(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】P2024175436
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】静電荷像現像用トナー、画像形成方法および画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 9/097 20060101AFI20241211BHJP
G03G 8/00 20060101ALI20241211BHJP
G03G 9/087 20060101ALI20241211BHJP
G03G 15/20 20060101ALI20241211BHJP
【FI】
G03G9/097 365
G03G8/00
G03G9/087 331
G03G15/20 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023093226
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 奈津紀
(72)【発明者】
【氏名】柴田 幸治
(72)【発明者】
【氏名】野宮 誠
(72)【発明者】
【氏名】長澤 寛
(72)【発明者】
【氏名】大浦 麗仁
(72)【発明者】
【氏名】松原 政治
【テーマコード(参考)】
2H033
2H500
【Fターム(参考)】
2H033AA02
2H033BA11
2H033BA25
2H033BB03
2H033BB04
2H033BB13
2H033BB14
2H033BB18
2H033BB29
2H033BB30
2H033BB33
2H033BB34
2H033BE00
2H500AA01
2H500AA03
2H500AA08
2H500CA06
2H500CA30
2H500CA40
2H500EA39B
2H500EA42C
2H500EA44B
2H500EA44C
2H500EA46C
2H500EA52A
2H500EA61C
2H500FA11
(57)【要約】
【課題】汎用のニスを用いたときにも、ニスの塗布性および密着性をより高めることができ、かつタッキングを十分に抑制できる静電荷像現像用トナー、上記静電荷像現像用トナーを用いた画像形成方法、および上記静電荷像現像用トナーを用いて画像を形成する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】離型剤と、炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物と、をトナー母体粒子に含む静電潜像現像用トナーであって、前記飽和炭化水素化合物の含有量は、前記静電潜像現像用トナーの全質量に対して1ppm以上1000ppm以下であり、トナーの断面において、前記トナー母体粒子の表面からの距離が1.0μm未満の領域である第1領域における前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物の存在量は、前記第1領域以外の領域である第2領域における前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物の存在量よりも多い、静電潜像現像用トナー。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
離型剤(炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物を除く)と、炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物と、をトナー母体粒子に含む静電潜像現像用トナーであって、
前記飽和炭化水素化合物の含有量は、前記静電潜像現像用トナーの全質量に対して1ppm以上1000ppm以下であり、
前記静電潜像現像用トナーの最大径である長軸の中心を通り、前記長軸と垂直に交わる前記静電潜像現像用トナーの断面において、前記トナー母体粒子の表面からの距離が1.0μm未満の領域である第1領域の面積をS1、前記第1領域以外の領域である第2領域の面積をS2とし、前記第1領域において前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW1、前記第2領域において前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW2としたとき、式(1)の関係を満たす、
静電潜像現像用トナー。
W1/S1>W2/S2 (1)
【請求項2】
前記トナー母体粒子の体積平均粒径は、3.0μm以上10.0μm以下である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項3】
前記飽和炭化水素化合物の含有量は、前記静電潜像現像用トナーの全質量に対して、100ppm以上900ppm以下である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項4】
前記離型剤は、炭化水素ワックスである、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項5】
結着樹脂として、ポリエステル樹脂を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項6】
結着樹脂として、結晶性樹脂を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項7】
前記結晶性樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂である、請求項6に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項8】
請求項1または2に記載の静電潜像現像用トナーを記録媒体に付着させる工程と、
前記付着させた静電潜像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる工程と、
を有する、画像形成方法。
【請求項9】
前記定着させる工程は、前記静電潜像現像用トナーを2段階で前記記録媒体に定着させる工程である、請求項8に記載の画像形成方法。
【請求項10】
前記定着させる工程は、前記静電潜像現像用トナーが付着した記録媒体に、非回転のパッドにより形成された面状のニップ部を通過させて、前記静電潜像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる工程である、請求項8に記載の画像形成方法。
【請求項11】
前記ニップ部は、前記パッドと加圧ローラーとが、回転するエンドレスベルトを挟み込んで形成されており、
前記定着させる工程において、前記エンドレスベルトを、前記エンドレスベルトの内周面に当接する加熱ローラーにより加熱する、
請求項10に記載の画像形成方法。
【請求項12】
前記静電潜像現像用トナーの定着により形成されたトナー画像の表面にニスを付与して、ニスコートを形成する工程を有する、
請求項8に記載の画像形成方法。
【請求項13】
請求項1または2に記載の静電潜像現像用トナーを記録媒体に付着させる付着部と、
前記付着させた静電潜像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる定着部と、
を有する、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、画像形成方法および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像品位や耐久性の向上を目的として、トナーにより形成した画像にニスコートを施すことがある。一方で、ニスコートに用いられるニスは、離型剤としてトナーに含まれるワックスとの親和性が低いため、ニスコートが塗布時にはじかれやすい問題や、コート後の画像とニスとの密着性が低いという問題がある。
【0003】
これらのような問題を解決するため、特許文献1には、特定の重合性化合物を配合したオーバーコート組成物が開示されている。特許文献1では、上記オーバーコート組成物(ニス)を使用することで、ニスのはじきを抑制しつつ密着性を高めることができると記載されている。また、特許文献1には、このニスを用いるときはトナーの離型剤としてイソパラフィンを使用することが好ましいと記載されている。
【0004】
また、特許文献2には、画像表面において、特定の量のワックスが特定の偏在度で配置された画像を形成する印画物の製造方法が開示されている。特許文献2では、ワックスが画像表面で適度に偏在していることで、ニスと接触するトナーの割合を高めて、ニスとトナー像との密着性を高めることができたと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2012-078565号公報
【特許文献2】特開2021-036298号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載のように、ニスのはじきを抑制して塗布性を高め、かつニスの密着性を高める方法が検討されている。しかし、特許文献1は特定のニスの使用を前提とするものであり、これ以外のニスを使用したときには塗布性および密着性は向上されない。
【0007】
また、上述のように、特許文献2では、ニスとトナー像との密着性を高めることができたとされているが、ニスの塗布性および密着性をより高めたいという要望が存在する。
【0008】
また、特許文献1および特許文献2で用いられているトナーでは、タッキングを十分に抑制できなかった。
【0009】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、汎用のニスを用いたときにも、ニスの塗布性および密着性をより高めることができ、かつタッキングを十分に抑制できる静電荷像現像用トナー、上記静電荷像現像用トナーを用いた画像形成方法、および上記静電荷像現像用トナーを用いて画像を形成する画像形成装置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】
【0010】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、下記[1]~[7]の静電潜像現像用トナーに関する。
[1]離型剤(炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物を除く)と、炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物と、をトナー母体粒子に含む静電潜像現像用トナーであって、前記飽和炭化水素化合物の含有量は、前記静電潜像現像用トナー の全質量に対して1ppm以上1000ppm以下であり、前記静電潜像現像用トナーの最大径である長軸の中心を通り、前記長軸と垂直に交わる前記静電潜像現像用トナーの断面において、前記トナー母体粒子の表面からの距離が1.0μm未満の領域である第1領域の面積をS1、前記第1領域以外の領域である第2領域の面積をS2とし、前記第1領域において前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW1、前記第2領域において前記離型剤および前記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW2としたとき、式(1)の関係を満たす、静電潜像現像用トナー。
W1/S1>W2/S2 (1)
[2]前記トナー母体粒子の体積平均粒径は、3.0μm以上10.0μm以下である、[1]に記載の静電潜像現像用トナー。
[3]前記飽和炭化水素化合物の含有量は、前記静電潜像現像用トナーの全質量に対して、100ppm以上900ppm以下である、[1]または[2]に記載の静電潜像現像用トナー。
[4]前記離型剤は、炭化水素ワックスである、[1]~[3]のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
[5]結着樹脂として、ポリエステル樹脂を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
[6]結着樹脂として、結晶性樹脂を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の静電潜像現像用トナー。
[7]前記結晶性樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂である、[6]に記載の静電潜像現像用トナー。
【0011】
また、上記目的を達成するための本発明の別の態様は、下記[8]~[12]の画像形成方法に関する。
[8][1]~[7]のいずれかに記載の静電潜像現像用トナーを記録媒体に付着させる工程と、前記付着させた静電荷像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる工程と、を有する、画像形成方法。
[9]前記定着させる工程は、前記静電潜像現像用トナーを2段階で前記記録媒体に定着させる工程である、[8]に記載の画像形成方法。
[10]前記定着させる工程は、前記静電潜像現像用トナーが付着した記録媒体に、非回転のパッドにより形成された面状のニップ部を通過させて、前記前記静電荷像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる工程である、[8]または[9]に記載の画像形成方法。
[11]前記ニップ部は、前記パッドと加圧ローラーとが、回転するエンドレスベルトを挟み込んで形成されており、前記定着させる工程において、前記エンドレスベルトを、前記エンドレスベルトの内周面に当接する加熱ローラーにより加熱する、[10]に記載の画像形成方法。
[12]前記静電潜像現像用トナーの定着により形成されたトナー画像の表面にニスを付与して、ニスコートを形成する工程を有する、[8]~[11]のいずれかに記載の画像形成方法。
【0012】
また、上記目的を達成するための本発明の別の態様は、下記[13]の画像形成装置に関する。
[13][1]~[7]のいずれかに記載の静電潜像現像用トナーを記録媒体に付着させる付着部と、前記付着させた静電荷像現像用トナーを前記記録媒体に定着させる定着部と、を有する、画像形成装置。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、汎用のニスを用いたときにも、ニスの塗布性および密着性をより高めることができ、かつタッキングを十分に抑制できる静電荷像現像用トナー、上記静電荷像現像用トナーを用いた画像形成方法、および上記静電荷像現像用トナーを用いて画像を形成する画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】
図1は、熱風による表面処理を行う表面処理装置の例を示す模式図である。
【
図2】
図2は、熱風による表面処理を行う別の表面処理装置の例を示す模式図である。
【
図3】
図3は、画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【
図4】
図4は、非回転の加圧パッドにより面状の定着ニップを形成する定着装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
1.静電荷像現像用トナー
本発明の一実施形態は、感光体などの像担持体に形成された静電荷像(静電潜像)を現像するためのトナーに関する。上記トナーは、一成分系の現像剤であってもよいし、トナー母体粒子とキャリア粒子とを有する二成分系の現像剤であってもよい。
【0016】
上記トナーは、トナー母体粒子が、離型剤(炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物を除く)と、炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物(以下、単に「C16-35飽和化合物」ともいう。)と、を含む、トナーである。そして、C16-35飽和化合物の含有量は、トナーの全質量(トナーが外添剤を含むときは、外添剤も含めた全質量)に対して1ppm以上1000ppm以下である。なお、上記トナーは、外添剤を含んでいてもよい。
【0017】
本発明者らの知見によれば、トナーが記録媒体に定着されて形成された画像の表面は、結着樹脂や定着時に析出した離型剤、あるいはその他のトナー成分などがまばらに点在した状態となっている。そして、これらの成分の違いにより、画像表面は表面エネルギーが異なる部位が点在した状態となっている。この画像部位間の表面エネルギーの違いにより、画像表面に付与されたニスは均一に濡れ拡がりにくく、そのためニスのはじきが生じてしまうと考えられる。
【0018】
これに対して、本発明者らは、C16-35飽和化合物をトナーに含ませ、C16-35飽和化合物の含有量が上記範囲のとき、ニスのはじきを抑制し、かつニスの密着性を高めることができることを見出した。
【0019】
上記トナーが含むC16-35飽和化合物は、比較的分子量が小さいのでトナー母体粒子中に微細に分散していると考えられる。そして、この分散したC16-35飽和化合物は、トナーの定着時にトナー母体粒子の表面に少量ずつ析出して当該表面を均一に被覆すると考えられる。また、C16-35飽和化合物は分子量が小さいため溶融時の粘度が低く、画像の表面側に配向して析出されやすい。この結果、上記トナーが定着して形成された画像は、その表面がC16-35飽和化合物により均一に被覆されて表面エネルギーの分布が均一化される。そのため、上記トナーを用いて画像を形成すると、画像表面にニスが均一に濡れ広がりやすく、ニスのはじきが生じにくくなり、ニスの塗布性が良好になると考えられる。
【0020】
一方で、C16-35飽和化合物は、ニスとの親和性はさほど高くはない。そのため、トナー中のC16-35飽和化合物の量が過剰であり、画像表面がC16-35飽和化合物により密に被覆された状態となると、ニスの密着性が低下してしまうと考えられる。
【0021】
このように、C16-35飽和化合物によるニスの塗布性の向上と、ニスの密着性との間にはトレードオフの関係があり、これらを両立させるため、C16-35飽和化合物の含有量は、トナーの全質量に対して1ppm以上1000ppm以下とする。
【0022】
さらに、本発明者らは、離型剤およびC16-35飽和化合物が、トナーの内部側よりもトナーの表面側により多く存在することで、タッキングを十分に抑制できることを見出した。「離型剤およびC16-35飽和化合物が、トナーの内部側よりもトナーの表面側により多く存在する」とは、具体的には、トナーの最大径である長軸の中心を通り、上記長軸と垂直に交わるトナーの断面において、トナー母体粒子の表面からの距離が1.0μm未満の領域である第1領域の面積をS1、第1領域以外の領域である第2領域の面積をS2とし、第1領域において離型剤およびC16-35飽和化合物が存在する領域の総面積をW1、第2領域において離型剤およびC16-35飽和化合物が存在する領域の総面積をW2としたとき、式(1)の関係を満たすことをいう。
W1/S1>W2/S2 (1)
【0023】
トナーの表面側に離型剤およびC16-35飽和化合物がより多く存在することで、トナーの定着時に、離型剤およびC16-35飽和化合物はトナー母体粒子の表面により析出されやすくなる。これにより、離型剤は、C16-35飽和化合物と共に画像表面側に析出されやすくなり、C16-35飽和化合物は、より多く画像表面側に配向して析出されやすくなる。
【0024】
そして、画像表面側に析出された離型剤は、トナー定着後に、画像表面側に析出されたC16-35飽和化合物の一部を結晶核として結晶化する。そのため、上記トナーを用いて画像を形成することで、画像が形成された記録媒体どうしを積み重ねたときのタッキングを生じにくくすることができると考えられる。本実施形態では、離型剤およびC16-35飽和化合物をトナーの表面側が多くなるよう傾斜して配置するため、画像表面に多量のC16-35飽和化合物を析出させることができる。そのため、上記飽和化合物の一部が離型剤の結晶の結晶核となっても、上記飽和化合物の画像表面に対する均一な被覆は損なわれない。
【0025】
以下、上記知見に基づく本発明のトナーについて、より詳細に説明する。
【0026】
1-1.トナー母体粒子
トナー母体粒子は、離型剤と、C16-35飽和化合物とを有する。
【0027】
トナー母体粒子は、体積基準の平均粒子径(体積平均粒径)が3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以上8.0μm以下であることがより好ましく、4.0μm以上7.0μm以下であることがさらに好ましい。トナー母体粒子の体積基準の平均粒子径を4.0μm以上8.0μm以下することで、定着時のトナー母体粒子の表面へのC16-35飽和化合物の移行状態をより適切に制御することができる。粒径をより大きくするほど、トナーの分離性を高めることができる。一方で、粒径をより小さくするほど、C16-35化合物を染み出しやすくして、ニス塗布性を高くすることができる。
【0028】
トナー母体粒子体積平均粒径は、粒度分布測定装置(ベックマン・コールター社製、コールターマルチサイザー3)に、データ処理用ソフトSoftware V3.51を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いて測定することができる。具体的には、0.02gの試料(トナー母体粒子)を、20mLの界面活性剤溶液(トナー母体粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加してなじませた後、1分間の超音波分散処理を行い、トナー母体粒子の分散液を調製する。この分散液を、サンプルスタンド内の電解液(ベックマン・コールター社製、ISOTONII)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。この濃度にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャー径を100μmにし、測定範囲である2~60μmの範囲を256分割して頻度値を算出し、これをもとに体積基準の平均粒子径を算出する。
【0029】
1-1-1.離型剤
離型剤は、定着部材などからのトナーの離型性を高めることができる。本明細書において、以下に説明する離型剤はC16-35飽和化合物には該当しない。そのため、後述するC16-35飽和化合物を離型剤として用いるときは(詳細は後述する)、以下に説明する離型剤を第1離型剤とし、C16-35飽和化合物を第2離型剤とする。以下、本明細書において、単に「離型剤」と称するときは、第1離型剤のことをいう。
【0030】
離型剤は、ワックスであることが好ましい。ワックスである離型剤の例には、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、およびフィッシャートロプシュワックスなどを含む炭化水素ワックス、ジステアリルケトンなどを含むジアルキルケトンワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、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ミリステート、ペンタエリスルトールテトラステアレート、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、トリメリット酸トリステアリル、およびジステアリルマレエートなどを含むエステルワックス、ならびにエチレンジアミンジベヘニルアミド、およびトリメリット酸トリステアリルアミドなどを含むアミドワックスなどが含まれる。
【0031】
これらのうち、C16-35飽和化合物と分子構造が類似しており、C16-35飽和化合物を離型剤に相溶させやすいことから、炭化水素ワックスが好ましい。C16-35飽和化合物が良好に相溶すると、トナー母体粒子でC16-35飽和化合物がより微細かつ均一に分散しやすく、また定着時にはワックスとともにトナー母体粒子から析出しやすいため、ニスの塗布性が高まりやすい。
【0032】
なお、本明細書において、炭化水素ワックスとは、炭素数が36以上76以下の直鎖状または分岐鎖を有してもよい炭化水素化合物を意味する。
【0033】
炭化水素ワックスは、融点が80℃以上95℃以下であることが好ましい。炭化水素ワックスの融点が80℃以上であると、トナー粒子から染み出した炭化水素ワックスがより結晶化しやすくなるため、タッキングをより十分に抑制できる。炭化水素ワックスの融点が95℃以下であると、定着時にトナー母体粒子から炭化水素ワックスが染み出しやすくなり、離型効果および形成された画像の耐擦過性が高まりやすい。また、炭化水素ワックスの融点が95℃以下であると、定着時にトナー母体粒子が溶融しやすく、トナーの低温定着性を高めやすい。上記観点から、炭化水素ワックスの融点は、80℃以上90℃以下であることがより好ましい。
【0034】
離型剤の含有量は、トナー母体粒子の全質量に対して3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。上記離型剤の含有量が3質量%以上であると、定着部材からのトナーの離型性が十分に高まり、かつ、タッキングをより十分に抑制できる。上記離型剤の含有量が20質量%以下であると、トナー母体粒子に十分な量の結着樹脂を含ませることができるので、画像の定着性が十分に高まる。
【0035】
1-1-2.C16-35飽和化合物
C16-35飽和化合物は、上述した作用により、ニスの塗布性を高める。一方で、C16-35飽和化合物は、所定程度の、定着部材などからのトナーの離型性を高める効果も有する。そのため、上述の離型剤を第1離型剤とし、C16-35飽和化合物を第2離型剤としてトナー母体粒子に含ませてもよい。
【0036】
ニスの塗布性と密着性とを両立させる観点から、C16-35飽和化合物の含有量は、トナーの全質量(トナー母体粒子および外添剤を含む質量)に対して1ppm以上1000ppm以下であり、50ppm以上950ppm以下であることが好ましく、100ppm以上900ppm以下であることがより好ましい。
【0037】
C16-35飽和化合物の含有量は、C16-35飽和化合物を溶解する溶媒を用いてトナーからC16-35飽和化合物を分離し、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MC)でこれらの炭素数を有する炭化水素を定性し、ガスクロマトグラフィーの検出器として水素炎イオン化検出器を使用して(GC-FID)これらの炭化水素の量を定量する。なお、トナーから抽出された抽出物には不飽和炭化水素も含まれている可能性があるため、抽出後に、不飽和結合に極性基を付与して、極性差を利用したカラム分離により飽和した炭化水素のみを分離すればよい。
【0038】
また、この際に、複数の内部標準物質を上記溶媒に添加して(溶解させて)、定量およびその前処理が適切に実施されたか否かを判断してもよい。なお、添加する内部標準物質の濃度は、C16-35飽和化合物の量(仮測定などで得られた見込み量)に応じて設定すればよい。
【0039】
内部標準物質は、通常はトナー中に含まれない飽和炭化水素化合物であることが好ましい。たとえば、n-ウンデカンまたはn-トリデカンを用いれば、前処理中の飽和炭化水素化合物の揮発による消失を検知したり、固相抽出やGC-FIDでの分析時に目的とする飽和炭化水素化合物の溶出時間の目安にしたりしやすい。また、ビシクロヘキシルは、C16-35飽和化合物と溶出時間が重複しにくいため、検出精度を高めやすい。
【0040】
トナーからの抽出は、固液抽出法、トナーを溶解ないし膨潤したあと遠心分離により分離する方法、ソックスレー抽出法、高速溶媒抽出法などの、従来公知の方法で行うことができる。これらの方法から、C16-35飽和化合物の予測される炭素数や、結着樹脂などの夾雑成分となる化合物の種類に応じて選択すればよい。
【0041】
抽出に用いる溶媒は特に限定されないが、C16-35飽和化合物の溶解性が高いn-ヘキサンが好ましい。このとき、結着樹脂などの種類に応じて、結着樹脂を膨潤させるためにジクロロメタンおよびエタノールなどの極性溶媒を併用してもよい。
【0042】
抽出物に含まれる不飽和炭化水素への極性基の導入方法も特に限定されず、メタクロロ過安息香酸(mCPBA)によるエポキシ化、ハロゲン化水素の付加、酸触媒による水やアルコールの付加、ヒドロホウ素化後の酸化によるアルコールへの誘導などの方法で行うことができる。これらのうち、反応性および反応の選択性が高いことから、mCPBAによるエポキシ化反応が好ましい。この際、たとえば1H-NMR測定により、二重結合のピークが消失することを確認するなどして、反応が十分に進行したことを確認することができる。なお、飽和炭化水素の種類や不飽和炭化水素の種類などにより、十分な検出精度が確保できる場合には、極性基の付与は省略してもよい。
【0043】
極性差を利用した分離は、固相抽出による方法、オンラインまたはオフラインのGCによる方法など公知の方法により行うことができる。夾雑物が多量に含まれることが予測される場合には、固相抽出により分離を行うことが好ましい。
【0044】
固相抽出による分離を行う際の溶媒は、コンディショニングおよび飽和炭化水素の抽出のいずれにもn-ヘキサンを用いることが好ましい。このときも、予測される夾雑物の種類に応じて、極性溶媒を併用してもよい。C16-35飽和化合物が含まれるフラクションを回収したあとには、溶媒の極性を高めてフラクションを回収し、GC/MSなどによる定性分析により、飽和炭化水素の成分が含まれていないことを確認することが好ましい。
【0045】
固相抽出の固相としては、極性相互作用を使用した順相系の分離に用いられる極性の高い固相を用いることができる。上記固相の例には、シリカゲル、無水硫酸ナトリウムおよび硝酸銀などの極性物質で活性化したシリカゲル、ジオール、シアノプロピル、ケイ酸マグネシウムなど含まれる。これらのうち、硝酸銀で活性化した活性化シリカが好ましい。なお、長鎖のn-アルカンを特異的に保持するため、アルミナは使用しないことが好ましい。
【0046】
固相抽出で抽出した飽和炭化水素を含むフラクションは、エバポレーターによる減圧濃縮や窒素気流による濃縮などの方法で、ガスクロマトグラフィーによる定性および定量を行うのに適正な濃度まで濃縮または希釈することが好ましい。このときの濃縮の条件は、低沸点成分の濃縮による内部標準物質の消失が起こらない条件とすればよい。
固相抽出後のフラクションに対し、たとえば以下の条件でGC-FIDを行い、C16-35飽和化合物の定量をすることができる。
【0047】
(GC条件)
使用機器:島津製作所 GC-2010 Plus
注入量:1μL、飽和炭化水素濃度 500~1000mg/L
ガードカラム:Restek MXT Siltek(10m×0.53mm id)
カラム:Restek MTX-1 (15m×0.25mm id)×0.1μm df)
キャリアガス:ヘリウム
【0048】
なお、C16-35飽和化合物の定量は、上記条件と同等の結果が得られる限りにおいて、上記機器と同等の性能を有する機器、および上記カラムと同等の性能を有するカラムを使用して行ってもよい。
【0049】
このとき、予め、同条件で測定したn-アルカン(炭素原子数:10、16、24、35および50)の溶出時間を測定しておく。また、予め、n-ヘキサンのみを上記装置に注入して、ブランクのクロマトグラムを作成しておく。
【0050】
トナーについて得られたクロマトグラムから、予め溶媒のみで測定して得られたブランクのクロマトグラムを差し引き、ベースラインを求める。このとき、飽和炭化水素化合物に由来するピークの前後の最低点に水平線でベースラインが作成できることが好ましいが、カラムのブリードなどによりブランクのクロマトグラムを差し引いても水平線によるベースラインが作成できない場合には、炭素原子数10の化合物の溶出時間から炭素原子数50の化合物の溶出時間まで、炭素原子数10の化合物および炭素原子数50の化合物のうちシグナル強度が低い方の強度から水平線でベースラインを設定すればよい。
【0051】
そして、クロマトグラムのうち、炭素原子数16と炭素原子数35の溶出時間に相当する位置に垂線を引き、ベースラインより上のクロマトグラムのうち、これらの垂線に囲まれた部分の面積を求める。なお、飽和炭化水素化合物ではないことが確認できたピークは、計算から除外する。この面積から、C16-35飽和化合物の質量を求めることができる。内部標準物質を用いたときは、上記面積と、内部標準として添加した化合物の面積と、の比率から、C16-35飽和化合物の質量を求めればよい。そして、得られたC16-35飽和化合物の質量を、トナーの質量で除算して、トナー中のC16-35飽和化合物の量を求めることができる。
【0052】
1-1-3.結着樹脂
結着樹脂は、トナーを記録媒体に結着させる。結着樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし熱硬化性樹脂であってもよいが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【0053】
上記熱可塑性樹脂の例には、スチレン樹脂、ビニル樹脂(アクリル樹脂およびスチレン-アクリル樹脂など)、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、およびエポキシ樹脂などが含まれる。
【0054】
結着樹脂の例には、ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体、スチレン-p-クロルスチレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体などのスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂などが含まれる。
【0055】
トナーにより形成される画像とニスとの密着性をより高める観点から、結着樹脂はポリエステル樹脂を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂は極性が高いため、同様に極性が高いニスとの親和性が高く、そのためニスの密着性をより高めることができる。
【0056】
結着樹脂は、非晶性樹脂であってもよいし、結晶性樹脂であってもよい。あるいは、結晶性樹脂と非晶性樹脂とがハイブリッド化された複合樹脂であってもよい。
【0057】
C16-35飽和化合物を結着樹脂に相溶させにくくして、定着時にC16-35飽和化合物を画像表面により析出させやすくする観点から、結着樹脂は結晶性樹脂を含むことが好ましい。また、結晶性樹脂は、離型剤の結晶核になり得る。そのため、結着樹脂が結晶性樹脂を含むことで、トナー定着後に、離型剤の結晶核をより多く存在させて、画像表面に析出した離型剤の結晶化を促進させることができる。その結果、タッキングをより十分に抑制できる。
【0058】
なお、本明細書において、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry:DSC)による測定において、融点が観測される樹脂を意味する。また、非晶性樹脂とは、DSCによる測定において、融点が観測されない樹脂を意味する。また、本明細書において、樹脂に融点が観測されるとは、DSCにおいて、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークが観測されることを意味する。
【0059】
結晶性樹脂として、公知の結晶性樹脂を使用できる。結晶性樹脂の例には、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリウレタン樹脂、結晶性ポリウレア樹脂、結晶性ポリアミド樹脂、結晶性ポリエーテル樹脂などが含まれる
【0060】
C16-35飽和化合物を結着樹脂により相溶させにくくして、定着時にC16-35飽和化合物を十分に析出させやすくする観点から、結着樹脂は結晶性ポリエステルを含むことが好ましい。
【0061】
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と、多価アルコールとの脱水縮合反応によって得られる。
【0062】
上記多価カルボン酸は、2価以上のカルボン酸であればよく、トリメリット酸やピロメリット酸等の3価以上のカルボン酸であってもよい。これらのうち、結晶性ポリエステルの結晶性を高める観点からは、ジカルボン酸が好ましい。ジカルボン酸の例には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、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、1,11-ウンデカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,13-トリデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸、および1,18-オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸、ならびに、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、および4,4’-ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸などが含まれる。
【0063】
これらの多価カルボン酸のうち、結晶性ポリエステルの結晶性を高めやすく、さらにはニス中に含まれ得るジオールジ(メタ)アクリレートと結晶性ポリエステルとの親和性を高めやすいことから、脂肪族カルボン酸が好ましい。上記脂肪族カルボン酸は、炭素数6以上16以下の直鎖状炭化水素基を有することが好ましく、炭素数10以上14以下の直鎖状炭化水素基を有することがより好ましい。なお、脂肪族カルボン酸の炭化水素構造は、一部分岐していてもよい。
【0064】
上記多価アルコールは、2価以上のアルコールであればよく、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、およびソルビトールなどの3価以上のアルコールであってもよい。これらのうち、結晶性ポリエステルの結晶性を高める観点からは、2価のアルコールが好ましい。2価のアルコールの例には、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および1,20-エイコサンジオールなどの脂肪族ジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、3-ヘキセン-1,6-ジオールおよび4-オクテン-1,8-ジオールなどの不飽和二重結合を有するジオール、ならびに、スルホン酸基を有するジオールなどが含まれる。
【0065】
ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂の全質量に対して、80質量%以上95質量%以下であることが好ましく、85質量%以上92質量%以下であることがより好ましい。
【0066】
定着時にC16-35飽和化合物をより十分に析出させやすくする観点およびタッキングをより十分に抑制する観点から、結晶性ポリエステルの含有量は、結着樹脂の全質量に対して5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、8質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
【0067】
トナー母体粒子を十分に軟化させてトナーの低温定着性を高める観点からは、結晶性ポリエステルの融点は50℃以上85℃以下であることが好ましく、60℃以上80℃以下であることがより好ましい。
【0068】
結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は5000以上50000以下であることが好ましい。結晶性ポリエステルの数平均分子量(Mn)は2000以上10000以下であることが好ましい。結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)や数平均分子量(Mn)が当該範囲であると、低温定着性が良好になる。
【0069】
結着樹脂の含有量は、トナー母体粒子の全質量に対して20質量%以上99質量%以下であることが好ましく、30質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがさらに好ましい。上記結着樹脂の含有量が20質量%以上であると、形成される画像の強度をより高めることができる。
【0070】
1-1-4.その他の成分
トナー母体粒子は、着色剤および荷電制御剤などを含有してもよい。
【0071】
上記着色剤は、染料でもよいし顔料でもよい。トナーが画像に所定の色調を付与する有色トナーであるとき、トナー母体粒子は、当該有色トナーによって呈されるべき色調に応じた、イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックなどの着色剤を含有すればよい。着色剤は、トナー母体粒子に、一種のみが含まれても、複数種が組み合わせて含まれていてもよい。
【0072】
イエローの着色剤の例には、C.I.ソルベントイエロー19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、および162などを含むイエロー染料、ならびに、C.I.ピグメントイエロー14、17、74、93、94、138、155、180および185などを含むイエロー顔料が含まれる。
【0073】
マゼンタの着色剤の例には、C.I.ソルベントレッド1、49、52、58、63、111および122などを含むマゼンタ染料、ならびに、C.I.ピグメントレッド5、48:1、53:1、57:1、122、139、144、149、166、177、178および222などのマゼンタ顔料が含まれる。
【0074】
シアンの着色剤の例には、C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93および95などのシアン染料、ならびに、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:3、60、62、66および76などのシアン顔料が含まれる。
【0075】
ブラックの着色剤の例には、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックおよびランプブラックなどを含むカーボンブラック、フェライトおよびマグネタイトなどを含む磁性体、ならびに、鉄・チタン複合酸化物などが含まれる。
【0076】
着色剤の含有量は、トナー母体粒子の全質量に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。なお、トナーがクリアトナーであるときには、トナー母体粒子は、着色剤を実質的に含有しないことが好ましく、トナー母体粒子の全質量に対する着色剤の含有量が0.1質量%以下であることが好ましい。
【0077】
上記荷電制御剤は、トナー母体粒子の帯電性を調整することができる。
【0078】
上記荷電制御剤の例には、ニグロシン染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第四級アンモニウム塩化合物、アゾ金属錯体、サリチル酸金属塩またはその金属錯体などが含まれる。
【0079】
上記荷電制御剤の含有量は、結着樹脂の全質量に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましい。なお、荷電制御剤を過剰に添加するなどの方法でトナーの帯電性を制御しようとすると、トナー母体粒子の他の特性が大きく変化することがある。これに対し、本実施形態では、チタン酸ストロンチウムによりトナーの帯電性を調整することで、他の要求される特性を満たしつつ、トナーの帯電性も所望の程度に調整することができる。
【0080】
1-2.外添剤
トナー母体粒子は、トナーの流動性、帯電性およびクリーニング性を高めるためにトナー母体粒子の表面に後処理剤として添加される外添剤を含んでいてもよい。
【0081】
外添剤は、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化チタン粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子および酸化ホウ素粒子、などの無機粒子を含むことが好ましい。これらの無機粒子は、必要に応じて、シランカップリング剤やシリコーンオイルなどの表面処理剤によって疎水化処理されていてもよい。
【0082】
上記無機粒子の粒子径は、個数平均一次粒子径が20nm以上200nm以下であることが好ましく、30nm以上150nm以下であることがより好ましい。外添剤の個数平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮像したチタン酸ストロンチウムの画像データを、画像処理解析装置(株式会社ニレコ製、LUZEX AP)を用いて2値化処理し、100個の粒子について測定した水平方向フェレ径の平均値とすることができる。
【0083】
また、外添剤は、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体などを含む有機粒子を含んでいてもよい。有機粒子の粒子径は、チタン酸ストロンチウムと同様の方法で測定されるピークトップの粒子径が10nm以上1000nm以下であることが好ましい。
【0084】
また、外添剤は、高級脂肪酸の金属塩などの滑剤を含んでいてもよい。上記高級脂肪酸典枝には、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸およびリシノール酸などが含まれる。上記金属塩を構成する金属の例には、亜鉛、マンガン、アルミニウム、鉄、銅、マグネシウムおよびカルシウムなどが含まれる。
【0085】
外添剤の含有量は、トナーの全質量に対して0.05質量%以上10.00質量%以下であることが好ましく、0.10質量%以上5.00質量%以下であることがより好ましい。
【0086】
1-3.離型剤およびC16-35飽和化合物の配置
上述のように、本実施形態では、トナーの最大径である長軸の中心を通り、上記長軸と垂直に交わるトナーの断面において、トナー母体粒子の表面からの距離が1.0μm未満の領域である第1領域の面積をS1、第1領域以外の領域である第2領域の面積をS2とし、第1領域において離型剤およびC16-35飽和化合物が存在する領域の面積をW1、第2領域において離型剤およびC16-35飽和化合物が存在する領域の面積をW2としたとき、式(1)の関係を満たす
W1/S1>W2/S2 (1)
【0087】
つまり、本実施形態では、(W1/S1)/(W2/S2)の値は、1.0よりも大きい。離型剤およびC16-35飽和化合物を画像表面側により析出させて、C16-35飽和化合物を核とした離型剤の結晶化をより促進させる観点から、(W1/S1)/(W2/S2)の値は1.05以上であることが好ましく、1.1以上であることがより好ましい。これにより、タッキングをより十分に抑制できる。(W1/S1)/(W2/S2)の上限値は特に限定されないが、例えば、15.0である。
【0088】
上記W1、W2、S1、およびS2は、以下の手順により測定される値である。
【0089】
トナー粒子を、包埋剤を用いて包埋した後、切削機を用いて-100℃の条件下で、トナーの長軸の中心を通り、かつ当該長軸に垂直な断面が形成されるようにトナーを切削し、観察用サンプルを作製する。そして、この観察用サンプルを四酸化ルテニウム雰囲気下となっているデシケーター内に放置し、染色を行う。その後、染色された観察用サンプルの上記断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察する。
【0090】
次に、画像処理解析装置を用いて、トナーの断面の観察画像において、当該断面における最大径である長軸の中心を通り、当該中心における交差角が均等であり、かつ交差角が11.25°になるように断面を横断する直線を16本ひく。これにより、中心からトナー母体粒子の表面まで延びる32本の線分(分割軸)を形成する。
【0091】
次に、上記中心からトナー母体粒子の表面まで延びる分割軸をそれぞれAn(n=1~32)とし、これら分割軸Anにおいて、トナー母体粒子の表面からの距離が1μmとなる点をPAn(n=1~32)とし、各PAnを直線で結ぶ。そして、各PAnよりもトナー母体粒子の表面側の領域の面積をS1、上記表面側の領域内における離型剤および飽和炭化水素化合物(炭素数16以上35以下)が存在する領域の面積をW1、各PAnよりも上記中心側の内部領域の面積をS2、上記内部領域内における離型剤および上記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW2とする。最後に、画像処理解析装置を用いて、各面積S1、W1、S2、およびW2を測定する。
【0092】
なお、上記各面積は、以下の条件に当てはまるトナー粒子20個について測定した値の平均値とする。
【0093】
上記観察用サンプルのトナーの断面積が、別のトナー粒子50個について走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて取得した画像から求めたトナー粒子の投影面積の平均値S50に対して±10%以内の面積であり、かつ、上記16本の断面を横断する直線のうち一番短い直線の長さが2.5μm以上となるトナーを20個選ぶ。
【0094】
1-4.トナー母体粒子およびトナーの製造方法
上記トナー母体粒子は、粉砕法、乳化重合凝集法、乳化凝集法、懸濁重合法および溶解懸濁法などの方法により、公知のトナーと同様に製造することができる。
【0095】
これらのうち、粉砕法、乳化重合凝集法、乳化凝集法および懸濁重合法が好ましく、粉砕法および乳化重合凝集法がより好ましく、粉砕法がさらに好ましい。粉砕法により作製された粉砕トナーのトナー母体粒子は、不定形の粒子であり、粒子全体に微小な凹凸がランダムに多数存在するため、表面積が大きい。そのため、粉砕法により作製されたトナー母体粒子は、その表面からC16-35飽和化合物が析出しやすく、これによりニスの塗布性およびトナーの離型性が高まりやすい。
【0096】
粉砕法では、結着樹脂、離型剤、C16-35飽和化合物およびその他の材料を混合して溶融混錬して得られる固形の樹脂組成物を、所定の粒径になるまで粉砕して、トナー母体粒子を得ることができる。
【0097】
より具体的には、粉砕法では、まず、トナー母体粒子を構成する材料(結着樹脂、離型剤、C16-35飽和化合物、および任意に添加される他の材料)を所定量秤量して配合し、混合する。混合は、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッドなどの混合装置により行うことができる。
【0098】
次に、混合した材料を溶融混練する。溶融混練は、加圧ニーダーおよびバンバリーミキサーのようなバッチ式練り機や、連続式の練り機を使用することができる。連続生産するときは、1軸押出機または2軸押出機を使用することが好ましい。2軸押出機の例には、KTK型2軸押出機(株式会社神戸製鋼所製)、TEM型2軸押出機(東芝機械株式会社製)、PCM混練機(株式会社池貝製)、2軸押出機(株式会社ケイ・シー・ケイ製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが含まれる。溶融混練の温度は、100~200℃程度とすることが好ましい。溶融混練により得られた樹脂組成物は、2本ロール等で圧延し、水などによって急冷して固形物とする。
【0099】
次に、溶融混錬および冷却により得られた固形の樹脂組成物を、所望の粒径にまで粉砕する。粉砕は、たとえば、クラッシャー、ハンマーミルおよびフェザーミルなどの粉砕機で粗粉砕した後に、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング株式会社製)、ターボ・ミル(フロイント・ターボ株式会社製)などの微粉砕機、またはエアージェット方式による微粉砕機などで微粉砕すればよい。
【0100】
その後、必要に応じて粉砕された樹脂組成物を分級する。分級は、慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業株式会社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン株式会社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン株式会社製)、およびファカルティ(ホソカワミクロンホソカワミクロン製)などの分級機や篩分機を使用して行うことができる。
このようにして、粉砕法によりトナー母体粒子を作製することができる。
【0101】
(熱風による表面処理)
本実施形態では、これらの方法、特には粉砕法によって得られたトナー母体粒子に対して、温度が100℃以上の熱風による表面処理を行う。これにより、トナー母体粒子中の離型剤およびC16-35飽和化合物が溶融して粘度が低くなるため、トナー母体粒子の内部側から表面側へと移動しやすくなる。その結果、上述した式(1)の関係を満たすトナー母体粒子を製造することができる。
【0102】
また、熱風による表面処理により、トナー母体粒子の表面形状を調整(球形化)したり、表面の物性を調整したりすることができる。
【0103】
表面処理時の熱風は、温度が100℃以上450℃以下であることが好ましく、250℃以上400℃以下であることがより好ましい。250℃以上であると、離型剤およびC16-35飽和化合物の溶融時の粘度をより低くして、これらをトナー母体粒子の表面側により移動させやすくすることができる。また、400℃以下であると、トナー母体粒子の製造時に、離型剤およびC16-35飽和化合物がトナー母体粒子の表面に析出することを抑制できる。
【0104】
熱風による表面処理の方法は特に限定されず、特開昭59-125743号公報や特開2022-96557号公報に記載された方法などで行うことができる。これらの公報には、熱処理室中で、熱風によりトナー粒子を旋回させながら落下させ、さらに熱処理室の内部に供給した冷風により冷却した後にトナー粒子を回収する、表面処理方法が記載されている。
【0105】
図1は、熱風による表面処理を行う表面処理装置100の例を示す模式図である。ホッパー110から供給されたトナー粒子は、混合室120中で、ノズル130から供給された圧縮空気と混合され、分散気流140として、ディフューザー150から熱処理室160の内部に噴出される。この噴出された分散気流140に、熱風旋回室170に供給されて旋回流とされた熱風が吹き込まれ、これにより分散気流140中のトナー粒子を熱風により旋回させる。旋回により熱処理されたトナー粒子は、冷風供給部180から熱処理室160の側壁に沿って導入された冷却風により冷却され、排出部190から排出されて回収される。
【0106】
図2は、熱風による表面処理を行う別の表面処理装置200の例を示す模式図である。圧縮気体に混合されたトナー粒子は、熱処理室210の中心軸上に設置された導入管220に投入される。投入されて導入管220を通過したトナー母体粒子は、導入管220の中央部に設けられた円錐状の突起状部材222により均一に分散され、放射状に広がる供給管230を通過して、粉体粒子供給口240に導かれ、粉体粒子供給口240から熱処理室210に導かれる。熱風供給手段250から供給され、熱風導入部260から熱処理室210の内部に導入された熱風は、複数のブレードを有する旋回部材270により旋回させられ、熱処理室210内に螺旋状に旋回しながら導入される。このとき、略円錐状の分配部材280が、旋回される熱風を各方向に均一に分配する。熱処理室210に供給されたトナー母体粒子は、螺旋状に旋回する熱風により、熱処理室210内の内部を旋回しつつ落下していく。また、処理室6の内部には複数の冷風導入部290から冷風が導入されており、旋回しながら落下するトナー母体粒子は、これらの冷風導入部290から導入された冷風によって冷却される。
【0107】
なお、乳化重合凝集法によってトナーを作製するときは、離型剤およびC16-35飽和化合物を含む結着樹脂粒子分散液(必要に応じて着色剤粒子分散液をさらに添加した混合液)に凝集剤を添加して、加熱撹拌しながら、粒子を凝集させ、粒子同士を融着させる。このとき、加熱温度を70℃以上にすることで、上述した式(1)の関係を満たすトナー母体粒子を製造することができる。トナー母体粒子中の離型剤およびC16-35飽和化合物が溶融して粘度が低くなり、トナー母体粒子の内部側から表面側へと移動しやすくなるためである。上記加熱温度は75℃以上95℃以下であることが好ましい。
【0108】
(外添剤の添加)
以上の工程を経て得られたトナー母体粒子は、そのまま使用してもよいが、必要に応じて、外添剤により外添処理されてもよい。外添剤による外添処理は、トナー母体粒子と外添剤とを所定量配合して、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)、およびノビルタ(ホソカワミクロン株式会社製)等の混合装置により撹拌・混合して、行うことができる。
【0109】
1-5.キャリア
キャリアは、上述したトナー母体粒子と混合して2成分磁性トナーを構成する。上記キャリアは、トナーに含有され得る公知の磁性粒子であればよい。
【0110】
上記磁性粒子の例には、鉄、鋼、ニッケル、コバルト、フェライト、およびマグネタイト、ならびに、これらとアルミニウムおよび鉛などとの合金などの磁性体を含む粒子が含まれる。上記キャリアは、上記磁性体からなる粒子の表面を樹脂などで被覆したコートキャリアであってもよいし、バインダー樹脂中に上記磁性体を分散させた樹脂分散型キャリアであってもよい。上記被覆用の樹脂の例には、オレフィン樹脂、スチレン樹脂、スチレン-アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、およびフッ素樹脂などが含まれる。上記バインダー樹脂の例には、アクリル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、およびフェノール樹脂などが含まれる。
【0111】
キャリアの平均粒子径は、体積基準の平均粒子径が20μm以上100μm以下であることが好ましく、25μm以上80μm以下であることがより好ましい。上記キャリアの平均粒子径は、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置であるシンパテック(SYMPATEC)社製へロス(HELOS)などにより測定することができる。
【0112】
キャリアの含有量は、トナー母体粒子およびキャリアの合計質量に対して、2質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
【0113】
2.画像形成方法および画像形成装置
本発明の他の実施形態は、静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成部と、記録媒体への上記トナー像の転写により、上記トナー像を上記記録媒体に定着させる定着装置と、を有する画像形成装置、ならびに当該画像形成装置を用いた画像形成方法に関する。本実施形態において、上記定着装置は、上述したトナーを上記記録媒体に定着させる。
【0114】
上記画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4種類のカラー現像装置と、1つの電子写真感光体と、により構成される4サイクル方式の画像形成装置であってもよいし、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4種類のカラー現像装置と、それぞれの色ごとに設けられた4つの電子写真感光体と、により構成されるタンデム方式の画像形成装置であってもよい。
【0115】
図3は、本実施形態に関する画像形成装置1の一例を示す概略構成図である。
図3に示す画像形成装置1は、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着装置60および画像読取部70を有する。
【0116】
画像形成部40は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット41Y、41M、41Cおよび41Kを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部40は、さらに、中間転写ユニット42および二次転写ユニット43を有する。これらは、転写装置に相当する。
【0117】
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、電子写真感光体(像担持体)413、帯電装置414、およびドラムクリーニング装置415を有する。帯電装置414は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置414は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を電子写真感光体413に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置411は、例えば、光源としての半導体レーザーと、形成すべき画像に応じたレーザー光を電子写真感光体413に向けて照射する光偏向装置(ポリゴンモータ)とを含む。電子写真感光体413は、光導電性を有する負帯電型の有機感光体である。電子写真感光体413は、帯電装置414により帯電される。
【0118】
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置である。現像装置412は、例えば、二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器の開口部に回転自在に配置されている現像ローラー(磁性ローラー)と、二成分現像剤が連通可能に現像容器内を仕切る隔壁と、現像容器における開口部側の二成分現像剤を現像ローラーに向けて搬送するための搬送ローラーと、現像容器内の二成分現像剤を撹拌するための撹拌ローラーと、を有する。現像容器には、例えば、二成分現像剤が収容されている。
【0119】
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト(中間転写体)421、中間転写ベルト421を電子写真感光体413に圧接させる一次転写ローラー422、バックアップローラー423Aを含む複数の支持ローラー423、およびベルトクリーニング装置426を有する。中間転写ベルト421は、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
【0120】
ベルトクリーニング装置426は、弾性部材426aを有する。弾性部材426aは、二次転写した後の中間転写ベルト421に当接して、中間転写ベルト421の表面上の付着物を除去する。弾性部材426aは、弾性体で構成されており、クリーニングブレード、ブラシなどが含まれる。
【0121】
二次転写ユニット43は、無端状の二次転写ベルト432、および二次転写ローラー431Aを含む複数の支持ローラー431を有する。二次転写ベルト432は、二次転写ローラー431Aおよび支持ローラー431によってループ状に張架される。
【0122】
定着装置60は、例えば、定着ローラー62と、定着ローラー62の外周面を覆い、用紙S上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の加熱ベルト10と、用紙Sを定着ローラー62および加熱ベルト10に向けて押圧する加圧ローラー63と、を有する。用紙Sは、記録媒体に相当する。
【0123】
画像形成装置1は、さらに、画像読取部70、画像処理部30および用紙搬送部50を有する。画像読取部70は、給紙装置71およびスキャナー72を有する。用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、および搬送経路部53を有する。給紙部51を構成する三つの給紙トレイユニット51a~51cには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aなどの複数の搬送ローラー対を有する。
【0124】
画像形成装置1による画像の形成を説明する。
スキャナー72は、コンタクトガラス上の原稿Dを光学的に走査して読み取る。原稿Dからの反射光がCCDセンサー72aにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部30において所定の画像処理が施され、露光装置411に送られる。
【0125】
電子写真感光体413は一定の周速度で回転する。帯電装置414は、電子写真感光体413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411では、ポリゴンモータのポリゴンミラーが高速で回転し、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光が、電子写真感光体413の軸方向に沿って展開し、当該軸方向に沿って電子写真感光体413の外周面に照射される。こうして電子写真感光体413の表面には、静電潜像が形成される。
【0126】
現像装置412では、現像容器内の二成分現像剤の撹拌、搬送によってトナー母体粒子が帯電し、二成分現像剤は現像ローラーに搬送され、現像ローラーの表面で磁性ブラシを形成する。帯電したトナー母体粒子は、磁性ブラシから電子写真感光体413における静電潜像の部分に静電的に付着する。こうして、電子写真感光体413の表面の静電潜像が可視化され、電子写真感光体413の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。なお、「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
【0127】
電子写真感光体413の表面のトナー画像は、中間転写ユニット42によって中間転写ベルト421に転写される。転写後に電子写真感光体413の表面に残存する転写残トナーは、電子写真感光体413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置415によって除去される。
【0128】
一次転写ローラー422によって中間転写ベルト421が電子写真感光体413に圧接することにより、電子写真感光体413と中間転写ベルト421とによって、一次転写ニップが電子写真感光体ごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト421に順次重なって転写される。
【0129】
一方、二次転写ローラー431Aは、中間転写ベルト421および二次転写ベルト432を介して、バックアップローラー423Aに圧接される。それにより、中間転写ベルト421と二次転写ベルト432とによって、二次転写ニップが形成される。当該二次転写ニップを用紙Sが通過する。用紙Sは、用紙搬送部50によって二次転写ニップへ搬送される。用紙Sの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により行われる。
【0130】
二次転写ニップに用紙Sが搬送されると、二次転写ローラー431Aへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト421に担持されているトナー画像が用紙Sに転写される(静電荷像現像用トナーを記録媒体に付着させる工程)。トナー画像が転写された用紙Sは、二次転写ベルト432によって、定着装置60に向けて搬送される。
【0131】
二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残存する転写残トナーなどの付着物は、中間転写ベルト421の表面に摺接されるクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置426によって除去される。このとき、中間転写ベルトとして前述の中間転写体を使用するため、経時的に動摩擦力を低減させることができる。
【0132】
定着装置60は、回転する定着ローラー62と加圧ローラー63とによって加熱ベルト10を挟み込んで、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Sを定着ニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Sに定着する(静電荷像現像用トナーを記録媒体に定着させる工程)。トナー像が定着された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
【0133】
本実施形態において、用紙Sへのトナー画像の定着は、2段階で行ってもよい。つまり、画像形成装置1は、異なる2つの定着装置60を有し、これら2つの定着装置60により連続して定着を行ってもよい。つまり、1段階目の定着装置60により加熱されたトナー画像が完全に冷却される前に、2段階目の定着装置60による加熱および加圧を行ってもよい。これにより、トナー画像を十分にかつより長い時間にわたって加熱して、トナー母体粒子からC16-35飽和化合物を十分に析出させてニスの塗布性をより高めることができる。また、2段定着でトナー画像を再度加熱することにより、結着樹脂が、画像表面上のC16-35飽和化合物および離型剤と相溶しやすくなるため、ニスの密着性をより高めることができる。
【0134】
なお、2段階目の定着は、1段階目の定着の直後に行ってもよいし、たとえば用紙Sを反転させて裏面に別の画像を付着および定着させた後に、再度用紙Sを反転させて表面に2段階目の定着を行ってもよい。このとき、さらに用紙Sを反転させて裏面にも2段目の定着を行うことが好ましい。
【0135】
なお、3段階目以降の定着を行ってもよい。
【0136】
また、定着装置は、非回転の加圧パッドにより定着ニップを形成する構成であってもよい。
【0137】
図4は、非回転の加圧パッドにより面状の定着ニップを形成する定着装置300の概略構成を示す模式図である。定着装置300は、非回転の加圧パッド610と加圧ローラー620とによって、加熱ローラー630およびステアローラー640により張架されている、回転するエンドレスベルトである加熱ベルト650を挟み込んで、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Sを定着ニップ部で加熱、加圧する。加圧パッド610は、ステンレス製の押圧部材660により加熱ベルトに押圧され、これにより加熱ベルト650を加圧パッド610に押し当てて定着ニップを形成する。
【0138】
加圧パッド610は、液晶ポリマー(LCP)などにより形成された略直方体状のパッド部材であり、加熱ベルト650を直方体の一面で押圧して、綿状の定着ニップを形成する。加圧パッド610と加熱ベルト650の間には、不図示の潤滑シートを介在させて、加熱ベルト650を円滑に回転可能とする。潤滑シートは、たとえば、厚さ100μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)をコーティングしたポリイミドシートとすることができる。また、このポリイミドシートには、1mm間隔で100μmの突起形状を形成して、加熱ベルト650との接触面積を減らして摺動抵抗を低減させてもよい。また、加熱ベルト650の潤滑シートと接する面にシリコーンオイルなどの潤滑剤を塗布して、加熱ベルト650を円滑に回転可能としてもよい。
【0139】
このような構成により面状のニップ部を形成することで、定着時間をより長くすることができる。これにより、トナー画像を十分にかつより長い時間にわたって加熱して、トナー母体粒子からC16-35飽和化合物を十分に析出させ、ニスの塗布性および2段階目の定着装置60からの離型性をより高めることができる。また、トナー画像を長い時間加熱することにより、結着樹脂が、画像表面上のC16-35飽和化合物および離型剤と相溶しやすくなるため、ニスの密着性をより高めることができる。
【0140】
上述したように定着を2段階で行うとき、2つの定着装置をいずれも加圧パッドを有する定着装置としてもよいし、いずれか一方(1段階目の定着装置、または2段階目の定着装置)を、加圧パッドを有する定着装置としてもよい。もちろん、2つの定着装置をいずれも回転する定着ローラーを有する定着装置としてもよい。
【0141】
なお、上述した装置構成および画像形成方法は、本発明を実施するための例示的な形態であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0142】
3.ニスコートの形成
上述した画像形成方法により形成した画像に、ニスを付与してニスコートを形成してもよい。
【0143】
ニスコートの形成時には、上述の画像形成工程で形成した画像上に、たとえば光重合性化合物を含む光硬化性ニスを塗布し、硬化させてニス層を形成する。なお、光硬化性ニスは、画像全体を覆うように塗布してもよく、画像の一部のみを覆うように塗布してもよい。
【0144】
上記画像上に光硬化性ニスを塗布する方法は、光硬化性ニスを均一に塗布することが可能であれば特に制限されない。その塗布装置の例には、ニスコータ、ロールコータ、フキソソコータ、ロッドコータ、ブレード、ワイヤーバー、エアーナイフ、カーテンコータ、スライドコータ、ドクターナイフ、スクリーンコータ、グラビアコータ(例えば、オフセットグラビアコータ)、スロットコータ、および押出しコータを含む液体フィルムコーティング装置等が含まれる。またこれらは、正転および逆転ロールコーティング、オフセットグラビア、カーテンコーティング、リソグラフコーティング、スクリーンコーティング、およびグラビアコーティング等の周知の方式のものを使用することができる。
【0145】
ここで、上記画像上に塗布する光硬化性ニスは、光重合性化合物(ニス用重合性モノマー)を含んでいればよいが、通常、光重合性化合物と共に、重合開始剤(増感剤)とを含む。
【0146】
光重合性化合物は、モノマーであってもよく、オリゴマーであってもよく、ポリマーであってもよい。ただし、少なくとも直鎖炭化水素構造を有するジオールジ(メタ)アクリレートを含む。光硬化性ニスが、当該ジオールジ(メタ)アクリレートを含むことで、上述のトナー粒子中の結晶性ポリエステルとの親和性が高まり、画像に対する光硬化性ニスの濡れ性が向上し、さらには得られるニス層と画像との密着性が高まる。
【0147】
ここで、直鎖炭化水素構造を有するジオールジ(メタ)アクリレートとは、脂肪族ジオールと2つの(メタ)アクリル酸とを脱水集合して得られるモノマーである。なお、ジオールジ(メタ)アクリレートの炭化水素構造は、一部分岐していてもよい。この場合、ジオール由来の2つの酸素に挟まれた炭化水素鎖を、直鎖炭化水素構造と特定する。
【0148】
ジオールジ(メタ)アクリレートの直鎖炭化水素構造の炭素数は、4以上12以下であることが好ましく、6以上10以下であることがより好ましく、6以上9以下であることがさらに好ましい。ジオールジ(メタ)アクリレートの直鎖炭化水素構造の炭素数が当該範囲であると、光硬化性ニスの粘度が適度な範囲になり、塗布性が良好になりやすい。また、トナー粒子中の結晶性ポリエステルとの親和性も良好になりやすい。
【0149】
ジオールジ(メタ)アクリレートの具体例には、ヘキサンジオールジアクリレート、ノナンジオールジアクリレート、デカンジオールジアクリレート等が含まれ、これらの中でも特にヘキサンジオールジアクリレートが好ましい。
【0150】
上記直鎖炭化水素構造を有するジオールジ(メタ)アクリレートの量は、光重合性化合物の総質量に対して10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、20質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。ジオールジ(メタ)アクリレートの量が当該範囲であると、画像とニス層との密着性が良好になる。
【0151】
また、ジオールジ(メタ)アクリレート以外の光重合性化合物の例には、アクリル樹脂;ビニル・アクリル系樹脂、多価アルコールのアクリル酸エステル、エポキシ・アクリレート、ウレタン・アクリレート、ポリエステル・アクリレート、ポリエーテル・アクリレート、アクリレート・アルキッド、メラミン・アクリレート等の重合性オリゴマーや重合性ポリマー、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレートや、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートモノマー、およびトリ(メタ)アクリレートモノマー等が含まれる。ジオールジ(メタ)アクリレート以外の光重合性化合物の量や種類は、光硬化性ニスの硬化性や粘度、表面張力等に合わせて適宜選択される。
【0152】
また、重合開始剤(増感剤)の例には、公知のアントラキノン系開始剤、ベンゾフェノン系開始剤、2-エチルアントラキノン系開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系開始剤、アルキルフェノン系光重合開始剤等が含まれる。重合開始剤の量は、光硬化性ニスの総質量に対して、5質量%以上25質量%以下であることが好ましい。重合開始剤の量が当該範囲であると、光硬化性ニスの硬化性が良好になる。
【0153】
さらに、光硬化性ニスは、界面活性剤を含んでいてもよく、その例には、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、シリコーン界面活性剤、およびフルオロ界面活性剤等が含まれる。アニオン界面活性剤の例には、スルホコハク酸塩、ジスルホン酸塩、リン酸エステル、硫酸塩、スルホン酸塩等が含まれる。ノニオン界面活性剤の例には、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、イソプロピルアルコール、アセチレン系ジオール、エトキシル化オクチルフェノール、エトキシル化分岐第二級アルコール、ベルフルオロブタンスルホン酸塩及びアルコキシル化アルコール等を使用することができる。シリコーン界面活性剤の例には、ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサン等が含まれる。フルオロ界面活性剤の例には、エトキシル化ノニルフェノール等が含まれる。光硬化性ニスが界面活性剤を含むと、画像とニス層との密着性が良好になったりする。また、光硬化性ニスの表面張力を調整し、光硬化性ニスの濡れ性を高めることもできる。
【0154】
上記光硬化性ニスの25℃における表面張力は10mN/m以上50mN/m以下であることが好ましく、15mN/m以上45mN/m以下であることがより好ましく、20mN/m以上40mN/m以下であることがさらに好ましい。光硬化性ニスの表面張力が当該範囲であると、画像上に光硬化性ニスが濡れ広がりやすくなる。光硬化性ニスの表面張力は、KYOWA DY300(協和界面化学株式会社製)にてプレート法により測定される。
【0155】
一方、光硬化性ニスの振動式粘度計にて振動子を液につけ、30秒後に測定した、25℃における粘度は100mPa・s以上800mPa・s以下であることが好ましく、150mPa・s以上700mPa・s以下であることがより好ましく、200mPa・s以上600mPa・s以下であることがさらに好ましい。光硬化性ニスの粘度が当該範囲であると、上述の方法により塗布しやすくなる。
【0156】
上記光硬化性ニスの塗布後、光エネルギーを照射し、光硬化性ニスを硬化させる。照射する光エネルギーの種類は、上記重合開始剤の種類等により適宜選択されるが、通常、紫外光、可視光等とすることができる。光エネルギーの光源の例には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、タングステンランプ、LED等が含まれ、その光量や照射時間等は適宜選択される。
【0157】
なお、ニスコートは、上述した光硬化性ニスのほか、溶剤系のニスを塗布して溶剤を乾燥させる方法で形成してもよい。
【実施例0158】
以下において、実施例を参照して本発明を説明する。実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
【0159】
1.材料の用意
1-1.飽和炭化水素化合物
炭素数20、炭素数26、炭素数30、炭素数34の飽和炭化水素(ジーエルサイエンス株式会社製)を質量比で20:30:30:20となるように分取し、80℃で溶融混合した後に、冷却固化して、炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物を得た。
【0160】
1-2.離型剤
(離型剤1(マイクロクリスタリンワックス))
減圧蒸留残渣油より溶剤晶析、ろ過して得られた融点82℃のマイクロクリスタリンワックスを用意し、平均の炭素数が41となり、かつ炭素数16以上35以下の成分が検出不可になるまで分子蒸留を繰り返して、離型剤としてのマイクロクリスタリンワックスを得た。分子蒸留は、温度240℃、圧力0.2Paにて低分子量成分を除いた後、温度400℃、圧力0.2Paにてその他の成分の除去を行った。炭素数は、GC-MSで定性し、GC-FIDで定量して検出した。得られたマイクロクリスタリンワックスの融点は73℃であった。
【0161】
マイクロクリスタンワックスの融点は、DSCにより測定した。具体的には、試料5mgをアルミニウム製パンに封入し、熱分析装置ダイヤモンドDSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、1分間100℃で等温保持する昇温過程、冷却速度0.1℃/minで100℃から0℃まで冷却する冷却過程、および上記と同様の昇温過程をこの順に経る測定条件によって行った。2回目の加熱時に得られる吸熱曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点(Tm)として測定した。
【0162】
(離型剤2(ベヘン酸ベヘネート))
市販のベヘン酸ベヘネートを、離型剤としてのベヘン酸ベヘネートとした。
【0163】
1-3.結着樹脂
(結着樹脂1(ポリエステル樹脂))
・テレフタル酸: 55.7質量部
・ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物(BPA-PO): 29.0質量部
・プロパンジオール: 15.3質量部
・2-エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒): 0.50質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、および、熱電対のついた反応槽に、上記材料を投入した。その後、反応槽内を窒素ガスで置換して、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間かけて上記材料を反応させた。
【0164】
次に、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、撹拌しながら温度200℃まで昇温し、4時間反応させた。その後、再び反応槽内を5kPa以下に減圧して200℃で3時間反応させて、結着樹脂1(ポリエステル樹脂)を得た。
【0165】
(結着樹脂2(スチレン-アクリル樹脂))
・スチレン: 80.0質量部
・アクリル酸ブチル: 20.0質量部
・ジtertブチルパーオキサイド(日油株式会社製、パーブチルD):1.00質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル100部を窒素置換しながら加熱し、液温120℃以上で還流させ、そこへ、上記材料の混合物を3時間かけて滴下した。
【0166】
滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温170℃まで昇温しながら常圧蒸留し、液温が170℃に到達した後は1hPaで減圧下1時間蒸留して脱溶剤して、樹脂固形物を得た。この樹脂固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n-ヘキサンで再沈殿させ、析出した固体を濾別して、結着樹脂2(スチレン-アクリル樹脂)を得た。
【0167】
(結着樹脂3(結晶性樹脂))
・溶媒(トルエン): 100.0質量部
・単量体組成物: 100.0質量部
・t-ブチルパーオキシピバレート(日油株式会社製、パーブチルPV):0.50質量部
上記単量体組成物は以下のアクリル酸ベヘニル・アクリロニトリル・スチレンを以下に示す割合で混合したものとした。
・アクリル酸ベヘニル(第一の重合性単量体): 50.0質量部
・アクリロニトリル(第二の重合性単量体): 35.0質量部
・スチレン(第三の重合性単量体): 15.0質量部
冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間かけて重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。
【0168】
続いて、上記溶解液を25℃まで降温させた後、1000.0質量部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分を濾別し、さらにメタノールで洗浄後、40℃で24時間かけて減圧乾燥して結着樹脂3(結晶性樹脂)を得た。結着樹脂3(結晶性樹脂)の融点は75℃、再結晶化温度は62℃であった。
【0169】
上記融点および再結晶化温度は、DSCにより測定した。DSCにより測定した。具体的には、試料5mgをアルミニウム製パンに封入し、熱分析装置ダイヤモンドDSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、1分間100℃で等温保持する昇温過程、冷却速度0.1℃/minで100℃から0℃まで冷却する冷却過程、および上記と同様の昇温過程をこの順に経る測定条件によって行った。2回目の加熱時に得られる吸熱曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点として測定し、冷却時の発熱曲線における発熱ピークのトップ温度を再結晶化温度とした。
【0170】
(結着樹脂4(結晶性ポリエステル樹脂))
・アジピン酸: 40.9質量部
・1,5-ペンタンジオール: 59.1質量部
・2-エチルヘキサン酸錫: 0.50質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、および、熱電対のついた反応槽に上記材料を投入した。その後、反応槽内を窒素ガスで置換して、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間かけて上記材料を反応させた。
【0171】
次に、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、撹拌しながら温度200℃まで昇温し、1時間反応させることで結着樹脂4(結晶性ポリエステル)を得た。結着樹脂4(結晶性樹脂)の融点は70℃、再結晶化温度は60℃であった。結着樹脂4の融点および再結晶化温度は、上述の方法で測定した。
【0172】
1-4.樹脂粒子の分散液
(着色剤粒子の分散液)
90.0質量部のn-ドデシル硫酸ナトリウムを1600.0質量部のイオン交換水に投入し、撹拌しながら、この水溶液に320.0質量部のカーボンブラック(リーガル330R。キャボットコーポレーション社製)を徐々に添加した。次いで、撹拌装置(エム・テクニック株式会社製、クレアミックスWモーション CLM-0.8)を用いて分散処理を行い、体積基準のメディアン径が110nmである着色剤微粒子の分散液を調製した。なお、上記メディアン径は、粒度分布測定装置(MICROTRAC UPA-150、HONEYWELL社製)で測定した値である。
【0173】
(ビニル系樹脂微粒子分散液1)
・スチレン: 256.5質量部
・2-エチルヘキシルアクリレート: 85.5質量部
・メタクリル酸: 18.0質量部
・n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート(連鎖移動剤): 5.40質量部
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、8質量部のドデシル硫酸ナトリウムおよび3000質量部のイオン交換水を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で撹拌しながら、液温を80℃に昇温させた。昇温後、10質量部の過硫酸カリウムを200質量部のイオン交換水に溶解させた溶液を添加し、再度液温80℃として、上記単量体の混合液を1時間かけて滴下した。滴下後、液温を80℃にして、2時間撹拌することにより重合を行い、ビニル系樹脂微粒子分散液1を調製した。
【0174】
(ビニル系樹脂微粒子分散液2)
・スチレン: 432.0質量部
・n-ブチルアクリレート: 225.0質量部
・メタクリル酸: 61.2質量部
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、8質量部のドデシル硫酸ナトリウムおよび3000質量部のイオン交換水を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で撹拌しながら、液温を80℃に昇温させた。昇温後、10質量部の過硫酸カリウムを200質量部のイオン交換水に溶解させた溶液を添加し、再度液温を80℃に加熱し、上記単量体の混合液を1時間かけて滴下した。滴下後、液温を80℃にして、2時間撹拌することにより重合を行い、ビニル系樹脂微粒子分散液Aを調製した。
【0175】
・スチレン: 256.5質量部
・2-エチルヘキシルアクリレート: 85.5質量部
・メタクリル酸: 18.0質量部
・n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート(連鎖移動剤): 5.40質量部
・炭化水素ワックス: 135.0質量部
・炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物: 3.00質量部
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、7質量部のポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウムおよびイオン交換水3000質量部を仕込み、80℃に加熱した。加熱後、固形分換算で80質量部のビニル系樹脂微粒子分散液Aと、上記単量体、連鎖移動剤、離型剤(炭化水素ワックス)、および飽和炭化水素化合物を90℃にて溶解させた混合液とを添加した。
【0176】
その後、循環経路を有する機械式分散機(エム・テクニック株式会社製、CLEARMIX)を用いて、1時間の混合分散処理を行い、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。次いで、この分散液に、6質量部の過硫酸カリウムを200質量部のイオン交換水に溶解させた開始剤水溶液を添加し、この系を84℃にて1時間にわたって加熱撹拌して、上記単量体を重合させて、ビニル系樹脂微粒子分散液Bを調製した。
【0177】
上記ビニル系樹脂微粒子分散液Bに、さらに、400質量部のイオン交換水を添加した後、11質量部の過硫酸カリウムを400質量部のイオン交換水に溶解させた溶液を添加した。さらに、82℃の温度条件下で、下記単量体の混合液を1時間かけて滴下した。
・スチレン 330.3質量部
・n-ブチルアクリレート: 148.5質量部
・メタクリル酸: 49.5質量部
・n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート: 7.2質量部
【0178】
滴下終了後、2時間にわたって加熱撹拌して、上記単量体を重合させた後、28℃まで冷却して、ビニル系樹脂微粒子分散液2を得た。
【0179】
(非晶性ポリエステル樹脂分散液)
・スチレン: 80.0質量部
・n-ブチルアクリレート: 20.0質量部
・アクリル酸: 10.0質量部
・ジ-t-ブチルパーオキサイド(重合開始剤): 16.0質量部
上記単量体、および重合開始剤の混合液を滴下ロートに入れた。
【0180】
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物: 50.2質量部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物: 249.8質量部
・テレフタル酸: 120.1質量部
・ドデセニルコハク酸: 46.0質量部
また、上記非晶性ポリエステル樹脂の単量体を、窒素導入管、脱水管、撹拌器および熱電対を備えた四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
【0181】
撹拌下で、滴下ロートに入れた混合液を四つ口フラスコへ90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の単量体を除去した。その後、エステル化触媒として0.4質量部のTi(OBu)4を投入し、液温を235℃まで昇温して、常圧下(101.3kPa)にて5時間、減圧下(8kPa)にて1時間、反応させた。次いで、液温を200℃まで冷却し、減圧下(20kPa)にて反応を行った後、脱溶剤を行い、非晶性ポリエステル樹脂を得た。
【0182】
得られた非晶性ポリエステル樹脂100質量部を、400質量部の酢酸エチル(関東化学株式会社製)に溶解させ、この溶液と、あらかじめ調製しておいた638質量部のラウリル硫酸ナトリウム溶液(濃度0.26質量%)と混合した。
【0183】
得られた混合液を撹拌しながら、超音波ホモジナイザー(US-150T、株式会社日本精機製作所製)により、V-LEVEL 300μAで30分間の超音波分散処理を行った。その後、液温を40℃まで加温した状態で、ダイヤフラム真空ポンプ(V-700、BUCHI社製)を使用し、上記混合液を減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去した。その結果、固形分量が13.5質量%の非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
【0184】
2.トナー母体粒子の作製
(トナー母体粒子1)
・結着樹脂1: 100.0質量部
・離型剤1: 5.00質量部
・炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物: 0.07質量部
・カーボンブラック(リーガル330R、キャボット社製): 7.00質量部
ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製、FM-75型)に上記材料を投入して、回転数20s-1、回転時間5minの条件で混合した。その後、温度170℃に設定した二軸混練機(株式会社池貝製、PCM-30型)を用いて、これらを混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにより1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(ターボ工業株式会社製、T-250)により微粉砕した。さらに、分球装置(ホソカワミクロン株式会社製、ファカルティF-300)を用い、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1として分級を行った。
【0185】
分級を経た粒子を、
図1で示す表面処理装置により熱処理した。このとき、熱処理室の温度を300℃とし、熱処理時間は30秒とした。これにより、平均円形度0.96(測定装置(FPIA-3000、Sysmex社製)を用いて測定)、体積平均粒径(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)を用いて測定)が6.20μmであるトナー母体粒子1を得た。
【0186】
(トナー母体粒子2、4~14)
結着樹脂の種類および量、離型剤の種類、飽和炭化水素化合物の量を表1のように変更した以外は、トナー母体粒子1と同様にして、トナー母体粒子2、4~14を得た。各トナー母体粒子の体積平均粒径をトナー母体粒子1と同様に測定した。
【0187】
【0188】
(トナー母体粒子3)
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、180質量部(固形分換算)のビニル系樹脂微粒子分散液1、2000質量部のイオン交換水を投入した。室温下(25℃)で、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、反応容器中の分散液のpHを10に調整した。
【0189】
さらに、40質量部(固形分換算)の着色剤粒子分散液を投入し、凝集剤としての30質量部の塩化マグネシウムを60質量部のイオン交換水に溶解させた水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。3分間放置した後、この系を60分かけて80℃まで昇温し、80℃に到達したとき、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整した。そして、コールターマルチサイザー3(コールター・ベックマン社製)により測定した体積基準のメディアン径が4.0μmになるまで成長させた。メディアン径が4.0μmに到達した段階で反応容器中に、120質量部(固形分換算)のビニル系樹脂微粒子分散液2を投入し、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整して、体積基準のメディアン径が6.0μmになるまで成長させた。
【0190】
次いで、68質量部(固形分換算)の非晶性ポリエステル樹脂分散液を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、190質量部の塩化ナトリウムを760質量部のイオン交換水に溶解させた水溶液を添加して、粒子径の成長を停止させた。
【0191】
さらに、熟成工程として液温度80℃で加熱撹拌を行い、測定装置(FPIA-3000、Sysmex社製)を用いて測定された粒子の平均円形度が0.970になるまで、粒子間の融着を進行させた。そして、その後、液温を30℃まで冷却した。次いで、固液分離を行い、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子3を得た。トナー母体粒子3の体積平均粒径をトナー母体粒子1と同様に測定した。
【0192】
(トナー母体粒子15)
・結着樹脂1: 100.0質量部
・結着樹脂4: 12.0質量部
・離型剤1: 5.00質量部
・炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物: 0.07質量部
・カーボンブラック(リーガル330R、キャボット社製): 7.00質量部
ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製、FM-75型)に上記材料を投入して、回転数20s-1、回転時間5minの条件で混合した。その後、温度130℃に設定した二軸混練機(株式会社池貝製、PCM-30型)を用いて、これらを混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにより1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(ターボ工業株式会社製、T-250)により微粉砕した。さらに、分球装置(ホソカワミクロン株式会社製、ファカルティF-300)を用い、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1として分級を行った。
【0193】
分級を経た粒子を、
図2で示す装置により熱処理した。このとき、熱風出口部の温度が50℃になるように熱風温度を調整した。これにより、平均円形度0.96(測定装置(FPIA-3000、Sysmex社製)を用いて測定)であるトナー母体粒子15を得た。トナー母体粒子15の体積平均粒径をトナー母体粒子1と同様に測定した。
【0194】
3.トナーの作製
(トナー1、トナー2、トナー4~トナー15)
100質量部のトナー母体粒子1と、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した1.0質量部の疎水性シリカ微粒子(BET比表面積:200m2/g)と、イソブチルトリメトキシシランで表面処理した1.0質量部の酸化チタン微粒子(BET比表面積:80m2/g)とを、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM-75型)により、回転数30s-1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。
【0195】
用いるトナー母体粒子をトナー母体粒子2、4~15に変更した以外は、同様にしてトナー2、トナー4~トナー15を得た。
【0196】
(トナー3)
100質量部のトナー母体粒子3に、0.6質量部の疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)および1.0質量部の疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM-75型)により回転翼周速35m/sec、32℃で20分間混合した。その後、目開き径45μmの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー3を得た。
【0197】
4.C16-35飽和化合物の量の測定
n-ヘキサンを用いた固液抽出により、それぞれのトナーから炭化水素化合物を抽出した。このとき、内部標準としてヒシクロヘキシルを添加した。その後、常法により、メタクロロ過安息香酸(mCPBA)による不飽和炭化水素のエポキシ化を行い、硝酸銀シリカゲルを固相とした固相抽出により、飽和した炭化水素化合物を精製抽出し、以下の条件でGC-FIDを行い、C16-35飽和化合物を定量した。
【0198】
(GC条件)
使用機器:島津製作所 GC-2010 Plus
注入量:1μL、飽和炭化水素濃度 500~1000mg/L
ガードカラム:Restek MXT Siltek(10m×0.53mm id)
カラム:Restek MTX-1 (15m×0.25mm id)×0.1μm df)
キャリアガス:ヘリウム
【0199】
予め、同条件で測定したn-アルカン(炭素原子数:10、16、24、35および50)の溶出時間を測定した。また、予め、n-ヘキサンのみを上記装置に注入して、ブランクのクロマトグラムを作成した。
【0200】
それぞれのトナーから得られたクロマトグラムから、ブランクのクロマトグラムを差し引いたところ、飽和炭化水素化合物に由来するピークの前後に、安定した水平な直線であるベースラインを作成することができた。炭素原子数16と炭素原子数35に垂線を引き、ベースラインより上のクロマトグラムのうち、これらの垂線に囲まれた部分の面積を求めた。なお、飽和炭化水素化合物ではないことが確認できたピークは、計算から除外した。この面積と、内部標準として添加したビシクロヘキシルの面積と、の比率から、炭素原子数16以上35以下の飽和炭化水素化合物の質量を求めた。この質量を、トナーの質量で除算して、トナー中のC16-35飽和化合物の量を求めた。
【0201】
5.離型剤および飽和炭化水素化合物の配置の測定
トナー1~トナー15をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤を用いて包埋した後、切削用サンプルを作製した。次に、ダイヤモンドナイフを用いた切削機(LEICAウルトラミクロトーム、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて-100℃の下、切削サンプルを、トナーの長軸の中心を通り、かつ当該長軸に垂直な断面が形成されるように切削し、観察用サンプルを作製した。さらに、この観察用サンプルを四酸化ルテニウム雰囲気下となっているデシケーター内に放置し、染色を行った。染色の判断は、同時に放置したテープの染色具合により判断した。そして、染色された観察用サンプルの上記断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM)により観察し、染色の濃淡により、トナー断面における離型剤および飽和炭化水素化合物が存在する領域を視認できることを確認した。
【0202】
画像処理解析装置(LUZEX AP、株式会社ニレコ製)を用いて、トナーの断面の観察画像において、当該断面における最大径である長軸の中心を通り、当該中心における交差角が均等であり、かつ交差角が11.25°になるように断面を横断する直線を16本ひいた。これにより、中心からトナーの表面まで延びる32本の線分(分割軸)を形成した。
【0203】
次に、上記中心からトナーの表面まで延びる分割軸をそれぞれAn(n=1~32)とした。分割軸Anにおいて、トナーの表面からの距離が1μmとなる点をPAn(n=1~32)とし、各PAnを直線で結んだ。各PAnよりもトナー表面側の領域の面積をS1、上記表面側の領域内における離型剤および飽和炭化水素化合物(炭素数16以上35以下)が存在する領域の面積をW1、各PAnよりも上記中心側の内部領域の面積をS2、上記内部領域内における離型剤および上記飽和炭化水素化合物が存在する領域の面積をW2とした。
【0204】
画像処理解析装置(LUZEX AP、株式会社ニレコ製)を用いて、各面積S1、W1、S2、およびW2を測定した。
【0205】
なお、上記各面積は、以下の条件に当てはまるトナー粒子20個について測定した値の平均値である。
【0206】
上記観察用サンプルのトナーの断面積が、別のトナー粒子50個について走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて取得した画像から求めたトナー粒子の投影面積の平均値S50に対して±10%以内の面積であり、かつ、上記16本の断面を横断する直線のうち一番短い直線の長さが2.5μm以上となるトナーを20個選んだ。
【0207】
表2に、トナー1~トナー15の材料、トナー母体粒子の体積平均粒径、作製法、およびトナー中の炭素数16以上35以下の飽和炭化水素化合物の量をまとめた。なお、表2中、「離型剤等の配置」は、トナー断面における、離型剤および炭素数16~35の飽和炭化水素化合物の配置((W1/S1)/(W2/S2)の値)を表す。
【0208】
【0209】
6.評価
(画像の作製)
実施例1~6、9~12および比較例1~3については、複合機(bizhub PRESS C1070、コニカミノルタ株式会社製、(「bizhub PRESS」は同社の登録商標)を、トナー付着量を自由に設定できるように改造したもの)に、トナー1~トナー6、トナー9~トナー15を順次装填した。
【0210】
実施例7については、トナー画像の定着を2段階で行う複合機(コニカミノルタ株式会社製、bizhub PRESS) C8000)を用いて、実施例1~6、9~12および比較例1~3と同様の処理を行い、画像を出力した。
【0211】
実施例8については、複合機(コニカミノルタ株式会社製、bizhub PRESS C1070)の、定着前に画像を採取できるように改造した改造機を用いて未定着画像を採取し、複合機(キヤノン株式会社製、imagePRESS V1000)の定着器(非回転の加圧パッドにより定着ニップを形成した定着器)を取り出して単体で駆動できるように改造したものを用いて、上記未定着画像を定着させた。画像の出力条件は、実施例1と同様である。
【0212】
6-1.ニス塗布性
(画像の作成)
評価紙(王子製紙株式会社製、POD-157グロスコート紙)に、付着量8.0g/m2のベタ画像を、通常の定着条件にて、出力した。
【0213】
(ニスの塗布)
作製した画像に、ニス(T&K株式会社製、UV VECTA コートニス PC-3KW2)を、バーコーターにより厚さ5μmになるように塗布した。その後、高圧水銀灯により画像面の積算光量が120~130mJ/cm2となるように紫外線を照射し、ニスを硬化させてニス層を形成した。なお、使用したニスは、エチレン性二重結合を含む重合性官能基を有するニス用重合性モノマーおよび光重合開始剤(ラジカル重合開始剤)を含むニスである。
【0214】
(塗布性の評価)
得られた画像のニス層の表面を目視で観察し、ニスが明らかにはじかれているかどうかを確認し、はじかれていない場合には10cm×10cmの範囲のピンホール数をカウントした。これらの結果に基づき、下記評価基準によりニス塗布性を評価した。
◎:10cm×10cmの範囲にピンホールが確認されなかった
○:10cm×10cmの範囲に微小なピンホールが1個以上2個以下だった
△:10cm×10cmの範囲に微小なピンホールが3個以上10個以下だった
×:10cm×10cmの範囲にピンホールが11個以上、またははじきが生じていた
【0215】
6-2.ニス密着性
(密着性の評価)
ニス塗布性で得られたニス付きベタ画像のニス層の表面の写真をマイクロスコープ(キーエンス株式会社製、デジタルマイクロスコープVHX-6000)を用いて倍率100倍で撮像し、撮像された画像を、画像処理ソフト(株式会社ニレコ製、LUSEX-AP)を用いて二値化処理した。
【0216】
その後、ニス層の表面にポリイミドテープ(住友3M社製、メンディングテープ No.810-3-12)を軽く貼り付け、1kPaの圧力で貼り付けたテープの上を3.5回往復するように擦り付けた。その後、角度180°、200gの力で、テープをニス層から剥がした。
【0217】
テープを剥がした後のニス層の表面の写真をマイクロスコープ(キーエンス株式会社製、デジタルマイクロスコープVHX-6000)を用いて倍率100倍で撮像し、撮像された画像を、画像処理ソフト(株式会社ニレコ製、LUSEX-AP)を用いて二値化処理した。そして、下記式によりニス剥離率を算出した。
ニス剥離率[%]=(1-テープ剥離後のニスの画像領域に対する隠ぺい部の面積)/テープ剥離前の粉体による樹脂製の画像領域に対する隠ぺい部の面積)×100
【0218】
算出されたニス剥離率に基づき、下記評価基準によりニス密着性を評価した。◎、○を合格とした。
◎:ニスの剥離が確認されなかった
○:ニス剥離率は、0%超5%未満だった
△:ニス剥離率は、5%以上10%未満だった
×:ニス剥離率は、10%以上だった
【0219】
6-3.タッキング性
常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下でA4の評価紙(OKトップコート+(157.0g/m2)(王子製紙株式会社製))の上に、ベタ画像(トナー付着量10.2g/m2)を800枚形成した。このとき、定着温度を180℃に設定した。
【0220】
800枚の画像のうち、1、100、200、300、400、500、600、700枚目の画像について、熱電対(モールド型表面センサー:MF-O-K、東亜機器工業株式会社製)を紙中心部に張り付けた。そして、画像が形成された評価紙が排紙トレイに800枚すべて積載された後、紙温度が冷えるまで8時間放置した。8時間放置した後の紙中心部の温度を、測定温度とした。
【0221】
8時間放置した後、画像が形成された評価紙どうしを剥がせるかどうか、1、100、200、300、400、500、600、700枚目の画像に対して確認を行った。
OK:いずれの画像も簡単に手で剥がすことができ、画像表面の荒れが確認されない
NG:いずれの画像も手で剥がした後に、画像表面に荒れが確認される
【0222】
NGとなった場合は、再度同様の実験を行い、排紙エアーの風量を大きくして、画像表面の温度を低下させやすくして、OK評価となるまで繰り返した。
【0223】
上記の評価基準における、OK評価となったときの測定温度をタッキング解消温度とした。そのため、タッキング解消温度が高いほどタッキングが生じにくいことを表す。
【0224】
表3に、各トナーを用いたときの、評価結果(ニス塗布性、ニス密着性およびタッキング解消温度)を示した。なお、表3において、ニス塗布性の評価の欄に記入された数値は、実際に観察されたピンホールの数を示しており、ニス密着性の評価の欄に記入された数値は、ニスの剥離率を示している。
【0225】
【0226】
トナー1~12の結果からわかるように、C16-35飽和化合物の含有量が、トナーの全質量に対して1ppm以上1000ppm以下であると、ニスの塗布性および密着性が良好であった。また、離型剤等の配置((W1/S1)/(W2/S2)の値)が1以上((W1/S1)>(W2/S2))であるトナー1~10では、タッキングが抑制された。
【0227】
また、トナー1、2の結果からわかるように、離型剤として炭化水素ワックス(マイクロクリスタリンワックス)を用いた方が、ニス塗布性に優れていた。
【0228】
また、結着樹脂が結晶性樹脂を含むことで、タッキングがより抑制された。
本発明によれば、トナーにより形成した画像にニスコートを施したときの、ニスの塗布性および密着性を高めることができる。また、タッキングを十分に抑制できるため、ニスコートを施さないときにも本発明は有用である。