JP5569292B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、現像剤、及び、画像形成方法 - Google Patents
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Description
このトナーを用いる画像形成では、トナー像の転写効率の維持と残存トナーのクリーニング性が重要である。
<1>中心粒子の表面に別の粒子が付着したトナー母粒子であって、周囲長さ(PM)/円相当径(D)の比Xの体積平均値が3.6以上5.0以下であることを特徴とする、静電荷像現像用トナー、
<2>前記付着した粒子(付着粒子)の粒子径の体積平均値が、100〜500nmである、<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3>前記中心粒子の結着樹脂が、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂である、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4>前記付着粒子が有機樹脂粒子である、<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<5>SEM観察による、前記トナー母粒子の全投影面積に対する前記付着粒子の投影面積の割合の数平均値が、20〜80%である、<1>〜<4>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6>前記付着粒子が、前記中心粒子の表面から内部に前記付着粒子の直径の半分未満しか埋め込まれていない、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<7>少なくとも結着樹脂及び着色剤を含む分散液を凝集し凝集体を形成する凝集工程と、前記凝集体の表面に粒子を付着する粒子付着工程と、前記凝集体と付着した粒子とを融合させ合一させる融合工程と、を含む、<1>〜<6>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<8><1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含有する、現像剤、
<9>像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は<8>に記載の現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被記録媒体の表面に転写する転写工程と、転写された前記トナー像を被記録媒体に定着する定着工程と、を含む画像形成方法。
上記<2>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<4>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
上記<8>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な現像剤を提供することができる。
上記<9>に記載の発明によれば、高速で多数枚の画像出力を行っても、トナー像の転写効率の低下をより抑制し、かつ、クリーニング性の低下をより制御可能な画像形成方法を提供することができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、中心粒子の表面に別の粒子が付着したトナー母粒子であって、周囲長さ(PM)/円相当径(D)の比Xの体積平均値が3.6以上5.0以下(3.6〜5.0)であることを特徴とする。
上記Xの値が3.6未満であると、トナー粒子の表面の凹凸が少なく、転写効率及びクリーニング性に劣る傾向が見られ、また、Xの値が5.0を超えても、付着粒子の個数が多くなり粒子形状が不安定となり、転写効率及びクリーニング性に劣る傾向が見られる。 更にトナー表面に外添剤を使用した場合に、トナー粒子の表面の凹凸が多いため、外添剤が埋没しやすくなり、外添剤による効果の寄与がなくなってしまう。そのため現像剤の設計が困難となりやすい。
図1に示すように、本実施形態の静電荷像現像用トナーは、中心粒子の表面に別の粒子が付着したトナー母粒子を含有する。トナー母粒子の円相当直径は、2〜8μmであることが好ましく、3〜7μmであることがより好ましい。このトナー母粒子の表面に付着された粒子(付着粒子)の粒子径は、体積平均で100〜500nmであることが好ましい。より好ましくは200〜500nmである。
中心粒子と付着粒子の材料等については後述する。
本実施形態のトナーは、中心粒子が少なくとも結着樹脂を含有する。結着樹脂としては、特に限定はなく、付加重合系樹脂、重縮合系樹脂が例示される。この中でも、付加重合系樹脂としてエチレン性不飽和化合物の付加重合樹脂が好ましく、アクリル樹脂がより好ましく、重縮合系樹脂としてポリエステル樹脂が好ましく、ポリオールとポリカルボン酸とのポリエステル樹脂がより好ましい。
以下に詳しく述べる。
特に好ましく使用される付加重合系樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体が挙げられる。
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、更に加えて、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。
三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。
三価以上のアルコールとしては、例えば、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂(「非結晶性ポリエステル樹脂」ともいう。)では、前記した原料モノマーの中でも、二価以上の第二級アルコール及び/又は二価以上の芳香族カルボン酸化合物が好ましい。二価以上の第二級アルコールとしては、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、グリセロール等が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が好ましい。
二価以上の芳香族カルボン酸化合物としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸及びトリメリット酸が好ましく、テレフタル酸及びトリメリット酸がより好ましい。
また、軟化点90〜150℃、ガラス転移点50〜75℃、数平均分子量2,000〜10,000、重量平均分子量8,000〜150,000、酸価5〜30mgKOH/g、水酸基価5〜40mgKOH/gを示す樹脂が特に好ましく用いられる。
結晶性ポリエステル樹脂では、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからなることが好ましく、主鎖部分の炭素数が4〜20である直鎖型ジカルボン酸、直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。直鎖型であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、結晶融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性に優れる。また、炭素数が4以上であると、エステル結合濃度が低く、電気抵抗が適度であり、トナー帯電性に優れる。また、20以下であると、実用上の材料の入手が容易である。前記炭素数としては14以下であることがより好ましい。
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、1,20−エイコサ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−デカンジオールが好ましい。
三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、前記脂肪族ジオール成の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。前記脂肪族ジオール成の含有量が80モル%以上であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性に優れる。
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、安息香酸等の一価の酸や、シクロヘキサノールベンジルアルコール等の一価のアルコールも用いられる。
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、150〜250℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物を取得することによって製造される。
本実施形態のトナーは、少なくとも離型剤を含有する。離型剤は、中心粒子に含有させることが好ましい。
本実施形態のトナーは、着色剤を含有することが好ましい。着色剤は、中心粒子に含有させることが好ましい。
着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン、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リド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーン・オキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3などが代表的なものとして例示される。
着色剤は、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用される。
本実施形態のトナーには、前記したような成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加してもよい。
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。
帯電制御剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、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トナーに添加され、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、酸化セリウム等の下記に詳細に列挙するような通常、トナー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、本実施形態において、トナーの粒径や、上記した体積平均粒度分布指標GSDvの値は、次のようにして測定し算出した。まず、コールターカウンターTAII(ベックマン・コールター社製)、マルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)等の測定器を用いて測定されたトナーの粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個々のトナー粒子の体積について小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を、体積平均粒子径D16vと定義し、累積50%となる粒径を、体積平均粒子径D50vと定義する。同様に、累積84%となる粒径を、体積平均粒子径D84vと定義する。この際、体積平均粒度分布指標(GSDv)は、D84v/D16vとして定義されるこれらの関係式を用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)を算出される。
なお、形状係数SF1の値は、トナーの丸さを示すものであり、真球の場合は100となり、トナーの形状が不定形になるに従って増大するものである。また、形状係数SF1を用いた算出に際して必要となる値、すなわち、トナー径の絶対最大長、トナーの投影面積は光学顕微鏡((株)ニコン製、Microphoto−FXA)を用いて倍率500倍に拡大したトナー粒子像を撮影し、得られた画像情報を、インターフェースを介して、例えば、(株)ニレコ製画像解析装置(LuzexIII)に導入して画像解析を行って求めた。なお、形状係数SF1の平均値は、無作為にサンプリングした1,000個のトナー粒子を測定して得られたデータを元にして算出した。
形状係数SF1が110以上であると、画像形成の際に転写工程での残存トナーの発生が抑制され、ブレード等によりクリーニングする際のクリーニング性に優れ、結果として画像欠陥が抑制される。一方、形状係数SF1が160以下であると、トナーを現像剤として使用する場合に、現像器内でのキャリアとの衝突によりトナーが破壊されることを防止し、結果として微粉の発生を抑制し、これによってトナー表面に露出した離型剤成分により感光体表面等が汚染されることを防ぎ、帯電特性に優れるばかりでなく、微粉に起因するかぶりの発生等が抑制される。
本実施形態のトナーにおいて、中心粒子の表面に別の粒子が付着したトナー母粒子について、周囲長さ(PM)/円相当径(D)の比Xの体積平均値が3.6以上5.0以下とするためには、トナー母粒子の表面に付着している粒子(付着粒子)の粒子径の体積平均値が、100〜500nmであることが好ましい。
上記の付着粒子として使用する有機樹脂粒子としては、付加重合系樹脂及び重縮合系樹脂が例示される。この中でも、付加重合系樹脂としてアクリル樹脂が好ましく、重縮合系樹脂としてポリエステル樹脂が好ましい。アクリル樹脂粒子として、(メタ)アクリル酸エステルに由来するモノマー単位を主たるモノマー単位とすることが好ましい。
付着粒子として使用する有機樹脂粒子は、付着させる凝集粒子を構成する結着樹脂と化学組成が同じでも異なっていてもよい。
有機樹脂粒子は、トナー母粒子に固定されている。この点で、流動化剤であり、トナー母粒子に固定されていない外添剤とは異なる。
本実施形態のトナー粒子は、SEM観察による、トナー母粒子の全投影面積に対する前記付着粒子の投影面積の割合の数平均値が、20〜80%であることが好ましく、30〜60%であることが好ましい。
また、本実施形態のトナー粒子は、前記付着粒子が、中心粒子の表面から内部に前記付着粒子の直径の半分未満しか埋め込まれていないことが好ましく、前記付着粒子の直径の1/4以下しか埋め込まれていないことがより好ましい。付着粒子の埋め込み程度は、トナー粒子の電子顕微鏡写真撮影により判別できる。
本実施形態のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含む分散液を凝集し凝集体を形成する凝集工程と、前記凝集体の表面に粒子を付着する粒子付着工程と、前記凝集体と付着した粒子を融合させ合一させる融合工程と、を含む。
上記凝集工程において、結着樹脂及び着色剤に加えて離型剤粒子を含む分散液を凝集し凝集体を形成することが好ましい。
この場合、コア粒子の形成とシェル層の被覆に使用する結着樹脂の分散液は同種の結着樹脂を含む分散液であっても、異種の結着樹脂を含む分散液であってもよい。
乳化凝集法では、乳化重合、又は、乳化によって作製された樹脂粒子分散体に着色剤や電荷調整剤、離型剤などの水分散体等トナーに必要とされる機能を付与するための添加剤の分散体を水系媒体中で混合して、水系媒体中でホモミキサーなどの各種の分散機を用いて機械的に剪断をしながら凝集剤等を用いて分散体を凝集成長をさせ、更に樹脂粒子を融合させてコア粒子を形成する工程を経てトナー粒子を得る。
コア粒子である凝集体を形成する前段の工程においては、第1の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第1の樹脂粒子を分散した第1の樹脂粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤粒子分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集体を形成する凝集工程と、前記凝集体を融合させ合一させる融合工程とを含む。
合一された凝集体の表面に粒子を付着する後段の工程においては、合一された凝集体がコア粒子として形成された混合分散液に、第2の結着樹脂からなり、体積平均粒径が1μm以下である第2の樹脂粒子を分散した第2の樹脂粒子分散液を添加して、コア粒子の表面に、第2の樹脂粒子を付着させながら被覆する工程である。更にトナー表面に凹凸をつけるため、多数の付着粒子をコア粒子の表面に付着させる付着工程である。粒子付着工程の後に、粒子が付着したコアシェル粒子全体を融合させ合一させる融合工程を含むものであることが好ましい。
次に、上述した凝集工程、付着工程、及び、融合工程を含む本実施形態に用いられるトナーの製造方法について、各工程毎により詳細に説明する。
凝集工程においては、まず、第1の結着樹脂分散液、離型剤分散液、好ましくは着色剤分散液や、その他の成分を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、第1の結着樹脂の融点よりもやや低めの温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子(コア凝集粒子)を形成する。なお、第1の結着樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱して、凝集と同時に融合も行い、融合粒子(コア融合粒子)を形成してもよい。
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ため特に好ましい。
粒子付着工程では、上記した凝集工程を経て形成された第1の結着樹脂を含むコア粒子(コア凝集粒子、あるいは、コア融合粒子)の表面又は外側に、第2の結着樹脂からなる樹脂粒子及び付着粒子を付着させることにより被覆層を形成する(以下、コア粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「粒子付着凝集粒子」ともいう。)。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成される本実施形態のトナーのシェル層に相当するものである。
なお、シェル層を含むコア粒子は、中心粒子に相当する。
被覆層(シェル層)の形成は、凝集工程においてコア粒子を形成した分散液中に、第2の樹脂粒子の分散液を追添加することにより行うことができる。更に付着粒子、好ましくは有機樹脂粒子を追添加することで、トナー表面に凹凸をつけることができる
被覆層の形成に使用する第2の結着樹脂固形分重量と付着粒子重量とは、第2の結着樹脂/付着粒子=0.2〜5.0の範囲にあることが好ましい。
付着粒子の樹脂のガラス転位温度のTgAと第2の結着樹脂のTgBとの関係は、TgA>TgBであることが好ましい。TgAがTgBより高いと融合工程においてトナー表面に凹凸をつけやすくなる。
粒子付着工程における、付着粒子を含む第2の樹脂粒子分散液の添加混合の方法としては、第2の結着樹脂からなる樹脂粒子を先に添加した後に、付着粒子を添加した方が好ましい。ただしそれ以外の条件については特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、第2の樹脂粒子分散液を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、得られるトナーの粒度分布をシャープになる。
本実施形態において、第2の結着樹脂からなる樹脂粒子の付着工程が行われる回数としては、1回であってもよいし、複数回であってもよい。前者の場合、前記コア凝集粒子の表面に第2の結着樹脂を主成分とする層が1層のみ形成される。これに対し、後者の場合、第2の樹脂粒子分散液だけでなく、剥離剤分散液や、その他の成分からなる粒子分散液を複数利用すれば、コア凝集粒子表面に、特定の成分を主成分とする層が積層形成される。
加熱温度が(第1の結着樹脂の融点−10℃)以上の温度であると、コア粒子表面に存在する第1の結着樹脂からなる樹脂粒子と、コア凝集粒子表面に付着した第2の結着樹脂からなる樹脂粒子との付着が良好であり、その結果、形成されるシェル層の厚みが均一になる。
また、加熱温度が(第1の結着樹脂の融点+10℃)以下の温度であると、コア粒子表面に存在する第1の結着樹脂からなる樹脂粒子と、コア粒子表面に付着した第2の結着樹脂からなる樹脂粒子とが付着が抑制され、得られるトナー芯粒子は、粒径/粒度分布に優れる。
付着工程における加熱時間としては、加熱温度に依存するので一概に規定することはできないが、5分〜2時間であることが好ましい。
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた付着樹脂凝集粒子を融合させる。融合工程は、第1の結着樹脂及び第2の結着樹脂のガラス転移温度のうち、いずれか高い方の温度以上で好ましく実施される。融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。すなわち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、30分〜10時間であることが好ましい。
分散液の水分率が30重量%以上であると、第2の結着樹脂からなる粒子の付着性が良好であり、この粒子のコア融合粒子の遊離が抑制される。また、水分率が50重量%以下であると、撹拌が容易であり、コア融合粒子表面に第2の結着樹脂からなる粒子が均一に付着される。
融合工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施することが好ましい。これにより外添剤が添加されない状態のトナーが得られる。
前記固液分離は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましい。前記洗浄は、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好ましい。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、任意の方法が採用される。トナーの粒子は、乾燥後の含水分率を、1.0重量%以下に調整することが好ましく、0.5重量%以下に調整することがより好ましい。
前記結着樹脂分散液を作製するには公知の乳化方法を用いられるが、得られる粒度分布がシャープであり、かつ体積平均粒径が0.08〜0.40μmの範囲に得やすい転相乳化法が有効である。
転相乳化法は、樹脂を溶かす有機溶剤、更に両親媒性の有機溶剤の単独、又は混合溶剤に樹脂を溶かして油相とする。その油相を撹拌しながら塩基性化合物を少量滴下し、更に撹拌しながら水を少しずつ滴下し、油相中に水滴が取り込まれる。次に水の滴下量がある量を超えると油相と水相が逆転して油相が油滴となる。その後、減圧化の脱溶剤工程を経て水分散液が得られる。
ここで両親媒性の有機溶剤とは、20℃における水に対する溶解性が好ましくは5g/L以上であり、より好ましくは10g/L以上であるものをいう。この溶解性が5g/L以上であると、水性化処理速度の加速効果に優れ、得られる水分散体も貯蔵安定性に優れる。
これらの溶剤は、1種単独で使用しても、また2種以上を混合して使用してもよい。
塩基性化合物としては、アンモニア、沸点が250℃以下の有機アミン化合物等が挙げられる。
好ましい有機アミン化合物の例としては、トリエチルアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、3−メトキシプロピルアミン、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、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等を挙げられる。
離型剤は、公知の方法で分散されるが、例えば、回転剪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好ましく用いられる。また、離型剤は、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、離型剤粒子分散液を作製してもよい。本実施形態において、離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。前記離型剤粒子の平均粒径としては、1.0μm以下が好ましく、0.1〜0.5μmがより好ましい。
着色剤は、公知の方法で分散されるが、例えば、回転剪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好ましく用いられる。また、着色剤は、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してもよい。着色剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記着色剤の体積平均粒径(以下、単に平均粒径ということがある。)としては、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましく、0.01〜0.5μmが特に好ましい。
本実施形態においては、目的に応じて、前記結着樹脂分散液、前記離型剤分散液、及び前記着色剤分散液の少なくともいずれかに、内添剤、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材などのその他の成分(粒子)を分散させてもよい。その場合、前記結着樹脂分散液、離型剤分散液及び着色剤分散液の少なくともいずれかの中に、その他の成分(粒子)を分散させてもよいし、樹脂粒子分散液、離型剤分散液、及び着色剤分散液を混合してなる混合液中に、その他の成分(粒子)を分散させてなる分散液を混合してもよい。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコールなどが挙げられる。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。好適な組み合わせとしては、蒸留水、イオン交換水を用いることが好ましい。樹脂粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子等、各々の分散粒子の水系媒体中における安定性、ひいては分散液の保存性の点で界面活性剤の添加は有利であるだけでなく、凝集工程における前記凝集粒子の安定性の点からも有利である。
また、着色剤の水系媒体中での分散安定性をより安定化させ、トナー中での着色剤のエネルギーを低くするために添加する分散剤として、ロジン、ロジン誘導体、カップリング剤、高分子分散剤などが挙げられる。
このようにして得られた粒子分散液の体積平均一次粒子径は、例えば、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700、(株)堀場製作所製)で測定することが挙げられる。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約2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、約40mlにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約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。得られたチャンネルごとの体積一次粒径を、体積一次粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均一次粒径とした。
トナー母粒子の表面にシリカ、チタニアなどの無機粒子を外添する方法としては、特に制限はなく、公知の方法が用いられ、例えば、機械的方法、又は、化学的方法で付着させる方法が挙げられる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、静電荷像現像剤として使用される。
本実施形態の静電荷像現像剤は、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有すること以外は、特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成を取り得る。本実施形態の静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
一成分系現像剤として、現像スリーブ又は帯電部材と摩擦帯電して、帯電トナーを形成して、静電潜像に応じて現像する方法も適用される。
前記樹脂による被膜は、前記樹脂中に樹脂粒子及び/又は導電性粒子が分散されていることが好ましい。前記樹脂粒子としては、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好ましく、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好ましい。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。前記樹脂粒子の平均粒径としては、0.1〜2μmが好ましく、0.2〜1μmがより好ましい。前記樹脂粒子の平均粒径が0.1μm以上であると、前記被膜における樹脂粒子の分散性に優れ、一方、2μm以下であると、前記被膜から樹脂粒子の脱落が生じにくい。
具体的には前記キャリア芯材を、前記被膜形成用液に浸漬する浸漬法、被膜形成用液を前記キャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、前記キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で前記被膜形成用液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。これらの中でも、本実施形態において、ニーダーコーター法が好ましい。
なお、体積固有抵抗は以下のように測定する。
エレクトロメーター(KEITHLEY社製、商品名:KEITHLEY 610C)及び高圧電源(FLUKE社製、商品名:FLUKE 415B)と接続された一対の20cm2の円形の極板(鋼製)である測定治具の下部極板上に、サンプルを厚さ約1mm〜3mmの平坦な層を形成するように載置する。次いで上部極板をサンプルの上にのせた後、サンプル間の空隙をなくすため、上部極板上に4Kgの重しをのせる。この状態でサンプル層の厚さを測定する。次いで、両極板に電圧を印加することにより電流値を測定し、次式に基づいて体積固有抵抗を計算する。
体積固有抵抗=印加電圧×20÷(電流値−初期電流値)÷サンプル厚
上記式中、初期電流は印加電圧0のときの電流値であり、電流値は測定された電流値を示す。
また、静電荷像現像剤(静電荷像現像用トナー)は、静電荷像現像方式(電子写真方式)の画像形成方法に使用される。
本実施形態の画像形成方法は、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記像保持体表面に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナー又は静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記像保持体表面に形成された前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、転写された前記トナー像を被記録媒体に定着する定着工程と、を含むことを特徴とする。
前記潜像形成工程は、像保持体表面に静電潜像を形成する工程である。
前記現像工程は、前記像保持体表面に形成された前記静電潜像を本実施形態の静電荷像現像用トナー又は本実施形態の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する工程である。
前記転写工程は、前記トナー像を被転写体上に転写する工程である。
前記定着工程は、加熱部材と加圧部材との間に未定着の前記トナー像が形成された前記被転写体を通過させ前記トナー像を定着する工程である。
このように表面エネルギーの高い加熱部材は、金属材又は無機材により形成されていることが好ましく、金属材により形成されていることがより好ましい。
加熱部材を形成する金属材としては、Fe、Cr、Cu、Ni、Co、Mn、Al、ステンレスなどのこれらの合金、及びこれらの酸化物などが挙げられ、中でも、Al、ステンレスが好ましく、Alがより好ましい。
加熱部材を形成する無機材としては、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。
なお、加熱部材は、少なくともその最表層が前記金属材又は無機材により形成されているものであることが好ましい。例えば、加熱部材の全体が前記金属材又は無機材により形成されていてもよいし、加熱部材の最表層が前記金属材又は無機材により形成され、最表層以外の部分が他の材料により形成されていてもよい。
加熱部材の形状としては、例えば、円筒状のロール形状が挙げられる。
本実施形態に用いられる離型剤は、前述の通り、シロキサン結合を有する有機珪素化合物を含有し、溶融状態での加熱部材との接触角が50°以下である。このため、トナーから溶出した離型剤が高い親和性でムラなく加熱部材に広がり、かつ、次に画像形成を行った用紙などの被記録媒体への離型剤の移行が低減される。こうして、画像形成後の被記録媒体を搬送するフィードロールの離型剤による汚染が抑制され、連続運転時の動作不良が抑制される。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体表面に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナー又は静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体表面に形成された前記トナー像を被転写体表面に転写する転写手段と、加熱部材と加圧部材との間に未定着の前記トナー像が形成された前記被転写体を通過させ前記トナー像を定着する定着手段と、を有することを特徴とする。
前記の各手段は、いずれも画像形成装置において公知の手段が利用される。また、本実施形態で用いる画像形成装置は、前記した構成以外の手段や装置等を含むものであってもよい。また、本実施形態で用いる画像形成装置は前記した手段のうちの複数を同時に行ってもよい。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナーを少なくとも収容しているトナーカートリッジである。本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナーを静電荷像現像剤として収納していてもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナー又は前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、を備え、本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジである。
また、トナーカートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
また、本実施形態の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、その他の部材を含んでもよい。
トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−233736号公報等が参照される。
本実施形態の画像形成装置の一例について図3を参照しながら説明するが、何ら本実施形態を限定するものではない。図3は本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
−ポリエステル樹脂(1)の調製−
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:114部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:84部
テレフタル酸ジメチルエステル:75部
ドデセニルコハク酸:19.5部
トリメリット酸:7.5部
得られたポリエステル樹脂(1)のガラス転移温度は54℃、酸価は15.3mgKOH/g、重量平均分子量は58,000、数平均分子量は5,600であった。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:114部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:84部
テレフタル酸ジメチルエステル:75部
ドデセニルコハク酸:19.5部
トリメリット酸:7.5部
得られたポリエステル樹脂(2)のガラス転移温度は54℃、酸価は15.3mgKOH/g、重量平均分子量は120,000、数平均分子量は9,000であった。
ポリエステル樹脂(1)(Mw:58,000):160重量部
酢酸エチル:233部
水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分をセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液を更に撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することによりポリエステル樹脂分散液(1)(固形分濃度:30%)を得た。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。
ポリエステル樹脂(2)(Mw:120,000):160部
酢酸エチル:160部
水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分をセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液を更に撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することによりポリエステル樹脂分散液(2)(固形分濃度:30%)を得た。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は320nmであった。
ポリエステル樹脂(2)(Mw:120,000):160部
酢酸エチル:120部
水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分をセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液を更に撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することによりポリエステル樹脂分散液(3)(固形分濃度:30%)を得た。分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は470nmであった。
−スチレン−アクリル樹脂分散液(1)の調製−
スチレン:308重量部
n−ブチルアクリレート:100重量部
アクリル酸:4重量部
ドデカンチオール:5重量部
プロパンジオールアクリレート:1.5重量部
次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、乳化重合を行った。
これにより、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)240nm、ガラス転移温度52℃、重量平均分子量Mw24,000のスチレン−アクリル樹脂分散液(1)(固形分濃度:42%)を得た。
−スチレン−アクリル樹脂分散液(2)の調製−
スチレン:100重量部
n−ブチルアクリレート:308重量部
アクリル酸:4重量部
ドデカンチオール:3重量部
プロパンジオールアクリレート:1.5重量部
次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、乳化重合を行った。
これにより、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)345nm、ガラス転移温度52℃、重量平均分子量Mw66,000の大径スチレン−アクリル樹脂分散液(2)(固形分濃度:42%)を得た。
スチレン:50重量部
n−ブチルアクリレート:358重量部
アクリル酸:4重量部
ドデカンチオール:1.5重量部
プロパンジオールアクリレート:1.5重量部
次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで系内が65℃になるまで加熱し、乳化重合を行った。
これにより、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)470nm、ガラス転移温度52℃、重量平均分子量Mw69,000のスチレン−アクリル樹脂分散液(3)(固形分濃度:42%)を得た。
スチレン:296質量部
n−ブチルアクリレート:92質量部
アクリル酸:12重量部
ドデカンチオール:16質量部
四臭化炭素:4質量部
以上の試薬は、いずれも和光純薬工業(株)製を使用した。
上記化合物を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)24部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)40質量部をイオン交換水550質量に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム(和光純薬(株)製)16質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)200nmであり、ガラス転移温度58℃、重量平均分子量Mw12,000のスチレン−アクリル樹脂分散液(4)(固形分濃度:42%)を得た。
アクリル酸:320質量部
n−ブチルアクリレート:280質量部
ドデカンチオール:12質量部
グリシジルメタクリレート:8質量部
以上の試薬は、いずれも和光純薬工業(株)製を使用した。
以上の成分を混合し溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)48部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)32質量部をイオン交換水610質量部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム(和光純薬(株)製)32質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入し、窒素置換を0.1リットル/分で20分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)200nmであり、ガラス転移温度63℃、重量平均分子量Mw42,000のスチレン−アクリル樹脂分散液(5)(固形分濃度:42%)を得た。
シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン)):100部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR):1.5部
イオン交換水:400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時間ほど分散して、着色剤(シアン顔料)粒子を分散させてなる着色剤粒子分散液を調製した。シアン顔料分散液におけるシアン顔料粒子の体積平均粒径は0.16μm、固形分濃度は20%であった。
パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、HNP−9、融点:75℃):50部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):0.5部
イオン交換水:200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
以下のようにしてトナー(1)を調製した。
以下の凝集体を形成するコア組成物と粒子付着用シェル組成物と付着粒子組成物とを使用して、凝集法によりトナー(1)を製造した。
凝集体を形成するためのコア組成物
イオン交換水:650部
ポリエステル樹脂分散液(1):367部
シアン顔料分散液:50部
離型剤分散液:100部
アニオン性界面活性剤:5.5部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
ポリエステル樹脂分散液(1):100部
アニオン性界面活性剤:3.0部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
ポリエステル樹脂分散液(1):100部
アニオン性界面活性剤:3.0部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
AC(王子製紙(株)製:30%粉末品)1.0部をイオン交換水10部に溶解させたPAC水溶液を添加した。その後、0.3N硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.5に調整した。50℃まで昇温し、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)にて粒径を測定し、体積平均粒径が5.0μmの凝集体とした。その後pHを2.5に落とした。
次にpHを2.5に調整した付着粒子用シェル組成物を追添加し、5分後に更にpH4.3に調整した付着粒子組成物を追添加し、凝集体の表面に有機樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。
その他のトナー(1)の形状に関する特性値は表1に記載した。
実施例1において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)の代わりにポリエステル樹脂分散液(2)を用いた以外は、実施例1と同様に行いトナー(2)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例1において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)の代わりにポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は、実施例1と同様に行いトナー(3)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.7μmであった。
実施例2において付着粒子用シェル組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)を133部に変更し、同様に付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)を67部に変更した以外は、実施例2と同様に行いトナー(4)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例2において付着粒子用シェル組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)を33部に変更し、同様に付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)を167部に変更した以外は、実施例2と同様に行いトナー(5)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.7μmであった。
実施例4において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)の代わりにポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は、実施例4と同様に行いトナー(6)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例5において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)の代わりにポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は、実施例5と同様に行いトナー(7)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.7μmであった。
実施例1において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)100部の代わりにスチレン−アクリル樹脂分散液(1)72部を用いた以外は、実施例1と同様に行いトナー(8)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例1において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)100部の代わりにスチレン−アクリル樹脂分散液(2)72部を用いた以外は、実施例1と同様に行いトナー(9)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.7μmであった。
実施例1において付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)100部の代わりにスチレン−アクリル樹脂分散液(3)72部を用いた以外は、実施例1と同様に行いトナー(10)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.9μmであった。
イオン交換水:750部
スチレン−アクリル樹脂分散液(1):262部
シアン顔料分散液:50部
離型剤分散液:100部
硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製):1.5部
以上の成分を、3リットルの反応容器に入れホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)を用いて混合し、分散した後、撹拌しながらマントルヒーターで50℃まで加熱した。50℃で30分保持した後、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)にて粒径を測定し、体積平均粒径が4.8μmの凝集体とした。このときのpHは2.0であった。
更にpH2.5に調整したスチレン−アクリル樹脂分散液(1)72部を追添加し、5分後にpH4.3に調整したスチレン−アクリル樹脂分散液(2)72部を追添加し、凝集体の表面に有機樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。更に50℃で30分間保持して、凝集体を作成し、この凝集粒子を含む分散液、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.0に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて撹拌を継続しながら90℃まで加熱し、4時間保持した後、冷却し、ろ過して粗トナー粒子を得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。
実施例11において、スチレン−アクリル樹脂分散液(2)の代わりにスチレン−アクリル樹脂分散液(3)を用いた以外は、実施例11と同様に行いトナー(12)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例2において付着粒子用シェル組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)を167部に変更し、同様に付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)を33部に変更した以外は、実施例2と同様に行いトナー(13)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
実施例3において付着粒子用シェル組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(1)を167部に変更し、同様に付着粒子組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(3)を33部に変更した以外は、実施例3と同様に行いトナー(14)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.7μmであった。
凝集体を形成するためのコア組成物
イオン交換水:460部
ポリエステル樹脂分散液(1):367部
シアン顔料分散液:50部
離型剤分散液:100部
アニオン性界面活性剤:5.5部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
ポリエステル樹脂分散液(1):33部
ポリエステル樹脂分散液(2):167部
アニオン性界面活性剤:6.0部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
AC(王子製紙(株)製:30%粉末品)1.0部をイオン交換水10部に溶解させたPAC水溶液を添加した。その後、0.3N硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.5に調整した。50℃まで昇温し、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)にて粒径を測定し、体積平均粒径が5.0μmの凝集体とした。その後pHを2.5に落とした。
次にpHを2.5に調整した付着粒子用シェル組成物を追添加し、凝集体の表面に勇気樹脂粒子を付着(シェル構造)させた。
比較例3において付着粒子用シェル組成物として使用するポリエステル樹脂分散液(2)の代わりにポリエステル樹脂分散液(3)を用いた以外は、比較例3と同様に行いトナー(16)を作成した。得られたトナーの体積平均粒子径は5.8μmであった。
イオン交換水:900部
スチレン−アクリル樹脂分散液(4):305部
シアン顔料分散液:80部
離型剤分散液:150部
硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製):1.5部
以上の成分を、3リットルの反応容器に入れホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)を用いて混合し、分散した後、撹拌しながらマントルヒーターで50℃まで加熱した。50℃で30分保持した後、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)にて粒径を測定し、体積平均粒径が4.8μmの凝集体とした。
更にスチレン−アクリル樹脂分散液(4)30部とスチレン−アクリル樹脂分散液(5)20部との混合物を追添加し、更に50℃で30分間保持して、凝集体を作成し、この凝集粒子を含む分散液、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.0に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて撹拌を継続しながら90℃まで加熱し、4時間保持した後、冷却し、ろ過して粗トナー粒子を得た。これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。
外添剤付着強度の測定は、トナーをトリトン溶液(ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル(和光純薬工業株式会社製0.2重量%水溶液)に分散させた分散液に、超音波振動(出力20W、周波数20kHz)を5分間作用させ、その後ろ過し、外添剤を除去したトナー母粒子を得た。なお電子写真を確認したところ、一旦外添剤を付着した後に除去したトナー母粒子と外添剤を付着させる前では、ほぼ同等であり、周囲長さ(PM)/円相当径(D)の比Xの値は同じであった。
高温高湿(30℃、80%RH)の環境下にて、5cm×2cmのソリッドバッチを現像し、感光体表面の現像トナー画像を、テープ表面の粘着性を利用して転写し、その重量(W1)を測定した。また、同様にソリッドバッチを現像した感光体表面の現像トナー画像を目視でムラの程度を評価した。次に、同様の現像トナー像を、紙(J紙:富士ゼロックスオフィスサプライ(株)製)表面に転写させ、その転写画像の重量(W2)を測定した。これらより、以下の式により転写効率を求め、転写性を評価した。
転写効率(%) = (W2/W1)×100
また、現像性はこの時のW1の重量により評価した。
○:W1が4.5g/m2以上
△:W1が4.0g/m2以上4.5g/m2未満
×:W1が4.0g/m2未満
◎:転写効率が95%以上
○:転写効率が90%以上95%未満
△:転写効率が85%以上90%未満
×:転写効率が85%未満
室温28℃、湿度90%の環境室にて、得られた現像剤を、図2に示した4連タンデム方式の富士ゼロックス(株)社製DocuCentre Color450a改造機(定着器のプロセススピードを外部電源コントロールにて行うように改造したもの)の現像器に充填し、富士ゼロックス(株)製カラーペーパー(J紙)に画像の先端10cmにトナーのり量6g/m2に調整して、現像剤保持体の周速度2000mm/secにて、それぞれ連続10,000枚の画像形成を行った。2,000枚画像形成するごとに感光体上の付着物を目視にて確認し、以下の基準にて評価を行った。
◎:10,000枚まで感光体に付着物が確認できない。
○:4,000枚まで感光体に付着物が確認できない。
△:4,000枚画像形成した時点において、筋状の付着物が確認される。しかし、実用上問題のないレベル。
×:感光体ほぼ全域に付着物がある。
トナー母粒子をS4800(走査型電子顕微鏡:(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用い、トナー全体が観察できるようにし10,000倍の倍率にてトナー画像を得る。次に、ニレコ社製LUZEXを用い、トナー全体像を画像解析し、該トナー粒子のPM値(円周囲長)を求めた。次にトナー粒子径D50vを測定し、以下の式にて比Xを求めた。
比X=PM値(円周囲長)/トナー円相当径D50v
この比Xは真円であれば、円周率である3.14に近づく。一方で、比Xが大きければ、該トナー形状の凹凸が大きいことを示す。
PG:プラテンガラス
U2:自動原稿搬送装置
Gi:原稿
TG1、TG2:トレイ
IIT:原稿読取装置
Sp:露光系レジセンサ
A:露光光学系
CCD:固体撮像素子
IPS:イメージプロセッシングシステム
DL:レーザー駆動回路
ROS:潜像形成装置
C:コントローラ
PR:像担持体
CR:帯電器
Q1:潜像書込位置
Q2:現像領域
Q3:1次転写領域
G:ロータリ式の現像装置
Ga:回転軸
GK、GY、GM、GC:4色の現像器
GR:現像ロール
Hk、Hy、Hm、Hc:カートリッジ装着部
B:中間転写ベルト
Rd:ベルト駆動ロール
Rt:テンションロール
Rw:ウォーキングロール
Rf:アイドラロール
T2a:バックアップロール
T1:1次転写ロール
JR:除電器
CL1:像担持体クリーナ
T2b:2次転写ロール
T2:2次転写器
Q4:2次転写領域
E:電源回路
S:記録シート
Rp:ピックアップロール
Rs:さばきロール
SH1:給紙路
Ra:搬送ロール
Rr:レジロール
SG1:転写前シートガイド
CL2:ベルトクリーナ
CL3:2次転写ロールクリーナ
SG2:転写後シートガイド
BH:シート搬送ベルト
Q5:定着領域
F:定着装置
Fh:加熱ロール
Fp:加圧ロール
16a:駆動ロール
16b:従動ロール
16:シート搬送ロール
Rb1:駆動ロール
Rb2:従動ロール
Rb:シート搬送ロール
SH2:シート排出路
SH3:シート反転路
GT1:切替ゲート
Ra:搬送ロール
Rh:シート排出ロール
Ka:シート排出口
TR3:排紙トレイ
SH4:シート循環路
GT2:マイラゲート
SH:シート搬送路
US:シート搬送装置
Claims (11)
- 中心粒子の表面に体積平均粒径100〜500nmの付着粒子が付着した体積平均粒径2〜8μmのトナー母粒子を含有し、
前記トナー母粒子の周囲長さ(PM)/円相当径(D)の比Xの体積平均値が3.6以上5.0以下であり、
前記付着粒子が、前記中心粒子の表面から内部に前記付着粒子の直径の1/4以下しか埋め込まれていないことを特徴とする、
静電荷像現像用トナー。 - 前記中心粒子の結着樹脂が、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記付着粒子が有機樹脂粒子である、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記付着粒子が、ポリエステル樹脂粒子又はアクリル樹脂粒子である、請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- SEM観察による、前記トナー母粒子の全投影面積に対する前記付着粒子の投影面積の割合の数平均値が、20〜80%である、請求項1〜4いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記中心粒子が、乳化凝集法により得られた粒子である、請求項1〜5いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子の形状係数SF1が、110〜140である、請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子の形状係数SF1が、118〜124である、請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含む分散液を凝集し凝集体を形成する凝集工程と、
前記凝集体の表面に粒子を付着する粒子付着工程と、
前記凝集体と付着した粒子とを融合させ合一させる融合工程と、を含む、請求項1〜8いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 請求項1〜8いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含有する、現像剤。
- 像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像を、請求項1〜8いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は請求項10に記載の現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を被記録媒体の表面に転写する転写工程と、
転写された前記トナー像を被記録媒体に定着する定着工程と、を含む
画像形成方法。
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