(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】P2024137414
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】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及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 9/097 20060101AFI20240927BHJP
G03G 9/087 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
G03G9/097 365
G03G9/087 331
G03G9/087 325
G03G9/097 374
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023048935
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】石塚 大輔
(72)【発明者】
【氏名】古田 努
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 絵理奈
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 与人
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA01
2H500AA03
2H500AA09
2H500CA03
2H500CA04
2H500CA06
2H500CA24
2H500CB06
2H500CB08
2H500EA12B
2H500EA12C
2H500EA32B
2H500EA37C
2H500EA38C
2H500EA39C
2H500EA41B
2H500EA41C
2H500EA42B
2H500EA43A
2H500EA44B
2H500EA52C
2H500EA53A
2H500EA57C
2H500EA61A
2H500EA61C
(57)【要約】
【課題】架橋樹脂粒子を添加したトナーにおいて、トナーの空隙率が1%未満又は10%を超える場合と比較して、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立を達成する。
【解決手段】結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、静電荷像現像用トナーを切断した面において、架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.05以上1.5以下である、静電荷像現像用トナー。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、
前記静電荷像現像用トナーを切断した面において、
前記架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、
切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、
前記面積率(Sc)に対する前記空隙率(Se)の比Se/Scが0.05以上1.5以下である、
静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃以上30℃以下である請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記架橋樹脂粒子は、テトラヒドロフラン不溶分が90質量%以上であり、テトラヒドロフラン中に24時間浸透させたときの膨潤度が2以上10以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
前記架橋樹脂粒子はスチレン-(メタ)アクリレート系共重合体を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項5】
前記架橋樹脂粒子は(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位として、単官能(メタ)アクリレートモノマーと2官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位を有し、
前記単官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位は、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位と、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位とを含む、
請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項6】
前記架橋樹脂粒子における前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合が、0.01質量%以上0.50質量%以下である、請求項5記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項7】
前記結着樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項8】
前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたときに、
30≦ T1-T2 ≦70 (℃)
である、請求項7記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項9】
前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下である、請求項7記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項10】
前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)と水酸基価(mgKOH/g)の和が、15以上40以下である、請求項7記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項11】
前記非晶性ポリエステル樹脂が式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位を含み、
前記非晶性ポリエステル樹脂全体のジカルボン酸から誘導される単位において、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位の割合が1モル%以上30モル%以下である、
請求項7記載の静電荷像現像用トナー。
式(1) -OC-(CH2)n-CO-
(式中、nは4以上12以下の整数。)
【請求項12】
前記結着樹脂は結晶性樹脂を15質量%以上40質量%以下含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項13】
前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均円相当径が50nm以上300nm以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項14】
前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均形状係数SF-1が130以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項15】
前記静電荷像現像用トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20以上1.35以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
式(2) GSD(p)=1+(D50(p)-D16(p))/D50(p)
(式中、D16(p)及びD50(p)は、個数粒度分布の累積カーブにおいて、累積個数がそれぞれ16%及び50%となるときの粒径である。)
【請求項16】
前記静電荷像現像用トナー中に、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項17】
請求項1~請求項16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18】
請求項1~請求項16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19】
請求項17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。
【請求項20】
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17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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、ドメイン・マトリクス構造の結着樹脂および着色剤を含有するトナー粒子よりなる静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子が、体積基準のメディアン径で4.3~7.0μmのものであり、前記結着樹脂におけるマトリクス相が、スチレン-アクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂の重合体から構成され、かつ、前記結着樹脂におけるドメイン相が、ジエン系モノマーに由来する構造単位を含む重合体から構成され、 前記ドメイン相の大きさが、フェレ径で50~300nmであり、前記ドメイン相を構成する重合体のガラス転移温度が、-85~+35℃ の範囲にあることを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献2には、ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集、及び合一させて得られる電子写真用トナーであって、該トナーの体積中位粒径(D50)が2~7μmであり、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0~6%である電子写真用トナーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2011-257744号公報
【特許文献2】特開2008-257056号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
トナーの定着性を向上させるために、トナーへガラス転移温度が低い樹脂粒子を添加することが知られている。しかし、このようなトナーを用いた定着画像を、高温で積み重ねた状態で保管すると画像光沢度が上昇することがある。このため、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立は困難であった。
本発明は、架橋樹脂粒子を添加したトナーにおいて、トナーの空隙率が1%未満又は10%を超える場合と比較して、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明は、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記静電荷像現像用トナーを切断した面において、前記架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、前記面積率(Sc)に対する前記空隙率(Se)の比Se/Scが0.05以上1.5以下である、静電荷像現像用トナーである。
請求項2の発明は、前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃以上30℃以下である請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項3の発明は、前記架橋樹脂粒子は、テトラヒドロフラン不溶分が90質量%以上であり、テトラヒドロフラン中に24時間浸透させたときの膨潤度が2以上10以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項4の発明は、前記架橋樹脂粒子はスチレン-(メタ)アクリレート系共重合体を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項5の発明は、前記架橋樹脂粒子は(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位として、単官能(メタ)アクリレートモノマーと2官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位を有し、前記単官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位は、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位と、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位とを含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項6の発明は、前記架橋樹脂粒子における前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合が、0.01質量%以上0.50質量%以下である、請求項5記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項7の発明は、前記結着樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
請求項8の発明は、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたときに、30≦ T1-T2 ≦70 (℃)である、請求項7記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項9の発明は、前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下である、請求項7記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項10の発明は、前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)と水酸基価(mgKOH/g)の和が、15以上40以下である、請求項7記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項11の発明は、前記非晶性ポリエステル樹脂が式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位を含み、前記非晶性ポリエステル樹脂全体のジカルボン酸から誘導される単位において、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位の割合が1モル%以上30モル%以下である、請求項7記載の静電荷像現像用トナーである。
式(1) -OC-(CH2)n-CO- (式中、nは4以上12以下の整数。)
請求項12の発明は、前記結着樹脂は結晶性樹脂を15質量%以上40質量%以下含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項13の発明は、前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均円相当径が50nm以上300nm以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項14の発明は、前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均形状係数SF-1が130以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項15の発明は、前記静電荷像現像用トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20以上1.35以下である、請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
式(2) GSD(p)=1+(D50(p)-D16(p))/D50(p)
(式中、D16(p)及びD50(p)は、個数粒度分布の累積カーブにおいて、累積個数がそれぞれ16%及び50%となるときの粒径である。)
請求項16の発明は、前記静電荷像現像用トナー中に、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含む、請求項1記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項17の発明は、請求項1~請求項16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である。
請求項18の発明は、請求項1~請求項16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である。
請求項19の発明は、請求項17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である。
請求項20の発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、請求項17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である。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明によれば、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.05未満又は1.5超えである場合に比べ、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となる。
請求項2の発明によれば、架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃未満又は30℃越えである場合と比較して、低温定着性を良好にした静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項3の発明によれば、架橋樹脂粒子が、テトラヒドロフラン不溶分が90質量%未満の場合、又は、テトラヒドロフラン中に24時間浸透させたときの膨潤度が2未満もしくは10超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子が適度な架橋度、膨潤度を有することにより、定着時に架橋樹脂粒子が流動してトナー表面に露出することを防止することができる。
請求項4の発明によれば、架橋樹脂粒子はスチレン-(メタ)アクリレート系共重合体を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項5の発明によれば、単官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位として、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位と、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位、更に2官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の3種を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項6の発明によれば、架橋樹脂粒子におけるカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合が、0.01質量%未満又は0.50質量%超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項7の発明によれば、結着樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項8の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたときに、(T1-T2)が30℃未満又は70℃越えの場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項9の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/g未満又は20mgKOH/g超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項10の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)と水酸基価(mgKOH/g)の和が、15未満又は40超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
【0007】
請求項11の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂が式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位を含み、非晶性ポリエステル樹脂全体のジカルボン酸から誘導される単位において、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位の割合が1モル%未満又は30モル%超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項12の発明によれば、結着樹脂は結晶性樹脂を15質量%未満又は40質量%超えで含む場合と比較して、結晶性樹脂と非晶性樹脂を適度な比率とすることで低温定着性が向上された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項13の発明によれば、架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均円相当径が50nm未満又は300nm超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子のドメインサイズを制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項14の発明によれば、架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均形状係数SF-1が130超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子のドメインサイズを制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項15の発明によれば、静電荷像現像用トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20未満又は1.35超えである場合と比較して、小径粒子の方が表面に露出しやすいが、小径粒子の個数を制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項16の発明によれば、静電荷像現像用トナー中に、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含まない場合と比較して、トナー粒子中に熱伝導性の高い元素を含むことで、空隙部以外の熱伝導を高め定着性が向上された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
請求項17、18,19又は20の発明によれば、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.05未満又は1.5超えである場合に比べ、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となる静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【
図2】本実施形態に係る画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例等は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を限定するものではない。
【0010】
本開示において、数値範囲を表す「〇〇以上〇〇以下」や「〇〇~〇〇」の記載は、特に断りのない限り、記載された上限及び下限を含む数値範囲を意味する。また、本開示において、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種類存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種類の物質の合計量を意味する。
本開示において、「静電荷像現像用トナー」を単に「トナー」と記載することがあり、「静電荷像現像用キャリア」を単に「キャリア」と記載することがあり、「静電荷像現像剤」を単に「現像剤」と記載することがある。
本開示において、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの双方を意味する。
【0011】
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、静電荷像現像用トナーを切断した面において、架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、当該切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.01以上0.5以下である。
【0012】
従来、ガラス転移温度が低くゴム弾性を有するような架橋樹脂粒子をトナー内部に含有させたトナーが開示されている。このようなトナーを使用すると、定着時にトナー粒子が加熱されて変形することで画像表面に架橋樹脂粒子が露出することがある。粒子が露出した画像を高温でスタックしておくと、架橋樹脂粒子はガラス転移温度が低いために、定着時には変形しないが画像形成後に長期間高圧下に晒されることにより平滑化されて画像光沢度の上昇につながるものと推測される。
一方、本実施態様に係るトナーでは、上記構成を有することにより、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立を達成することができる。その機序として、下記が推定される。
【0013】
本実施態様のようなトナー構造を形成している場合には、トナー内部に適度な空隙を形成することによりトナー中心部分への熱伝導が低下するため、トナー表面に比べてトナー内部の温度上昇が抑えられ、この結果、定着時に架橋樹脂粒子が表面に露出することを抑制することができると推定できる。
さらに空隙が存在することにより、定着時でも架橋樹脂粒子はトナーの外に露出するよりも空隙部分に広がろうとすると考えられ、トナー表面に粒子が露出することが抑えられる。このことにより、スタック時にも画像光沢変化を抑えることができると推定される。
以上から、本実施態様のトナー構造により、低温定着性と高圧保管での画像光沢度安定性との両立を達成することができると推測される。
【0014】
以下、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの構成を詳細に説明する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む。トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、架橋樹脂粒子と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
【0015】
-結着樹脂-
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0016】
結着樹脂はポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有することで、後述するように架橋樹脂粒子としてスチレン-(メタ)アクリル系共重合体を用いた場合に、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる。
結着樹脂は、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有することが好ましい。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内である樹脂を意味する。
【0017】
非晶性樹脂について説明する。
非晶性樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の非晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(特にスチレンアクリル樹脂)が好ましく、非晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
【0018】
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
【0019】
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、式(1)で示される単位となるアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
式(1) -OC-(CH2)n-CO-
(式中、nは4以上12以下の整数。)
式(1)の単位を用いる場合、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位が、非晶性ポリエステル樹脂の酸成分モノマーから誘導される単位のうち、1モル%以上30モル%以下が好ましく、更に3モル%以上20モル%以下が好ましい。式(1)の単位を使用することにより、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる。なお、2種以上の非晶性ポリエステル樹脂を併用する場合には、その加重平均において前記脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位が、前記範囲で含まれることが好ましい。
【0020】
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。
【0021】
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0022】
非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる観点から5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下が好ましく、更には7mgKOH/g以上16mgKOH/g以下が好ましい。さらに酸価と水酸基価の和が、15以上40以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価は次の通り測定される。
測定対象のトナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解させて不溶な成分を除去した後、非晶性ポリエステル樹脂を分離する。分離した非晶性ポリエステル樹脂を用い、JIS K0070-1992に定められた方法(中和滴定法)に準じて樹脂の酸価及び水酸基価の測定を行う。
なお、酸価とは、試料1g中の酸基(例えばカルボキシル基)を中和するために要する水酸化カリウムのmg数を表す。また、水酸基価とは、試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を表す。
【0023】
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上70℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量計(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。ガラス転移温度の求め方は、他の樹脂についても同様の方法である。非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、前記酸値価測定に記載した方法により、溶融分離した非晶性ポリエステル樹脂に対して測定する。
【0024】
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
【0025】
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。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。
【0026】
結晶性樹脂について説明する。
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル樹脂(例えば、ポリアル
キレン樹脂、長鎖アルキル(メタ)アクリレート樹脂等)等の公知の結晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、トナーの機械的強度および低温定着性の点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
【0027】
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
【0028】
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0029】
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
【0030】
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上50,000以下が好ましい。
【0031】
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
【0032】
トナーが結晶性樹脂を含有する場合、結着樹脂全体に対する結晶性樹脂の含有率は、15質量%以上40質量%以下であることが好ましく、17質量%以上37質量%以下であることがより好ましい。
結晶性樹脂の含有率が上記範囲であることにより、結晶性樹脂と非晶性樹脂を適度な比率とすることにより、トナーの低温定着性が向上できる。
【0033】
また、結着樹脂は、結着樹脂と架橋樹脂粒子との親和性を確保するために、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含むことが好ましい。結着樹脂が非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含む場合には、その両者が脂肪族ジカルボン酸単位を有することで、より架橋樹脂粒子を均一に分散させることができる。
なお、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、一般式「HOOC-(CH2)n-COOH」で表される飽和脂肪族ジカルボン酸を好ましく用いることができる。なお、上記一般式中のnは、4~20が好ましく、4~12がさらに好ましい。
【0034】
結着樹脂の含有量としては、例えば、トナー全体に対して、40質量%以上98質量%以下が好ましく、50質量%以上95質量%以下がより好ましく、60質量%以上93質量%以下がさらに好ましい。
【0035】
-架橋樹脂粒子-
前述したように、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む。
架橋樹脂粒子としては、例えば、イオン結合により架橋された架橋樹脂粒子(イオン架橋粒子)、共有結合により架橋された架橋樹脂粒子(共有結合架橋粒子)等が挙げられる。これらの中でも、共有結合により架橋された架橋樹脂粒子が好ましい。
【0036】
架橋樹脂粒子に用いられる樹脂の種類としては、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、スチレン系樹脂(ポリスチレン、αポリメチルスチレン等)、(メタ)アクリル系樹脂(ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル等)、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂及びこれらの共重合樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、必要に応じて単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
【0037】
架橋樹脂粒子に用いられる樹脂としては、上記の樹脂の中でも、スチレン-(メタ)アクリル系共重合体を含むことが好ましい。具体的には、架橋樹脂粒子中にスチレン-(メタ)アクリル系共重合体を主成分として50質量%以上含むこと、80質量%以上含むこと、さらに好ましくは90質量%以上含むことが好ましい。特には、実質的にすべてスチレン-(メタ)アクリル系共重合体であることが好ましい。また、共重合体を構成する単量体として、スチレン系単量体及び(メタ)アクリル系単量体の合計として80質量%以上が好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、特に95質量%以上が好ましい。なお、残部は後述する架橋剤であり、当該架橋剤により架橋樹脂粒子が架橋粒子となる。
架橋樹脂粒子がスチレン-(メタ)アクリル系共重合体の粒子であることで、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる。
【0038】
スチレン-(メタ)アクリル系共重合体は、例えば、次のスチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマーをラジカル重合によって重合した樹脂が挙げられる。
【0039】
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルナフタレンや、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、2-クロロスチレン、3-クロロスチレン、4-クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、4-フルオロスチレン、2,5-ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等が挙げられる。その中でも、スチレン、α-メチルスチレン、が好ましい。
【0040】
(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸n-メチル、(メタ)アクリル酸n-エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸n-デシル、(メタ)アクリル酸n-ドデシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸n-テトラデシル、(メタ)アクリル酸n-ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n-オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t-ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸ターフェニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。その中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、が好ましい。
【0041】
架橋樹脂粒子において、樹脂を架橋するための架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル、トリメシン酸トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール-2-カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、オクタンジオールジアクリレート、オクタンジオールジメタクリレート、ノナンジオールジアクリレート、ノナンジオールジメタクリレート、デカンジオールジアクリレート、デカンジオールジメタクリレート、ドデカンジオールジアクリレート、ドデカンジオールジメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2-ヒドロキシ、1、3-ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類、コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル、マレイン酸ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル、イタコン酸ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’-チオジプロピオン酸ジビニル、trans-アコニット酸ジビニル、trans-アコニット酸トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等が挙げられる。架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
【0042】
これらの中でも、樹脂を架橋するための架橋剤として、炭素数6以上のアルキレン鎖を有する2官能アルキルアクリレートを用いることが好ましい。つまり、架橋樹脂粒子は、2官能アルキルアクリレートを構成単位として有し、前記2官能アルキルアクリレートにおけるアルキレン鎖の炭素数が6以上であることが好ましい。
2官能アルキルアクリレートを構成単位として有し、アルキレン鎖の炭素数が6以上である架橋粒子を使用することにより、定着時のトナー変形が適度な範囲であり、特に低温定着性が良いトナーが得られやすくなる。架橋樹脂粒子の架橋密度が高い(つまり、架橋点間距離が短い)場合には、弾性が高くなり過ぎてしまうのに対し、架橋剤として長鎖のアルキレン鎖を有する2官能アクリレートを使用した場合には、架橋密度が低く(つまり、架橋点間距離が長く)なり、架橋樹脂粒子の弾性が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
【0043】
架橋密度を適度な範囲に調整する観点から、2官能アルキルアクリレートにおけるアルキレン鎖の炭素数としては、6以上が好ましく、6以上12以下がより好ましく、8以上12以下がさらに好ましい。より具体的な2官能アルキルアクリレートとしては、1,6-ヘキサンジオールアクリレート、1,6-ヘキサンジオールメタクリレート、1,8-オクタンジオールジアクリレート、1,8-オクタンジオールジメタクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート、1,12-ドデカンジオールジアクリレート、1,12-ドデカンジオールジメタクリレートが挙げられ、その中でも1,10-デカンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレートであることが好ましい。
【0044】
架橋樹脂粒子に使用する(メタ)アクリル酸系モノマー((メタ)アクリレートモノマー)としては、単官能(メタ)アクリレートモノマーと2官能(メタ)アクリレートモノマーを使用することが好ましく、単官能(メタ)アクリレートモノマーは、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーと、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーを使用することが好ましい。これらのモノマーを使用することにより、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの例としては(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチルが挙げられる。カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の割合は、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる観点から、架橋樹脂粒子中0.01質量%以上0.50質量%以下が好ましい。また、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。2官能(メタ)アクリレートモノマーの例としては、架橋剤として記載した2官能アルキルアクリレートが挙げられる。
【0045】
なお、架橋樹脂粒子が、スチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸系モノマー、及び架橋剤を含む架橋樹脂粒子形成用組成物の重合体である場合、組成物中に含まれる架橋剤の量を調整することにより、架橋樹脂粒子の定着性を制御してもよい。例えば、組成物に含まれる架橋剤の量を多くすることで、定着性が良い架橋樹脂粒子が得られやすくなる。架橋樹脂粒子形成用組成物における架橋剤の含有量としては、例えば、スチレン系単量体、(メタ)アクリル酸系単量体、及び架橋剤の合計100質量部に対し、0.3質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上2.5質量部以下であることがより好ましく、1.0質量部以上2.0質量部以下であることがさらに好ましい。
【0046】
架橋樹脂粒子の示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度Tgは、0℃以上30℃以下であることが好ましく、より好ましくは5℃以上25℃以下である。
架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃以上30℃以下である場合、トナーにおいて低温定着性が良好になる。架橋樹脂粒子のガラス転移温度が30℃を超える場合、高いガラス転移温度の架橋樹脂粒子を含有するトナーは、用紙との付着性が低下して低温定着性を得ることが困難になる傾向にある。また、ゴム粒子などのガラス転移温度が0℃未満の粒子を使用する場合には、トナーが常温から高温で常に弾性的な挙動を示し、低温定着性を得ることが困難な傾向にある。
架橋樹脂粒子のガラス転移温度は、トナーから架橋樹脂粒子をTHF不溶分として取り出し、求めることができる。架橋樹脂粒子の構成モノマーとその比率は、不溶分として取り出した架橋樹脂粒子に対して、構成するモノマー比を測定することにより得られる。
【0047】
結着樹脂が非晶性ポリエステル樹脂を含む場合、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたとき、
30≦ T1-T2 ≦70 (℃)
の関係にあることが好ましい。この関係にあると、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御できる。
なお、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度T1は、トナーをTHFに溶解させて不溶な成分を除去した後、非晶性ポリエステル樹脂を取り出し測定することができる。
【0048】
架橋樹脂粒子はTHF不溶分が90質量%以上であり、かつ、THF中に24時間浸透させたときの膨潤度が2以上10以下であることが好ましい。架橋樹脂粒子が適度な架橋度、膨潤度を有することにより、定着時に架橋樹脂粒子が流動してトナー表面に露出することを防止できる。THF不溶分は95質量%以上、膨潤度は3以上8以下であることが、より好ましい。
【0049】
架橋樹脂粒子において、ガラス転移温度、THF不溶分、膨潤度等の調整は、共重合体のモノマー組成比、重合条件の調整等により達成できる。例えば、重合条件としては、重合温度、重合時間、重合開始剤の添加方法等の調整を併用して、反応の進行を制御することが可能である。
架橋樹脂粒子のTHF不溶分量と膨潤度は以下のようにして求めることができる。
樹脂を包むメッシュの質量を測る(測定質量:m1)。次いで、測定する試料(架橋樹脂粒子)を乾燥させ、前記メッシュで包みシールした後、質量を測定する(測定質量:m2)。
メッシュで包んだ試料を、THFに浸漬させ24時間後に取り出す。取り出した試料表面の溶剤を拭き取った後、質量を測定する(測定質量:m3)。続いて、メッシュで包んだまま試料を乾燥し、乾燥後の質量を測定する(測定質量:m4)。
各測定質量m1~m4を用い、以下の式によりTHF不溶分量、膨潤度を算出する。
THF不溶分量(質量%)=(m4-m1)/(m2-m1)×100
膨潤度=(m3-m1)/(m4-m1)
【0050】
架橋樹脂粒子の含有率は、トナー全体に対し、2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
架橋樹脂粒子の含有率が上記範囲であることにより、画像同士の付着防止と低温定着性の両立が可能となる。
また、結晶性樹脂のトナー中の含有量w2に対する、架橋樹脂粒子のトナー中の含有量w1の比率w1/w2は、0.2以上2.0以下が好ましく、更には0.3以上1.5以下が好ましい。
w1/w2が上記範囲にあることにより、結晶性樹脂と架橋樹脂粒子の比率が特定範囲にあり、定着時のトナーが適度に変形し、トナーの低温定着性を得ることができる。
【0051】
架橋樹脂粒子全体の構成モノマー比率は、架橋樹脂粒子が架橋粒子である場合は、トナーからテトラヒドロフラン(THF)不溶分として取り出した架橋樹脂粒子に対して、構成するモノマー比を測定することにより得られる。
【0052】
個々の架橋樹脂粒子によってトナーに形成されるドメインの平均円相当径は50nm以上300nm以下が好ましく、更には80nm以上250nm以下が好ましい。架橋樹脂粒子のドメインサイズを制御することで、定着画像表面への露出をより防止することができる。
測定は以下の方法により行う。
トナーをエポキシ樹脂に混合して包埋し、エポキシ樹脂を固化する。得られた固化物を、ウルトラミクロトーム装置(Leica社製UltracutUCT)により切断し、厚さ80nm以上130nm以下の薄片試料を作製する。次に、得られた薄片試料を30℃ のデシケータ内で四酸化ルテニウムにより3時間染色する。そして、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM、日立ハイテクノロジーズ社製、S-4800)にて、染色された薄片試料のSEM画像を得る。離型剤、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、及びポリエステル樹脂は四酸化ルテニウムによる染色され易さが異なるため、染色度合いに起因する濃淡により、各成分を識別する。試料の状態などにより濃淡が判別しにくい場合は、染色時間を調整する。
なお、トナー粒子の断面において、着色剤のドメインは、離型剤のドメイン及び架橋樹脂粒子のドメインよりも小さいので、大きさによって区別される。
【0053】
個々の架橋樹脂粒子のドメインの平均円相当径は、次の方法により測定される値である。
SEM画像において、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上であるトナー断面を30個選択し、染色された架橋樹脂粒子のドメインを合計100個観察する。ドメインそれぞれの最大長を測定し、該最大長をドメインの直径とみなし、その算術平均を平均円相当径とする。
架橋樹脂粒子のドメインの平均円相当径の調整は、例えば、トナー粒子を凝集合一で製造し、製造の際に使用する架橋樹脂粒子分散液に含まれる架橋樹脂粒子の体積平均粒径を調整すること; 体積平均粒径の異なる架橋樹脂粒子分散液を複数用意し、それを組み合せて使用すること; 等によって制御する方法が挙げられる。
【0054】
個々の架橋樹脂粒子のドメインの平均形状係数SF―1は130以下が好ましい。SF―1が130以下であることにより、定着を阻害せず、後処理機汚れを防止することができる。
平均形状係数SF―1は下記式により求められる。
SF―1=(ML/A) × (π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、A はトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、上記ドメインの平均円相当径の測定と同様にサンプル調整する。SEM画像において、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上であるトナー断面を30個選択し、染色された樹脂粒子のドメインを合計100個観察する。観察したSEM画像をを画像解析処理システムルーゼックス(ニレコ社製)に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
【0055】
-着色剤-
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。
【0056】
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
【0057】
-離型剤-
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。
【0058】
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、4質量%以上15質量%以下がより好ましい。
【0059】
-その他の添加剤-
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
【0060】
-トナーの特性等-
トナーは、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と架橋樹脂粒子と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂と架橋樹脂粒子とを含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
【0061】
前述したように、トナーを切断した面において、架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.05以上1.5以下である。これらの関係を満たすことにより、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となる。より好ましい範囲は、面積率(Sc)は8%以上35%以下、切断面の空隙率(Se)は1.5%以上8%以下、Se/Scは0.08以上1.3以下である。
面積率(Sc)、空隙率(Se)の測定は、前述した架橋樹脂粒子によってトナーに形成されるドメインの平均円相当径の測定法と同様に、薄片試料を四酸化ルテニウムにより染色し、SEM画像を得て求める。
【0062】
なお、トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20以上1.35以下であることが好ましい。GSD(p)がこの範囲内にあることで、小径粒子の方が表面に露出しやすいが、小径粒子の個数を制御することで定着画像表面への露出をより防止できる。
式(2):GSD(p)=1+(D50(p)-D16(p))/D50(p)
(式中、D16(p)及びD50(p)は、個数粒度分布の累積カーブにおいて、累積個数がそれぞれ16%及び50%となるときの粒径である。)
【0063】
トナー粒子の体積平均粒径D50(v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましく、4μm以上7μm以下がさらに好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザー3により、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16(v)、数粒径D16(p)、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50(v)、累積数平均粒径D50(p)と定義する。
前述の体積平均粒径D50(v)はこの方法により求める。これらを用いて、数粒度分布指標GSD(p)は
式(2):GSD(p)=1+(D50(p)-D16(p))/D50(p)
として算出される。
【0064】
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理を行って外添剤を除去したトナー粒子を得る。
【0065】
-外添剤-
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、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。
中でも、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含むことが好ましい。トナーの粒子中に熱伝導性の高い元素を含むことにより、空隙部以外の熱伝導を高め、定着性を向上できる。これらの元素は、外添剤としてトナー中に含まれることが好ましいが、内添剤として含まれることも可能である。
【0066】
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
【0067】
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上8.0質量%以下が好ましく、0.01質量%以上6.0質量%以下がより好ましい。
【0068】
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、必要に応じて、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
【0069】
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、乳化凝集法の一つである凝集合一法により、トナー粒子を得ることが、空隙率及びドメインサイズを制御することで好ましい。
乳化凝集法において空隙率を制御するには、トナー原料の分散液を混合した際の凝集状態を制御することにより調整することができる。
具体的には、原料の分散液を凝集させる際に、架橋樹脂粒子を優先的に凝集させ、その周囲に結着樹脂の分散液を付着させるような形態をとると、架橋樹脂粒子はトナー融合工程でも一体化しないため、架橋樹脂粒子間が凝集した際の隙間がそのままトナー粒子乾燥後も空隙として残りやすい。
架橋樹脂粒子の凝集性を制御するには、架橋樹脂粒子中のカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーの量、及び、非晶性ポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価を調整することで制御できる。さらに、架橋樹脂粒子分散液のpHや、凝集時の系内の界面活性剤濃度、凝集剤の量、凝集剤添加時の温度を調整することで、より安定的に制御することができる。
また、凝集または融合中に、例えば炭酸水のような発泡性液体を追加することにより、トナー内部に空気を抱き込みやすい状態とすることで空隙を調整してもよい。
【0070】
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された結着樹脂粒子分散液、及び架橋樹脂粒子となる架橋樹脂粒子分散液を準備する工程(架橋樹脂粒子分散液準備工程)と、架橋樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、架橋樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
【0071】
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、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。
【0072】
-結着樹脂粒子分散液準備工程-
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された結着樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
ここで、結着樹脂粒子分散液は、例えば、結着樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
結着樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0073】
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0074】
結着樹脂粒子分散液において、結着樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
【0075】
架橋樹脂粒子分散液中に分散する架橋樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、架橋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D50(v)として測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
【0076】
架橋樹脂粒子分散液に含まれる架橋樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
【0077】
なお、結着樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
【0078】
・架橋樹脂粒子分散液の調製
架橋樹脂粒子分散液の調製方法としては、例えば、乳化重合法、バンバリーミキサーやニーダ等を用いる溶融混練法、懸濁重合法、噴霧乾燥法等、公知の方法が適用されるが、乳化重合法が好ましい。
単量体としてスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体を用い、架橋剤存在下で重合することが好ましい。
また、架橋樹脂粒子の製造において、複数回の乳化重合を行うことが好ましい。
以下、架橋樹脂粒子の製造方法についてより具体的に説明する。
【0079】
架橋樹脂粒子分散液の調製方法は、
単量体、架橋剤、界面活性剤、及び水を含む乳化液を得る工程(乳化液調製工程)と、
乳化液に対して重合開始剤を添加し、加熱することで単量体を重合する工程(第一乳化重合工程)と、
第一乳化重合工程後の反応溶液に、単量体及び架橋剤を含む乳化液を追加して、加熱することで単量体を重合する工程(第二乳化重合工程)と、を含むことが好ましい。
【0080】
-乳化液調整工程-
単量体、架橋剤、界面活性剤、及び水を含む乳化液を得る工程である。
単量体、架橋剤、界面活性剤、及び水を、乳化機により乳化することで乳化液を得ることが好ましい。
乳化機としては、例えば、プロペラ型、アンカー型、パドル型、又はタービン型の撹拌羽根を備えた回転式撹拌機、スタティックミキサー等の静止型混合器、ホモジナイザー、クレアミックス等のローター・ステーター型乳化機、磨砕機能を備えたミル型乳化機、マントンゴーリン式圧力乳化機等の高圧乳化機、高圧下でキャビテーションを発生させる高圧ノズル型乳化機、マイクロフルイダイザー等の高圧下で液同士を衝突させることによりせん断力を与える高圧衝突型乳化機、超音波でキャビテーションを発生させる超音波乳化機、細孔を通して均一乳化を行う膜乳化機等が例示される。
【0081】
モノマーとしてはスチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマーを用いることが好ましい。
架橋剤としては既述のものが適用される。
【0082】
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。これらの中でも、アニオン界面活性剤が好ましい。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。
【0083】
乳化液は連鎖移動剤を含んでいても良い。連鎖移動剤としては特に制限はないが、チオール成分を有する化合物を用いることができる。具体的には、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類が好ましい。
乳化液中のスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体の質量比(スチレン系単量体/(メタ)アクリル酸系単量体)は、0.2以上1.1以下であることが好ましい。
また、乳化液全体に対する架橋剤の含有量は0.5質量%以上3質量%以下であることが好ましい。
【0084】
-第一乳化重合工程-
乳化液に対して重合開始剤を添加し、加熱することで単量体を重合する工程である。
ここで、重合する際、重合開始剤を含んだ乳化液(反応溶液)を撹拌機により撹拌することが好ましい。
撹拌機としては、プロペラ型、アンカー型、パドル型、又はタービン型の撹拌羽根を備えた回転式撹拌機が挙げられる。
重合開始剤としては、過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。
【0085】
-第二乳化重合工程-
第一乳化重合工程後の反応溶液に、単量体を含む乳化液を追加して、加熱することで単量体を重合する工程である。
重合する際、第一乳化重合工程と同様に反応溶液を撹拌することが好ましい。
本工程では、乳化液中のスチレンモノマーと(メタ)アクリレートモノマーの比率を変更して複数回に分割して乳化液を追加しても良い。
単量体を含む乳化液は、例えば、単量体、界面活性剤、及び水を乳化機により乳化することで乳化液を得ることが好ましい。
【0086】
-凝集粒子形成工程-
次に、結着樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、架橋樹脂粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
【0087】
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2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、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで撹拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2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、上記加熱を行ってもよい。
【0088】
本工程では、凝集剤を添加する際における混合分散液の温度を調整することで、得られるトナー粒子における樹脂粒子の分散状態を制御してもよい。例えば、混合分散液の温度を低くすることで、樹脂粒子の分散性が良好となる。混合分散液の温度としては、例えば、5℃以上40℃以下の範囲が挙げられる。
また、本工程では、凝集剤を添加した後の撹拌速度を調整することで、得られるトナー粒子における樹脂粒子の分散状態を制御してもよい。例えば、凝集剤を添加した後の撹拌速度を速くすることで、樹脂粒子の分散性が良好となる。
【0089】
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
【0090】
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酢酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
【0091】
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、架橋樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
【0092】
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、他の樹脂粒子が分散された他の樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子と他の樹脂粒子とを付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
【0093】
第2凝集粒子を形成する工程では、樹脂粒子分散液の添加と、凝集粒子の表面への樹脂粒子の付着と、を複数回繰り返してもよい。
【0094】
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
【0095】
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
【0096】
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナー又は第2の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、本実施形態又は第2の実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
【0097】
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
【0098】
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
【0099】
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
【0100】
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【0101】
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア
=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
【0102】
<画像形成装置、画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
【0103】
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
【0104】
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;等の公知の画像形成装置が適用される。
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。
【0105】
本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して着脱するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0106】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を説明するが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0107】
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
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」と称する場合がある)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。
【0108】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22及び支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写ベルトクリーニング装置30が備えられている。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。
【0109】
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。
【0110】
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5Y、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する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)6Yが順に配置されている。
【0111】
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスの値を変える。
【0112】
以下、第1のユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
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。
【0113】
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
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。
【0114】
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で撹拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
【0115】
感光体1Y上のイエローのトナー画像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用し、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、第1のユニット10Yでは制御部(図示せず)によって例えば+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
【0116】
第2ユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
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。
【0117】
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する支持ロール24と、中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0118】
トナー画像が転写された記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれ、トナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
【0119】
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
【0120】
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像手段と、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
【0121】
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111 (現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
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。
【0122】
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
【0123】
なお、
図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
【実施例0124】
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
【0125】
[乳化液1の調製]
・スチレン: 49部
・アクリル酸n-ブチル: 49部
・1,10-デカンジオールジアクリレート: 1.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.2部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液1を調製した。
【0126】
[架橋樹脂粒子分散液1の調製]
攪拌装置及び窒素導入管を備えた反応容器に、反応容器内を窒素置換した後、アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1)0.3部及びイオン交換水100部を添加した。反応溶液を攪拌しながらオイルバスで加熱し、反応溶液の温度を65℃とした。そして、乳化液12部を加えた後、さらに10%に濃度を調整した過硫酸アンモニウム水溶液4部を添加し、30分間保持した。
その後、反応溶液の温度を65℃に維持した状態で、反応容器に198部の乳化液1をポンプにより180分間かけて徐々に滴下した。
滴下終了後に、60分間保持した後、10%の濃度の過硫酸アンモニウム2部を追加し、さらに3時間保持した後、室温に冷却した。その後、固形分濃度が20%、pHが2.0となるようイオン交換水と硝酸を加え、架橋樹脂粒子分散液1とした。
得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0127】
[架橋樹脂粒子分散液2の調製]
[乳化液2の調製]
・スチレン: 49部
・アクリル酸n-ブチル: 49.05部
・1,10-デカンジオールジアクリレート: 1.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.05部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.4部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液2を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液2に変更し、分散液のpHが2.0から3.0となるよう硝酸の添加量を調整した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液2とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0128】
[架橋樹脂粒子分散液3の調製]
[乳化液3の調製]
・スチレン: 49.0部
・アクリル酸n-ブチル: 48.7部
・1,10-デカンジオールジアクリレート: 1.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.3部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.0部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液3を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液3に変更し、分散液のpHが2.0から1.6となるよう硝酸の添加量を調整した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液3とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0129】
[架橋樹脂粒子分散液4の調製]
[乳化液4の調製]
・スチレン: 41部
・アクリル酸n-ブチル: 57部
・1,10-デカンジオールジアクリレート: 1.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.2部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液4を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液4に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液4とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は170nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度はー1℃であった。
【0130】
[架橋樹脂粒子分散液5の調製]
[乳化液5の調製]
・スチレン: 59部
・アクリル酸n-ブチル: 39部
・1,10-デカンジオールジアクリレート: 1.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.2部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液5を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液5に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液5とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は31℃であった。
【0131】
[架橋樹脂粒子分散液6の調製]
[乳化液6の調製]
・スチレン: 49.5部
・アクリル酸n-ブチル: 49.5部
・1,6-ヘキサンジオールアクリレート: 0.9部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.2部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液6を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液6に変更し、過硫酸アンモニウム水溶液の添加量を4部から3.5部に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液6とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は11℃であった。
【0132】
[架橋樹脂粒子分散液7の調製]
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、反応容器の温度を65℃から78℃に、過硫酸アンモニウム水溶液の添加量を4部から4.5部に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液7とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は150nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は13℃であった。
【0133】
[架橋樹脂粒子分散液8の調製]
[乳化液8の調製]
・スチレン: 49.5部
・アクリル酸n-ブチル: 49.5部
・1,12-ドデカンジオールジアクリレート: 1.0部
・アクリル酸2-カルボキシエチル: 0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製):1.2部
・イオン交換水: 98.8部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌することで乳化液8を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液8に変更し、乳化液の滴下時間を180分から150分に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液8とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は11℃であった。
【0134】
[架橋樹脂粒子分散液9の調製]
[乳化液9の調製]
乳化液1の調製において、1,10-デカンジオールジアクリレートをジビニルベンゼンに変更した以外は同様にして、乳化液9を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液9に変更し、乳化液の滴下時間を180分から150分に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液9とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は11℃であった。
【0135】
[架橋樹脂粒子分散液10の調製]
乳化液1の調製において、スチレンを49部から49.1部にアクリル酸2-カルボキシエチルを0.1部から0部に変更した以外は同様にして、乳化液10を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液10に変更し、分散液のpHが2.0から3.5となるよう硝酸の添加量を調整した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液10とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0136】
[架橋樹脂粒子分散液11の調製]
乳化液1の調製において、スチレンを49部から48.55部にアクリル酸2-カルボキシエチルを0.1部から0.55部に変更した以外は同様にして、乳化液11を調製した。架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液11に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液11とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0137】
[架橋樹脂粒子分散液12の調製]
乳化液1の調製において、反応容器に投入するアニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1)量を0.3部から0.9部に変更した以外は同様にして、乳化液12を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液12に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液12とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は45nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0138】
[架橋樹脂粒子分散液13の調製]
乳化液1の調製において、反応容器に投入するアニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1)量を0.3部から0.1部に変更した以外は同様にして、乳化液13を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液13に変更し、分散液のpHが2.0から1.6となるよう硝酸の添加量を調整した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液13とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は310nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は12℃であった。
【0139】
[架橋樹脂粒子分散液14の調製]
乳化液1の調製において、アクリル酸n-ブチルを49部から49.6部に、1,10-デカンジオールジアクリレートを1.9部から1.3部に変更した以外は同様にして乳化液14を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液14に反応容器の温度を65℃から62℃に、乳化液の滴下時間を180分から240分に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液14とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は220nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は11℃であった。
【0140】
[架橋樹脂粒子分散液15の調製]
乳化液1の調製において、スチレンを49部から57部にアアクリル酸n-ブチルを49部から41部に変更した以外は同様にして、乳化液15を調製した。
架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液15に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液15とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は27℃であった。
【0141】
[架橋樹脂粒子分散液16の調製]
乳化液1の調製において、スチレンを49部から43部にアクリル酸n-ブチルを49部から55部に変更した以外は同様にして、乳化液16を調製した。架橋樹脂粒子分散液1の調製において、乳化液1を乳化液16に変更した以外は同様にして、架橋樹脂粒子分散液16とした。得られた架橋樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。また、示差走査熱量計によって測定したガラス転移温度は3℃であった。
【0142】
[架橋樹脂粒子分散液17の調製]
・スチレン:48部
・ブタジエン:50部
・アクリル酸:1.9部
・tert-ドデカンチオール:0.1部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2a-1):1.2部
・イオン交換水:200部
・過硫酸カリウム:1部
重合反応器に上記材料を入れ、窒素雰囲気下かつ50℃の温度下で2時間重合し、その後反応を3時間継続して重合を終了させた。得られた分散液に固形分濃度が20%、pHが2.0となるようイオン交換水と硝酸を加え、架橋樹脂粒子分散液17を得た。
【0143】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製]
・テレフタル酸: 30モル部
・イソフタル酸: 10モル部
・アジピン酸: 8.5モル部
・無水トリメリット酸: 2モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:49.5モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応容器に上記の材料を仕込み、1時間かけて温度を190℃まで上げ、上記材料100部に対してジブチル錫オキサイド1.2部を投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて温度を240℃まで上げ、次に240℃を維持して3時間脱水縮合反応を継続した後冷却し、非晶性ポリエステル樹脂1を得た。
非晶性ポリエステル樹脂1の酸価は10、水酸基価は17、重量平均分子量は27,000、ガラス転移温度は61℃であった。
【0144】
・非晶性ポリエステル樹脂1 :100部
・メチルエチルケトン : 60部
・イソプロパノール : 10部
・10%アンモニア水溶液 : 3.5部
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き反応槽に上記の材料を投入し、水循環式恒温槽にて液温を50℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合している中で非晶性ポリエステル樹脂1を溶解させた。次いで、水循環式恒温槽を40℃に設定し、40℃に保温されたイオン交換水を3部/分の速度で合計300部滴下して転相させて、乳化液とした。
得られた乳化液をナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーターにセットした。ナスフラスコを回転させながら60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した後、常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液にイオン交換水を加えて、固形分量20%の非晶性ポリエステル樹脂分散液1を得た。非晶性ポリエステル樹脂分散液1における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。
【0145】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液2の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、材料の仕込み量を以下のように変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液2を得た。
・テレフタル酸: 43モル部
・イソフタル酸: 2モル部
・アジピン酸: 3モル部
・無水トリメリット酸: 2.5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:40モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル部
非晶性ポリエステル樹脂2の酸価は10、水酸基価は13、重量平均分子量は32,000、ガラス転移温度は66℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液2における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。
【0146】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液3の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、材料の仕込み量を以下のように変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液3を得た。
・テレフタル酸: 16.5モル部
・イソフタル酸: 20モル部
・アジピン酸: 12モル部
・無水トリメリット酸: 2モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:39.5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:10モル部
非晶性ポリエステル樹脂3の酸価は12、水酸基価は20、重量平均分子量は27,000、ガラス転移温度は55℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液3における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。
【0147】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液4の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、材料の仕込み量を以下のように変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液4を得た。
・テレフタル酸: 44モル部
・イソフタル酸: 2モル部
・セバシン酸: 1モル部
・無水トリメリット酸: 3モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:36モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:15モル部
非晶性ポリエステル樹脂4の酸価は9、水酸基価は15、重量平均分子量は36,000、ガラス転移温度は74℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液4における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は200nmであった。
【0148】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液5の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物の仕込み量を49.5モル部から51.5モル部に変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液5を得た。
非晶性ポリエステル樹脂5の酸価は4.5,水酸基価は20.5、重量平均分子量は28,000、ガラス転移温度は61℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液5における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は195nmであった。
【0149】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液6の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物の仕込み量を49.5モル部から47.5モル部に変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液6を得た。
非晶性ポリエステル樹脂6の酸価は21,水酸基価は11、重量平均分子量は25,000、ガラス転移温度は61℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液6における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は195nmであった。
【0150】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液7の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、ジブチル錫オキサイドの量を1.2部から1.5部に変更し、重合時間を6時間から9時間に変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液7を得た。
非晶性ポリエステル樹脂7の酸価は8,水酸基価は6、重量平均分子量は38,000、ガラス転移温度は63℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液7における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は190nmであった。
【0151】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液8の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、ジブチル錫オキサイドの量を1.2部から0.6部に変更し、重合温度を240℃から230℃に変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液8を得た。
非晶性ポリエステル樹脂8の酸価は15,水酸基価は26、重量平均分子量は23,000、ガラス転移温度は58℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液8における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は170nmであった。
【0152】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液9の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、材料の仕込み量を以下のように変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液9を得た。
・テレフタル酸: 30モル部
・イソフタル酸: 18モル部
・アジピン酸: 0.4モル部
・無水トリメリット酸: 2モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:49.6モル部
非晶性ポリエステル樹脂9の酸価は10、水酸基価は18、重量平均分子量は28,000、ガラス転移温度は63℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液9における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。
【0153】
[非晶性ポリエステル樹脂分散液10の調製]
非晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、材料の仕込み量を以下のように変更した以外は同様にして、非晶性ポリエステル樹脂分散液10を得た。
・テレフタル酸: 30モル部
・イソフタル酸: 3モル部
・アジピン酸: 15.5モル部
・無水トリメリット酸: 2モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:49.5モル部
非晶性ポリエステル樹脂10の酸価は11、水酸基価は15、重量平均分子量は29,000、ガラス転移温度は57℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液10における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は180nmであった。
【0154】
[非晶性スチレンアクリル樹脂分散液の調製]
・スチレン :78部
・アクリル酸n-ブチル :21部
・β-カルボキシエチルアクリレート :1部
攪拌装置を備えた混合容器に上記の材料を仕込み、攪拌を行った。上記材料100部に対してアニオン界面活性剤(Dowfax2a-1、ダウ・ケミカル日本(株)製)1.5部及びイオン交換水48.5部の混合溶液を混合容器に加え、攪拌し、乳化液21を得た。
攪拌装置及び窒素導入管を備えた反応容器に、アニオン界面活性剤(Dowfax2a-1)1.5部及びイオン交換水90部を添加し、攪拌を行った。乳化液21を5部加え、さらに濃度10%過硫酸アンモニウム水溶液1部を添加した。反応容器内を窒素置換し、反応溶液を攪拌しながらオイルバスで加熱し、反応溶液の温度を80℃とし、30分間攪拌した。
さらに反応容器に乳化液21を145部添加し、反応溶液の温度を80℃に保ちつつ3時間攪拌した。次いで、室温に冷却して、分散液にイオン交換水を加え、固形分量20%の非晶性スチレンアクリル樹脂粒子分散液を得た。非晶性スチレンアクリル樹脂粒子分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は200nmであり、非晶性スチレンアクリル樹脂の重量平均分子量は33,000、ガラス転移温度56℃であった。
【0155】
[結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製]
・ドデカン二酸 : 50モル部
・1,6-ヘキサンジオール: 50モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応容器に上記の材料を仕込み、1時間かけて温度を160℃まで上げ、上記材料100部に対してジブチル錫オキサイド0.8部を投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて180℃まで温度を上げ、180℃を維持して5時間攪拌をしながら、容器内で還流して反応を進行させた。次いで、減圧下(3kPa)に230℃まで徐々に温度を上げ、230℃を維持して2時間攪拌を行った。続いて、反応物を冷却した。冷却後、固液分離を行い、固形物を乾燥させ、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。結晶性ポリエステル樹脂1の重量平均分子量は29,000であった。
【0156】
・結晶性ポリエステル樹脂1 : 100部
・メチルエチルケトン : 70部
・イソプロパノール : 12部
・10%アンモニア水溶液 : 3部
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き反応槽に上記の材料を投入し、水循環式恒温槽にて液温を80℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ結晶性ポリエステル樹脂1を溶解させた。次いで、水循環式恒温槽を60℃に設定し、60℃に保温されたイオン交換水を3部/分の速度で合計300部滴下し転相させて、乳化液を得た。
得られた乳化液をナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーターにセットした。ナスフラスコを回転させながら60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した後、常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。分散液にイオン交換水を加えて、固形分量20%の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1を得た。結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1における結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は160nmであった。
【0157】
[着色剤粒子分散液の調製]
・C.I.Pigment Blue 15:3(大日精化工業(株)製):100部
・アニオン性界面活性剤(ネオペレックスG-65、花王(株)) : 6部
・イオン交換水 :300部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて10分間分散した。得た分散液にイオン交換水を加え、固形分量20%の着色剤粒子分散液を得た。着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径は220nmであった。
【0158】
[離型剤粒子分散液の調製]
・フィッシャートロプシュワックス(サゾールワックスH1、サゾール社):100部
・アニオン性界面活性剤(ネオペレックスG-65): 6部
・イオン交換水 :300部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。さらにマントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、分散液にイオン交換水を加えて、固形分量20%の離型剤粒子分散液を得た。
離型剤粒子分散液における離型剤粒子の体積平均粒径は210nmであった。
【0159】
[複合シリカ粒子1の作製]
金属製攪拌棒、滴下ノズル及び温度計を備えたガラス製反応容器に、メタノール950部、アンモニア水166部(濃度9.6%)を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液を得た。
得たアルカリ触媒溶液の温度を40℃に調整し、アルカリ触媒溶液を窒素置換した。次いで、アルカリ触媒溶液を攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)1000部と、濃度7.9%のアンモニア水(NH4OH)124部とを、同時に滴下し、シリカ母粒子懸濁液を得た。
得たシリカ母粒子懸濁液を40℃に加熱して攪拌しながら、懸濁液に、シランカップリング剤(TMOS)50部を添加した。その後、120分攪拌を続けて、シランカップリング剤を反応させ、反応により、吸着構造を形成した。
Mo元素含有4級アンモニウム塩(TP-415、保土谷化学工業(株)製)をブタノールで希釈したアルコール液を作製し、懸濁液に添加した。このアルコール液の添加は、シリカ母粒子懸濁液の固形分100部に対してMo元素含有4級アンモニウム塩の部数が5部となるように行った。次いで、30℃で100分間攪拌し、懸濁液を得た。
続いて、反応槽に、懸濁液を300部収容し、攪拌しながら二酸化炭素を入れ、反応槽内を150℃、15MPaまで昇温昇圧した。温度と圧力を維持した状態で攪拌しながら、二酸化炭素を流量5L/分にて流入及び流出させた。その後、120分間かけて溶媒を除去し、複合シリカ粒子1を得た。
【0160】
[トナー1の作製]
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1(固形分量20%): 28部
・架橋樹脂粒子分散液1(固形分量20%): 14部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(固形分量20%): 20部
・着色剤粒子分散液 (固形分量20%): 6部
・離型剤粒子分散液 (固形分量20%): 8部
・アニオン性界面活性剤(エレミノールMON-2、三洋化成工業(株)製):0.7部
・イオン交換水 : 50部
温度計、pH計及び攪拌機を備えた反応容器に上記の材料を入れ、反応容器の温度を20℃に保ったまま、回転数150rpmで攪拌しながら30分間保持した。次いで、0.3N硝酸水溶液を添加しpHを4.5に調整した後、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50)で分散しながら2%硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤)20部を添加した。次いで攪拌しながら、0.4℃/分の速度で45℃まで昇温し30分間保持した。
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液124部を追加し30分間保持した。次いで、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整し15分間保持した後、攪拌を継続しながら1℃/分の速度で80℃まで昇温し、80℃を5時間保持した。次いで、冷却、固液分離し、イオン交換水により固形物の洗浄を行った後、凍結真空乾燥機にて24時間乾燥を行い、体積平均粒径5.3μmのトナー粒子1を得た。トナー粒子1の粒度分布指標GSD(p)は1.25であった。
【0161】
・トナー粒子1:100部
・複合シリカ粒子1:0.4部
・疎水性シリカ(RY50、日本アエロジル(株)製):2.2部
・酸化アルミニウム(ALuC805、日本アエロジル(株)製):0.2部
上記材料をヘンシェルミキサーで混合し、トナー1を得た。なお、トナー粒子1以外の材料は外添剤である。
「キャリアの作製」
・フェライト粒子(平均粒径35μm) :100部
・トルエン : 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85): 3部
・カーボンブラック :0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
トナー1を8部とキャリア92部を混合し、現像剤1を得た。
【0162】
[トナー2~29、及び33~39の作製]
トナー1の作製において、各材料の種類、添加量、架橋樹脂粒子分散液のpH及び凝集剤添加時温度を表1の通りに変更した以外はトナー1と同様にして、トナー2~29、及び33~39を得た。
[トナー30の作製]
トナー粒子1をエルボージェット分級機(日鉄鉱業(株)製:EJ-30)にて微粉成分を除去し、GSD(p)1.19のトナー粒子30を得た。
トナー1と同様に外添剤を混合し、トナー30を得た。
[トナー31の作製]
トナー粒子1の作製において、45℃まで昇温する速度を0.4℃/分から1.5℃/分に変更し、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を添加した際のpH調整値を8.5から9.0に変更した以外は同様にして、GSD(p)1.36のトナー粒子31を得た。
トナー1と同様に外添剤を混合し、トナー31を得た。
[トナー32の作製]
・トナー粒子1:100部
・疎水性シリカ(RY50、日本アエロジル(株)製):2.2部
・疎水性シリカ(PM-20、(株)トクヤマ製):0.5部
上記材料をヘンシェルミキサーで混合し、トナー32を得た。
【0163】
【0164】
実施例1~32及び比較例1~7で得たトナーについて、次の値を求め表2及び表3に示す。いずれも前述した方法又は慣用される方法に従って測定した。
「トナー切断面に関する項目」
・架橋樹脂粒子の面積率:「Sc」と記載する。
・切断面の空隙率:「Se」と記載する。
・Se/Sc
「架橋樹脂粒子に関する項目」
・ガラス転移温度
・THF不溶分
・膨潤度・カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合:「COOHモノマー」と記載する。
・ドメイン平均円相当径:「ドメイン円相当径」と記載する。
・ドメインの平均形状係数SF―1:「ドメインSF―1」と記載する。
【0165】
「非晶性ポリエステル樹脂に関する項目」
・非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度:T1
・T1(非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度)-T2(架橋樹脂粒子のガラス転移温度)
・酸価
・酸価+水酸基価
・式(1)の脂肪族ジカルボン酸単位割合:「式(1)単位割合」と記載する。
「その他」
・結着樹脂中結晶性樹脂割合
・トナー個数平均粒度分布における粒度分布指標:GSD(p)
・トナー含有元素:アルミニウム、モリブデン又はマグネシウムのうち、含まれる元素
【0166】
【0167】
【0168】
[評価]
<画像の光沢安定性>
実施例、比較例の現像剤を用い、A3カラー複合機(Apeos C3570、富士フイルムビジネスイノベーション(株)製)にて、コート紙(JDコート127、富士フイルムビジネスイノベーション(株)製)に、ベタ画像(用紙上のトナー量を8.0g/m2に調整)を印刷した。印刷した画像を白紙で挟んだ後、画像に対する荷重が60g/cm2となるように重りを載せ、温度48℃、湿度60%の環境で60日間放置し、放置前後での画像の光沢度を測定し、光沢度の変化を求めた。
光沢度はマイクログロスメータ60°(BYK―Gardner社製)にて測定した。光沢度変化を以下のように評価し、結果を表3に示す。
A:画像放置前の光沢度に対する、画像放置後の光沢度の変化幅が2%未満で全く問題ない。
B:画像放置前の光沢度に対する、画像放置後の光沢度の変化幅が2%以上5%未満で軽微な変化があるものの十分許容できる。
C:画像放置前の光沢度に対する、画像放置後の光沢度の変化幅が5%以上10%未満で光沢度変化はあるもの許容範囲である。
D:画像放置前の光沢度に対する、画像放置後の光沢度の変化幅が10%以上で許容できない。
【0169】
<画像低温定着性>
実施例、比較例の現像剤を用い、モノクロプリンターRevoria Press E1136(富士フイルムビジネスイノベーション(株)製)の改造機を用い、10℃の環境にて「耐水用ホワイトフィルム」(富士フイルムビジネスイノベーション(株)製)に対して50%ハーフトーン画像を印刷した。
画像に対してテープ剥離法で定着レベルを評価した。評価基準は次の通りであり、結果を表2に示す。
A:画像の欠け、白抜け等の欠陥が全く見られなかった。
B:画像のところどころに欠けが発生したが、軽微であり許容範囲である。
C:明らかに画像の欠けが発生したが、許容範囲である。
D:画像に欠け、白抜け等が明確に付き、許容できないレベルである。
【0170】
表3に示すように、実施例の静電荷像現像用トナーは、比較例の静電荷像現像用トナーと比較して、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となることがわかった。
【0171】
(付記)
(((1)))
結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、
前記静電荷像現像用トナーを切断した面において、
前記架橋樹脂粒子の面積率(Sc)が5%以上40%以下であり、
切断面の空隙率(Se)が1%以上10%以下であり、
前記面積率(Sc)に対する前記空隙率(Se)の比Se/Scが0.05以上1.5以下である、
静電荷像現像用トナー。
(((2)))
前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃以上30℃以下である、(((1)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((3)))
前記架橋樹脂粒子は、テトラヒドロフラン不溶分が90質量%以上であり、テトラヒドロフラン中に24時間浸透させたときの膨潤度が2以上10以下である、(((1)))又は(((2)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((4)))
前記架橋樹脂粒子はスチレン-(メタ)アクリレート系共重合体を含む、(((1)))から(((3)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((5)))
前記架橋樹脂粒子は(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位として、単官能(メタ)アクリレートモノマーと2官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位を有し、
前記単官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位は、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位と、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位とを含む、
(((1)))から(((4)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((6)))
前記架橋樹脂粒子における前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合が、0.01質量%以上0.50質量%以下である、(((5)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((7)))
前記結着樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含む、(((1)))から (((6)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((8)))
前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、前記架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたときに、
30≦ T1-T2 ≦70 (℃)
である、 (((7)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((9)))
前記非晶性樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含み、前記結晶性樹脂は結晶性ポリエステル樹脂を含む、 (((7)))又は(((8)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((10)))
前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)と水酸基価(mgKOH/g)の和が、15以上40以下である、(((7))) から(((9)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((11)))
前記非晶性ポリエステル樹脂が式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位を含み、
前記非晶性ポリエステル樹脂全体のジカルボン酸から誘導される単位において、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位の割合が1モル%以上30モル%以下である、
(((7))) から(((10))) のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
式(1) -OC-(CH2)n-CO-
(式中、nは4以上12以下の整数。)
【0172】
(((12)))
前記結着樹脂は結晶性樹脂を15質量%以上40質量%以下含む、(((1)) から(((11)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((13)))
前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均円相当径が50nm以上300nm以下である、(((1))) から(((12)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((14)))
前記架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均形状係数SF-1が130以下である、(((1)))から(((13)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
(((15)))
前記静電荷像現像用トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20以上1.35以下である、(((1)))から(((14)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
式(2) GSD(p)=1+(D50(p)-D16(p))/D50(p)
(式中、D16(p)及びD50(p)は、個数粒度分布の累積カーブにおいて、累積個数がそれぞれ16%及び50%となるときの粒径である。)
(((16)))
前記静電荷像現像用トナー中に、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含む、(((1)))から(((15)))のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。含む静電荷像現像剤。
(((17)))
(((1)))から(((16)))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。
(((18)))
(((1)))から(((16)))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。
(((19))
(((17)))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。
(((20)))
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、
(((17)))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。
【0173】
(((1)))の発明によれば、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.05未満又は1.5超えである場合に比べ、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となる。
(((2)))の発明によれば、架橋樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0℃未満又は30℃越えである場合と比較して、低温定着性を良好にした静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((3)))の発明によれば、架橋樹脂粒子が、テトラヒドロフラン不溶分が90質量%未満の場合、又は、テトラヒドロフラン中に24時間浸透させたときの膨潤度が2未満もしくは10超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子が適度な架橋度、膨潤度を有することにより、定着時に架橋樹脂粒子が流動してトナー表面に露出することを防止することができる。
(((4)))の発明によれば、架橋樹脂粒子はスチレン-(メタ)アクリレート系共重合体を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((5)))の発明によれば、単官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位として、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位と、カルボキシル基を有さない(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位、更に2官能(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の3種を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((6)))の発明によれば、架橋樹脂粒子におけるカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートモノマーから誘導される単位の質量割合が、0.01質量%未満又は0.50質量%超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((7)))の発明によれば、結着樹脂は非晶性ポリエステル樹脂を含まない場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((8)))の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度をT1(℃)、架橋樹脂粒子のガラス転移温度をT2(℃)としたときに、(T1-T2)が30℃未満又は70℃越えの場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((9)))の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/g未満又は20mgKOH/g超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((10)))の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)と水酸基価(mgKOH/g)の和が、15未満又は40超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
【0174】
(((11)))の発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂が式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位を含み、非晶性ポリエステル樹脂全体のジカルボン酸から誘導される単位において、脂肪族ジカルボン酸から誘導される単位の割合が1モル%未満又は30モル%超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子の方が凝集しやすいように制御でき、空隙比率を好適な範囲に制御された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((12)))の発明によれば、結着樹脂は結晶性樹脂を15質量%未満又は40質量%超えで含む場合と比較して、結晶性樹脂と非晶性樹脂を適度な比率とすることで低温定着性が向上された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((13)))の発明によれば、架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均円相当径が50nm未満又は300nm超えである場合と比較して、架橋樹脂粒子のドメインサイズを制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((14)))の発明によれば、架橋樹脂粒子によって形成されるドメインの平均形状係数SF-1が130超えの場合と比較して、架橋樹脂粒子のドメインサイズを制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((15)))の発明によれば、静電荷像現像用トナーの個数平均粒度分布において、式(2)で示される粒度分布指標GSD(p)が1.20未満又は1.35超えである場合と比較して、小径粒子の方が表面に露出しやすいが、小径粒子の個数を制御することで定着画像表面への露出をより防止された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((16)))の発明によれば、静電荷像現像用トナー中に、アルミニウム、モリブデン及びマグネシウムからなる群から選ばれる1以上の元素を含まない場合と比較して、トナー粒子中に熱伝導性の高い元素を含むことで、空隙部以外の熱伝導を高め定着性が向上された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
(((17)))、(((18))),(((19)))又は(((20)))の発明によれば、結着樹脂と架橋樹脂粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、面積率(Sc)に対する空隙率(Se)の比Se/Scが0.01未満又は0.5超えである場合に比べ、低温定着性と高圧保管での画像光沢安定性との両立が可能となる静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置を提供することができる。