JP7091137B2 - トナー - Google Patents
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Description
トナーカートリッジの高寿命化のためには、多数枚印刷によってもトナーの性質が変化しないことが求められる。従来のトナーでは、無機微粒子がトナー母粒子表面に外添されているためトナー粒子と感光体の間に無機微粒子が入ることで接触面積が小さくなるが、多数枚印刷によって無機微粒子が脱離するとトナー母粒子と感光体が直接接触しやすくなってしまう。そのため、トナーと感光体間の接触面積が増大し、転写性が悪化する場合があった。このような転写性の悪化を防ぐために、無機微粒子をトナー母粒子に外添するだけでなく、更に熱や機械的衝撃を加えることで無機微粒子の脱離を抑制する検討が行われてきた。
しかし、無機微粒子の脱離を抑制すると、無機微粒子に力がかかったときに、感光体に力がそのまま伝わりやすい。そのため、感光体に力がかかりすぎることで、多数枚印刷時には感光体表層が削れてしまう場合があった。このように無機微粒子を使用した場合、多数枚印刷時においてトナーの転写性向上と感光体削れ防止の両立は困難であった。
このことから、無機微粒子よりも硬度が低い有機微粒子をトナー母体表層に密着させると、感光体削れを防止できると考えられる。例えば、特許文献1にはトナー母体表層に樹脂微粒子で形成された凸部を持つトナーが開示されている。また特許文献2には、トナー母体表層に有機微粒子を付着させた後に、熱硬化性樹脂を含むシェル層で有機微粒子を固定化したトナーが開示されている。
また、特許文献2に記載のトナーは、熱硬化性樹脂を含むシェルで有機微粒子の脱離を防止することはできているが、特許文献1に記載のトナーと同様に転写性が低い場合や現像部材への融着が起こる場合があった。これは、シランカップリング剤などの無機のシェル層に比べて、熱硬化性樹脂は有機のシェル層であるために硬度が低いことが要因であると考えている。硬度が低い有機のシェル層で被覆していることで、樹脂微粒子の変形や潰れを十分に防ぐことができず、結果転写性の低下や現像部材への融着が起こると考えられる。
本発明は、前記課題に鑑みなされたものである。すなわち、高い転写性と、多数枚印刷時における部材汚染の防止を両立したトナーを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、結着樹脂と着色剤を含むトナー母粒子と、
前記トナー母粒子の表面に樹脂微粒子に由来する凸部と、
を有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記凸部の表面が、下記式(1)で表される有機ケイ素化合物の縮合生成物で被覆されており、
前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、40℃以上110℃以下であり、
前記樹脂微粒子は、前記トナー母粒子に直接接していることを特徴とするトナーに関する。
樹脂微粒子における有機ケイ素化合物の縮合生成物の含有量は、トナー母粒子100.0質量部に対して、0.1質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。また、より好ましくは0.3質量部以上15.0質量部以下、更に好ましくは0.5質量部以上10.0質量部以下である。有機ケイ素化合物の縮合生成物の含有量が0.1質量部以上であると、有機ケイ素化合物の縮合生成物が、樹脂微粒子由来の凸部表層を適度に被覆するため、転写工程で凸部の変形が起こりにくくなる。また、有機ケイ素化合物の縮合生成物の含有量が20.0質量部以下であると、現像工程時に凸部が適度に変形することで力を吸収し、感光体に伝わる力が低くなって感光体削れが抑制される。
樹脂微粒子は、個数平均粒径が10nm以上500nm以下であることが好ましい。より好ましくは15nm以上300nm以下である。個数平均粒径が10nm以上の樹脂微粒子であることによって、感光ドラムや中間転写ベルトなどの部材とトナー粒子間に隙間ができるため、部材がトナー母粒子と直に接触し難くなる。これによってトナーと部材間の接触面積が小さくなり、転写性が良化する。また、樹脂微粒子の個数平均粒径が500nm以下の場合には、樹脂微粒子由来の凸部が高すぎないため、凸外れが良化する。
樹脂微粒子の作製方法は、如何なる方法でも良い。例えば、乳化重合法やソープフリー乳化重合法、転相乳化法、機械式乳化法等の公知の方法によって作製されたものを用いることができる。これらの作製方法の中でも、転相乳化法は、乳化剤や分散安定剤を必要とせず、より小粒径の樹脂微粒子が容易に得られるため、好ましい。
トナー母粒子の作製方法としては、特に限定されるものではないが、例えば懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法、粉砕法等などが挙げられる。水系媒体中でトナー母粒子を作製した場合はそのまま次の工程(樹脂微粒子を密着させる工程)に用いても良く、洗浄やろ過、乾燥を行った後、水系媒体中にトナー母粒子を再分散させても良い。乾式でトナー母粒子を作製した場合は公知の方法によって水系媒体に分散させることができる。トナー母粒子を水系媒体中に分散させるために、水系媒体が分散安定剤を含有することが好ましい。
本発明において、樹脂微粒子をトナー母粒子に直接接する方法は特に限定されない。トナー母粒子の分散液に樹脂微粒子を添加した後、機械的衝撃力によりトナー母粒子に埋め込ませてもよく、水系媒体を加熱して密着させてもよい。また、凝集剤を添加して密着させてもよく、上記手法を組み合わせてもよい。いずれの場合においても水系媒体を撹拌することが好ましい。
以下に、樹脂微粒子由来の凸部が密着したトナー母粒子を有機ケイ素化合物の縮合物によって被覆する方法について説明するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
トナー母粒子に含有させる着色剤としては、特段の限定なく従来公知のブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各色および他の色の顔料および染料、磁性体等を用いることができる。
トナー母粒子は、結着樹脂を含有する。本発明に用いられる結着樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。これらの中でも、ビニル系樹脂を用いることが好ましい。なお、ビニル系樹脂としては、スチレン、α-メチルスチレンなどのスチレン系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシルなどの不飽和カルボン酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸、マレイン酸などの不飽和ジカルボン酸、マレイン酸無水物などの不飽和ジカルボン酸無水物、アクリロニトリルなどのニトリル系ビニル単量体、塩化ビニルなどの含ハロゲン系ビニル単量体、ニトロスチレンなどのニトロ系ビニル単量体の単量体の重合体またはそれらの共重合体を用いることが可能である。中でも、スチレン系単量体と不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を用いることが好ましい。
トナー母粒子には、ワックスを含有してもよい。本発明に用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。
トナー母粒子は、さらに荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、特段の限定なく従来公知の荷電制御剤を用いることができる。具体的には、負帯電制御剤として、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などに代表される芳香族カルボン酸の金属錯体や、スルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基を有する重合体又は共重合体や、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属塩又は金属錯体や、ホウ素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンなどが挙げられる。また、正帯電制御剤として、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物や、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物などが挙げられる。なお、スルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基を有する重合体又は共重合体としては、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-メタクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸などに代表されるスルホン酸基含有ビニル系モノマーの単重合体あるいは結着樹脂の項に示したビニル系単量体と上記スルホン酸基含有ビニル系モノマーの共重合体などを用いることができる。
本発明のトナーは、トナー粒子のままトナーとして用いてもよいし、必要に応じて、トナー粒子に各種無機微粒子を外添してもよい。無機微粒子としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
トナー母粒子の個数平均粒径(D1)および重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター(株)製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3mL加える。
(3)位相を180度ずらした状態で発振周波数50kHzの発振器2個を内蔵した電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetra150」(日科機バイオス(株)製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー母粒子10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー母粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、個数平均粒径(D1)および重量平均粒径(D4)を算出する。
樹脂微粒子の個数平均粒径は、ゼータサイザーNano-ZS(MALVERN社製)を用い、動的光散乱法(DLS:Dynamic Light Scattering)で粒径を測定することにより算出する。
測定モード:粒子径
Material:Polystyrene latex(RI:1.59、Absorption:0.01)
Dispersant:Water(Temperature:25℃、Viscosity:0.8872cP、RI:1.330)
Temperature:25.0℃
Cell:Clear disposable zeta cell
Measurement duration:Automatic
樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TAInstruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、樹脂微粒子3mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いる。測定範囲30℃から200℃の間で、昇温速度10℃/minの設定で測定を行う。この昇温過程で、比熱変化が得られる。樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)は、可逆比熱変化曲線の比熱変化が得られる前と得られた後の、各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線とガラス転移の階段状変化部分の曲線が交わる点の温度とする。
樹脂微粒子のピーク分子量(Mp)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF-801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
トナー粒子表面の観察は、以下のように行う。走査型電子顕微鏡(SEM、装置名:S-4800 日立製作所製)の鏡体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40Aであることを確認する。トナー粒子が固定された試料ホルダをS-4800鏡体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
有機ケイ素化合物の縮合生成物のマッピングは、以下のように行う。まず、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分に分散させた後、40℃の雰囲気下で2日間硬化させる。得られた硬化物からダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて厚さ40nmの薄片状のサンプルを切り出す。その後、透過型電子顕微鏡(TEM、装置名:JEM―2800 日本電子株式会社製)を用いて、1万~10万倍の拡大倍率でトナー粒子の断層面を観察する。ここで、EDX(エネルギー分散型X線分光法)を利用してケイ素原子マッピングを行う。本発明において、ケイ素原子の存在場所を、有機ケイ素化合物の縮合生成物の存在場所とした。
トナー粒子のh/Aの算出は以下のように行う。トナー粒子の断面層を、上記の方法で観察する。このとき、任意の凸高さhと凸の密着幅Aを測定し、各々の微粒子についてのh/Aを算出する。合計100個の凸についてh/Aを算出し、平均値をトナーのh/Aとする。
下記の材料をN,N-ジメチルホルムアミド42.0部に溶解させ、窒素バブリングをしながら1時間撹拌した後、110℃まで加熱して混合溶液を作製した。
スチレン 59.5部
アクリル酸n-ブチル 7.7部
メタクリル酸 2.8部
各種試薬量を表1に示すように変えた以外は、樹脂微粒子1の水分散体と同様の条件にて、樹脂微粒子水分散体2~11を作製した。
2-ブタノン100.0部及びメタノール50.0部を入れた反応容器を窒素バブリングしながら60℃にした後、下記混合溶液をそれぞれ別容器から、同時に反応容器に60分かけて滴下した。
・2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸混合溶液
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸 9.0部
スチレン 79.3部
アクリル酸n-ブチル 10.3部
2-ブタノン 100.0部
メタノール 50.0部
ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート) 1.0部
・4-ビニルピリジン含有混合溶液
4-ビニルピリジン 1.9部
2-ブタノン 50.0部
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸混合溶液および1.0モル/L水酸化カリウム水溶液の添加量を下記のように変えた以外は樹脂微粒子12の水分散体と同様の条件にて、樹脂微粒子13の水分散体を得た。
・2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸混合溶液:
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸 4.7部
スチレン 83.1部
アクリル酸n-ブチル 10.8部
2-ブタノン 100.0部
メタノール 50.0部
ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート) 1.0部
・1.0モル/L水酸化カリウム水溶液 14.2部
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に下記材料を秤量し、混合・溶解させた。
スチレン 87.3部
アクリル酸n-ブチル 11.3部
ヘキサンジオールアクリレート 0.4部
n-ラウリルメルカプタン 3.2部
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に下記材料を秤量し、190℃でエステル化反応を行った。
プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2mol付加物) 20.0部
プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(3mol付加物) 80.0部
テレフタル酸 20.0部
イソフタル酸 20.0部
テトラブトキシチタン 0.3部
重合時間と圧力を任意に変えた以外は樹脂微粒子15の水分散体の作製と同じ条件で樹脂微粒子16~21の水分散体を得た。
エポスターMX(MX050W日本触媒(株)製)の10%水溶液を作製し、樹脂微粒子22の水分散体を得た。樹脂微粒子22の個数平均粒径を表2に示したが、樹脂微粒子22は30℃から200℃の間に比熱変化が得られなかったため、Tgの評価を行うことはできなかった。また、樹脂微粒子22はテトラヒドロフランへの溶解がほとんど起こらなかったために、Mpを評価するためのサンプル溶液を作製できなかった。そのため、Mpの評価を行うことはできなかった。樹脂微粒子22は熱硬化性樹脂であるため、分子量は50000以上であると考えらえる。
エポスターMX(MX100W日本触媒(株)製)の10%水溶液を作製し、樹脂微粒子23の水分散体を得た。樹脂微粒子23の個数平均粒径を表2に示したが、樹脂微粒子23は30℃から200℃の間に比熱変化が得られなかったため、Tgの評価を行うことはできなかった。また、樹脂微粒子23はテトラヒドロフランへの溶解がほとんど起こらなかったために、Mpを評価するためのサンプル溶液を作製できなかった。そのため、Mpの評価を行うことはできなかった。樹脂微粒子23は熱硬化性樹脂であるため、分子量は50000以上であると考えらえる。
イオン交換水 90.0部
メチルトリメトキシシラン(ケイ素化合物) 10.0部
前記材料を混合し、希塩酸を加えてpHを4.0に調整した。その後、ウォーターバスで60℃に加熱しながら1時間撹拌し、有機ケイ素化合物液1を調製した。
有機ケイ素化合物の種類を表3のように変更した以外は、有機ケイ素化合物液1の調製と同様にして、有機ケイ素化合物液2~10を調製した。
反応容器中のイオン交換水390.0部に、リン酸ナトリウム(12水和物)(ラサ工業(株)製)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保持した。
スチレン 60.0部
C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
上記材料をアトライタ(日本コークス工業(株)製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させて、顔料分散液を調製した。次いで、顔料分散液に下記材料を加えた。
スチレン 10.0部
アクリル酸n-ブチル 30.0部
ポリエステル樹脂(テレフタル酸-プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体) 5.0部
フィッシャートロプシュワックス(融点70℃) 7.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
水系媒体1の温度を70℃、撹拌装置の回転数を12000rpmに保ちながら、水系媒体1中に上記重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま撹拌装置にて12000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
高速撹拌装置からプロペラ撹拌羽根に撹拌機を変更し、150rpmで撹拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、85℃に昇温して2.0時間加熱することで重合反応を行った。イオン交換水を加えて分散液中のトナー母粒子濃度が20.0質量%になるように調整し、トナー母粒子分散液1を得た。トナー母粒子1の個数平均粒径(D1)は5.9μm、重量平均粒径(D4)は6.5μmであった。
冷却管、撹拌機、及び、窒素導入管のついた反応槽中に、以下の材料を混合した。
テレフタル酸 29.0部
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
80.0部
チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート) 0.1部
その後、200℃に加熱し、窒素を導入し生成する水を除去しながら9時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸5.8部を加え、170℃に加熱し、3時間反応させてポリエステル樹脂を合成した。
低密度ポリエチレン 20.0部(融点100℃)
スチレン 64.0部
アクリル酸n-ブチル 13.5部
アクリロニトリル 2.5部
続いて、系内に、2.0質量%のt-ブチルハイドロパーオキシドのキシレン溶液50.0部を4.5時間連続的に滴下し、冷却後溶媒を分離除去し、ポリエチレンにスチレンアクリル共重合体がグラフトしたグラフト重合体を得た。
ポリエステル樹脂 100.0部
フィッシャートロプシュワックス(融点70℃) 5.0部
グラフト重合体 5.0部
C.I.ピグメントブルー15:3 5.0部
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。次に、得られた粗砕物を、ターボ工業社製のターボ・ミルを用いて、5μm程度の微粉砕物得た後に、更にコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットしてトナー母粒子2を得た。トナー母粒子2の個数平均粒径(D1)は5.6μm、重量平均粒径(D4)は6.5μmであった。
下記材料を秤量し、混合・溶解させた。
スチレン 82.6部
アクリル酸n-ブチル 9.2部
アクリル酸 1.3部
ヘキサンジオールアクリレート 0.4部
n-ラウリルメルカプタン 3.2部
この溶液にネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)の10%水溶液を添加して、分散させた。さらに10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸カリウム0.15部をイオン交換水10.0部に溶解させた水溶液を添加した。窒素置換をした後、温度70℃で6.0時間乳化重合を行った。重合終了後、反応液を室温まで冷却し、イオン交換水を添加することで固形分濃度が12.5%、個数平均粒径が0.2μmの樹脂粒子分散液を得た。
エステルワックス(融点70℃) 100.0部
ネオゲンRK 15.0部
イオン交換水 385.0部
湿式ジェットミルJN100((株)常光製)を用いて1時間分散してワックス分散液を得た。ワックス粒子分散液の固形分濃度は20.0%であった。
C.I.ピグメントブルー15:3 100.0部
ネオゲンRK 15.0部
イオン交換水 885.0部
湿式ジェットミル JN100を用いて1時間分散して着色剤分散液を得た。着色剤分散液の固形分濃度は10.0%であった。
ワックス分散液 10.0部
着色剤分散液 10.0部
硫酸マグネシウム 0.2部
上記をホモジナイザー(IKA社製)を用いて分散させた後、撹拌させながら、65℃まで加温した。65℃で1.0時間撹拌した後、光学顕微鏡にて観察すると、個数平均粒径が6.0μmである凝集体粒子が形成されていることが確認された。ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)2.2部加えた後、80℃まで昇温して2.0時間撹拌して、融合したトナー粒子前駆体を得た。
イオン交換水 660.0部、48.5%ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液 25.0部を混合撹拌し、T.K.ホモミクサーを用いて、10000rpmにて撹拌して水系媒体を調製した。
スチレン/ブチルアクリレート共重合体(共重合比:80/20) 100.0部
ポリエステル樹脂 3.0部
(テレフタル酸-プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体)
C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
フィッシャートロプシュワックス(融点70℃) 9.0部
反応容器内に下記サンプルを秤量し、プロペラ撹拌羽根を用いて混合した。
樹脂微粒子分散液1 20.0部
トナー母粒子分散液1 500.0部
次に、希塩酸を加えて混合溶液のpHを5.5に調整した。混合溶液の温度を70℃にした後に、プロペラ撹拌羽根を用いて混合しながら、1時間保持した。
ケイ素化合物液および樹脂微粒子分散液の種類と量、およびトナー母粒子分散液の種類を表4に示すように変更した以外はトナー1の作製方法と同様にしてトナー2、4~32を得た。
ケイ素化合物液および樹脂微粒子分散液の種類と量、およびトナー母粒子分散液の種類を表4に示すように変更してトナー粒子3を得た。トナー粒子3にヘキサメチルジシラザンで処理された個数平均粒径50nmのシリカ粒子を0.5部加え、気流混合機(三井ヘンシェルミキサ、三井三池化工機株式会社製)で5分間撹拌して、トナー3を得た。
透過型電子顕微鏡によりトナー粒子の断面を観察し、トナー母粒子と樹脂微粒子が接している部分を観察する。そして、トナー1~32において、TEMのケイ素マッピング画像から、凸部の表面に有機ケイ素化合物の縮合生成物の層が形成されていることと、トナー母粒子と樹脂微粒子の界面が有機ケイ素化合物の縮合生成物の層を介さずに直接接している割合が20%以上であることを確認した。
反応容器内に下記サンプルを秤量し、プロペラ撹拌羽根を用いて混合した。
樹脂微粒子分散液1 20.0部
トナー母粒子分散液1 500.0部
次に、希塩酸を加えて混合溶液のpHを5.5に調整した。混合溶液の温度を70℃にした後に、プロペラ撹拌羽根を用いて混合しながら、1時間保持した。その後、1.0モル/L NaOH水溶液を用いてpHを9.0に調整した。更に、撹拌しながら4時間保持した後に、温度が25℃になるまで空冷した。
反応容器内に下記サンプルを秤量し、プロペラ撹拌羽根を用いて混合した。
樹脂微粒子分散液1 20.0部
トナー母粒子分散液1 500.0部
次に、希塩酸を加えて混合溶液のpHを4.0に調整した。混合溶液の温度を70℃にした後に、プロペラ撹拌羽根を用いて混合しながら、1時間保持した。その後、ヘキサメチロールメラミン初期重合体の水溶液(固形分濃度80%)を2.0部添加して1時間撹拌した後に、1.0モル/L NaOH水溶液を用いてpHを7.0に調整した。更に、撹拌しながら4時間保持した後に、温度が25℃になるまで空冷した。
反応容器内に下記サンプルを秤量し、プロペラ撹拌羽根を用いて混合した。
樹脂微粒子分散液3 20.0部
ケイ素化合物液5 60.0部
トナー母粒子分散液1 500.0部
次に、希塩酸を加えて混合溶液のpHを5.5に調整した。混合溶液の温度を70℃にした後に、プロペラ撹拌羽根を用いて混合しながら、1時間保持した。その後、1.0モル/L NaOH水溶液を用いてpHを9.0に調整した。更に、撹拌しながら4時間保持した後に、温度が25℃になるまで空冷した。
反応容器内にトナー母粒子分散液1を500.0g秤量し、プロペラ撹拌羽根を用いて混合した。
トナー1~32および比較トナー1~4を用いて、それぞれ実施例1~32、比較例1~4の評価を行った。
上記のカートリッジをプリンターのシアンステーションに装着し、常温常湿下(温度23℃、湿度60%RH)、A4サイズの普通紙office70(キヤノンマーケティングジャパン製 70g/m2)を用いて、印字率5%チャートを1枚画像出力した。その後、2枚出力して10秒間停止する動作を繰り返してトナーを補給しながら1000枚の画像を出力するごとに、現像ブレードと現像ローラ上を目視で観察し、樹脂融着発生の有無を確認した。樹脂融着が発生する耐久枚数を指標として、部材汚染を以下の基準で評価した。結果を表5に示す。
A:16000枚まで現像ブレード・現像ローラともに樹脂融着の発生なし
B:16000枚までに現像ブレード・現像ローラに樹脂融着が発生
C:10000枚までに現像ブレード・現像ローラに樹脂融着が発生
D:5000枚までに現像ブレード・現像ローラに樹脂融着が発生
上記のカートリッジをプリンターのシアンステーションに装着し、常温常湿下(温度23℃、湿度60%RH)、A4サイズの普通紙office70(キヤノンマーケティングジャパン製 70g/m2)を用いて、印字率1%チャートを1枚画像出力した後、ベタ画像を出力し、感光体から中間転写体へトナーを転写するときに装置を停止し、転写工程前の感光体上のトナー載り量M1(mg/cm2)と転写工程後の感光体上のトナー載り量M2(mg/cm2)を測定した。測定されたトナー載り量を用いて、下式より転写効率を算出して初期の転写効率とした。
転写効率(%)=(M1-M2)/M1×100
A:転写効率が95%以上
B:転写効率が90%以上95%未満
C:転写効率が85%以上90%未満
D:転写効率が85%未満
上記のカートリッジをプリンターのシアンステーションに装着し、常温常湿下(温度23℃、湿度60%RH)、A4サイズの普通紙office70(キヤノンマーケティングジャパン製 70g/m2)を用いて、紙にベタ画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を出力し、定着温度を変えて定着し評価した。紙はA4サイズの普通紙office70(キヤノンマーケティングジャパン製 70g/m2)を用いた。結果を表5に示す。
A:150℃でオフセット発生せず
B:150℃でオフセット発生
C:160℃でオフセット発生
D:170℃でオフセット発生
上記プロセスカートリッジをプリンターのシアンステーションに装着し、A4サイズの普通紙office70(キヤノンマーケティングジャパン製 70g/m2)と共に低温低湿環境(15℃/10%RH、以下L/L環境)に48時間静置した。
A:画像濃度差が0.03未満であり、帯電立ち上がりに非常に優れる
B:画像濃度差が0.03以上0.06未満であり、帯電立ち上がりに優れる
C:画像濃度差が0.06以上0.10未満である
D:画像濃度差が0.10以上である
Claims (4)
- 結着樹脂と着色剤を含むトナー母粒子と、
前記トナー母粒子の表面に樹脂微粒子に由来する凸部と、
を有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記凸部の表面が、下記式(1)で表される有機ケイ素化合物の縮合生成物で被覆されており、
前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、40℃以上110℃以下であり、
前記樹脂微粒子は、前記トナー母粒子に直接接していることを特徴とするトナー。
- 前記樹脂微粒子の個数平均粒径が、10nm以上500nm以下である請求項1に記載のトナー。
- 前記樹脂微粒子が熱可塑性樹脂を含む請求項1または2に記載のトナー。
- 前記樹脂微粒子が、イオン性官能基を含む樹脂を含む請求項1~3のいずれか1項に記載のトナー。
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