(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023005752
(43)【公開日】2023-01-18
(54)【発明の名称】トナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及び、トナー収容ユニット
(51)【国際特許分類】
G03G 9/093 20060101AFI20230111BHJP
G03G 9/097 20060101ALI20230111BHJP
G03G 9/087 20060101ALI20230111BHJP
G03G 9/08 20060101ALI20230111BHJP
【FI】
G03G9/093
G03G9/097 365
G03G9/087 325
G03G9/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021107912
(22)【出願日】2021-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100116713
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 正己
(72)【発明者】
【氏名】久國 大地
(72)【発明者】
【氏名】武井 章生
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 彰法
(72)【発明者】
【氏名】高橋 輪太郎
(72)【発明者】
【氏名】行川 真広
(72)【発明者】
【氏名】原島 朋美
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA01
2H500AA08
2H500CA03
2H500EA12A
2H500EA16A
2H500EA16B
2H500EA52B
2H500EA60A
2H500FA04
(57)【要約】
【課題】優れた低温定着性および耐熱保存性を両立し、機械的耐久性不足による現像機内でのクリーニング不良が発生することなく、高品位な画像が提供できるトナーを提供することを目的とする。
【解決手段】結着樹脂、離型剤及び着色剤を含む芯粒子と、前記芯粒子の表面に配置された樹脂微粒子と、からなるトナー母体粒子を含有してなるトナーであって、50℃における前記芯粒子の弾性率GI(50)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(50)との差[GS(50)-GI(50)]が0.80GPa以上であり、かつ、100℃における前記芯粒子の弾性率GI(100)と前記樹脂微粒子の弾性率GS(100)との差[GS(100)-GI(100)]が0.30GPa以下であることを特徴とするトナー。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂、離型剤及び着色剤を含む芯粒子と、前記芯粒子の表面に配置された樹脂微粒子と、からなるトナー母体粒子を含有してなるトナーであって、
50℃における前記芯粒子の弾性率GI(50)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(50)との差[GS(50)-GI(50)]が0.80GPa以上であり、かつ、
100℃における前記芯粒子の弾性率GI(100)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(100)との差[GS(100)-GI(100)]が0.30GPa以下である
ことを特徴とするトナー。
【請求項2】
前記樹脂微粒子がコア樹脂と前記コア樹脂の少なくとも一部の表面を被覆するシェル樹脂とから構成される、請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
前記樹脂微粒子は、少なくともカルボン酸基を有する1種類以上のスチレンアクリル樹脂からなる、請求項1または2に記載のトナー。
【請求項4】
前記樹脂微粒子の体積平均粒径が10nm以上100nm以下である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項5】
前記樹脂微粒子の最も近い粒子間距離の標準偏差が300nm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項6】
示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)が20℃以上60℃以下であり、前記トナーのテトラヒドロフラン(THF)に不溶な成分のDSCの昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)は-40℃以上10℃以下のである、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
【請求項8】
静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する、トナーを備える現像手段と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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像を定着する定着手段と、を含み、
前記トナーが、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項9】
静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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像を定着する定着工程と、を含み、
前記トナーが、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトナーである
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項10】
請求項7に記載の現像剤を収容した現像剤収容容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及び、トナー収容ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、トナーには、出力画像の高品質化のための小粒径化と耐高温オフセット性、省エネルギー化のための低温定着性が要求されている。定着時における消費電力は画像形成工程における消費電力の多くを占めるため、低温定着性の向上は非常に重要である。
トナーの低温定着性を向上させるためには、前記トナーに低融点の材料を使用する必要がある。しかしながら、低融点の材料を用いて製造されたトナーは、耐熱保存性に乏しくなるだけでなく、粒子の付着力が高くなり、感光体やクリーニングブレードへのトナー固着により、クリーニング不良などのシステム上の問題が発生してしまうという課題があった。
【0003】
低温定着性と信頼性の両立を目的として、特許文献1においては、コアシェル型のトナーであって、コア層がスチレンアクリル変性ポリエステル樹脂を含有し、前記コア層が、スチレンアクリル樹脂成分で覆われたシェル用球状粒子により被覆されたトナーが提案されている。これにより、長期に亘る継続使用によっても静電的な凝集が発生せず、画像斑点故障を抑制することができる。
【0004】
また、特許文献2においては、コア層及びシェル層のそれぞれにおける軟化温度の関係性を適切に設定することで、低温定着性と耐熱保存性の両立を図っている。しかしながら、これらの方法においては、低温定着性と耐ストレス性の両立という観点では効果が十分でなく、上述したようなトナーの信頼性に関わる問題に対しては、更なる改善の余地があった。
【0005】
一方、低温定着性及び耐熱保存性が優れかつ粒度分布がシャープなトナーバインダーとすることを狙いとした複合樹脂粒子、及び複合樹脂粒子の製造方法が提案されている。2種の樹脂を同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子が樹脂粒子の表面に付着した複合樹脂粒子を形成した後、樹脂微粒子の樹脂の一部又は全部を除去する除去工程を含む複合樹脂粒子の製造方法が提案されている。樹脂微粒子の樹脂の酸価を制御することで、選択的にアルカリ水溶液に溶解させつつ、複合樹脂粒子形成の両立、樹脂の弾性率を制御することで複合樹脂粒子を形成しやすくし、低温定着性及び信頼性に優れた複合微粒子が提案されている(例えば、特許文献3~5参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、優れた低温定着性および耐熱保存性を両立し、機械的耐久性不足による現像器内でのクリーニング不良が発生することのないトナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。
結着樹脂、離型剤及び着色剤を含む芯粒子と、前記芯粒子の表面に配置された樹脂微粒子と、からなるトナー母体粒子を含有してなるトナーであって、
50℃における前記芯粒子の弾性率GI(50)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(50)との差[GS(50)-GI(50)]が0.80GPa以上であり、かつ、
100℃における前記芯粒子の弾性率GI(100)と前記樹脂微粒子の弾性率GS(100)との差[GS(100)-GI(100)]が0.30GPa以下である
ことを特徴とするトナー。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、優れた低温定着性および耐熱保存性を両立し、機械的耐久性不足による現像器内でのクリーニング不良が発生することのないトナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は、本発明の実施形態の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【
図2】
図2は、プロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【
図3】
図3は、ガラス転移温度(オンセット値)を説明するための図である。
【
図4】
図4は、本発明の実施形態の実施形態のトナーのトナー表面上の樹脂微粒子の存在状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係るトナー、現像剤及び画像形成装置、画像形成方法、及び、トナー収容容器について図面を参照しながら説明する。
なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【0011】
<トナー>
本発明のトナーは、結着樹脂、離型剤及び着色剤を含む芯粒子と、前記芯粒子の表面に配置された樹脂微粒子と、からなるトナー母体粒子を含有してなるトナーである。
トナー表面に樹脂微粒子が存在することで、この樹脂微粒子がトナー母体粒子の芯粒子を部分的に保護するシェルのような機能を発現し、耐熱保存性やトナーの機械的耐久性を向上することができる。また、トナー母体粒子の芯粒子の表面にシェル層を形成し、芯粒子を完全に被覆してしまう場合に比べて、定着時におけるトナー同士の熱伝導を阻害せず、良好な低温定着性を発現することが可能である。
【0012】
さらに、本発明者らは鋭意検討した結果、下記の条件を満足するようトナー母体および樹脂微粒子を設計することで、低温定着性と信頼性について、最も優れた品質を発現できることを発見した。すなわち、本発明のトナーは、50℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と該芯粒子の表面の樹脂微粒子の弾性率の差が0.80GPa以上であり、かつ100℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と該芯粒子の表面の樹脂微粒子の弾性率の差が0.30GPa以下であることを特徴とする。
50℃における弾性率の差は0.80GPa以上1.50以下であることが好ましく、100℃における弾性率の差は0GPa以上0.30GPa以下であることが好ましい。
なお、本発明における弾性率とはヤング率を意味する。
【0013】
50℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と該芯粒子の表面の樹脂微粒子の弾性率の差が0.80GPaよりも小さい場合、樹脂微粒子に期待されるトナー母体表面の保護作用が発現されず、信頼性が悪化してしまう。
また、100℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と該芯粒子の表面の樹脂微粒子の弾性率との差が0.30GPaより大きい場合、樹脂微粒子とトナー母体粒子の芯粒子との親和性が確保できないためか、十分な低温定着性が発現できなかった。
【0014】
ポリエステル樹脂はトナーに可塑性を付与する。本発明のトナーにおけるテトラヒドロフラン(THF)に不溶な成分は、Tgや溶融粘性を低下させ、低温定着性を担保しつつ、分子骨格中に分岐構造を有し、分子鎖が三次元的な網目構造となるため、低温で変形するが流動しないというゴム的な性質を有することになる。
前記THFに不溶な成分はポリエステル樹脂成分であることが好ましく、その成分のDSCの昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)が-40℃以上10℃以下であることが好ましい。このTHFに不溶な成分はポリエステル(プレポリマー)に由来する。
プレポリマーに由来するポリエステル樹脂がトナー中に存在することによって弾性率を適切な値にすることができ、保存性と低温定着性との両立が可能となる。
前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)が20℃以上60℃以下であり、30℃以上50℃以下であることが低温定着性と保存性を良好にする点でより好ましい。
前記THFに可溶な成分はポリエステル樹脂成分であることが好ましく、その成分のDSCの昇温2回目におけるガラス転移温度(Tg2nd)が45℃以上65℃以下であることが好ましい。
【0015】
前記THFに不溶なポリエステル樹脂成分は主に重量平均分子量(Mw)100,000~200,000の大きい非晶質ポリエステル樹脂に由来する成分であり、前記THFに可溶なポリエステル樹脂成分は主に重量平均分子量(Mw)3,000~10,000である非晶質ポリエステル樹脂に由来する成分である。
【0016】
従来技術では、THFに不溶なポリエステル樹脂成分とTHFに可溶なポリエステル樹脂成分の比率の適正化により課題解決を図ってきた。しかし、THFに不溶なポリエステル樹脂成分を多く入れすぎるとTgが低下してしまい、保存性が担保できなくなる。また、トナーの耐ストレス性が悪化し、現像器内の攪拌で受ける熱的・機械的ストレスにより、トナー表面の流動化剤などが埋没してしまいトナー粒子の付着力が大きくなってしまう。その結果、転写プロセスにおいて、画像ぼそつき等の不具合が発生することが懸念される。一方、THFに不溶なポリエステル樹脂成分が少なすぎると可塑性の付与が不十分となり低温定着性を満足できなくなる。また必要な弾性が付与されず高温オフセットが悪化し、定着可能領域が狭くなることや、画像光沢性も高くなりすぎてしまうことが懸念される。
【0017】
<樹脂微粒子>
前記樹脂微粒子は、少なくともカルボン酸基を有する1種類以上のスチレンアクリル樹脂であることが好ましく、ビニルモノマーを単独重合又は共重合して得られる。また、前記樹脂微粒子はスチレンアクリル樹脂(a1)とスチレンアクリル樹脂(a2)との2種類のスチレンアクリル樹脂から構成されることが好ましく、さらにはスチレンアクリル樹脂(a1)をシェル、スチレンアクリル樹脂(a2)をコアとするコアシェル構造を形成していることがより好ましい。樹脂(a1)、樹脂(a2)からなるビニル系ユニットを含有する樹脂微粒子のうち樹脂(a2)は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。
【0018】
ビニルモノマーとしては、下記(1)~(10)が挙げられる。
(1)ビニル炭化水素
ビニル炭化水素としては、(1-1)脂肪族ビニル炭化水素、(1-2)脂環式ビニル炭化水素及び(1-3)芳香族ビニル炭化水素等が挙げられる。
(1-1)脂肪族ビニル炭化水素
脂肪族ビニル炭化水素としては、アルケン及びアルカジエン等が挙げられる。
アルケンの具体的な例としてはエチレン、プロピレン及びα-オレフィン等が挙げられる。
アルカジエンの具体的な例としてはブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,6-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等が挙げられる。
【0019】
(1-2)脂環式ビニル炭化水素
脂環式ビニル炭化水素としては、モノ-もしくはジ-シクロアルケン及びアルカジエンが挙げられ、具体的な例としては(ジ)シクロペンタジエン、テルペン等が挙げられる。
【0020】
(1-3)芳香族ビニル炭化水素
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体等が挙げられ、具体的にはα-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン及びビニルナフタレン等が挙げられる。
【0021】
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩
カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩としては、炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)、不飽和ジカルボン酸(塩)並びにその無水物(塩)及びそのモノアルキル(炭素数1~24)エステル又はその塩等が挙げられる。
【0022】
具体的には、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー及びこれらの金属塩等が挙げられる。
【0023】
本発明において「(塩)」とは、酸又はその塩を意味する。
例えば炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)とは、不飽和モノカルボン酸あるいはその塩を意味する。
本発明において「(メタ)アクリル」とは、メタクリル酸あるいはアクリル酸を意味する。
本発明において「(メタ)アクリロイル」とは、メタクリロイルあるいはアクリロイルを意味する。本発明において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートあるいはアクリレートを意味する。
【0024】
(3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩
スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩としては、炭素数2~14のアルケンスルホン酸(塩)、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)及びアルキルアリルスルホコハク酸(塩)等が挙げられる。
【0025】
具体的には、炭素数2~14のアルケンスルホン酸としてはビニルスルホン酸(塩)等が挙げられ、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)としてはα-メチルスチレンスルホン酸(塩)等が挙げられ、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)としてはスルホプロピル(メタ)アクリレート(塩)、硫酸エステル(塩)もしくはスルホン酸基含有ビニルモノマー(塩)等が挙げられる。
【0026】
(4)燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩:
燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩としては、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)燐酸モノエステル(塩)及び(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)等が挙げられる。
【0027】
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)燐酸モノエステル(塩)の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート(塩)及びフェニル-2-アクリロイロキシエチルホスフェート(塩)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)の具体例としては、2-アクリロイルオキシエチルホスホン酸(塩)等が挙げられる。
【0028】
上記(2)~(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩が挙げられる。
【0029】
(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー
ヒドロキシル基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール、2-ブテン-1,4-ジオール、プロパルギルアルコール、2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び蔗糖アリルエーテル等が挙げられる。
(6)含窒素ビニルモノマー
含窒素ビニルモノマーとしては、(6-1)アミノ基含有ビニルモノマー、(6-2)アミド基含有ビニルモノマー、(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマー、(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー及び(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
【0030】
(6-1)アミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(6-2)アミド基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド及びN-メチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等が挙げられる。
(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等が挙げられる。
(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマーとしてはニトロスチレン等が挙げられる。
【0031】
(7)エポキシ基含有ビニルモノマー
エポキシ基含有ビニルモノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及びp-ビニルフェニルフェニルオキサイド等が挙げられる。
【0032】
(8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー
ハロゲン元素含有ビニルモノマーとしては、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等が挙げられる。
【0033】
(9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン
(9-1)ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4-ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα-エトキシアクリレート、炭素数1~50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等)]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2~8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2~8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニルモノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート[多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
【0034】
(9-2)ビニル(チオ)エーテルとしては、例えばビニルメチルエーテル等が挙げられる。
(9-3)ビニルケトンとしては、例えばビニルメチルケトン等が挙げられる。
【0035】
(10)その他のビニルモノマー
その他のビニルモノマーとしては、テトラフルオロエチレン、フルオロアクリレート、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及びm-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。
【0036】
樹脂(a1)の合成には、上記(1)~(10)のビニルモノマーの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
樹脂(a1)としては、本発明の複合樹脂粒子の低温定着性の観点から好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体及び(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、更に好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
樹脂(a1)、樹脂(a2)からなるビニル系ユニットを含有する樹脂微粒子のうち樹脂(a2)は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、樹脂(a1)のポリマーと同様のものが挙げられる。
【0037】
樹脂(a2)の合成には、上記樹脂(a1)で挙げた(1)~(10)のビニルモノマーの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
樹脂(a2)としては、本発明の樹脂粒子の低温定着性の観点から好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体及び(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、更に好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
【0038】
樹脂(a1)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性の損失弾性率G”は、1.5~100Mpaであり、好ましくは1.7~30Mpa、更に好ましくは2.0~10Mpaである。
樹脂(a2)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性の損失弾性率G”は、0.01~1.0Mpaであり、好ましくは0.02~0.5Mpa、更に好ましくは0.05~0.3Mpaである。
この範囲であれば樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子を形成しやすい。
【0039】
樹脂(a1)及び(a2)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性の損失弾性率G”は、構成モノマーの種類及びその構成比を変えることや、重合条件(開始剤、連鎖移動剤の種類及び使用量、並びに反応温度等)で調整することができる。
【0040】
具体的には、例えば以下のような組成にすることで各々のG”を前述の範囲に調整することが可能となる。
(1)樹脂(a1)の構成単量体から計算されるガラス転移温度(Tg1)、及び樹脂(a2)の構成単量体から計算されるガラス転移温度(Tg2)について、Tg1を好ましくは0~150℃、更に好ましくは50~100℃とし、Tg2を好ましくは-30~100℃、更に好ましくは0~80℃、最も好ましくは30~60℃とする。
【0041】
<トナーTg1st、THF不溶分のTga1st、樹脂微粒子(A)、樹脂微粒子(B)のTg1st>
トナー1gを100mLのTHF中に投入し、ソックスレー抽出を行い、THF可溶分と不溶分を得た。これを真空乾燥機にて24時間乾燥させ、THF可溶分からポリエステル樹脂成分C(実施例9~11では結晶性ポリエステル樹脂Dとの混合物)が得られ、THF不溶分からポリエステル樹脂成分Aとポリエステル樹脂成分Bの混合物が得られた。これらを対象試料とした。また、トナーTg1st、トナーTg2ndを測定するにあたってはトナーを対象試料とした。
【0042】
次に、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次いで、窒素雰囲気下、-80℃から昇温速度1.0℃/minで150℃まで加熱した(昇温1回目)。その後、150℃から降温速度1.0℃/minで-80℃まで冷却させ、更に昇温速度1.0℃/minで150℃まで加熱(昇温2回目)した。この昇温1回目、及び昇温2回目のそれぞれにおいて、示差走査熱量計(「Q-200」、TAインスツルメント社製)を用いてDSC曲線を計測した。
得られたDSC曲線から、Q-200システム中の解析プログラムを用いて、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温1回目におけるガラス転移温度Tg1stを求めた。
【0043】
得られるDSC曲線から、Q-200システム中の解析プログラムを用いて、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温1回目におけるガラス転移温度Tg1stを求めることができる。
【0044】
また、得られるDSC曲線から、Q-200システム中の解析プログラムを用いて、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温1回目における吸熱ピークトップ温度を融点として求めることができる。
【0045】
また、トナーのTHFに不溶な成分においては、モジュレーションモードを用いて、モジュレーション温度振幅:±1.0℃/分を与えながら、-80℃から昇温速度1.0℃/minで150℃まで加熱した(昇温1回目)。そして、得られたDSC曲線を前記と同様にQ-200システム中の解析プログラムを用いて、「ReversingHeatFrow」を縦軸にとることでDSCカーブを得、
図3に示すオンセット値をTgとした。これにより、Tga1st、Tgb1stを求めた。
【0046】
<ポリエステル樹脂成分A、B及びCの質量比>
上記ソックスレー抽出により得られたTHF可溶分からポリエステル樹脂成分Cと結晶性ポリエステル樹脂Dの質量比を求め、ポリエステル樹脂成分Cと結晶性ポリエステル樹脂Dの組成比を求めた。また、上記ソックスレー抽出により得られたTHF不溶分からポリエステル樹脂成分AとBの混合物の質量比を求め、ポリエステル樹脂成分Aとポリエステル樹脂成分Bの組成比を求めた。
【0047】
上記の条件を満たす構成単量体として、樹脂(a1)については、例えば樹脂(a1)の合計質量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10質量%~80質量%、更に好ましくは30質量%~60質量%含有し、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を好ましくは合計10質量%~60質量%、更に好ましくは合計30質量%~50質量%含有する樹脂が挙げられる。
【0048】
また樹脂(a2)については、例えば樹脂(a2)の合計重量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10質量%~100質量%、更に好ましくは30質量%~90質量%含有し、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a2)の合計重量に基づいて、好ましくは合計0質量%~7.5質量%、更に好ましくは合計0質量%~2.5質量%含有する樹脂が挙げられる。
【0049】
重合条件(開始剤、連鎖移動剤の種類及び使用量、並びに反応温度等)で調整することで、樹脂(a1)及び樹脂(a2)の数平均分子量(Mn1)及び(Mn2)について、(Mn1)を、好ましくは2,000~2,000,000、更に好ましくは20,000~200,000とし、(Mn2)を、好ましくは1,000~1,000,000、更に好ましくは10,000~100,000とする。
【0050】
本発明における粘弾性特性の損失弾性率G”は、例えば下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置:ARES-24A(レオメトリック社製)
治具:25mmパラレルプレート
周波数:1Hz
歪み率:10%
昇温速度:5℃/min
【0051】
樹脂(a1)の酸価(AVa1)は、好ましくは75mgKOH/g~400mgKOH/gであり、更に好ましくは150mgKOH/g~300mgKOH/gである。
この範囲であれば樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含むビニル系ユニットを含有する樹脂微粒子(A)がトナーの表面に付着した粒子を形成しやすい。
酸価がこの範囲にある樹脂(a1)は、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a1)の合計質量に基づいて、好ましくは合計10~60質量%、更に好ましくは合計30~50質量%含有する樹脂である。
【0052】
樹脂(a2)は、低温定着性の観点から、その酸価(AVa2)が好ましくは0mgKOH/g~50mgKOH/gであり、更に好ましくは0mgKOH/g~20mgKOH/g、最も好ましくは0mgKOH/gである。
酸価がこの範囲にある樹脂(a2)はメタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a2)の合計質量に基づいて、好ましくは合計0質量%~7.5質量%、更に好ましくは合計0質量%~2.5質量%含有する樹脂である。
本発明における酸価は、JIS K0070:1992の方法で測定する。
【0053】
前記樹脂(a1)のガラス転移温度は、前記樹脂(a2)のガラス転移温度より高いことが好ましい。
この範囲であれば樹脂微粒子(A)がトナーの表面に付着したトナー粒子の形成しやすさと、本発明のトナー粒子の低温定着性のバランスに優れる。
【0054】
樹脂(a1)のガラス転移温度は、樹脂(a2)のガラス転移温度より更に好ましくは10℃以上高いことであり、特に好ましくは20℃以上高いことである。
樹脂(a1)のガラス転移温度(以下Tgと略記する)は、好ましくは0℃以上150℃以下であり、更に好ましくは50℃以上100℃以下である。0℃以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、150℃以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
【0055】
樹脂(a2)のTgは、好ましくは-30以上100℃以下であり、更に好ましくは0℃以上80℃以下、最も好ましくは30℃以上60℃以下である。-30℃以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、100℃以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
【0056】
本発明におけるTgは、「DSC20、SSC/580」[セイコー電子工業(株)製]を用いて、ASTM D3418-82に規定の方法(DSC)で測定する。
【0057】
樹脂(a1)の溶解性パラメータ(以下SP値と略記する)は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子の形成しやすさの観点から好ましくは9~13(cal/cm3)1/2、であり、更に好ましくは9.5~12.5(cal/cm3)1/2、特に好ましくは10.5~11.5(cal/cm3)1/2である。
樹脂(a1)のSP値は、構成するモノマーの種類及びその構成比を変えることで調整することができる。
【0058】
樹脂(a2)のSP値は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)がトナー粒子の表面に付着した複合樹脂粒子の形成しやすさの観点から好ましくは8.5(cal/cm3)1/2以上12.5(cal/cm3)1/2以下であり、更に好ましくは9(cal/cm3)1/2以上12(cal/cm3)1/2以下、特に好ましくは10(cal/cm3)1/2以上11(cal/cm3)1/2以下である。
樹脂(a2)のSP値は、構成するモノマーの種類及びその構成比を変えることで調整することができる。
【0059】
本発明におけるSP値は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算する。
【0060】
樹脂(a1)中に、樹脂(a1)のTg及びその他モノマーとの共重合性の観点から、樹脂(a1)の合計質量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~80質量%、更に好ましくは30~60質量%含有する。
樹脂(a2)中に、樹脂(a2)のTg及びその他ビニルモノマーとの共重合性の観点から、樹脂(a2)の合計質量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~100質量%、更に好ましくは30~90質量%含有する。
【0061】
樹脂(a1)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは2,000~2,000,000であり、更に好ましくは20,000~200,000である。2,000以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、2,000,000以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
【0062】
樹脂(a1)の重量平均分子量は、前記樹脂(a2)の重量平均分子量より大きいことが好ましい。
この範囲であれば樹脂微粒子(A)がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子の形成しやすさと、本発明の樹脂粒子の低温定着性のバランスに優れる。
【0063】
樹脂(a1)の重量平均分子量は、樹脂(a2)の重量平均分子量より更に好ましくは1.5倍以上大きいことであり、特に好ましくは2.0倍以上大きいことである。
樹脂(a1)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20,000~20,000,000であり、更に好ましくは200,000~2,000,000である。
20,000以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、20,000,000以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
【0064】
樹脂(a2)のMnは、好ましくは1,000~1,000,000であり、更に好ましくは10,000~100,000である。1,000以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、1,000,000以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
【0065】
樹脂(a2)のMwは、好ましくは10,000~10,000,000であり、更に好ましくは100,000~1,000,000である。10,000以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、10,000,000以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
中でも樹脂(a1)のMwが200,000~2,000,000で、樹脂(a2)のMwが100,000~500,000で、かつ「(a1)のMw」>「(a2)のMw」であることが好ましい。
【0066】
本発明におけるMn及びMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、以下の条件で測定することができる。
装置(一例):「HLC-8120」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「TSK GEL GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度:40℃
試料溶液:0.25質量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をグラスフィルターでろ別したもの)
溶液注入量:100μl
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー株式会社製]
【0067】
また、前記樹脂微粒子(A)を単独で用いることもできるが、2種類のスチレンアクリル樹脂(樹脂(a1)、樹脂(a2))から成る樹脂微粒子(A)と1種類のスチレンアクリル樹脂から成る樹脂微粒子(B)を併用することで本発明のトナーが得られる。乳化中に予め混合した前記樹脂微粒子(A)及び樹脂微粒子(B)がトナー表面に均一に付着し、後述する洗浄工程により前記トナー表面に付着した樹脂微粒子Bと樹脂微粒子(A)中の樹脂a1の全てまたは一部が取り除かれることで樹脂微粒子(A)を隙間を空けて均一に付着させることができる。
【0068】
樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)を製造する方法としては公知の製造方法が挙げられるが、例えば次のような製造方法(I)~(V)等が挙げられる。
(I)水性分散液中の樹脂(a1)の微粒子をシードとして、樹脂(a2)の構成モノマーをシード重合する方法。
(II)水性分散液中の樹脂(a2)の微粒子をシードとして、樹脂(a1)の構成モノマーをシード重合する方法。
(III)樹脂(a1)及び樹脂(a2)の混合物を水性媒体に乳化して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
(IV)樹脂(a1)と樹脂(a2)の構成モノマーの混合物とを水性媒体に乳化した後に、樹脂(a2)の構成モノマーを重合して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
(V)樹脂(a2)と樹脂(a1)の構成モノマーの混合物とを水性媒体に乳化した後に、樹脂(a1)の構成モノマーを重合して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
【0069】
なお、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)であることは、樹脂微粒子(A)の切断面を公知の表面元素分析装置(TOF-SIMS及びEDX-SEM等)を用いて元素マッピング画像の観察及び樹脂(a1)と樹脂(a2)に含まれる官能基に応じた染色剤で染色した樹脂微粒子(A)の切断面の電子顕微鏡観察画像の観察を行うことにより確認することができる。
また、前記の方法で得られる樹脂微粒子は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子(A)の他に樹脂(a1)のみを構成樹脂成分とする樹脂微粒子及び樹脂(a2)のみを構成樹脂成分とする樹脂微粒子を含む混合物として得られる場合があるが、後述する複合化工程においては、混合物のまま用いてもよく、樹脂微粒子(A)だけを単離して用いてもよい。
【0070】
(I)の具体例としては、(a1)の構成モノマーを滴下重合して樹脂(a1)を含む樹脂微粒子の水性分散液を製造した後、これをシードとして樹脂(a2)の構成モノマーをシード重合する方法及びあらかじめ溶液重合等で製造した樹脂(a1)を水に乳化分散した後、これをシードとして樹脂(a2)の構成モノマーをシード重合する方法等が挙げられる。
【0071】
(II)の具体例としては、樹脂(a2)の構成モノマーを滴下重合して樹脂(a2)を含む樹脂微粒子の水性分散液を製造した後、これをシードとして樹脂(a1)の構成モノマーをシード重合する方法及びあらかじめ溶液重合等で製造した(a2)を水に乳化分散した後、これをシードとして樹脂(a1)の構成モノマーをシード重合する方法等が挙げられる。
【0072】
(III)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した樹脂(a1)及び樹脂(a2)の溶液又は溶融物を混合した後、これを水性媒体に乳化分散する方法等が挙げられる。
【0073】
(IV)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した樹脂(a1)を樹脂(a2)の構成モノマーと混合し、これを水性媒体に乳化分散した後、(a2)の構成モノマーを重合する方法、及び、樹脂(a2)の構成モノマー中で樹脂(a1)を製造した後、その混合物を水性媒体に乳化分散した後、(a2)の構成モノマーを重合する方法等が挙げられる。
【0074】
(V)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した樹脂(a2)を樹脂(a1)の構成モノマーと混合し、これを水性媒体に乳化分散した後、樹脂(a1)の構成モノマーを重合する方法、及び、樹脂(a1)の構成モノマー中で樹脂(a2)を製造した後、その混合物を水性媒体に乳化分散した後、(a1)の構成モノマーを重合する方法等が挙げられる。
【0075】
(I)~(V)のいずれの製造方法も好適である。
【0076】
樹脂微粒子(A)は水性分散液として用いることが好ましく、分散液の水性媒体としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、水に界面活性剤(D)を含有させた水溶液等が挙げられる。
【0077】
樹脂微粒子(B)は1種類のスチレンアクリル樹脂から構成される前記樹脂(a)と同様の作成方法で得られる。樹脂微粒子(B)は樹脂微粒子(A)同様水性分散液として用いることが好ましく、分散液の水性媒体としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、水に界面活性剤(D)を含有させた水溶液等が挙げられる。
【0078】
界面活性剤(D)としては、ノニオン性界面活性剤(D1)、アニオン性界面活性剤(D2)、カチオン性界面活性剤(D3)、両性界面活性剤(D4)及びその他の乳化分散剤(D5)が挙げられる。
更に必要に応じて、緩衝剤として、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が、また保護コロイドとして、水溶性セルロース化合物及びポリメタクリル酸のアルカリ金属塩等が適量使用できる。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。
【0079】
ノニオン性界面活性剤(D1)としては、例えばAO付加型ノニオン性界面活性剤及び多価アルコール型ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
AO付加型ノニオン性界面活性剤としては、炭素数10~20の脂肪族アルコールのEO付加物、フェノールのEO付加物、ノニルフェノールのEO付加物、炭素数8~22のアルキルアミンのEO付加物及びポリ(オキシプロピレン)グリコールのEO付加物等が挙げられる。
多価アルコール型ノニオン性界面活性剤としては、多価(3~8価又はそれ以上)アルコール(炭素数2~30)の脂肪酸(炭素数8~24)エステル(例えばグリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート及びソルビタンモノオレエート等)及びアルキル(炭素数4~24)ポリ(重合度1~10)グリコシド等が挙げられる。
【0080】
アニオン性界面活性剤(D2)としては、炭素数8~24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩、炭素数8~24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩、炭素数8~24の炭化水素基を有するスルホン酸塩、炭素数8~24の炭化水素基を1個又は2個有するスルホコハク酸塩、炭素数8~24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩、炭素数8~24の炭化水素基を有する脂肪酸塩及び炭素数8~24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩等が挙げられる。
具体的には、炭素数8~24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩としては、ラウリルエーテル酢酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等が挙げられる。
【0081】
炭素数8~24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩としては、ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有するスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
【0082】
炭素数8~24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩としては、ラウリルリン酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有する脂肪酸塩としては、ラウリン酸ナトリウム及びラウリン酸トリエタノールアミン等が挙げられる。
【0083】
炭素数8~24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩としては、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸トリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸ナトリウム及びラウロイルメチル-β-アラニンナトリウム等が挙げられる。
【0084】
カチオン性界面活性剤(D3)としては、第4級アンモニウム塩型及びアミン塩型が挙げられる。
具体的には、第4級アンモニウム塩型としては、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム及びエチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等が挙げられる。
アミン塩型としては、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩及びオレイルアミン乳酸塩等が挙げられる。
【0085】
両性界面活性剤(D4)としては、ベタイン型両性界面活性剤及びアミノ酸型両性界面活性剤等が挙げられる。
ベタイン型両性界面活性剤としては、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン及びラウリルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。
アミノ酸型両性界面活性剤としては、β-ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等が挙げられる。
【0086】
その他の乳化分散剤(D5)としては、例えば反応性活性剤[ラジカル反応性を有するものであれば特に制限されず、具体的にはアデカリアソープ{登録商標、(株)ADEKA製}SE-10N、SR-10、SR-20、SR-30、ER-20、ER-30、アクアロン{登録商標、第一工業製薬(株)製}HS-10、KH-05、KH-10、KH-1025、エレミノール{登録商標、三洋化成工業(株)製}JS-20、ラテムル{登録商標、花王(株)製}PD-104、PD-420、PD-430、イオネット{登録商標、三洋化成工業(株)製}MO-200]、ポリビニルアルコール、デンプン及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体並びにポリアクリル酸ソーダ等のカルボキシル基含有(共)重合体及び米国特許第5906704号明細書に記載のウレタン基又はエステル基を有する乳化分散剤(例えばポリカプロラクトンポリオールとポリエーテルジオールをポリイソシアネートで連結させたもの)等が挙げられる。
【0087】
界面活性剤(D)としては、乳化及び分散させる際に、油滴を安定化させ、所望の形状を得ながら、粒度分布をシャープにする観点から、好ましくは(D1)、(D2)、(D5)及びこれらの併用であり、更に好ましくは(D1)と(D5)の併用及び(D2)と(D5)の併用である。
【0088】
本発明における樹脂微粒子(A)は、樹脂(a1)及び樹脂(a2)に加え、その他の樹脂成分、開始剤(及びその残渣)、連鎖移動剤、酸化防止剤、可塑剤、防腐剤、還元剤及び有機溶剤等を含有していてもよい。
【0089】
その他の樹脂成分としては、樹脂(a1)及び樹脂(a2)に用いた樹脂以外のビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【0090】
開始剤(及びその残渣)としては、公知のラジカル重合開始剤等が挙げられ、具体的には、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩開始剤、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオキサイド、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート及びターシャリーブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。
【0091】
連鎖移動剤としては、n-ドデシルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン、2-エチルヘキシルチオグリコレート、2-メルカプトエタノール、β-メルカプトプロピオン酸及びα-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
【0092】
酸化防止剤としては、フェノール化合物、パラフェニレンジアミン、ハイドロキノン、有機硫黄化合物及び有機燐化合物等が挙げられる。
【0093】
フェノール化合物としては、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′-メチレン-ビス-(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2′-メチレン-ビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4′-チオビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4′-ブチリデンビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス-(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3′-ビス(4′-ヒドロキシ-3′-t-ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ-ルエステル及びトコフェロール等が挙げられる。
【0094】
パラフェニレンジアミンとしては、N-フェニル-N′-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-イソプロピル-p-フェニレンジアミン及びN,N′-ジメチル-N,N′-ジ-t-ブチル-p-フェニレンジアミン等が挙げられる。
【0095】
ハイドロキノンとしては、2,5-ジ-t-オクチルハイドロキノン、2,6-ジドデシルハイドロキノン、2-ドデシルハイドロキノン、2-ドデシル-5-クロロハイドロキノン、2-t-オクチル-5-メチルハイドロキノン及び2-(2-オクタデセニル)-5-メチルハイドロキノン等が挙げられる。
【0096】
有機硫黄化合物としては、ジラウリル-3,3′-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3′-チオジプロピオネート及びジテトラデシル-3,3′-チオジプロピオネート等が挙げられる。
【0097】
有機燐化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4-ジブチルフェノキシ)ホスフィン等が挙げられる。
【0098】
可塑剤としては、フタル酸エステル、脂肪族2塩基酸エステル、トリメリット酸エステル、燐酸エステル及び脂肪酸エステル等が挙げられる。
具体的には、フタル酸エステルとしては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル等が挙げられる。
脂肪族2塩基酸エステルとしては、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル及びセバシン酸-2-エチルヘキシル等が挙げられる。
トリメリット酸エステルとしては、トリメリット酸トリ-2-エチルヘキシル及びトリメリット酸トリオクチル等が挙げられる。
燐酸エステルとしては、リン酸トリエチル、リン酸トリ-2-エチルヘキシル及びリン酸トリクレジール等が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、オレイン酸ブチル等が挙げられる。
【0099】
防腐剤としては、有機窒素硫黄化合物防腐剤及び有機硫黄ハロゲン化物防腐剤等が挙げられる。
【0100】
還元剤としては、アスコルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖及びホルムアルデヒドスルホキシラート金属塩等の還元性有機化合物並びにチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム及びメタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物等が挙げられる。
【0101】
有機溶剤としては、ケトン溶媒[例えばアセトン及びメチルエチルケトン(以下、MEKと略記)]、エステル溶媒(例えば酢酸エチル及びγ-ブチロラクトン)、エーテル溶媒(例えばTHF)、アミド溶媒(例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン及びN-メチルカプロラクタム)、アルコール溶媒(例えばイソプロピルアルコール)及び芳香族炭化水素溶媒(例えばトルエン及びキシレン)等が挙げられる。
【0102】
<結着樹脂>
結着樹脂としては、トナー用の樹脂として公知のものを何れも用いることができるが、より優れた低温定着性を発現するためには、ポリエステル樹脂を用いることが好ましく、特に、2種の非晶性ポリエステル樹脂を用い、うち1種類がウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することが更に好ましい。ウレタン結合又はウレア結合を有することで、ウレタン結合又はウレア結合が擬似架橋点のような挙動を示し、ゴム的性質が強くなり、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。ポリエステル樹脂の組成としては、適宜変更することが可能であり、後述する顔料やワックスなどの離型剤との親和性を加味したものでもよいし、モノマーとして例えばジオール成分やジカルボン酸成分等が挙げられる。
【0103】
-ジオール成分-
前記ジオール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数4~12の脂肪族ジオールが好ましい。
これらのジオールは、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。
【0104】
-ジカルボン酸成分-
前記ジカルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
【0105】
前記芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
これらのジカルボン酸は、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。
溶融特性を制御する目的で、分岐成分、架橋成分を含んでもよい。
【0106】
前記分岐成分、架橋成分として、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能脂肪族アルコール、トリメリット酸等の多官能カルボン酸、ヘキサメチレンジイソシアネートの3両体からなるイソシアヌレートなどがモノマー成分として挙げられる。
結着樹脂の含有量は、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能であるが、例えばトナー母体中に10~95質量%含まれることが好ましい。上記範囲であると、定着性、帯電特性等に優れる。
【0107】
<結晶性ポリエステル樹脂>
結晶性ポリエステル樹脂(以下、「結晶性ポリエステル」とも称する)は、低温定着性と耐熱保存性との両立を図るために含有することが好ましい。
結晶性ポリエステルの製造に用いられるモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述のジオール成分、ジカルボン酸成分などが挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂の融点としては、低温定着性の点から、60℃~120℃が好ましい。
【0108】
また、前記結晶性ポリエステルは、残存するモノマーオリゴマーが少ないことが好ましい。
前記結晶性ポリエステルの重量平均分子量としては、10,000以上が好ましい。なお、重合平均分子量の上限に制限はないが、製造しやすさ等の観点から、35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂のトナーへの導入方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。一般的には、ビーズミルなどによって結晶性ポリエステル樹脂を機械的に破砕・分散し、分散液の状態で導入する方法やなどが挙げられる。
【0109】
<その他の成分>
結着樹脂に含有されるその他の成分としては、結晶性ポリエステル以外であって、トナー用の樹脂として公知のものを何れも用いることができる。これらの中でも、より優れた低温定着性を発現するためには、非晶性ポリエステル樹脂(以下、「非晶質ポリエステル樹脂」、「非晶質ポリエステル」とも称する)を用いることが好ましい。更に、2種の非晶性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。ポリステル樹脂の組成としては、適宜変更することが可能であり、後述する顔料やワックスなどの離型剤との親和性を加味したものでもよいし、モノマーとして例えば、ジオール成分やジカルボン酸成分でもよい。
【0110】
-ジオール成分-
前記ジオール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数4~12の脂肪族ジオールが好ましい。
これらのジオールは、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。
【0111】
-ジカルボン酸成分-
前記ジカルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
【0112】
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
【0113】
これらのジカルボン酸は、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。
溶融特性を制御する目的で、分岐成分、架橋成分を含んでもよい。
前記分岐成分、架橋成分として、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能脂肪族アルコール、トリメリット酸等の多官能カルボン酸、ヘキサメチレンジイソシアネートの3両体からなるイソシアヌレートなどがモノマー成分として挙げられる。
【0114】
ポリエステル樹脂の含有量としては、前記結着樹脂全体に対して、90質量%以上が好ましい。なお、ポリエステル樹脂の含有量の上限値としては、100質量%が好ましい。前記ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステルと非晶質ポリエステルとの両方を指す。したがって、結晶性ポリエステルと非晶質ポリエステルとを含むトナーにおいては、ポリエステル樹脂の含有量は、結晶性ポリエステルの含有量と非晶質ポリエステルの含有量の合計のことを指す。
ポリエステル樹脂の含有量が、90質量%以上であると、低温定着性を向上させることができる。
【0115】
結着樹脂の含有量としては、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤などを含有したトナー母体粒子に対して、10質量%~95質量%が好ましい。上記範囲であると、低温定着性、帯電特性等に優れる。
【0116】
<ハイブリッド樹脂>
本発明においては、トナー中に縮重合系樹脂とスチレン系樹脂とを含む複合樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂を含み、各々独立した反応経路を有する二つの重合系樹脂成分が部分的に化学結合してなり、かつその少なくとも一方がポリエステル樹脂と同じ重合系の樹脂成分からなる非晶性ハイブリッド樹脂を含有することが好ましい。これにより結晶性ポリエステル樹脂のトナー中での分散性を改良することができる。結晶性ポリエステルのトナー表面への露出を制御するとともに、トナー内部で結晶性ポリエステルを均一に分散させることで、低温定着性と耐熱保存性の両立に寄与できる。
【0117】
各々独立した反応経路を有する二つの重合系樹脂の原料モノマーの混合物に加えて、さらに原料モノマーの一つとして該二つの重合系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得るモノマー(両反応性モノマー)を混合して得られた樹脂が好ましい。
【0118】
両反応性モノマーは、分子内に、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、第1級アミノ基および第2級アミノ基からなる群より選ばれた少なくとも1種の官能基と、エチレン性不飽和結合とを有するモノマーであることが好ましく、このような両反応性モノマーを用いることにより、分散相となる樹脂の分散性を向上させることができる。両反応性モノマーの具体例としては、例えば、アクリル酸、フマル酸、メタクリル酸、シトラコン酸、マレイン酸等が挙げられ、これらのなかではアクリル酸、メタクリル酸及びフマル酸が好ましい。
【0119】
両反応性モノマーの使用量は、縮重合系樹脂の原料モノマー100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましい。なお、本発明において、両反応性モノマーはその性能の特異性から、縮重合系樹脂の原料モノマー、付加重合系樹脂の原料モノマーとは別のモノマーとして扱う。
【0120】
本発明において、ハイブリッド樹脂を、以上の原料モノマー混合物及び両反応性モノマーを用いて、該二つの重合反応を行わせることにより得る際には、重合反応の進行及び完結が時間的に同時である必要はなく、それぞれの反応機構に応じて反応温度及び時間を適当に選択し、反応を進行、完結させればよい。
例えば、本発明におけるハイブリッド樹脂の製造方法では、縮重合系樹脂の原料モノマー、付加重合系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー、重合開始剤等の触媒等を混合し、まず、主として50~180℃でラジカル重合反応により縮重合反応が可能な官能基を有する付加重合系樹脂成分を得、次いで反応温度を190~270℃に上昇させた後、主として縮重合反応により縮重合系樹脂成分の形成を行わせることが好ましい。
【0121】
非晶質ハイブリッド樹脂の軟化点は、80~170℃、好ましくは90~160℃、より好ましくは95~155℃であるのが望ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非晶質ハイブリッド樹脂の質量比には特に制限はないが、前記ポリエステル樹脂:前記非晶質ハイブリッド樹脂の比が50/100~200/100が好ましい。
【0122】
縮重合系樹脂の原料モノマーとしては、カルボン酸成分として、コハク酸系誘導体が用いられていることが好ましい。
スチレン系樹脂の原料モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体が用いられる。
スチレン誘導体の含有量は、スチレン系樹脂の原料モノマー中、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。
【0123】
スチレン誘導体以外に用いられ得るスチレン系樹脂の原料モノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸のエステル;ビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物類等が挙げられる。
【0124】
これらの中では、トナーの低温定着性及び帯電安定性の観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、上記の観点から、1~22が好ましく、8~18がより好ましい。なお、該アルキルエステルの炭素数は、エステルを構成するアルコール成分由来の炭素数を言う。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0125】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、トナーの低温定着性、保存性及び帯電安定性の観点から、スチレン系樹脂の原料モノマー中、50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。
前記ハイブリッド樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記結晶性ポリエステルの部数に対して15質量%以上であることが好ましい。前記含有量が15%未満であると、結晶性ポリエステルを内部分散する効果が弱く、結晶性ポリエステルが過剰に表面に配置されてしまうことがある。
【0126】
<着色剤>
本発明のトナーに用いる着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染料や顔料など、従来公知の染料や顔料を使用することができる。これらは、単独あるいは混合して使用することが可能であり、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。
これらの着色剤の含有量は、トナーの結着樹脂成分に対して、1質量%~30質量%が好ましく、3質量%~20質量%がより好ましい。
【0127】
<離型剤>
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素などが挙げられる。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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
【0128】
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンなどが挙げられる。
前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。
前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。
【0129】
前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。
前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。
前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。
これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
【0130】
前記離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50℃~100℃が好ましく、60℃~90℃がより好ましい。前記融点が50℃~100℃であると、以下の不具合を防止できる。
・耐熱保存性に悪影響を与える不具合
・低温での定着時にコールドオフセットを起こす不具合
【0131】
前記離型剤の融点は、例えば、示差走査熱量計(TA-60WS及びDSC-60、島津製作所製)を用いて測定することができる。
まず、離型剤5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC-60システム中の解析プログラムを用いて、2nd.ヒーティングにおける融解熱の最大ピーク温度を融点として求めることができる。
【0132】
前記離型剤の溶融粘度としては、100℃における測定値として、5mPa・sec~100mPa・secが好ましく、5mPa・sec~50mPa・secがより好ましく、5mPa・sec~20mPa・secが特に好ましい。前記溶融粘度が、5mPa・sec未満であると、離型性が低下することがあり、100mPa・secを超えると、耐ホットオフセット性、及び低温での離型性が低下することがある。
【0133】
前記離型剤の含有量としては、前記トナー100質量部に対して、3質量部以上15質量部以下が好ましく、3質量部以上13質量部がより好ましい。前記含有量が、3質量部以上15質量部以下であると、以下の不具合を防止できる。
・耐ホットオフセット性が低下する不具合
・耐熱保存性の低下や、キャリア、感光体及びブレードへのトナーの付着(フィルミング)が発生する不具合
【0134】
<その他の成分>
前記その他の成分としては、通常のトナーに用いられるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電制御剤、外添剤などが挙げられる。
【0135】
<帯電制御剤>
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP-51、含金属アゾ染料のボントロンS-34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE-82、サリチル酸系金属錯体のE-84、フェノール系縮合物のE-89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP-302、TP-415(以上、保土谷化学工業社製)、LRA-901、ホウ素錯体であるLR-147(日本カーリット社製)などが挙げられる。
【0136】
前記帯電制御剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下が好ましく、0.02質量部以上2質量部以下がより好ましい。前記含有量が、0.01質量部以上5質量部以下であると、以下の不具合を防止できる。
・帯電立ち上り性や帯電量が十分でなく、トナー画像に影響を及ぼす不具合
・トナーの帯電性が大きすぎ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く不具合
【0137】
<<外添剤>>
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、脂肪酸金属塩、金属酸化物、疎水化処理された酸化チタン、フルオロポリマーなどが挙げられる。
前記脂肪酸金属塩としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモンなどが挙げられる。
【0138】
前記シリカの市販品としては、例えば、R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル社製)などが挙げられる。
前記酸化チタンの市販品としては、例えば、P-25(日本アエロジル社製)、STT-30、STT-65C-S(いずれも、チタン工業社製)、TAF-140(富士チタン工業社製)、MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(いずれも、テイカ社製)などが挙げられる。
【0139】
前記疎水化処理された酸化チタンの市販品としては、例えば、T-805(日本アエロジル社製)、STT-30A、STT-65S-S(いずれも、チタン工業社製)、TAF-500T、TAF-1500T(いずれも、富士チタン工業社製)、MT-100S、MT-100T(いずれも、テイカ社製)、IT-S(石原産業社製)などが挙げられる。
疎水化処理の方法としては、例えば、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤で処理する方法などが挙げられる。
【0140】
前記外添剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下が好ましく、0.3質量部以上3質量部以下がより好ましい。
前記外添剤の一次粒子の平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100nm以下が好ましく、3nm以上70nm以下がより好ましい。前記平均粒径が、3nm未満であると、外添剤がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくいことがあり、100nmを超えると、感光体表面を不均一に傷つけることがある。
【0141】
<トナーの特性>
本発明のトナーは、以下の特性を有する。それぞれの測定方法について、以下に記載する。
(1)トナー母体粒子表面に樹脂微粒子が複数個存在すること。
(2)50℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と芯粒子表面の樹脂微粒子との弾性率の差が0.80GPa以上であり、かつ100℃におけるトナー母体粒子の芯粒子と、該芯粒子表面の樹脂微粒子との弾性率の差が0.30GPa以下の範囲であること。
【0142】
<トナー母体粒子の芯粒子及び芯粒子表面の樹脂微粒子の弾性率測定方法>
トナー母体粒子の芯粒子と該芯粒子表面の樹脂微粒子の弾性率の測定は以下のようにして行う。
(1)超音波による外添剤の遊離処理で外添剤を極力除去し母体に近い状態にする。
(外添剤の遊離方法)
[1]100mlのスクリュー管に、界面活性剤を含有した5%水溶液(商品名ノイゲンET-165、第一工業製薬株式会社製)を50ml添加し、その混合液にトナー3gを加えて静かに上下左右に動かす。その後、トナーが分散溶液になじむようにボールミルで30分間撹拌する。
[2]その後、超音波ホモジナイザー(商品名homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS有限会社製)を用いて、出力40Wに設定し、60分間超音波エネルギーを付与する。
(超音波条件)
振動時間:60分連続
振幅:40W
振動開始温度:23±1.5℃。
振動中温度:23±1.5℃
[3]分散液をろ紙(商品名定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄しろ過し、遊離した添加剤を除去後、トナー粒子を乾燥させる。
【0143】
(2)芯粒子内部測定用試料の調製
(1)で得られた粒子をエポキシ樹脂(30分硬化型)に包埋後、UltraSONIC ダイヤナイフ(5V、33kHz)を用いてウルトラミクロトーム(FEED=80nm、SPEED=0.05mm/s)で薄片化し、シリコンウエハ上に採取する。
【0144】
(3)弾性率測定
[1]芯粒子内部の弾性率測定
(2)で得られたシリコンウエハをSPM(走査型プローブ顕微鏡)用磁性試料板に固定し、Dimension Fastscan (Bruker AXS社製)を用いて下記条件で測定する。母体芯粒子断面の端から500nm以上の芯粒子内部を測定し、フォースカーブを得る。得られたフォースカーブから下記式(1)を用いて複合ヤング率を算出する。
【数1】
E
*:複合ヤング率
R:チップ先端曲率半径
d:チップ―サンプルセパレーション
得られた複合ヤング率から下記式(2)を用いての芯粒子内部のヤング率を算出する。
【数2】
v
s:芯粒子内部のポアソン比
E
s:芯粒子内部のヤング率
v
tip:カンチレバーのポアソン比
E
tip:カンチレバーのヤング率
1粒子に対して3点かつ20個以上の粒子にて測定し得られた芯粒子内部のヤング率の平均値をとることが好ましい。
[条件]
Mode:Peak Force QNM
Scan size:20μm
Scan rate:0.5Hz
Resolution:256
カンチレバー:RESTPA-525
Peak Force Setpoint:200nN
測定温度:50℃、100℃
【0145】
[2]芯粒子内部の弾性率測定
(1)で得た粒子をSPM(走査型プローブ顕微鏡)用磁性試料板に固定し、Dimension Fastscan (Bruker AXS社製)を用いて[1]と同じ条件で測定する。
1個の芯粒子表面上の任意の樹脂微粒子を3点かつ20粒子を測定し、芯粒子表面上の樹脂微粒子のヤング率の平均値をとることが好ましい。
【0146】
<樹脂微粒子間の距離>
(1)超音波による外添剤の遊離処理で外添剤を極力除去し母体に近い状態にする。
(外添剤の遊離方法)
[1]100mlのスクリュー管に、界面活性剤を含有した5%水溶液(商品名ノイゲンET-165、第一工業製薬株式会社製)を50ml添加し、その混合液にトナー3gを加えて静かに上下左右に動かす。その後、トナーが分散溶液になじむようにボールミルで30分間撹拌する。
[2]その後、超音波ホモジナイザー(商品名homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS有限会社製)を用いて、出力40Wに設定し、60分間超音波エネルギーを付与する。
超音波条件
振動時間:60分連続
振幅:40W
振動開始温度:23±1.5℃。
振動中温度:23±1.5℃
[3]分散液をろ紙(商品名定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄しろ過し、遊離した添加剤を除去後、トナー粒子を乾燥させる。
(2)(1)で得られたトナーを走査型電子顕微鏡(SEM)で観察する。まず、反射電子像を観察することでSiを含有する外添剤やフィラーを検出する。
(3)(2)の画像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化し、前記外添剤とフィラーを排除する。
次に(2)と同じ位置で二次電子画像を観察する。樹脂微粒子は反射電子画像では観察されず、二次電子画像でのみ観察されるため、(3)で得られた画像と照合し、残存外添剤とフィラー以外の部分((3)で排除した以外の部分)に存在する微粒子を樹脂微粒子とし前記画像処理ソフトを使用し粒子間距離(粒子の中心と中心を結ぶ距離)を測定する。
樹脂微粒子間距離の標準偏差は、粒子間距離をxとすると、下記式(3)で算出する。
【数1】
[撮影条件]
走査型電子顕微鏡:SU-8230
撮影倍率:35000倍
撮影像:SE(L):二次電子、BSE(反射電子)、
加速電圧:2.0kV
加速電流:1.0μA
プローブ電流:Normal
焦点モード:UHR
WD:8.0mm
【0147】
<トナーの製造方法>
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、湿式造粒法、粉砕法などが挙げられる。前記湿式造粒法としては、例えば、溶解懸濁法、乳化凝集法などが挙げられる。混練による分子切断、及び高分子量樹脂と低分子量樹脂との均一混練の難しさから、結着樹脂の混練を伴わない製造方法である、溶解懸濁法、乳化凝集法が好ましく、トナー粒子中の樹脂均一性の観点から溶解懸濁法がより好ましい。
【0148】
-溶解懸濁法-
前記溶解懸濁法としては、例えば、トナー材料相調製工程と、水系媒体相調製工程と、乳化乃至分散液調製工程と、有機溶剤除去工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む方法などが挙げられる。
【0149】
--トナー材料相(油相)調製工程--
前記トナー材料相調製工程は、少なくとも前記結着樹脂を含有し、更に必要に応じて、前記着色剤、前記離型剤などを含有するトナー材料を有機溶剤中に溶解又は分散させてトナー材料の溶解乃至分散液(トナー材料相又は油相と呼ぶこともある。)を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、除去の容易性の点で沸点が150℃未満の揮発性のものが好ましい。
前記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。これらの中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。
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。
前記有機溶剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー材料100質量部に対して300質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、25質量部~70質量部が特に好ましい。
【0150】
--水系媒体相(水相)調製工程--
前記水系媒体相調製工程としては、水系媒体相を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。この工程においては、水系媒体中に樹脂微粒子を含む水系媒体相を調製することが好ましい。
【0151】
前記水系媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、水と混和可能な溶剤、これらの混合物などが挙げられる。これらの中でも、水が特に好ましい。
前記水と混和可能な溶剤としては、水と混和可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類、低級ケトン類などが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどが挙げられる。
前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
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。
【0152】
前記水系媒体相の調製は、例えば、界面活性剤の存在下で前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させることにより行う。前記水系媒体中に前記界面活性剤、前記樹脂微粒子などを適宜加えるのは、前記トナー材料の分散を良好にするためである。
前記界面活性剤と前記樹脂微粒子の前記水系媒体中への添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、それぞれ、前記水系媒体に対して0.5質量%~10質量%が好ましい。
【0153】
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルジアリールエーテルジスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、グリセリールボレイト脂肪酸エステルなどが挙げられる。
前記樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。前記樹脂微粒子の材質としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。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。
これらの中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
【0154】
前記ビニル系樹脂としては、例えば、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸-アクリル酸エステル重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体などが挙げられる。
【0155】
前記樹脂微粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10nm以上100nm以下が好ましく、10nm以上50nm以下がより好ましい。
前記水系媒体相の調製においては、分散剤としてセルロースを用いてもよい。前記セルロースとしては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどが挙げられる。
【0156】
--乳化乃至分散液調製工程--
前記乳化乃至分散液調製工程としては、前記トナー材料の溶解乃至分散液(トナー材料相)と前記水系媒体相とを混合して乳化乃至分散させて乳化乃至分散液を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
乳化乃至分散の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の分散機などを用いて行うことができる。前記分散機としては、例えば、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機などが挙げられる。
【0157】
前記トナー材料相100質量部に対する前記水系媒体相の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50質量部~2,000質量部が好ましく、100質量部~1,000質量部がより好ましい。前記使用量が、50~2,000質量部であると、以下の不具合を防止できる。
・トナー材料相の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない不具合
・経済的でなくなる不具合
【0158】
--有機溶剤除去工程--
前記有機溶剤除去工程としては、前記乳化乃至分散液から前記有機溶剤を除去し脱溶剤スラリーを得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記有機溶剤の除去は、(1)反応系全体を徐々に昇温させて、前記乳化乃至分散液の油滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法、(2)前記乳化乃至分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、前記乳化乃至分散液の油滴中の有機溶剤を完全に除去する方法などが挙げられる。有機溶剤の除去が行われるとトナー粒子が形成される。
【0159】
--その他の工程--
前記その他の工程としては、例えば、洗浄工程、乾燥工程などが挙げられる。
---洗浄工程---
前記洗浄工程としては、前記有機溶剤除去工程の後に、前記脱溶剤スラリーを水で洗浄する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記水としては、例えば、イオン交換水などが挙げられる。
洗浄工程においては洗浄液に水酸化ナトリウム等のアルカリを添加することが好ましい。アルカリ洗浄を行うことでトナー芯粒子に付着したコアシェル型樹脂微粒子のシェル部分が除去されることによってトナーの低温定着性が担保される。
---乾燥工程---
前記乾燥工程としては、前記洗浄工程で得られたトナー粒子を乾燥する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0160】
-粉砕法-
前記粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂を含有するトナー材料を溶融混練したものを、粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練は、前記トナー材料を混合して得られた混合物を溶融混練機に仕込んで行う。前記溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機などが挙げられる。具体的には、例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダーなどが挙げられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
【0161】
前記粉砕は、前記溶融混練で得られた混練物を粉砕する工程である。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を所定粒径の粒子に調整する工程である。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離器などにより、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
【0162】
(現像剤)
本発明の現像剤は、本発明の前記トナーを含有する。前記現像剤は、一成分現像剤として使用してもよく、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。中でも、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の層厚規制部材へのトナーの融着がなく、現像手段の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
また、前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像手段における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、本発明の現像剤は補給用現像剤として使用することも可能である。
【0163】
<キャリア>
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
【0164】
<<芯材>>
前記芯材としては、磁性を有する粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケルが好ましい。また、近年著しく進む環境面への適応性を配慮した場合、前記フェライトとしては、従来の銅-亜鉛系フェライトではなく、マンガンフェライト、マンガン-マグネシウムフェライト、マンガン-ストロンチウムフェライト、マンガン-マグネシウム-ストロンチウムフェライト、リチウム系フェライトが好ましい。
【0165】
<<樹脂層>>
前記樹脂層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂などが挙げられる。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。
【0166】
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂;アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で変性した変性シリコーン樹脂などが挙げられる。
前記シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができる。
【0167】
前記ストレートシリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
【0168】
前記変性シリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKR206(アルキド変性シリコーン樹脂)、KR5208(アクリル変性シリコーン樹脂)、ES1001N(エポキシ変性シリコーン樹脂)、KR305(ウレタン変性シリコーン樹脂);東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2115(エポキシ変性シリコーン樹脂)、SR2110(アルキド変性シリコーン樹脂)などが挙げられる。
なお、前記シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
【0169】
前記樹脂層を形成する成分の前記キャリアにおける含有量としては、0.01質量%~5.0質量%が好ましい。前記含有量が、0.01質量%~5.0質量%であると、以下の不具合を防止できる。
・前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができない不具合
・前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られない不具合
前記現像剤が二成分現像剤である場合の前記トナーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記キャリア100質量部に対して、2.0質量部~12.0質量部が好ましく、2.5質量部~10.0質量部がより好ましい。
【0170】
(現像剤収容容器)
本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器は特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、容器本体とキャップを有するもの等が挙げられる。
また、容器本体の大きさ、形状、構造、材質等も特に限定されないが、形状は円筒状等であることが好ましい。特に内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物である現像剤が排出口側に移行することが可能であり、スパイラル状の凹凸の一部又は全てが蛇腹機能を有することが好ましい。また、材質は寸法精度がよいものが好ましい。その例としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂成分ABS樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂材料が挙げられる。
【0171】
現像剤収容容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れるため、後述するプロセスカートリッジ、画像形成装置等に着脱可能に取り付け、現像剤の補給に使用することができる。
【0172】
(画像形成装置、及び画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明に関する画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程とを少なくとも含み、
更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【0173】
<静電潜像担持体>
前記静電潜像担持体の材質、構造、大きさとしては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
静電潜像担持体の線速としては、300mm/s以上であることが好ましい。
【0174】
<静電潜像形成手段及び静電潜像形成工程>
前記静電潜像形成手段としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材とを少なくとも有する手段などが挙げられる。
【0175】
前記静電潜像形成工程としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段を用いて行うことができる。
【0176】
<<帯電部材及び帯電>>
前記帯電部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
【0177】
前記帯電は、例えば、前記帯電部材を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電部材の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等どのような形態をとってもよく、前記画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択することができる。
【0178】
前記帯電部材としては、前記接触式の帯電部材に限定されるものではないが、帯電部材から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電部材を用いることが好ましい。
【0179】
<<露光部材及び露光>>
前記露光部材としては、前記帯電部材により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、
形成すべき像様に露光を行うことができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光部材などが挙げられる。
【0180】
前記露光部材に用いられる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
【0181】
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
【0182】
前記露光は、例えば、前記露光部材を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【0183】
<現像手段及び現像工程>
前記現像手段としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像であるトナー像を形成する、トナーを備える現像手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記現像工程としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像であるトナー像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段としては、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に前記トナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像装置が好ましい。
【0184】
<その他の手段及びその他の工程>
前記その他の手段としては、例えば、転写手段、定着手段、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、転写工程、定着工程、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
【0185】
<<転写手段及び転写工程>>
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、特に制限はなく、
目的に応じて適宜選択することができるが、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、特に制限はなく、
目的に応じて適宜選択することができるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
【0186】
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
【0187】
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
【0188】
<<定着手段及び定着工程>>
前記定着手段としては、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であれば、
特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、
特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写するごとに行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
【0189】
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱は、80℃~200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段とともにあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程における面圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10N/cm2~80N/cm2であることが好ましい。
【0190】
<<クリーニング手段及びクリーニング工程>>
前記クリーニング手段としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング工程としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記クリーニング手段により行うことができる。
【0191】
<<除電手段及び除電工程>>
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記除電手段により行うことができる。
【0192】
<<リサイクル手段及びリサイクル工程>>
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記リサイクル手段により行うことができる。
【0193】
次に、本発明の画像形成装置により画像を形成する方法を実施する一の態様について、
図1を参照しながら説明する。本実施形態の画像形成装置としては、プリンターが例として示されているが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、複合機等のトナーを用いて画像を形成することが可能であれば、特に限定されない。
画像形成装置は、給紙部210と、搬送部220と、作像部230と、転写部240と、定着器250とを備えている。
給紙部210は、給紙される紙Pが積載された給紙カセット211と、給紙カセット211に積載された紙Pを一枚ずつ給紙する給紙ローラ212を備えている。
【0194】
搬送部220は、給紙ローラ212により給紙された紙Pを転写部240の方向へ搬送するローラ221と、ローラ221により搬送された紙Pの先端部を挟み込んで待機し、紙を所定のタイミングで転写部240に送り出す一対のタイミングローラ222と、カラートナー像が定着した紙Pを排紙トレイ224に排出する排紙ローラ223を備えている。
【0195】
作像部230は、所定の間隔をおいて、図中、左方から右方に向かって順に、イエロートナーを有した現像剤を用いて画像を形成する画像形成ユニットYと、シアントナーを有した現像剤を用いる画像形成ユニットCと、マゼンタトナーを有した現像剤を用いる画像形成ユニットMと、ブラックトナーを有した現像剤を用いる画像形成ユニットKと、露光器233を備えている。
なお、画像形成ユニット(Y,C,M,K)のうち、任意の画像形成ユニットを示す場合には、画像形成ユニットという。
【0196】
また、現像剤は、トナーとキャリアを有する。4つの画像形成ユニット(Y,C,M,
K)は、それぞれに用いられる現像剤が異なるのみで、機械的な構成は実質的に同一である。
【0197】
転写部240は、駆動ローラ241及び従動ローラ242と、駆動ローラ241の駆動に伴い、図中、反時計回りに回転することが可能な中間転写ベルト243と、中間転写ベルト243を挟んで、感光体ドラム231に対向して設けられた一次転写ローラ(244Y,244C,244M,244K)と、トナー像の紙への転写位置において中間転写ベルト243を挟んで対向して設けられた二次対向ローラ245及び二次転写ローラ246を備えている。
【0198】
定着器250は、ヒータが内部に設けられており、紙Pを加熱する定着ベルト251と、該定着ベルト251に対して回転可能に加圧することによりニップを形成する加圧ローラ252とを備えている。これにより、紙P上のカラートナー像に熱と圧力が印加されて、カラートナー像が定着する。カラートナー像が定着した紙Pは、排紙ローラ223により排紙トレイ224に排紙され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【0199】
(プロセスカートリッジ)
本発明に関するプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。
【0200】
前記現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内に収容された現像剤を担持するとともに搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。
【0201】
図2に、本発明に関するプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ110は、感光体ドラム10、コロナ帯電器58、現像器40、転写ローラ80及びクリーニング装置90を有する。
【実施例0202】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の記載中「部」及び「%」はそれぞれ「質量部」及び「質量%」を表す。
【0203】
(製造例1)
〔樹脂微粒子(A1-1)の水性分散液(W1-1)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、水3760部、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬製、アクアロンKH-1025)150部を仕込み、200回転/分で撹拌して均一化した。加熱して系内温度75℃まで昇温させた後、10%過硫酸アンモニウム水溶液90部を加えてから、スチレン430部、ブチルアクリレート270部、及びメタクリル酸300部からなる混合液を4時間かけて滴下した。滴下後、75℃で4時間熟成させることで前記モノマー及びポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウムが共重合したポリマーである樹脂(a1-1)からなる樹脂微粒子(A1-1)を含む樹脂微粒子分散液(W1-1)を得た。樹脂微粒子分散液(W1-1)中の微粒子の体積平均粒径は25nmであった。また微粒子分散液(W1-1)の一部を乾燥して樹脂(a1-1)を単離した。該樹脂分のTgは53℃、酸価は195mgKOH/gであった。
【0204】
(製造例2)
〔樹脂微粒子(A1-2)の水性分散液(W1-2)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、水3710部、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬製、アクアロンKH-1025)200部を仕込み、200回転/分で撹拌して均一化した。加熱して系内温度75℃まで昇温させた後、10%過硫酸アンモニウム水溶液90部を加えてから、スチレン450部、ブチルアクリレート250部、及びメタクリル酸300部からなる混合液を4時間かけて滴下した。滴下後、75℃で4時間熟成させることで前記モノマー及びポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウムが共重合したポリマーである樹脂(a1-2)からなる樹脂微粒子(A1-2)を含む樹脂微粒子分散液(W1-2)を得た。樹脂微粒子分散液(W1-2)中の微粒子の体積平均粒径は15nmであった。また樹脂微粒子分散液(W1-2)の一部を乾燥して樹脂(a1-2)を単離した。該樹脂分のTgは53℃、酸価は195mgKOH/gであった。
【0205】
(製造例3)
〔樹脂微粒子(A1-3)の水性分散液(W1-3)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、水3810部、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬製、アクアロンKH-1025)100部を仕込み、200回転/分で撹拌して均一化した。加熱して系内温度75℃まで昇温させた後、10%過硫酸アンモニウム水溶液90部を加えてから、スチレン400部、ブチルアクリレート300部、及びメタクリル酸300部からなる混合液を4時間かけて滴下した。滴下後、75℃で4時間熟成させることで前記モノマー及びポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウムが共重合したポリマーである樹脂(a1-3)からなる樹脂微粒子(A1-3)を含む樹脂微粒子分散液(W1-3)を得た。微粒子分散液(W1-3)中の微粒子の体積平均粒径は52nmであった。また微粒子分散液(W1-3)の一部を乾燥して樹脂(a1-3)を単離した。
該樹脂分のTgは53℃、酸価は195mgKOH/gであった。
【0206】
既に述べたように、本発明のトナーは、2種類のスチレンアクリル樹脂である樹脂(a1)及び樹脂(a2)から成る樹脂微粒子(A)と1種類のスチレンアクリル樹脂から成る樹脂微粒子(B)とを併用することで得られる。
以下に記載する製造例4~6においては、上記で得た微粒子分散液(W1-1)~(W1-3)を、コアシェル構造を有する樹脂微粒子(A)の製造用原料として用いた。
また、実施例、比較例においては微粒子分散液(W1-1)~(W1-3)を一種類の樹脂からなる樹脂微粒子(B)を供給する原料として用いた。
【0207】
(製造例4)
〔樹脂微粒子(A2-1)の水性分散液(W2-1)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に微粒子分散液(W1-1)を667部、水248部を仕込み、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド(日油製、パーブチルH)0.267部を加えてから加熱して系内温度を70℃まで昇温させた後、スチレン43.3部、ブチルアクリレート23.3部、及び1%アスコルビン酸水溶液18.0部を2時間かけて滴下した。滴下後、70℃で4時間熟成させることで樹脂微粒子分散液(W1-1)中の樹脂微粒子をシードとして、前記モノマーが共重合したポリマーである樹脂(a2-1)をコア材料とし、樹脂(a1-1)をシェル材料とするコアシェル構造の樹脂微粒子(A2-1)の微粒子分散液(W2-1)を得た。樹脂微粒子(A2-1)の体積平均粒径は27nmであった。
また微粒子分散液(W2-1)を10%アンモニア水溶液で中和してpH9.0にした後、遠心分離した沈殿物を乾固することで樹脂(a2-1)を単離した。
該樹脂のTgは53℃であった。
【0208】
(製造例5)
〔樹脂微粒子(A2-2)の水性分散液(W2-2)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に樹脂微粒子分散液(W1-2)を667部、水248部を仕込み、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド(日油製、パーブチルH)0.267部を加えてから加熱して系内温度を70℃まで昇温させた後、スチレン43.3部、ブチルアクリレート23.3部、及び1%アスコルビン酸水溶液18.0部を2時間かけて滴下した。滴下後、70℃で4時間熟成させることで樹脂微粒子分散液(W1-2)中の樹脂微粒子をシードとして、前記モノマーが共重合したポリマーである樹脂(a2-2)をコア材料とし、樹脂(a1-2)をシェル材料とするコアシェル構造の樹脂微粒子(A2-2)の樹脂微粒子分散液(W2-2)を得た。樹脂微粒子(A2-2)の体積平均粒径は17nmであった。
また微粒子分散液(W2-2)を10%アンモニア水溶液で中和してpH9.0にした後、遠心分離した沈殿物を乾固することで樹脂(a2-2)を単離した。
該樹脂のTgは53℃であった。
【0209】
(製造例6)
〔樹脂微粒子(A2-3)の水性分散液(W2-3)の製造〕
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に樹脂微粒子分散液(W1-3)を667部、水248部を仕込み、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド(日油製、パーブチルH)0.267部を加えてから加熱して系内温度を70℃まで昇温させた後、スチレン43.3部、ブチルアクリレート23.3部、及び1%アスコルビン酸水溶液18.0部を2時間かけて滴下した。滴下後、70℃で4時間熟成させることで(W1-3)中の樹脂微粒子をシードとして、前記モノマーが共重合したポリマーである樹脂(a2-3)をコア材料とし、樹脂(a1-3)をシェル材料とするコアシェル構造の樹脂微粒子(A2-3)の樹脂微粒子分散液(W2-3)を得た。樹脂微粒子(A2-3)の体積平均粒径は54nmであった。
また樹脂微粒子分散液(W2-3)を10%アンモニア水溶液で中和してpH9.0にした後、遠心分離した沈殿物を乾固することで樹脂(a2-3)を単離した。該樹脂のTgは53℃であった。
【0210】
上記製造例1~6で作製した樹脂粒子(A)及び樹脂粒子(B)の種類及び樹脂材料を表1に示す。
【0211】
【0212】
(製造例7)
〔非結晶性ポリエステル樹脂(b-1)の合成〕
冷却管、攪拌機、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールA・PO2モル付加物425部、プロピレングリコール100部、テレフタル酸・プロピレングリコール2モル付加物634部及び縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5部を入れて230℃で12時間反応させた。次いで、10~15mmHgの減圧下で反応させた。回収されたプロピレングリコールは195部であった。次いで180℃に冷却した後、無水トリメリット酸30部を入れて180℃で1時間反応させた後に取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、非結晶性ポリエステル(b-1)を得た。該樹脂分のTgは42℃、Mnは2400、Mwは5400、水酸基価は32mgKOH/g、酸価は18mgKOH/gであった。
【0213】
(製造例8)
〔結晶性ポリエステル分散液(c-1)の合成〕
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、セバシン酸、及び1,6-ヘキサンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが0.9となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)とともに、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に[結晶性ポリエステル樹脂B-1]60部、及び酢酸エチル400部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で分散を行い、[結晶性ポリエステル樹脂分散液c-1]を得た。
【0214】
(製造例9)
〔着色剤マスターバッチの調製〕
水1,200部、カーボンブラック(Printex35デクサ製)〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕500部、及び[非晶性ポリエステル樹脂1]500部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
【0215】
(製造例10)
〔変性ワックスの製造〕
攪拌機、加熱冷却装置、温度計及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、キシレン454部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業製、サンワックスLEL-400)150部を投入し、窒素置換後、撹拌下170℃に昇温し、同温度でスチレン595部、メタクリル酸メチル255部、ジ-t-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34部及びキシレン119部の混合溶液を3時間かけて滴下し、更に同温度で30分間保持した。次いで0.039MPaの減圧下でキシレンを留去し、変性ワックスを得た。変性ワックスのグラフト鎖のSP値は10.35(cal/cm3)1/2、Mnは1900、Mwは5200、Tgは57℃であった。
【0216】
(製造例11)
[離型剤分散液]の製造〕
冷却管、攪拌機、加熱冷却装置及び温度計の付いた反応容器中に、パラフィンワックス(日本精蝋製、HNP-9)10部、変性ワックス1部及び酢酸エチル33部を投入し、78℃に昇温して同温度で30分間撹拌した後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、[離型剤分散液]を得た。[離型剤分散液]の体積平均粒径は0.25μmであった。
【0217】
(製造例12)
〔反応性プレポリマーの製造〕
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、イソフタル酸、アジピン酸、及び無水トリメリット酸を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.5であり、ジオール成分の構成が3-メチル-1,5-ペンタンジオール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がイソフタル酸40mol%及びアジピン酸60mol%であり、全モノマー中における無水トリメリット酸の量が1mol%となるように、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して1,000ppm)とともに投入した。
その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。
その後更に、10mmHg~15mmHgの減圧下で5時間反応し、[中間体ポリエステル]を得た。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル]とイソホロンジイソシアネート(IPDI)とをモル比(IPDIのイソシアネート基/中間体ポリエステルの水酸基)2.0で投入し、酢酸エチルで50%酢酸エチル溶液となるように希釈後、100℃で5時間反応させ、[反応性プレポリマー]を得た。
【0218】
(製造例13)
〔非晶性ハイブリッド樹脂(d-1)の合成〕
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、2、3-ブタンジオール7.2g、1,2-プロパンジオール6.08g、テレフタル酸18.59g、2-エチルヘキサン酸錫(II)0.18gを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、180℃で1時間保温した後に180℃から230℃まで10℃/hrで昇温し、その後230℃で10時間縮重合反応させ、さらに230℃、8.0kPaにて1時間反応を行った。160℃まで冷却した後、アクリル酸0.6g、スチレン7.79g、2-エチルヘキシルアクリレート1.48g、及びジブチルパーオキサイドを滴下ロートにより1時間かけて滴下した。滴下後、160℃に保持したまま、1時間付加重合反応を熟成させた後、210℃に昇温した後、無水トリメリット酸4.61gを投入し、210℃にて2時間反応を行い、210℃、10kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、[非晶性ハイブリッド樹脂(d-1)]を得た。
非晶性ハイブリッド樹脂1のSP値は10.8(cal/cm3)1/2であった。
非晶性ハイブリッド樹脂1は、重量平均分子量55,000、数平均分子量2,800、Tg55℃、酸価9.4mgKOH/gであった。
【0219】
<キャリアの作製>
トルエン100部に、シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン)100部、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5部、及びカーボンブラック10部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径50μmの球状マグネタイト1,000部の表面に前記樹脂層塗布液を塗布して、[キャリア]を作製した。
【0220】
[実施例1]
<トナー1の製造>
<油相の調製>
[WAX分散液1]21部、[結晶性ポリエステル分散液(c-1)]47部、[非晶性ポリエステル(b-1)]49部、[非晶性ハイブリッド樹脂(d-1)]5部、[マスターバッチ1]17部、酢酸エチル30部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで60分間混合し、[油相1]を得た。
【0221】
<水相の調製>
水256部、[微粒子分散液(W2-1)]5部、[微粒子分散液(W1-1)]10部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON-7:三洋化成工業社製)26部、酢酸エチル24部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
【0222】
<乳化・脱溶剤>
[油相1]が入った容器に[反応性プレポリマー]14部、及び硬化剤としてイソホロンジアミン0.2部を加えて攪拌混合し、混合液を得た。得られた混合液に[水相1]を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。次に、撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
【0223】
<洗浄・乾燥>
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下の操作を行った。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液をpH11になるまで加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸をpH4~5になるまで加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する、という前記(1)~(4)の操作を2回行い[濾過ケーキ]を得た。
[濾過ケーキ]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩い[トナー母体粒子1]を得た。
【0224】
<外添処理>
[トナー母体粒子1]100部に対して、平均粒径100nmの疎水性シリカ0.6部と、平均粒径20nmの酸化チタン1.0部と、平均粒径15nmの疎水性シリカ微粉体を0.8部とをヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー1]を得た。
【0225】
[実施例2]
<トナー2の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W2-2)3部と微粒子分散液(W1-2)12部の混合液15部へ変更する以外は実施例1と同様にして[トナー2]を得た。
【0226】
[実施例3]
<トナー3の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W2-2)5部と微粒子分散液(W1-2)10部の混合液15部へ変更する以外は実施例1と同様にして[トナー3]を得た。
【0227】
[実施例4]
<トナー4の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W2-3)7.5部と微粒子分散液(W1-3)7.5部の混合液15部へ変更する以外は実施例1と同様にして[トナー4]を得た。
【0228】
[実施例5]
<トナー5の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W2-3)5部と微粒子分散液(W1-3)10部の混合液15部へ変更する以外は実施例1と同様にして[トナー5]を得た。
【0229】
[比較例1]
<トナー6の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W1-2)15部へ変更する以外は実施例1と同様にして[トナー6]を得た。
【0230】
[比較例2]
<トナー7の製造>
実施例1の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-1)5部と微粒子分散液(W1-1)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W1-2)15部へ変更し、<洗浄・乾燥>において水酸化ナトリウム水溶液を用いなかった以外は実施例1と同様にして[トナー7]を得た。
【0231】
[比較例3]
<トナー8の製造>
実施例5の<水相の調製>において、微粒子分散液(W2-3)5部と微粒子分散液(W1-3)10部との混合液15部を、微粒子分散液(W2-3)3部と微粒子分散液(W1-3)12部の混合液15部に変更し、かつ、<油相の調製>において[結晶性ポリエステル分散液(c-1)]24部、[非晶性ポリエステル(b-1)]65.5部、[非晶性ハイブリッド樹脂(d-1)]2.5部、酢酸エチル40部へ変更する以外は実施例5と同様にして[トナー8]を得た。
実施例及び比較例で得たトナーの成分及びその配合量を表2に示す。
表2中の「←」は左欄と同一であることを意味する。
また、表2中の「〇」は化合物を添加したことを示し、「×」は化合物を添加しなかったことを示す。
【0232】
【0233】
<現像剤の作製>
ボールミルを用いて、上記で得た各トナー5部と[キャリア]95部とを混合し、[現像剤1]~[現像剤8]を作製した」
【0234】
[評価方法]
<低温定着性>
複合樹脂粒子を紙面上に0.8mg/cm2となるように均一に載せる。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる。上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい。
この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)10kg/cm2の条件で通した時のコールドオフセットの発生温度(MFT)を測定した。
コールドオフセットの発生温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味する。
〔コールドオフセット評価基準〕
◎:定着下限温度が130℃以下
○:定着下限温度が130℃より大きく135℃以下
△:定着下限温度が135℃より大きく140℃以下
×:定着下限温度が140℃より大きい
【0235】
<耐熱保存性>
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率
を測定した。このとき、耐熱保存性が良好なトナー程、残存率は小さい。
なお、耐熱保存性の評価基準は以下の通りとした。
〔評価基準〕
◎:残存率が5%未満
○:残存率が5%以上15%未満
△:残存率が15%以上30%未満
×:残存率が30%以上
【0236】
<クリーニング性(感光体汚染)>
前記画像形成装置を用い、前記[現像剤1]~[現像剤8]を用いて、実験室環境21℃で65%RHで、画像面積率5%チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4サイズ横)を出力した。
その後、実験室環境:32℃で54%RH環境にて、評価画像として、縦帯パターン(紙進行方向に対して)43mm幅、3本チャートをA4サイズ横で、100枚出力し、得られた画像を目視観察し、クリーニング不良による画像異常の有無により、クリーニング性を評価した。
[評価基準]
◎:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上に目視で確認できず、感光体上を長手方向に顕微鏡で観察してもトナーのスジ状のすり抜けが確認できない。
○:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも目視で確認できない。
×:クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも目視で確認できる。
評価結果を表3に示す。
【0237】
【0238】
本発明は下記(1)に記載のトナーに係るものであるが、実施の形態として下記(2)~(10)を含む。
(1)結着樹脂、離型剤及び着色剤を含む芯粒子と、前記芯粒子の表面に配置された樹脂微粒子と、からなるトナー母体粒子を含有してなるトナーであって、
50℃における前記芯粒子の弾性率GI(50)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(50)との差[GS(50)-GI(50)]が0.80GPa以上であり、かつ、
100℃における前記芯粒子の弾性率GI(100)と、前記樹脂微粒子の弾性率GS(100)との差[GS(100)‐GI(100)]が0.30GPa以下である
ことを特徴とするトナー。
(2)前記樹脂微粒子がコア樹脂と前記コア樹脂の少なくとも一部の表面を被覆するシェル樹脂とから構成される、上記(1)に記載のトナー。
(3)前記樹脂微粒子は、少なくともカルボン酸基を有する1種類以上のスチレンアクリル樹脂からなる、上記(1)または(2)に記載のトナー。
(4)前記樹脂微粒子の体積平均粒径が10nm以上100nm以下である、上記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載のトナー。
(5)前記樹脂微粒子の最も近い粒子間距離の標準偏差が300nm以下である、上記(1)乃至(4)のいずれか1項に記載のトナー。
(6)示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)が20℃以上60℃以下であり、前記トナーのテトラヒドロフラン(THF)に不溶な成分のDSCの昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg1st)は-40℃以上10℃以下である、上記(1)乃至(5)のいずれか1項に記載のトナー。
(7)上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
(8)静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する、トナーを備える現像手段と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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像を定着する定着手段と、を含み、
前記トナーが、上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
(9)静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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像を定着する定着工程と、を含み、
前記トナーが、上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載のトナーである
ことを特徴とする画像形成方法。
(10)上記(7)に記載の現像剤を収容した現像剤収容容器。