JP7225995B2 - 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
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Description
従来、電子写真法においては、感光体や静電記録体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーと呼ばれる検電性粒子を付着させて静電潜像(トナー像)を現像し、被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て、可視化する方法が一般的に使用されている。
特許文献1には、水系媒体中で、非イオン性界面活性剤の存在下、ポリエステルを含有する結着樹脂を乳化して樹脂粒子を得る工程(工程1)、前記工程1で得られた樹脂乳化粒子を凝集・合一させ合一粒子を得る工程(工程2)、合一粒子を洗浄及び固液分離してトナー粒子を得る工程(工程3)、及びトナー粒子を、0.005~0.05μmの数平均粒径を有する負帯電性無機微粒子と、0.1~0.6μmの数平均粒径を有する正帯電性有機微粒子とを含有する外添剤で表面処理してトナーを得る工程(工程4)を有する、電子写真用トナーの製造方法が開示されている。
<1> 少なくとも非イオン性界面活性剤、結着樹脂、及び、離型剤を含むトナー母粒子と、外添剤とを有し、前記非イオン性界面活性剤の含有量が、トナーの全質量に対し、0.05質量%以上1質量%以下であり、前記外添剤が、酸化スズ粒子を含む静電荷像現像用トナー。
<2> 前記酸化スズ粒子の含有量が、トナーの全質量に対し、0.1質量%以上2.0質量%以下である<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記トナーにおける前記非イオン性界面活性剤の含有量をWa、前記酸化スズ粒子の含有量をWbとしたとき、Wa/(Wa+Wb)の値が、0.024以上0.90以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記トナー母粒子が、着色剤を更に含む<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記トナー母粒子が、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを更に含む<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量が、トナーの全質量に対し、1ppm以上300ppm以下である<5>に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 前記非イオン性界面活性剤が、ポリアルキレンオキシ構造を有する化合物である<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記非イオン性界面活性剤が、ポリエチレンオキシ構造を有する化合物である<7>に記載の静電荷像現像用トナー。
<9> 前記結着樹脂が、結晶性樹脂を含む<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<10> 前記トナー母粒子が、コアシェル型粒子である<1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<11> <1>乃至<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<12> <1>乃至<10>のいずれか1つ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。
<13> <11>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。
<14> 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、<11>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。
<15> 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、<11>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。
前記<2>に係る発明によれば、前記酸化スズ粒子の含有量が、トナーの全質量に対し、0.1質量%未満又は2.0質量%超である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<3>に係る発明によれば、前記トナーにおける非イオン性界面活性剤の含有量をWa、酸化スズ粒子の含有量をWbとしたとき、Wa/(Wa+Wb)の値が、0.024未満又は0.90超である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<5>に係る発明によれば、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを含まない場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<6>に係る発明によれば、前記5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量が、トナーの全質量に対し、1ppm未満又は300ppm超である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<7>に係る発明によれば、前記非イオン性界面活性剤が、グリセリン脂肪酸エステル化合物である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<8>に係る発明によれば、前記非イオン性界面活性剤が、ポリアルキレンオキシ構造として、ポリプロピレンオキシ構造のみを有する化合物である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<9>に係る発明によれば、前記結着樹脂が、非結晶樹脂のみからなる場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<10>に係る発明によれば、前記トナー母粒子が、シェル構造を有しない粒子である場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性により優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
前記<11>乃至<15>に係る発明によれば、トナーにおいて、非イオン性界面活性剤の含有量が、トナーの全質量に対し、0.05質量%未満若しくは1質量%超であるか、又は、前記外添剤が、シリカ粒子のみを含む場合に比べ、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性に優れる静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
本明細書において、「静電荷像現像用トナー」を単に「トナー」ともいい、「静電荷像現像剤」を単に「現像剤」ともいう。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、少なくとも非イオン性界面活性剤、結着樹脂、及び、離型剤を含むトナー母粒子と、外添剤とを有し、前記非イオン性界面活性剤の含有量が、トナーの全質量に対し、0.05質量%以上1質量%以下であり、前記外添剤が、酸化スズ粒子を含む。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、上記構成により、高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性(以下、単に「色筋抑制性」ともいう。)に優れる。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
外添剤として、酸化スズ粒子を含み、かつトナー母粒子に非イオン性界面活性剤を前記範囲で含むことにより、トナー作製時において、トナーを構成する各材料のまわりに非イオン性界面活性剤が吸着することで前記各材料の分散性を保持し、得られるトナーにおいて、トナー構成成分のばらつきが少なくなり、トナー表面の各部分における帯電差が小さく、酸化スズ粒子は適度に帯電し静電的な付着力によりトナーとともに移動することにより、トナー供給口から離れた現像部においても像保持体に供給され、高温高湿環境放置後、低画像密度を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性に優れる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、外添剤を有し、前記外添剤が、酸化スズ粒子を含む。
本実施形態における外添剤の個数平均粒径の測定方法は、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4100)により観察して画像を撮影する。撮影した画像を画像解析装置((株)ニレコ製、LUZEXIII)に取り込み、画像解析によって粒子ごとの面積を求め、面積から円相当径(nm)を求める。粒子100個以上の円相当径の個数基準の累積頻度における50%径(D50p)を、個数平均粒径とする。
その他の外添剤としては、例えば、前記特定外添剤以外の無機粒子が挙げられる。その他の外添剤の材質としては、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
疎水化処理剤の量としては、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
また、その他の外添剤の含有量は、色筋抑制性の観点から、前記酸化スズ粒子の含有量よりも少ないことが好ましい。
トナー母粒子は、例えば、非イオン性界面活性剤と、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有し、非イオン性界面活性剤と、結着樹脂、着色剤、及び、離型剤を含有することが好ましい。
トナー母粒子は、非イオン性界面活性剤を含み、前記非イオン性界面活性剤の含有量は、トナーの全質量に対し、0.05質量%以上1質量%以下である。
また、非イオン性界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、及び、フッ素系界面活性剤も挙げられる。
また、非イオン性界面活性剤としては、色筋抑制性の観点から、ポリオキシエチレン(平均付加モル数:10モル以上60モル以下)アルキル(炭素数8以上18以下)エーテル化合物が好ましく、前記アルキル基の炭素数が12以上18以下であり、かつ前記平均付加モル数が12以上18以下のポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物より好ましく挙げられる。非イオン性界面活性剤として具体的には、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、又は、ポリオキシエチレンラウリルエーテルであることが特に好ましい。
市販品としては、例えば、エマルゲン150、エマルゲンA-60、エマルゲンA-90(以上、花王(株)製)等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤の含有量は、トナーの全質量に対し、0.05質量%以上1質量%以下であり、色筋抑制性の観点から、0.08質量%以上0.95質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上0.95質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以上0.95質量%以下であることが更に好ましく、0.8質量%以上0.95質量%以下であることが特に好ましい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーに含まれる非イオン性界面活性剤のうち、50質量%以上がポリアルキレンオキシ構造を有する化合物であることが好ましく、80質量%以上がポリアルキレンオキシ構造を有する化合物であることがより好ましく、90質量%以上がポリアルキレンオキシ構造を有する化合物であることが更に好ましく、100質量%がポリアルキレンオキシ構造を有する化合物であることが特に好ましい。
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(例えば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種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂は、色筋抑制性の観点から、結晶性樹脂を含むことが好ましく、非晶性樹脂、及び、結晶性樹脂を含むことがより好ましい。
結晶性樹脂の含有量は、結着樹脂の全質量に対して、2質量%以上40質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
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。
また、結着樹脂は、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。結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂の全質量に対して、2質量%以上40質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
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、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。
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数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000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(株)製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー(株)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。
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。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。
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。
結着樹脂の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(株)製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー(株)製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、テトラヒドロフラン(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。
また、トナー母粒子を白色トナー母粒子とする場合の結着樹脂の含有量は、白色トナー母粒子全体に対して、30質量%以上85質量%以下が好ましく、40質量%以上60質量%以下がより好ましい。
離型剤としては、例えば、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;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。
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。
前記トナー母粒子は、色筋抑制性の観点から、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを含むことが好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーにおける5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量は、色筋抑制性の観点から、質量基準で、0.1ppm以上1,000ppm以下であることが好ましく、1ppm以上300ppm以下であることがより好ましく、3ppm以上250ppm以下であることが更に好ましく、10ppm以上200ppm以下であることが特に好ましい。
5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを液体クロマトグラフィー(LC-UV)で予め測定した検量線によりトナー中の5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量を求める。具体的にはトナー0.05gを秤量し、テトラヒドロフランを加えた後30分間超音波抽出を行った。その後抽出液を回収し、アセトニトリルで正確に20mLとした液を試料溶液とし、液体クロマトグラフィー(LC-UV)で測定する。
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、ウルトラマリンブルー、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各種染料等が挙げられる。
着色剤は、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。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の公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母粒子に含まれる。
トナー母粒子は、単層構造のトナー母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母粒子(コアシェル型粒子)であってもよい。コア・シェル構造のトナー母粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等を含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されている。
中でも、トナー母粒子は、色筋抑制性の観点から、コアシェル型粒子であることが好ましい。
また、トナー母粒子がコアシェル型粒子である場合、色筋抑制性の観点から、前記非イオン性界面活性剤は、コア及びシェルの両方に含まれていることが好ましい。
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質量%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について、各々の粒径を測定する。サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定された粒径について、小径側から体積基準の累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
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、トナー母粒子を製造後、トナー母粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
混練粉砕法では、非イオン性界面活性剤、結着樹脂及び離型剤を含み、任意に、着色剤及び5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを含むトナー形成材料を混練して混練物を得た後、前記混練物を粉砕することによりトナー粒子を好適に作製される。
5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドは、凝集粒子形成工程において分散液中に添加してもよい。
以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー母粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
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。
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。
中でも、非イオン性界面活性剤を用いることが好ましく、非イオン性界面活性剤とアニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤とを併用することが好ましい。
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。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ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。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。
次に、樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。このとき、非イオン性界面活性剤を混合してもよいし、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを混合してもよい。
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母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。
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℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
凝集剤と共に、該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。
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;イミノ二酢酸(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
凝集剤の添加量は、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。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、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30℃から50℃高い温度以上)、かつ離型剤の融解温度以上に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー母粒子を形成する。
融合・合一工程では、樹脂粒子のガラス転移温度以上、離型剤の融解温度以上では、樹脂および離型剤が融和した状態にある。その後、冷却してトナーを得る。
トナー中の離型剤のアスペクト比を調整する方法としては、冷却時に離型剤の凝固点周辺温度で一定時間保持することで結晶成長させたり、融解温度の異なる離型剤を2種類以上使用することにより冷却中の結晶成長を促すことができ、調整できる。
凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、前記凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、を更に混合し、凝集粒子の表面に更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母粒子を形成する工程と、を経て、トナー母粒子を製造してもよい。
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を混合した二成分現像剤であってもよい。
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が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。
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」ともいう)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。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が-600V乃至-800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば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(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、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からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
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する。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によってトナー画像として現像され可視化される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエローのトナー画像が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、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
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。
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。
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。
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。
特定外添剤の個数平均粒径及び遊離量、並びに、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量は、前述した方法により測定した。
[ポリエステル樹脂粒子分散液の調製]
・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モル部
・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モル部
・テレフタル酸ジメチル:60モル部
・フマル酸ジメチル:15モル部
・ドデセニルコハク酸無水物:20モル部
・トリメリット酸無水物:5モル部
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、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220℃まで5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、淡黄色透明なポリエステル樹脂を得た。ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が35,000、数平均分子量が8,000、ガラス転移温度が59℃であった。
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。分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製し、これをポリエステル樹脂粒子分散液とした。
・マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red 238、山陽色素(株)製):70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製ネオゲンRK):1部
・イオン交換水:200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の固形分量が20質量%となるようにイオン交換水を加え、体積平均粒径190nmの着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液を得た。
・ポリエチレン系ワックス(炭化水素系ワックス:商品名「ポリワックス725(ベイカーペトロライト(株)製)」、融解温度104℃):270部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK、有効成分量:60%):13.5部(有効成分として、離型剤に対して3.0%)
・イオン交換水:21.6部
上記成分を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザ)で、内液温度120℃にて離型剤を溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液中の粒子の体積平均粒径D50は225nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20.0%になるように調整した。
・ポリエステル樹脂粒子分散液:100質量部
・着色剤粒子分散液:10質量部
・離型剤粒子分散液:9質量部
・5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリド(東京化成工業(株)製、1%水溶液に希釈して使用した。):0.2質量部
・非イオン性界面活性剤(エマルゲン150、花王(株)製):0.07質量部
・アニオン性界面活性剤(テイカ(株)製、TaycaPower):0.1質量部
・0.3M(mol/L)硝酸水溶液:0.4質量部
・イオン交換水:200質量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容して、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、加熱用オイルバス中で42℃まで加熱し30分保持した後、凝集粒子が形成されていることを確認した段階で、追加のポリエステル樹脂粒子分散液50質量部を添加後、更に30分保持した。続いて、ニトリロ3酢酸Na塩(中部キレスト(株)製、キレスト70)を全液の3質量%となるように添加した。その後1N(=mol/L)の水酸化ナトリウム水溶液をpH7.2に到達するまで穏やかに添加した後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、3.0時間保持した。その後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥してトナー母粒子1(母粒子1)を得た。
トナー母粒子1の作製において、非イオン性界面活性剤の添加量を0.91質量部、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの添加量を1.0質量部に変更した以外は、トナー母粒子1の作製と同様な方法により、トナー母粒子2(母粒子2)をそれぞれ作製した。
トナー母粒子1の作製において、非イオン性界面活性剤をそれぞれ、エマルゲンA-60(花王(株)製)、エマルゲン420(花王(株)製)、に変更した以外は、トナー母粒子1の作製と同様な方法により、トナー母粒子乃至(母粒子3乃至4)をそれぞれ作製した。
トナー母粒子1の作製において、非イオン性界面活性剤を、フッ素系界面活性剤である
S241(AGCセイミケミカル(株)製)に変更した以外は、トナー母粒子1の作製と同様な方法により、トナー母粒子5(母粒子5)をそれぞれ作製した。
-混練粉砕トナー粒子の製造-
・ポリエステル樹脂(テレフタル酸/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノールの縮重合による線状ポリエステル、Mn=4,000、Mw=12,000、Tg=62℃):100質量部
・マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red 238、山陽色素(株)製):4質量部
・5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリド(東京化成工業(株)製、1%水溶液に希釈して使用した。):0.2質量部
・エマルゲン150(花王(株)製):0.07質量部
上記各成分をヘンシェルミキサーで充分予備混合を行い、2軸型ロールミルにより溶融混練し、冷却後ジェットミルにより微粉砕を行い、更に風力式分級機で2回分級を行い、トナー母粒子6(母粒子6)を製造した。
-スチレン系トナーの製造
<<スチレン-アクリル樹脂粒子分散液の調製>>
スチレン370部、n-ブチルアクリレート30部、アクリル酸8部、ドデカンチオール24部、四臭化炭素4部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、三洋化成工業(株)製)6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)10部をイオン交換水550部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4部を溶解したイオン交換水50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、150nmであり、Tg=58℃、重量平均分子量Mw=11,500の樹脂粒子が分散されたスチレン-アクリル樹脂粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は40質量%であった。
スチレン-アクリル樹脂粒子分散液:100部
着色剤分散液:10部
離型剤分散液:9部
ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学工業(株)製、Paho2S):0.5部
5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリド:0.2部
非イオン性界面活性剤(エマルゲン150、花王(株)製):0.07部
イオン交換水:200部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら40℃まで加熱した。40℃で30分保持した後、D50が4.5μmの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて56℃で1時間保持し、D50は5.3μmとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に26質量部のスチレン-アクリル樹脂粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液、1N(=mol/L)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80℃まで加熱し、4時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子7(母粒子7)を得た。
表1に記載のトナー母粒子に対して、表1に記載の個数平均粒径の酸化スズ粒子を表1に記載の含有量(トナーの全質量に対する含有量)となる量を用い、前記トナー母粒子と前記酸化スズ粒子とをサンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、トナー(静電荷像現像用トナー)を調製した。得られた各トナーの体積平均粒径は、6.5μmであった。
トナー母粒子1を用い、酸化スズを平均個数粒径200nm シリカTG-6020(Cabot社製)に変更し、1.0質量部添加した以外は、実施例1のトナーの作製と同様な方法により、比較例6のトナーを作製した。
得られた静電荷像現像用トナーを8質量部と樹脂被覆されたフェライトキャリア(平均粒子径35μm)92質量部とをVブレンダーにて混合し、現像剤(静電荷像現像剤)をそれぞれ作製した。
高温高湿環境放置後、低画像密度の印刷を連続して行った場合であっても、像保持体の幅方向の一端部分における色筋抑制性の評価は、次のようにして行った。
富士ゼロックス(株)製「700Digital Color Press」を準備し、その現像器に得られた現像剤を充填した。
高温高湿下(28℃85%RH)で1日放置後に、画像密度1%の画像を、A4用紙に100,000枚連続で出力した。
マグロールへのトナー供給口から反対側の像保持体の幅方向の一端部分の位置において形成された画像部分の色筋発生を目視で観察し、以下の基準により評価を行った。
G1:色筋発生した印刷画像用紙なし
G2:色筋発生した印刷画像用紙が1枚以上5枚以下である
G3:色筋発生した印刷画像用紙が5枚を超え10枚以下である
G4:色筋発生した印刷画像用紙が10枚を超え15枚以下である
G5:色筋発生した印刷画像用紙が15枚を超える
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(像保持体クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写ベルトクリーニング装置(中間転写体クリーニング手段の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
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(像保持体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)
Claims (15)
- 少なくとも非イオン性界面活性剤、結着樹脂、及び、離型剤を含むトナー母粒子と、
外添剤とを有し、
前記非イオン性界面活性剤の含有量が、トナーの全質量に対し、0.05質量%以上1質量%以下であり、
前記外添剤が、酸化スズ粒子を含む
静電荷像現像用トナー。 - 前記酸化スズ粒子の含有量が、トナーの全質量に対し、0.1質量%以上2.0質量%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーにおける前記非イオン性界面活性剤の含有量をWa、前記酸化スズ粒子の含有量をWbとしたとき、Wa/(Wa+Wb)の値が、0.024以上0.90以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子が、着色剤を更に含む請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子が、5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドを更に含む請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記5’-クロロ-3-ヒドロキシ-2’-メトキシ-2-ナフトアニリドの含有量が、トナーの全質量に対し、1ppm以上300ppm以下である請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記非イオン性界面活性剤が、ポリアルキレンオキシ構造を有する化合物である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記非イオン性界面活性剤が、ポリエチレンオキシ構造を有する化合物である請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂が、結晶性樹脂を含む請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母粒子が、コアシェル型粒子である請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1乃至請求項10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。
- 請求項1乃至請求項10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。
- 請求項11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。
- 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11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。 - 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11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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