JP6872111B2 - 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、画像形成装置及び画像形成方法 - 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、画像形成装置及び画像形成方法 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、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
近年、電子写真プロセスは、情報化社会における機器の発達や通信網の充実により、複写機のみならず、オフィスのネットワークプリンター、パソコンのプリンター、オンデマンド印刷のプリンター等にも広く利用され、白黒、カラーを問わず、高画質、高速化、高信頼性、小型化、軽量化、省エネルギー性能がますます強く要求されてきている。
電子写真プロセスは、通常、光導電性物質を利用した感光体(像保持体)上に種々の手段により電気的に静電荷像を形成し、この静電荷像を、トナーを含む現像剤を用いて現像し、感光体上のトナー画像を、中間転写体を介して又は直接紙等の記録媒体に転写した後、この転写画像を記録媒体に定着する、という複数の工程を経て、定着画像を形成している。
ここで、低温定着システムに対応し、十分な画像強度を持ち、さらに、帯電性が良好で、隠蔽性が高く、良好な白色画像を形成できる白色トナーを提供するため、少なくとも、結着樹脂と、白色顔料と、離型剤と、を含有し、前記白色顔料が離型剤に被覆された状態で結着樹脂中に分散されていることを特徴とする静電荷像現像用白色トナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、定着後の光沢むらの発生を防ぐことの可能な静電潜像現像用透明トナーを提供するため、結着樹脂と離型剤とを含み、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で昇温過程での離型剤の吸熱ピークTmと降温過程での離型剤の発熱ピークTcとを測定したときの、TmとTcとの差が10℃以上50℃以下である静電潜像現像用透明トナーが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、低温定着性を満足し、多数枚プリントしてもベタ画像部に針状の白抜けが無く、高品質のプリント画像が継続して得られる優れたトナーを提供するため、結着樹脂及びワックスを含有するトナーにおいて、該ワックスの個数平均メディアン径(D50)が0.5〜2.0μmであり、ワックスの形状係数SF−1が130以下であることを特徴とするトナーが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
また、機外へ排紙する機構に接触する部材を有する接触方式の定着装置を用いた場合の画像ムラ発生が少なく、離型性に優れ、更に帯電性が安定した電子写真用トナーを提供するため、少なくとも離型剤と樹脂と着色剤とからなる電子写真用トナーにおいて、該離型剤がDSCで測定された吸熱ピークが75〜100℃、吸熱ピーク半値幅が10〜40℃、発熱ピークが70〜100℃、発熱ピーク半値幅が10〜40℃であるブロード溶融ワックス及びDSCで測定された吸熱ピークが60〜90℃、吸熱ピーク半値幅が5℃以下、発熱ピークが55〜80℃、発熱ピーク半値幅が5℃以下であるシャープ溶融ワックスであり、その混合組成比がブロード溶融ワックス/シャープ溶融ワックス=9/1〜2/8であり、且つ該樹脂が極性基を有することを特徴とする電子写真用トナーが開示されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2014−016598号公報 特開2010−164909号公報 特開2010−039171号公報 特開2006−243714号公報
離型剤を含むトナーを用いてトナー画像を形成した場合、離型剤が結晶化することにより、トナー画像中に離型剤の偏在する領域(離型剤ドメイン)が形成されることがある。離型剤ドメインはトナーに含まれる結着樹脂に比較して脆いため、トナー画像中の離型剤ドメインが大きいと、折り曲げによりトナー画像に割れの生ずる場合がある。
また、記録媒体上にトナー画像を形成した際に、積み重ねられた記録媒体同士がトナー画像を介して接着し、スタッキングが生ずることがある。これは、定着後に記録媒体が積み重ねられた状態で放置されると記録媒体の冷却が進まず、トナー画像に含まれる結着樹脂が軟化した状態のままとなりやすく、スタッキングが生ずるものと考えられる。
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像用トナーを提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
即ち、に係る発明は、
結着樹脂と離型剤とを含むトナー粒子を含有し、
示差走査熱量測定において、1回目の昇温工程における前記離型剤に起因する吸熱ピークTmの半値幅Aと、1回目の昇温工程後の1回目の降温工程における前記離型剤に起因する発熱ピークTcの半値幅Bとの比(B/A)が、1.5以上4以下である静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記吸熱ピークTmの頂点の温度と前記発熱ピークTcの頂点の温度との差が、8℃以上25℃以下であるに記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記吸熱ピークTmの頂点の温度が、60℃以上110℃以下である又はに記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記離型剤が、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス又はアミドワックスを含むのいずれか1に記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記トナー粒子が、比熱が0.1KJ/(kg・K)以上1.0KJ/(kg・K)以下の比熱物質を含むのいずれか1に記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記比熱物質が、酸化チタン粒子又はアルミニウム粒子を含むに記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
前記トナー粒子に含まれる前記比熱物質の含有率が、10質量%以上45質量%以下である又はに記載の静電荷像現像用トナー。
に係る発明は、
のいずれか1に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
に係る発明は、
のいずれか1に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
10に係る発明は、
に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
11に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
12に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像用トナーが提供される。
に係る発明によれば、吸熱ピークTmの頂点の温度と発熱ピークTcの頂点の温度との差が8℃未満であるか又は25℃を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性がさらに向上するか又はスタッキングの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、吸熱ピークTmの頂点の温度が60℃未満である場合に比較してスタッキングの発生がさらに抑制され、110℃を超える場合に比較して折り曲げによる画像割れの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス及びアミドワックス以外のワックスを用いた場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性がさらに向上するか又はスタッキングの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、トナー粒子が、比熱が0.1KJ/(kg・K)以上1.0KJ/(kg・K)以下の比熱物質を含まない場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性がさらに向上するか又はスタッキングの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、酸化チタン粒子及びアルミニウム粒子以外の比熱物質を用いた場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性がさらに向上するか又はスタッキングの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、トナー粒子に含まれる比熱物質の含有率が10質量%未満であるか又は45質量%を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性がさらに向上するか又はスタッキングの発生がさらに抑制される。
に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像剤が提供される。
に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジが提供される。
10に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジが提供される。
11に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像剤を用いた画像形成装置が提供される。
12に係る発明によれば、比(B/A)が1.5未満であるか又は4を超える場合に比較して、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングの生じにくい静電荷像現像剤を用いた画像形成方法が提供される。
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、画像形成装置及び画像形成方法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、結着樹脂と離型剤とを含むトナー粒子を含有し、示差走査熱量測定において、1回目の昇温工程における前記離型剤に起因する吸熱ピークTmの半値幅Aと、1回目の昇温工程後の1回目の降温工程における前記離型剤に起因する発熱ピークTcの半値幅Bとの比(B/A)が、1.5以上4以下とされたものである。
本実施形態に係るトナーは、トナー画像の折り曲げ耐性に優れ、且つスタッキングが生じにくい。その理由は明確ではないが、以下のように推察される。
なお、本実施形態において「スタッキング」とは、連続してトナー画像を形成する際に記録媒体の潜熱が高い状態でトナー画像形成後の記録媒体が積み重ねられている状況において、トナー画像形成後の記録媒体同士が接着する現象をいう。
本発明者等は、鋭意検討の結果、比(B/A)が、トナー画像中に含まれる離型剤ドメインの状態を表す指標として有効であることを見出した。
つまり、離型剤を含むトナーが用いられる場合、定着工程においてトナー画像を定着する際に溶融したトナー粒子中の離型剤が降温に伴って再結晶化することがある。離型剤の再結晶化はトナー画像中に核となる物質が存在することで起きやすくなる。
離型剤のドメインが大きい場合、核となる物質は離型剤のドメイン内に取り込まれる可能性が高い。また、再結晶化に必要な核が少なくてもよく、核を取り込んだ離型剤ドメインの割合は高くなる。そのため、離型剤のドメインが大きい場合、各離型剤ドメインの成分はより均一になりやすいと考えられる。
一方で、離型剤のドメインが小さい場合、離型剤のドメインが再結晶化するには核となる物質が多く必要であり、さらには、小さな離型剤のドメイン内に核となる物質が取り込まれる可能性が低くなる。また、離型剤のドメインが小さいことで、トナー画像中の離型剤ドメインの数が多くなるため、核となる物質が取り込まれたドメインと取り込まれていないドメインとが混在し、各離型剤ドメインの成分はより不均一になりやすいと考えられる。
一方、トナー画像中で離型剤ドメインは結着樹脂と海島構造を形成しており、結着樹脂中に離型剤ドメインの島が分散した状態となっている。そのため、離型剤ドメインの表面は結着樹脂と界面を形成していると考えられる。離型剤ドメインの界面は結着樹脂の影響を受けやすく、離型剤ドメインの界面近傍では、離型剤が再結晶化しにくいと考えられる。離型剤の再結晶化に対する結着樹脂の影響は、離型剤ドメインが小さいほど大きくなると考えられ、離型剤ドメインが小さいほど離型剤の再結晶化度の差が各ドメイン間で大きくなり、再結晶化度のバラツキが生ずると考えられる。
トナー画像中における離型剤ドメインの分散状態(つまりは、離型剤ドメインの大きさ)で、離型剤ドメイン中の成分及び再結晶化度に差が生じると考えられ、離型剤ドメインの成分及び再結晶化度が不均一であればあるほど(つまりは離型剤ドメインがより小さいほど)発熱ピークの半値幅は大きくなりやすくなると考えられる。
そのため、比(B/A)が大きいほど離型剤ドメインは小さく、離型剤ドメインがトナー画像中に微分散していると考えられる。
なお、核となる物質としては、無機物質、有機物質等が挙げられ、トナー画像の定着工程の際に固体の物質である。無機物質としては、無機顔料が挙げられ、有機物質としては、有機顔料が挙げられる。
トナー画像中の離型剤ドメインが大きいと、折り曲げによるトナー画像の割れの生ずる場合があるところ、離型剤ドメインがトナー画像中に微分散することで、トナー画像の折り曲げ耐性が向上すると推察される。なお、トナー中の離型剤ドメインが微分散していれば、トナー画像中の離型剤ドメインも微分散していると考えられる。
また、トナー画像中の離型剤ドメインが大きいと、定着画像表面には離型剤が存在しているところと、結着樹脂が存在しているところに分かれてしまう。離型剤が存在しているところはスタッキングが起きにくいが、結着樹脂が存在しているところは結着樹脂の露出面積が大きくなってしまい定着画像が接着しやすくなっており、スタッキングが起きやすい。
一方で、トナー画像中の離型剤ドメインが小さいと、定着画像表面に露出する離型剤も微分散しているため、定着画像表面に露出する結着樹脂の露出面積は変わらなくとも結着樹脂が細かく分断されている。そのため、結着樹脂が露出した部分も細かくなっており、接着強度が弱くなる。結果として、スタッキングが起きにくく、かつスタッキングが起きたとしても軽微なものとなるため、定着画像には問題が生じにくいと推察される。
本実施形態に係るトナーについての吸熱ピークTm、発熱ピークTc等の熱的特性は、示差走査熱量測定(DSC)により求められる。
トナーの熱的特性は、DSCにてASTM D3418−99に準じて行なわれる。測定には、示差走査熱量測定装置(島津製作所社製、製品名:DSC−60A)を使用し、装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の溶融温度を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製のパンを用い、対照用に空のパンをセットし測定を行う。
具体的には、トナー8mgを、DSC−60Aのサンプルホルダーにセットし、昇温速度10℃/分として、0℃から150℃まで1回目の昇温(1回目の昇温工程)を行い、150℃で5分間保持する。次に降温速度−10℃/分として、0℃まで冷却(1回目の降温工程)し、0℃で5分間保持する。
吸熱ピークTmの頂点の温度は、1回目の昇温工程の際に得られるDSCのチャートに現れるピークから求められる。発熱ピークTcの頂点の温度は、1回目の降温工程の際に得られるDSCのチャートに現れるピークから求められる。また、得られたDSCのチャートから、半値幅が求められる。
なお、本実施形態における半値幅とは、半値全幅をいう。
なお、本実施形態に係るトナーが任意成分として結晶性樹脂を含有する場合、DSCのチャートには、離型剤に起因する吸熱ピーク及び発熱ピークに加えて、結晶性樹脂に起因する吸熱ピーク及び発熱ピークが現れることがある。DSCのチャートに現れるピークが、離型剤に起因するものであるか、結晶性樹脂に起因するものであるかを区別する方法に特に限定はない。
1回目の昇温工程におけるDSCチャートに現れるピークが離型剤に起因するものであるか、結晶性樹脂に起因するものであるかを同定する方法は、例えば、以下の通りである。
結晶性樹脂及び離型剤の溶剤に対する溶解性の差を利用して両者を分離し、分離された成分をNMR、質量分析、GPC等により同定する。溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン等が用いられる。テトラヒドロフランを用いた場合、結晶性樹脂がテトラヒドロフランに溶解しやすく、離型剤はテトラヒドロフランに溶解しにくい傾向にある。そして、同定された各成分について、1回目の昇温工程におけるDSCのチャートを求め、得られたチャートに現れる吸熱ピークと、トナーについての1回目の昇温工程におけるDSCチャートとを対比することで、トナーについての1回目の昇温工程におけるDSCチャートに現れる吸熱ピークが離型剤に起因する吸熱ピークであるか結晶性樹脂に起因する吸熱ピークであるかを区別する方法が挙げられる。
なお、1回目の昇温工程におけるDSCチャートに現れる吸熱ピークが、離型剤に起因するピークと結晶性樹脂に起因するピークとの複合ピークである場合、両者の吸熱ピークの分離方法は特に限定するものではない。例えば、複合ピークから、トナーから分離された結晶性樹脂についての吸熱ピークを差し引くことで、離型剤に起因する吸熱ピークが求められる。算出された離型剤に起因する吸熱ピークの半値幅が、本実施形態に係る吸熱ピークTmの半値幅Aとされる。
また、1回目の降温工程におけるDSCチャートに現れる発熱ピークが、離型剤に起因するピークと結晶性樹脂に起因するピークとの複合ピークである場合、両者の発熱ピークの分離方法は特に限定するものではない。
(i)1回目の昇温工程におけるDSCチャートにおいて、結晶性樹脂に起因する吸熱ピークの頂点の温度が離型剤に起因する吸熱ピークの頂点の温度よりも8℃以上低い温度に現れる場合。
この場合には、トナーについての1回目の昇温工程におけるDSCチャートの結晶性樹脂に起因する吸熱ピークと離型剤に起因する吸熱ピークとの間の山の頂点の温度を認定する。次いで、トナーについて0℃から山の頂点の温度まで1回目の昇温を行い、山の頂点の温度で5分間保持する。次に降温速度−10℃/分として、0℃まで降温し、このときのDSCチャートを得る。1回目の昇温工程におけるDSCチャートの山の頂点の温度まで加熱することで、トナーに含まれる結晶性樹脂は溶解するものの離型剤は溶解しない状態とされる。この状態で降温することで、結晶性樹脂に起因する発熱ピークがDSCチャートに現れる。
次いで、複合ピークから、結晶性樹脂に起因する発熱ピークを差し引くことで、離型剤に起因する発熱ピークが求められる。算出された発熱ピークの半値幅が、本実施形態に係る発熱ピークTcの半値幅Bとされる。
(ii)1回目の昇温工程におけるDSCチャートにおいて、結晶性樹脂に起因する吸熱ピークの頂点の温度と離型剤に起因する吸熱ピークの頂点の温度との差が8℃未満である場合。
吸熱ピークの温度差が近いときの発熱ピークを同定する手段としては、以下の手段を挙げることが可能であるが、以下の手段に限定するものではない。
トナー中の離型剤と結晶性樹脂について、吸熱ピーク熱量を比較するため、離型剤と結着樹脂についての溶剤への溶解性の違いを利用して離型剤を分離する。次に離型剤を分離した後、離型剤以外のトナー成分についてDSC測定を行い、結晶性樹脂の吸熱ピーク熱量を測定する。このとき、離型剤以外のトナー成分をトナーのガラス転移温度より5℃から10℃高い温度で1時間加熱してから測定を行う。また、結晶性樹脂の吸熱ピーク熱量を測定する際には、前記測定において離型剤以外のトナー成分の比率を変えずに分離を行うか、組成比率に応じて算出を行う。
その後、トナー全体の吸熱ピーク熱量と上記によって求められた結晶性樹脂の吸熱ピーク熱量を比較し、トナー中の離型剤に起因する吸熱ピーク熱量を推定する。
次に、DSC測定を行いオリジナルトナーの降温工程におけるDSCチャートにより、発熱ピーク熱量を確認する。ここで、発熱ピークが複数に分かれた場合には、吸熱ピーク熱量と発熱ピーク熱量を比較し、熱量が近いものを結晶性樹脂又は離型剤と同定する。
複合ピークの場合には、結晶性樹脂に起因する発熱ピークを差し引くことで、離型剤に起因する発熱ピークが求められる。算出された発熱ピークの半値幅が、本実施形態に係る発熱ピークTcの半値幅Bとされる。
本実施形態においては、吸熱ピークTmの頂点の温度と発熱ピークTcの頂点の温度との差が、8℃以上25℃以下であることが好ましく、8℃以上20℃以下であることがより好ましく、8℃以上17℃以下であることがさらに好ましい。
吸熱ピークTmと発熱ピークTcとの差が8℃以上25℃以下であれば、スタッキングの発生がさらに抑制される。また、吸熱ピークTmと発熱ピークTcとの差が8℃以上であれば、離型剤が微分散された状態であり、スタッキング特性が良好となる利点がある。一方、吸熱ピークTmと発熱ピークTcとの差が25℃以下であれば、離型剤ドメインが十分に大きいことを示し、剥離性において利点がある。
本実施形態においては、吸熱ピークTmの頂点の温度が、60℃以上110℃以下であることが好ましく、65℃以上100℃以下であることがより好ましく、70℃以上95℃以下であることがさらに好ましい。
吸熱ピークTmの頂点の温度が60℃以上110℃以下であれば、スタッキングの発生がさらに抑制される。また、吸熱ピークTmの頂点の温度が60℃以上であれば、トナー保管性において利点がある。一方、吸熱ピークTmの頂点の温度が110℃以下であれば、低エネルギー量で定着される低温定着特性の点において利点がある。
比熱が0.1KJ/(kg・K)以上1.0KJ/(kg・K)以下の比熱物質の含有率は、以下のようにして測定する。
測定対象となるトナー粒子を三角フラスコに入れ、THFを入れて密封し、24時間静置する。その後、遠心分離用ガラス管に移し、三角フラスコに再度THFを入れて洗浄したものを、遠心分離用ガラス管に移して密閉し、回転数20,000rpm、−10℃の条件で30分間遠心分離を行う。遠心分離後、内容物を取り出し、静置した後、上澄みを除去しトナー粒子全体のTHF不溶分を分離する。
得られたTHF不溶分を窒素気流下で20℃/分の昇温速度で600℃まで昇温することで、初期に離型剤が揮発し、次に樹脂成分由来の固形分が熱分解される。残りの有機成分(例えば、着色剤(顔料)由来の成分)は空気下に条件を切り替え、昇温を続けることによって熱分解され、残った灰分が無機成分由来の固形分となり、これがトナー粒子中の比熱物質と推定される。これらの割合からトナー粒子中の比熱物質の含有率が割り出される。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、離型剤と、必要に応じて、着色剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
−着色剤−
本実施形態に係るトナーは、着色剤として無機顔料及び金属顔料の少なくとも一方が用いられることが好ましい。無機顔料及び金属顔料は、従来のカラートナーに用いられる有機顔料に比較して比熱が低い。本実施形態に係るトナーが比熱の低い無機顔料及び金属顔料の少なくとも一方を含むことで、同じ熱量を加えたときに無機顔料又は金属顔料が高温になるため、トナー内部が高温になりやすい。このとき、トナーが高温になっているため離型剤は溶解しており、微分散された離型剤ドメインの核となる有機顔料が含まれていないと、離型剤ドメインが再結晶化しにくくなる。その結果、有機顔料を用いる従来のカラートナーに比較して、有機顔料を含まず無機顔料及び金属顔料の少なくとも一方を含むトナーにおいては、離型剤の再結晶化温度が下がると考えられる。
本実施形態に用いられる金属顔料としては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛などの金属粒子が挙げられる。本実施形態に用いられる金属顔料としては、本実施形態に係るトナーを所謂光輝性トナーとして機能させるためには、アルミニウム粒子であることが好ましい。
本実施形態に用いられる無機顔料の成分としては、酸化チタン(チタニア)、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、タルク、硫酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボン、カオリン、アルミノ珪酸塩、セリサイト、ベントナイト、スメクタイト等が挙げられる。本実施形態に用いられる無機顔料としては、本実施形態に係るトナーを所謂白色トナーとして機能させるためには、酸化チタン粒子であることが好ましい。
前記金属顔料、および前記無機顔料の粒子の形状は特に限定されず、扁平状等であってもよい。
本実施形態に係るトナーは、無機顔料及び金属顔料以外のその他の着色剤を併用してもよい。その他の着色剤としては、有機顔料、有機染料などが挙げられる。
その他の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、コバルトブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の有機顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの有機染料等が挙げられる。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
比熱物質の含有率としては、例えば、トナー粒子全体に対して、10質量%以上45質量%以下が好ましく、20質量%以上35質量%以下がより好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、ステアリン酸アミド等のアミドワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤としては、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス又はアミドワックスを含むことが好ましい。
離型剤の融解温度は、60℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上15μm以下が好ましく、4μm以上12μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
−樹脂粒子分散液準備工程−
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えば、pHが1.5以上2.9以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで撹拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えば、pHが1.5以上2.9以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
混合分散液のpHを1.5以上2.9以下の範囲にすると、凝集剤による凝集力が強化され、トナー粒子中の成分の分布がより均一になる傾向にあるものの、トナー粒子に粗粉の発生する場合がある。粗粉の発生を抑制するためには、凝集剤の濃度を有効固形分1%以下に希釈し、少量ずつ添加していくことが好ましい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
また、離型剤のドメイン成長を抑制する観点からは、融合・合一工程における加熱温度を、離型剤の溶融温度−20℃程度としてもよい。離型剤の溶融温度−20℃程度で融合・合一することで、トナー粒子中の離型剤ドメインの成長が抑制される。
なお、融合・合一温度を低く設定するとトナー粒子の形状変化速度が小さくなるため、合一促進手段として酸成分の添加量を増加させる場合がある。しかし、酸成分の添加量を増加させることでトナー粒子に粗粉の発生する場合がある。粗粉の発生を抑制するためには、添加する酸濃度を0.01M以上0.5M以下に希釈することが好ましい。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体としての感光体が複数、即ち画像形成ユニット(画像形成手段)が複数設けられたタンデム型の構成に係るものである。
なお、以下の説明においては、本実施形態に係るトナーとして白色トナーを用いる場合を例に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、図1に示すように、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色のトナー画像を形成する4つの画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kと、白色トナー画像を形成する画像形成ユニット50Wが、間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。なお、各画像形成ユニットは、中間転写ベルト33の回転方向上流側から、画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Wの順に配列されている。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Wは、収容されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、白色(W)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Wの説明を省略する。本実施形態においては、画像形成ユニット50Wに収容されている現像剤中のトナー(白色トナー)として本実施形態に係るトナーが用いられる。
イエローの画像形成ユニット50Yは、像保持体としての感光体11Yを備えており、この感光体11Yは、図示の矢印A方向に沿って図示しない駆動手段によって予め定められたプロセススピードで回転駆動されるようになっている。感光体11Yとしては、例えば、赤外領域に感度を持つ有機感光体が用いられる。
感光体11Yの上部には、帯電ロール(帯電手段)18Yが設けられており、帯電ロール18Yには、不図示の電源により予め定められた電圧が印加され、感光体11Yの表面が予め定められた電位に帯電される。
感光体11Yの周囲には、帯電ロール18Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、感光体11Yの表面を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)19Yが配置されている。なお、ここでは露光装置19Yとして、スペースの関係上、小型化が実現されるLEDアレイを用いているが、これに限定されるものではなく、他のレーザービーム等による静電荷像形成手段を用いても勿論問題無い。
また、感光体11Yの周囲には、露光装置19Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、イエロー色の現像剤を保持する現像剤保持体を備える現像装置(現像手段)20Yが配置されており、感光体11Y表面に形成された静電荷像を、イエロー色のトナーによって顕像化し、感光体11Y表面にトナー画像を形成する構成になっている。
感光体11Yの下方には、感光体11Y表面に形成されたトナー画像を一次転写する中間転写ベルト(一次転写手段)33が、5つの感光体11Y,11M,11C,11K、11Wの下方に渡るように配置されている。この中間転写ベルト33は、一次転写ロール17Yによって感光体11Yの表面に押し付けられている。また、中間転写ベルト33は、駆動ロール12、支持ロール13及びバイアスロール14の3つのロールによって張架され、感光体11Yのプロセススピードと等しい移動速度で、矢印B方向に周動されるようになっている。中間転写ベルト33表面には、イエローのトナー画像が一次転写され、更にマゼンタ、シアン、ブラック、及びホワイト(白色)の各色のトナー画像が順次一次転写され、積層される。
また、感光体11Yの周囲には、一次転写ロール17Yよりも感光体11Yの回転方向(矢印A方向)下流側に、感光体11Yの表面に残留したトナーやリトランスファーしたトナーを清掃するためのクリーニング装置15Yが配置されている。クリーニング装置15Yにおけるクリーニングブレードは、感光体11Yの表面にカウンター方向に圧接するように取り付けられている。
中間転写ベルト33を張架するバイアスロール14には、中間転写ベルト33を介して二次転写ロール(二次転写手段)34が圧接されている。中間転写ベルト33表面に一次転写され積層されたトナー画像は、バイアスロール14と二次転写ロール34との圧接部において、図示しない用紙カセットから給紙される記録紙(記録媒体)P表面に、静電的に転写される。この際、中間転写ベルト33上に転写、積層されたトナー画像は白色トナー画像が一番上(最上層)になっているため、記録紙P表面に転写されたトナー画像では、白色トナー画像が一番下(最下層)になる。
また、二次転写ロール34の下流には、記録紙P上に多重転写されたトナー画像を、熱及び圧力によって記録紙P表面に定着して、永久像とするための定着器(定着手段)35が配置されている。
なお、定着器35としては、例えば、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、ベルト形状を有する定着ベルト、及び、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、円筒状の定着ロールが挙げられる。
次に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、そしてホワイト(白色)の各色の画像を形成する各画像形成ユニット50Y,50M,50C,50K、50Wの動作について説明する。各画像形成ユニット50Y,50M,50C,50K、50Wの動作は、それぞれ同様であるため、イエローの画像形成ユニット50Yの動作を、その代表として説明する。
イエローの現像ユニット50Yにおいて、感光体11Yは、矢印A方向に予め定められたプロセススピードで回転する。帯電ロール18Yにより、感光体11Yの表面は予め定められた電位にマイナス帯電される。その後、感光体11Yの表面は、露光装置19Yによって露光され、画像情報に応じた静電荷像が形成される。続いて、現像装置20Yによりマイナス帯電されたトナーが反転現像され、感光体11Yの表面に形成された静電荷像は感光体11Y表面に可視像化され、トナー画像が形成される。その後、感光体11Y表面のトナー画像は、一次転写ロール17Yにより中間転写ベルト33表面に一次転写される。一次転写後、感光体11Yは、その表面に残留したトナー等の転写残留成分がクリーニング装置15Yのクリーニングブレードにより掻き取られ、清掃され、次の画像形成工程に備える。
以上の動作が各画像形成ユニット50Y,50M,50C,50K、50Wで行われ、各感光体11Y,11M,11C,11K、11W表面に可視像化されたトナー画像が、次々と中間転写ベルト33表面に多重転写されていく。カラーモード時は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、そしてホワイト(白色)の順に各色のトナー画像が多重転写されるが、二色、三色モード時のときもこの順番で、必要な色のトナー画像のみが単独又は多重転写されることになる。その後、中間転写ベルト33表面に単独又は多重転写されたトナー画像は、二次転写ロール34により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた記録紙P表面に二次転写され、続いて、定着器35において加熱・加圧されることにより定着される。二次転写後に中間転写ベルト33表面に残留したトナーは、中間転写ベルト33用のクリーニングブレードで構成されたベルトクリーナ16により清掃される。
<トナーカートリッジ>
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
図1において、トナーカートリッジ40Y、40M、40C、40K及び40Wには、各色のトナーが収容され、それぞれの色に対応した現像装置と、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40Y、40M、40C、40K及び40Wは画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジであり、各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の交換がなされる。
<プロセスカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
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、「部」および「%」は質量基準である。
(チタン白色顔料分散液の調製)
・酸化チタン(CR−60−2:石原産業(株)製):100部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成工業(株)製):10部
・イオン交換水:400部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて30分間撹拌し、その後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006:スギノマシン社製)にて1時間分散処理して体積平均粒径が210nmであるチタン白色顔料が分散されたチタン白色顔料分散剤(固形分濃度:20%)を調製した。
(金属顔料分散液の調製)
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):1.5部
・イオン交換水:400部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去し、スターミル(アシザワ・ファインテック(株)製、LMZ)を用いて、上記顔料を機械的に粉砕し、8μm以上10μm以下の金属顔料を分級した。その後、界面活性剤およびイオン交換水と混合し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間ほど分散して、金属顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる金属顔料分散液を調製した(固形分濃度:20%)。金属顔料粒子の体積平均粒径は9.0μmであった。
(鉛白色顔料分散液の調製)
・塩基性炭酸鉛(和光純薬製): 100部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成工業(株)製): 10部
・イオン交換水: 400部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて30分間撹拌し、その後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006:スギノマシン社製)にて1時間分散処理して体積平均粒径が280nmである鉛白色顔料が分散された鉛白色顔料分散剤(固形分濃度:20%)を調製した。
(コバルトブルー顔料分散液の調製)
・コバルトブルー(Pigment Blue 28:アサヒ化成工業株式会社製): 100部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成工業(株)製): 10部
・イオン交換水: 400部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて30分間撹拌し、その後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006:スギノマシン社製)にて1時間分散処理して体積平均粒径が250nmである無機青顔料が分散されたコバルトブルー顔料分散剤(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液1の調製)
・パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名)、融解温度:66℃):50部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・塩化ナトリウム(和光純薬工業(株)製):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。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間分散処理をして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液1(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液2の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてパラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、HNP9(商品名)、融解温度:75℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.24μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液2(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液3の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてフィッシャートロプッシュワックス(日本精蝋株式会社製、FNP0090(商品名)、融解温度:90℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液3(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液4の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてフィッシャートロプッシュワックス(日本精蝋株式会社製、FT−105(商品名)、融解温度:104℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液4(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液5の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてフィッシャートロプッシュワックス(日本精蝋株式会社製、FT−115(商品名)、融解温度:113℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.24μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液5(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液6の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてアミドワックス(日本化成株式会社製、ダイヤミッドY(商品名)、融解温度:87℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.24μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液6(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液7の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてポリエチレンワックス(東洋アドレ株式会社製、PW600(商品名)、融解温度:92℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液7(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤分散液8の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス150(商品名))に替えてエステルワックス(日油株式会社製、WEP−5(商品名)、融解温度:85℃)を用いた以外は離型剤分散液1の調製と同様にして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液8(固形分濃度:20%)を調製した。
(非晶性ポリエステル樹脂の合成)
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物: 40モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物: 60モル%
・テレフタル酸: 47モル%
・フマル酸: 40モル%
・ドデセニルコハク酸無水物: 15モル%
・トリメリット酸無水物: 3モル%
撹拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、上記モノマー成分のうちフマル酸とトリメリット酸無水物以外と、ジオクタン酸スズを上記モノマー成分の合計100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、235℃で6時間反応させた後、200℃に降温して、上記フマル酸とトリメリット酸無水物を投入し1時間反応させた。温度をさらに220℃まで4時間かけて昇温し、10kPaの圧力下で所望の分子量になるまで重合させ、淡黄色透明な非晶性ポリエステル樹脂を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂は、DSCによるガラス転移温度Tgが59℃、GPCによる重量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが7,000、フローテスターによる軟化温度が107℃、酸価AVが13mgKOH/gであった。
(非晶性ポリエステル樹脂分散液の調製)
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)を水循環式恒温槽にて40℃に維持しながら、該反応槽に酢酸エチル160部とイソプロピルアルコール100部との混合溶剤を投入し、これに上記非晶性ポリエステル樹脂を300部投入して、スリーワンモーターを用い150rpmで撹拌を施し、溶解させて油相を得た。この撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を、滴下時間5分間で14部滴下し、10分間混合した後、さらにイオン交換水900部を毎分7部の速度で滴下して転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械(株))にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は130nmであった。
その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20%になるように調製し、これを非晶性ポリエステル樹脂分散液とした。
(結晶性ポリエステル樹脂の合成)
・1,10−ドデカン二酸: 50モル%
・1,9−ノナンジオール: 50モル%
撹拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に上記モノマー成分を入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド(試薬)を前記モノマー成分100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間撹拌反応させた後、温度をさらに210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間撹拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂は、DSCによる融解温度が73.6℃、GPCによる重量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが10,500、酸価AVが10.1mgKOH/gであった。
(結晶性ポリエステル樹脂分散液の調製)
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)に、前記結晶性ポリエステル樹脂300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた。
その後撹拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械(株))にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は130nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20%になるように調製し、これを結晶性ポリエステル樹脂分散液とした。
(結晶性スチレンアクリル樹脂分散液の作製)
・スチレン: 100部
・ビニルステアレート: 208部
・n−ブチルアクリレート: 100部
・アクリル酸: 4部
・ドデカンチオール: 6部
・プロパンジオールジアクリレート: 1.5部
上記成分を混合し、溶解した混合物をアニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)4部をイオン交換水550部に溶解した水溶液に投入して、フラスコ中で乳化した後、10分間混合しながら、これに過硫酸アンモニウム6部をイオン交換水50部に溶解した水溶液を投入し、窒素置換を行った後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が75℃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。こうして、体積平均粒径が190nm、重量平均分子量(Mw)が35000である樹脂粒子を分散させてなる結晶性スチレンアクリル樹脂分散液(樹脂粒子濃度:40%)を得た。なお、結晶性スチレンアクリル樹脂の融解温度は62℃であった。
(非晶性スチレンアクリル樹脂分散液の作製)
・スチレン: 308部
・n−ブチルアクリレート: 100部
・アクリル酸: 4部
・ドデカンチオール: 6部
・プロパンジオールジアクリレート: 1.5部
上記成分を混合し、溶解した混合物を、アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)4部をイオン交換水550部に溶解した水溶液に投入して、フラスコ中で乳化した後、10分間混合しながら、これに過硫酸アンモニウム6部をイオン交換水50部に溶解した水溶液を投入し、窒素置換を行った後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が75℃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。こうして、体積平均粒径が195nm、重量平均分子量(Mw)が34000である樹脂粒子を分散させてなる非晶性スチレンアクリル樹脂分散液(樹脂粒子濃度:40%)を得た。なお、非晶性スチレンアクリル樹脂のガラス転移温度は52℃であった。
[実施例1]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液1: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて8℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら63℃(離型剤の溶融温度マイナス3℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(1)を得た。
(トナーの作製)
トナー粒子(1)100部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)0.7部とをヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー(1)を得た。
(現像剤の作製)
・フェライト粒子(平均粒径50μm): 100部
・トルエン: 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85): 3部
・カーボンブラック: 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
そして、上記キャリア100部に対して、トナー(1)8部を混合し、現像剤(1)を得た。
[実施例2]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液2: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら65℃(離型剤の溶融温度マイナス10℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(2)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(2)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(2)及び現像剤(2)を得た。
[実施例3]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液3: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら70℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、8時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(3)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(3)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(3)及び現像剤(3)を得た。
[実施例4]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(4)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(4)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(4)及び現像剤(4)を得た。
[実施例5]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液5: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら93℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、3時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(5)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(5)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(5)及び現像剤(5)を得た。
[実施例6]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.8に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(6)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(6)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(6)及び現像剤(6)を得た。
[実施例7]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.1に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(7)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(7)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(7)及び現像剤(7)を得た。
[実施例8]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら78℃(離型剤の溶融温度マイナス26℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(8)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(8)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(8)及び現像剤(8)を得た。
[実施例9]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら92℃(離型剤の溶融温度マイナス12℃以下)まで加熱し、3時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(9)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(9)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(9)及び現像剤(9)を得た。
[実施例10]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら88℃(離型剤の溶融温度マイナス16℃以下)まで加熱し、4時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(10)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(10)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(10)及び現像剤(10)を得た。
[実施例11]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・金属顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径12.0μmのトナー粒子(11)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(11)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(11)及び現像剤(11)を得た。
[実施例12]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・鉛白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(12)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(12)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(12)及び現像剤(12)を得た。
[実施例13]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・コバルトブルー顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(13)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(13)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(13)及び現像剤(13)を得た。
[実施例14]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 500部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 100部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(14)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(14)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(14)及び現像剤(14)を得た。
[実施例15]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 150部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 450部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(15)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(15)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(15)及び現像剤(15)を得た。
[実施例16]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液6: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら67℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(16)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(16)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(16)及び現像剤(16)を得た。
[実施例17]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液7: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら72℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(17)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(17)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(17)及び現像剤(17)を得た。
[実施例18]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液8: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら72℃(離型剤の溶融温度マイナス13℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(18)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(18)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(18)及び現像剤(18)を得た。
[実施例19]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・金属顔料分散液: 200部
・離型剤分散液3: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.8に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら80℃(離型剤の溶融温度マイナス10℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径12.0μmのトナー粒子(19)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(19)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(19)及び現像剤(19)を得た。
[実施例20]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・金属顔料分散液: 200部
・離型剤分散液3: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.1に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら65℃(離型剤の溶融温度マイナス25℃以下)まで加熱し、10時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径12.0μmのトナー粒子(20)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(20)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(20)及び現像剤(20)を得た。
[実施例21]
(トナー粒子の作製)
・非晶性スチレンアクリル樹脂分散液: 200部
・結晶性スチレンアクリル樹脂分散液: 50部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.1に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性スチレンアクリル樹脂分散液115部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(21)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(21)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(21)及び現像剤(21)を得た。
[比較例1]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・チタン白色顔料分散液: 200部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.2に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(C1)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(C1)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(C1)及び現像剤(C1)を得た。
[比較例2]
(トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液: 600部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液: 100部
・離型剤分散液4: 70部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ社製): 8部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを2.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10%の硝酸水溶液3部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて5℃において5分間分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、非晶性ポリエステル樹脂分散液230部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら84℃(離型剤の溶融温度マイナス20℃以下)まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7.5μmのトナー粒子(C2)を得た。
(トナー及び現像剤の作製)
トナー粒子(1)に替えてトナー粒子(C2)を用いた以外は実施例1と同様にして、トナー(C2)及び現像剤(C2)を得た。
(評価)
・スタッキング性試験
評価用サンプル作製装置としては、富士ゼロックス(株)社製DocuCentreColor 400を使用した。現像器に得られた現像剤を充填し、記録媒体としては富士ゼロックス(株)社製のJD紙A4サイズ(坪量157gsm)を用い、28℃50RH%の環境下で高画像密度(密度100%及びトナー載り量110g/m)で連続して、500枚のプリント用紙を全て同じ排出トレイに出力し、積み重なった状態で1時間放置した。
その後、潜熱量及び圧力の点で最も画像欠損が発生し易い51枚目のプリント用紙の定着画像の画像欠損について評価を実施した。得られた結果を表2に示す。
なお画像欠損評価は、画像間の融着により、画像が剥がれ用紙が露出した面積比を評価した。
−評価基準−
G1: 画像欠損率は0.30%未満であり、目視で判別することは困難である。
G2: 画像欠損率は0.50%未満であり、目視で判別することは困難である。
G3: 画像欠損率は0.50%以上1.0%未満である。軽微であり、許容範囲内である。
G4: 画像間の融着により、画像欠損率は1.0%以上であり、許容範囲外である。
・折り曲げ耐性試験
定着器を取り出したカラー複写機DocuCentreColor400(富士ゼロックス社製)の現像器に得られた現像剤を充填し、トナー載り量が0.50mg/cmとなるように調整して未定着画像を出力した。記録媒体としては富士ゼロックス(株)社製のJD紙A4サイズ(坪量157gsm)を用いた。出力画像は50mm×50mmの画像密度100%となる画像とした。
定着評価用装置としては、富士ゼロックス(株)社製ApeosPortIV C3370の定着器を取り外し、定着温度が変更できるように改造したものを使用した。プロセス速度は175mm/sec、定着温度は160℃であった。
出力されたベタ画像を40g/cmの条件で30秒間、内側に折り曲げた状態で加圧し、再度開き、破損した画像を柔らかい布で拭き取った後の、画像欠損の幅の最大値を画像の折り曲げ耐性の値とした。その結果を表2に示す。尚、折り曲げ耐性は画像欠損を生じないものが好ましいが、0.7mm程度でも実用上は問題が無いため、表2には、画像欠損の幅の最大値が0.4mm以下のものを「A」、0.4mmを超え、0.7mm以下のものを「B」、0.7mmを超えるものを「C」と表示した。
Figure 0006872111
Figure 0006872111
11 感光体
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
33 中間転写ベルト
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (9)

  1. 結着樹脂と離型剤と着色剤とを含むトナー粒子を含有し、
    示差走査熱量測定において、1回目の昇温工程における前記離型剤に起因する吸熱ピークTmの半値幅Aと、1回目の昇温工程後の1回目の降温工程における前記離型剤に起因する発熱ピークTcの半値幅Bとの比(B/A)が、1.5以上4以下であり、
    前記吸熱ピークTmの頂点の温度と前記発熱ピークTcの頂点の温度との差が、8℃以上25℃以下であり、
    前記着色剤は、比熱が0.1KJ/(kg・K)以上1.0KJ/(kg・K)以下の比熱物質を含み、
    前記トナー粒子に含まれる前記比熱物質の含有率が、20質量%以上45質量%以下であり、
    前記示差走査熱量測定は、下記の測定条件にて行われる静電荷像現像用トナー。
    〔測定条件〕
    昇温速度10℃/分として、0℃から150℃まで1回目の昇温を行い、150℃で5分間保持する。次に降温速度−10℃/分として、0℃まで冷却し、0℃で5分間保持する。
  2. 前記吸熱ピークTmの頂点の温度が、60℃以上110℃以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記離型剤が、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス又はアミドワックスを含む請求項1又は請求項に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記比熱物質が、酸化チタン粒子又はアルミニウム粒子を含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  6. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  7. 請求項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  8. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    請求項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  9. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    請求項に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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