写真方式の画像形成方法
JP6107458B2 (ja) * 2013-06-18 2017-04-05 コニカミノルタ株式会社 静電潜像現像用トナー及び電子写真画像形成方法
JP6223109B2 (ja) * 2013-10-10 2017-11-01 花王株式会社 トナー用結着樹脂組成物
JP7232718B2 (ja) * 2019-06-11 2023-03-03 花王株式会社 静電荷像現像用トナーの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4390643B2 (ja) * 2004-07-01 2009-12-24 花王株式会社 トナー用ポリエステル
JP5031194B2 (ja) * 2005-03-16 2012-09-19 サカタインクス株式会社 カルボジイミド系化合物及びその用途
JP2006259431A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Ricoh Co Ltd トナー及び画像形成装置、プロセスカートリッジ
WO2006101166A1 (ja) * 2005-03-24 2006-09-28 Sakata Inx Corp. カルボジイミド系化合物及びその用途
JP2006309048A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Canon Inc トナー
JP4773862B2 (ja) * 2006-04-11 2011-09-14 キヤノン株式会社 トナー
JP4840059B2 (ja) * 2006-10-03 2011-12-21 富士ゼロックス株式会社 カラートナーセット、静電潜像現像剤セット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

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