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特開2024-91138静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
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(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】P2024091138
(43)【公開日】2024-07-04
(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、画像形成装置及び画像形成方法
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/08 20060101AFI20240627BHJP
   G03G 9/097 20060101ALI20240627BHJP
【FI】
G03G9/08
G03G9/097 365
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022207618
(22)【出願日】2022-12-23
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 成真
(72)【発明者】
【氏名】坂元 梓也
(72)【発明者】
【氏名】田中 佑実
(72)【発明者】
【氏名】上條 由紀子
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA03
2H500AA08
2H500CA24
2H500EA13C
2H500EA16A
2H500EA42C
2H500EA49C
2H500EA52C
2H500EA61C
2H500FA04
(57)【要約】
【課題】色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーの提供。
【解決手段】結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、60℃における損失係数tanδ(t)が0.5未満であり、前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、
60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満であり、
前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記トナー粒子表面の離型剤量が4%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa以上5×10Pa以下であり、60℃における損失係数tanδ(Rp)が0.5以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
60℃における貯蔵弾性率G’(t)が3×10Pa以上1×10Pa以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項5】
70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s以上3×10Pa・s以下である請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項6】
前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積と、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記樹脂粒子のドメイン面積と、の比(離型剤のドメイン面積/樹脂粒子のドメイン面積)が0.3以上0.6以下である請求項1に記載の静電荷現像用トナー。
【請求項7】
前記樹脂粒子の個数平均粒径が120nm以上250nm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項8】
前記樹脂粒子が架橋構造を有する請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項9】
前記トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項10】
前記離型剤のドメインの直径が500nm以上2000nm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項11】
前記離型剤の融解温度が80℃以上110℃以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項12】
前記樹脂粒子の含有量と、前記離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)が1以上3以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項13】
前記樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子全体に対して、5質量%以上15質量%以下である請求項12に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項14】
請求項1~請求項13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15】
請求項1~請求項13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16】
請求項14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17】
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14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。
【請求項18】
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項14に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
【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、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、「結着樹脂、及び、結晶性物質を含有し、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、吸熱ピークが90℃以上115℃以下に存在し、動的粘弾性測定において、115℃以上125℃以下にtanδの極大値が存在し、かつ、該tanδの極大値が1以上2以下であり、該tanδの極大値におけるG”が10以上10以下であることを特徴とする、静電荷像現像用トナー。」が提案されている。
特許文献2には、「少なくとも着色剤と樹脂を含むトナーにおいて、トナーの結晶化度CXが20以上で、かつ該トナーの動的粘弾性特性(温度掃引(40℃から掃引)、周波数1Hz、ひずみ量制御0.1%、昇温速度2℃/分の条件で測定)において、50℃における貯蔵弾性率(Pa)の対数logG’(50)が、6.5~8.0でかつ、65℃における貯蔵弾性率(Pa)の対数logG’(65)が、4.5~6.0であることを特徴とするトナー。」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2016-070956号公報
【特許文献2】特開2014-052571号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の課題は、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、60℃における損失係数tanδ(t)が0.6以上の場合、又は前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%未満若しくは70%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための手段には、以下の手段が含まれる。
<1> 結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、
60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満であり、
前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である静電荷像現像用トナー。
<2> 前記トナー粒子表面の離型剤量が4%以下である<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa以上5×10Pa以下であり、60℃における損失係数tanδ(Rp)が0.5以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 60℃における貯蔵弾性率G’(t)が3×10Pa以上1×10Pa以下である<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s以上3×10Pa・s以下である<1>~<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積と、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記微粒子のドメイン面積と、の比(離型剤のドメイン面積/微粒子のドメイン面積)が0.3以上0.6以下である請求項1に記載の静電荷現像用トナー。
<7> 前記樹脂粒子の個数平均粒径が120nm以上250nm以下である<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<8> 前記樹脂粒子が架橋構造を有する<1>~<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<9> 前記トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%以下である<1>~<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<10> 前記離型剤のドメインの直径が500nm以上2000nm以下である<1>~<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<11> 前記離型剤の融解温度が80℃以上110℃以下である<1>~<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<12> 前記樹脂粒子の含有量と、前記離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)が1以上3以下である<1>~<11>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<13> 前記樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子全体に対して、5質量%以上15質量%以下である<1>~<12>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<14> <1>~<13>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<15> <1>~<13>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
<16> <14>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。
<17> 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、
<14>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。
<18> 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
<14>に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
【発明の効果】
【0006】
<1>に係る発明によれば、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、60℃における損失係数tanδ(t)が0.6以上の場合、又は前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%未満若しくは70%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、前記トナー粒子表面の離型剤量が4%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<3>に係る発明によれば、前記樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa未満若しくは5×10Paを超える場合、又は、60℃における損失係数tanδ(Rp)が5を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<4>に係る発明によれば、60℃における貯蔵弾性率G’(t)が5×10Pa未満又は1×10Paを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s未満又は3×10Pa・sを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<6>に関わる発明によれば、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積と、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記微粒子のドメイン面積の比(離型剤のドメイン面積/微粒子のドメイン面積)が0.3未満又は0.6を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、前記樹脂粒子の個数平均粒径が120nm未満又は250nmを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、前記樹脂粒子が架橋構造を有しない場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、前記トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、前記離型剤のドメインの直径が500nm未満又は2000nmを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
【0007】
<11>に係る発明によれば、前記離型剤の融解温度が80℃未満又は110℃を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<12>に係る発明によれば、前記樹脂粒子の含有量と、前記離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)が1未満又は3を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<13>に係る発明によれば、前記樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子全体に対して、5質量%未満又は15質量%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
<14>、<15>、<16>、<17>又は<18>に係る発明によれば、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、60℃における損失係数tanδ(t)が0.5を超えるトナーを備える場合、又は前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%未満若しくは70%を超えるトナーを備える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れるトナーを備えた静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
【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を示す概略構成図である。
図2】本実施形態に係るプロセスカートリッジ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、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0010】
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
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の物質の合計量を意味する。
「工程」とは、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
【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(以下、静電荷像現像用トナーを単に「トナー」ともいう)は、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満であり、トナー粒子断面における、離型剤のドメインの面積の合計に対する、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である。
【0012】
本実施形態に係るトナーは、上記構成により、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れるトナーとなる。その理由は、次の通り推測される。
【0013】
定着部材と画像との剥離性に優れるトナーとする方法としては、離型剤をトナー粒子の表層付近に配置することで、効率的に定着画像表面に離型剤を染み出させる方法が挙げられる。しかしながら、トナー粒子の表層に離型剤を配置すると、トナー表層部の強度が低下し、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材に固着して色筋が発生してしまうことがある。
【0014】
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有する。そして、トナー粒子断面における、離型剤のドメインの面積の合計に対する、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である。これは、本実施形態に係るトナーは、トナー粒子の表層付近に離型剤が配置されていることを意味する。これにより、本実施形態に係るトナーは定着部材と画像との剥離性に優れるトナーとなる。
更に、本実施形態に係るトナーは60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満である。60℃における損失係数tanδ(t)を当該数値範囲内とすることで、本実施形態に係るトナーは弾性を有し、外部の応力に追従してトナーが変形しやすくなる。これにより、トナー表層部の強度が低下しにくくなり、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材に固着しにくくなる。
【0015】
以上のことから、本実施形態に係るトナーは色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れるトナーとなると推測される。
【0016】
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
【0017】
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
【0018】
(トナー粒子)
トナー粒子は、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有し、必要に応じて、着色剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
【0019】
-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。
【0020】
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは5質量%以上25質量%以下)の範囲で用いることがよい。
【0021】
なお、樹脂の「結晶性」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ことを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
【0022】
・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。
【0023】
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、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価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。
【0024】
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。
【0025】
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65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
・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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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35,000以下が好ましい。
【0034】
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、周知の製造方法により得られる。
【0035】
-樹脂粒子-
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。
樹脂粒子に用いられる樹脂の種類としては、上記の樹脂の中でも、スチレン-(メタ)アクリル系共重合樹脂が好ましい。
つまり、樹脂粒子としては、スチレン-(メタ)アクリル系共重合樹脂粒子が好ましい。
【0036】
樹脂粒子は架橋構造を有することが好ましい。
樹脂粒子が架橋構造を有することで、樹脂粒子が弾性を有しやすくなる。そのため、本開示に係るトナーが弾性を有しやすくなる。これにより、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材に固着しにくくなる。
【0037】
ここで、樹脂粒子が架橋構造を有するとは、樹脂粒子に含有される高分子構造中の特定の原子間に橋掛構造を有することを意味する。
樹脂粒子が有する架橋構造としては、例えば、イオン結合により架橋された架橋構造、共有結合により架橋された架橋構造等が挙げられる。これらの中でも、架橋樹脂粒子としては、共有結合により架橋された架橋構造を有することが好ましい。
【0038】
樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa以上5×10Pa以下であり、60℃における損失係数tanδ(Rp)が0.5以下であることが好ましい。
樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)及び損失係数tanδ(Rp)を当該範囲内とすることで、樹脂粒子が弾性を有しやすくなる。そのため、本開示に係るトナーが弾性を有しやすくなる。これにより、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材に固着しにくくなる。
【0039】
色筋の観点から、樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)は2×10Pa以上5×10Pa以下であることがより好ましく、2×10Pa以上4×10Pa以下であることが更に好ましい。
【0040】
色筋の観点から、損失係数tanδ(Rp)は0.1以上0.5以下であることがより好ましく、0.2以上0.4以下であることが更に好ましい。
【0041】
樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)の測定は以下の通り行う。
測定対象となる樹脂粒子に対して圧力を付与することで、厚さ2mm、直径8mmの円盤状試料を作製し、測定用試料として使用する。なお、トナー粒子に含まれる樹脂粒子について測定する場合は、トナー粒子から樹脂粒子を取り出してから測定用試料を作製する。トナー粒子から樹脂粒子を取り出す方法としては、例えば、結着樹脂を溶解し樹脂粒子を溶解しない溶剤にトナー粒子を浸漬し、溶剤に結着樹脂を溶解させることで、樹脂粒子を取り出す方法等が挙げられる。
そして、得られた測定用試料である円盤状試料を、直径8mmのパラレルプレートに挟み、歪み量0.1~100%で、測定温度を23℃から80℃まで2℃/分で昇温させて、以下の条件で動的粘弾性測定を実施する。測定により得られた貯蔵弾性率及び損失弾性率の各曲線から、60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)を求める。
-測定条件-
測定装置:レオメーターARES-G2(ティー・エイ・インスツルメント社製)
ギャップ:3mmに調整
周波数:1Hz
【0042】
樹脂粒子の60℃における損失係数tanδ(Rp)の測定は以下の通り行う。
樹脂粒子の損失係数はレオメーターを用いて測定する。
レオメーターとしては、例えば、TA Instruments製の製品名「ARES-G2」が使用可能である。
以下、60℃における損失係数tanδ(Rp)の測定手順について具体的に説明する。
測定対象である樹脂粒子を100℃で加熱し成形することで、厚さ1mm、直径8mmの円盤状サンプルを調製する。円盤状サンプルを直径8mmのパラレルプレートに挟み、周波数:1Hz、歪み:0.03%以上20%以下の測定条件でレオメーターを用いて損失係数を測定する。このとき、昇温速度1℃/分で、25℃から140℃まで円盤状サンプルを昇温し、温度変化に対する損失係数を測定する。
円盤状サンプルが60℃の時に測定される損失係数を60℃における損失係数tanδ(Rp)とする。
なお、トナー粒子に含まれる樹脂粒子について測定する場合は、トナー粒子から樹脂粒子を取り出してから測定する。樹脂粒子の取り出し方としては、既述の樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)の測定手順において記載した手順が挙げられる。
【0043】
樹脂粒子の個数平均粒径は120nm以上250nm以下であることが好ましく、130nm以上240nm以下であることがより好ましく、150nm以上200nmいかであることが更に好ましい。
樹脂粒子の個数平均粒径を120nm以上とすることで、樹脂粒子が弾性を有しやすくなり、トナーも弾性を有しやすくなる。また、樹脂粒子の個数平均粒径を250nm以下とすることで、トナー全体が弾性を有しやすくなる。
【0044】
樹脂粒子の個数平均粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定される値である。
透過型電子顕微鏡としては、例えば、日本電子社製、JEM-2100plusが使用可能である。
以下、樹脂粒子の分散径の測定方法について具体的に説明する。
トナー粒子をミクロトームで0.1μm程度の厚さに切る。トナー粒子の断面を透過型電子顕微鏡で10000倍の写真を撮り、トナー粒子中に分散している100個の樹脂粒子について、個々の断面積よりその円相当径を算出する。得られた円相当径の個数基準の累積頻度における50%径(D50p)を、樹脂粒子の個数平均粒径とする。
【0045】
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは40℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましく、30℃以下であることが更に好ましい。
【0046】
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは以下のようにして求める。測定対象となる樹脂粒子に対して圧力を付与することで、厚さ2mm、直径8mmの円盤状試料を作製し、測定用試料として使用する。なお、トナー粒子に含まれる樹脂粒子について測定する場合は、トナー粒子から樹脂粒子を取り出してから測定用試料を作製する。そして、得られた測定用試料である円盤状試料を、直径8mmのパラレルプレートに挟み、歪み量0.1~100%で、測定温度を10℃から150℃まで2℃/分で昇温させて、以下の条件で動的粘弾性測定を実施する。測定により得られた貯蔵弾性率及び損失弾性率の各曲線から、貯蔵弾性率G’及び損失正接tanδを求め、損失正接tanδのピーク温度をガラス転移温度Tgとする。
なお、トナー粒子に含まれる樹脂粒子について測定する場合は、トナー粒子から樹脂粒子を取り出してから測定する。樹脂粒子の取り出し方としては、既述の樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)の測定手順において記載した手順が挙げられる。
【0047】
トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%以下であることが好ましく、0%以上4%以下であることがより好ましく、1%以上3%以下であることが更に好ましい。
トナー粒子表面の樹脂粒子量を5%以下とすることで、色筋の発生が抑制される。その理由は以下の通りである。樹脂粒子がトナー表面に露出することで、外部のストレスでトナー表面から樹脂粒子が離脱し、部材へ付着してしまい色筋が悪化する。トナー粒子表面の樹脂粒子量を5%以下とすることで色筋の発生が抑制される。
【0048】
トナー粒子表面の樹脂粒子量は以下の通り測定する。
測定対象となるトナー粒子を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、例えば、日立ハイテクノロジーズ社製、S-4800)にて、染色されたトナー粒子のSEM画像を得る。トナー粒子表面において染色された樹脂粒子を観察し、トナー粒子表面の樹脂粒子の面積と、トナー粒子表面の面積を求め、両者の面積の比(トナー粒子表面の樹脂粒子の面積/トナー粒子表面の面積)を算出する。そして、この算出を無作為に選択した100個のトナー粒子について行い、その算術平均値をトナー粒子表面の樹脂粒子量とする。
なお、SEM画像におけるトナー粒子表面における各成分の識別は、後述の表層離型剤ドメイン面積率の測定手順に記載した方法と同様にして行う。
【0049】
樹脂粒子は、例えば、次のスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体をラジカル重合によって重合した樹脂が挙げられる。
【0050】
スチレン系単量体としては、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。
【0051】
(メタ)アクリル酸系単量体としては、(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-β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-βカルボキシエチル、が好ましい。
【0052】
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;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオール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。
【0053】
-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。
【0054】
離型剤の融解温度が80℃以上110℃以下であることが好ましく、85℃以上105℃以下であることがより好ましく、90℃以上100℃以下であることが更に好ましい。
離型剤の融解温度を80℃以上とすることで色筋の発生を抑制することができるため好ましい。
また離型剤の融解温度を110℃以下とすることで、部材からの剥離性を確保できるため好ましい。
【0055】
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。
【0056】
トナー粒子断面における、離型剤のドメインの面積の合計に対する、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下であり、35%以上65%以下であることが好ましく、40%以上60%以下であることがより好ましく、45%以上55%以下であることが更に好ましい。
【0057】
以下、トナー粒子断面における、離型剤のドメインの面積の合計に対する、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積を単に「表層離型剤ドメイン面積率」と称する。
【0058】
表層離型剤ドメイン面積率の測定は以下の通り行う。
測定対象となるトナー粒子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、例えば、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。一般的には樹脂粒子、結着樹脂、離型剤の順で四酸化ルテニウムに染色され易いので、染色度合いに起因する濃淡で、各成分が識別される。個々の事例においては用いる材料種における染色され易さを確認することで、各成分を識別することができる。
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。トナー粒子が着色剤を含有している場合、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。次に、上記の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%以上であるトナー粒子断面を選択する。選択したトナー粒子において染色された離型剤のドメインを観察し、トナー粒子全体の離型剤の面積と、トナー粒子の表面から1μm以内の領域に存在する離型剤の面積を求め、両者の面積の比(トナー粒子の表面から1μm以内の領域に存在する離型剤の面積/トナー粒子全体の離型剤の面積)を算出する。そして、この算出を無作為に選択した100個のトナー粒子について行い、その算術平均値を表層離型剤ドメイン面積率とする。
ここで、最大長がトナー粒子の体積平均粒径の85%以上のトナー粒子断面を選択する理由は、トナーは立体であり、SEM画像は断面であるため、端部を切断する可能性があり、端部の断面はトナーの離型剤のドメインを反映しないためである。
【0059】
トナー粒子表面の離型剤量が4%以下であることが好ましく、1%以上4%以下であることがより好ましく、1%以上3%以下であることが更に好ましい。
トナー粒子表面の離型剤量を4%以下とすることで、トナー粒子表面に存在する離型剤の量が適度に抑えられ、トナー表層部の強度の低下がより抑制される。そのため、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材に固着して色筋が発生することが抑制される。
【0060】
トナー粒子表面の離型剤量は以下の通り測定する。
測定対象となるトナー粒子を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、例えば、日立ハイテクノロジーズ社製、S-4800)にて、染色されたトナー粒子のSEM画像を得る。トナー粒子表面において染色された離型剤のドメインを観察し、トナー粒子表面の離型剤の面積と、トナー粒子表面の面積を求め、両者の面積の比(トナー粒子表面の離型剤の面積/トナー粒子表面の面積)を算出する。そして、この算出を無作為に選択した100個のトナー粒子について行い、その算術平均値を表層離型剤ドメイン面積率とする。
なお、SEM画像におけるトナー粒子表面における各成分の識別は、上記表層離型剤ドメイン面積率の測定手順に記載した方法と同様にして行う。
【0061】
離型剤のドメインの直径は500nm以上2000nm以下であることが好ましく、700nm以上1500nm以下であることがより好ましく、900nm以上1200nm以下であることが更に好ましい。
【0062】
離型剤のドメインの直径の測定は以下の通り行う。
測定対象となるトナー粒子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、例えば、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。
トナー粒子中に存在する離型剤のドメインを無作為に100個選択し、各々の離型剤のドメインの最大径を算出し、その算術平均値を離型剤のドメインの直径とする。
なお、SEM画像におけるトナー粒子における各成分の識別は、上記表層離型剤ドメイン面積率の測定手順に記載した方法と同様にして行う。
【0063】
-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。
【0064】
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。
【0065】
-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。
【0066】
-各成分の含有量-
結着樹脂の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
【0067】
樹脂粒子の含有量が、トナー粒子全体に対して、5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、7質量%以上13質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上12質量%以下であることが更に好ましい。
樹脂粒子の含有量を、トナー粒子全体に対して、5質量%以上とすることで、トナーがより弾性を有しやすくなる。そのため、外部の応力に追従してトナーがより変形しやすくなる。
また、樹脂粒子の含有量を、トナー粒子全体に対して、15質量%以下とすることで、トナーの弾性が転写性を阻害しない程度となる。
【0068】
樹脂粒子の含有量と、離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)は1以上3以下であることが好ましく、1以上2.5以下であることがより好ましく、1.5以上2以下であることが更に好ましい。
【0069】
樹脂粒子の含有量と、離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)を1以上とすることで、トナーがより弾性を有しやすくなる程度の樹脂粒子の含有量となりやすい。また、樹脂粒子の含有量と、離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)を3以下とすることで、トナー表層部の強度の低下がより抑制される程度の離型剤の含有量となりやすい。
【0070】
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。
【0071】
-トナー粒子の特性等-
トナー粒子は、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。
【0072】
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
【0073】
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II(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II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D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
【0074】
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。
【0075】
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、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
【0076】
(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、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
【0077】
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。
【0078】
外添剤としては、トナー粒子に含まれる樹脂粒子とは異なる樹脂粒子(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。
【0079】
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5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
【0080】
(トナーの特性)
-60℃における損失係数tanδ(t)-
本開示に係るトナーは、60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満であり、0.2以上0.55以下であることが好ましく、0.3以上0.5以下であることが更に好ましい。
【0081】
トナーの60℃における損失係数tanδ(t)はレオメーターを用いて測定される値である。
レオメーターとしては、例えば、TA Instruments製の製品名「ARES-G2」が使用可能である。
以下、トナーの60℃における損失係数tanδ(t)の測定手順について具体的に説明する。
測定対象であるトナーをプレス成型機を用いて25℃で成形することで、錠剤形(厚さ2mm、直径8mmの円盤状)の測定サンプルを調製する。そしてこの測定サンプルを使用して、レオメーターにより、以下の条件で損失係数を測定する。
測定サンプルが60℃の時に測定される損失係数を、トナーの60℃における損失係数tanδ(t)とする。
・条件
測定装置:レオメーターARES(ティー・エイ・インスツルメント社製)
測定治具:8mmパラレルプレート
ギャップ:3mmに調整
周波数:1Hz
【0082】
-60℃における貯蔵弾性率G’(t)-
本開示に係るトナーは60℃における貯蔵弾性率G’(t)が3×10Pa以上1×10Pa以下であることが好ましく、6×10Pa以上9×10Pa以下であることが好ましく、7×10Pa以上8×10Pa以下であることが好ましい。
【0083】
本開示に係るトナーは60℃における貯蔵弾性率G’(t)を3×10Pa以上1×10Pa以下とすることで、トナーがより弾性を有しやすくなる。そのため、クリーニング部材などで受けるストレスによってトナーが感光体などの部材により固着しにくくなる。
【0084】
トナーの60℃における貯蔵弾性率G’(t)の測定は以下の通り行う。
測定対象となるトナーに対して圧力を付与することで、厚さ2mm、直径8mmの円盤状試料を作製し、測定用試料として使用する。そして、得られた測定用試料である円盤状試料を、直径8mmのパラレルプレートに挟み、歪み量0.1~100%で、測定温度を23℃から80℃まで2℃/分で昇温させて、以下の条件で動的粘弾性測定を実施する。測定により得られた貯蔵弾性率及び損失弾性率の各曲線から、60℃における貯蔵弾性率G’(t)を求める。
-測定条件-
測定装置:レオメーターARES-G2(ティー・エイ・インスツルメント社製)
ギャップ:3mmに調整
周波数:1Hz
【0085】
本開示に係るトナーは、70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s以上3×10Pa・s以下であることが好ましく、6×10Pa・s以上2×10Pa・s以下であることがより好ましく、7×10Pa・s以上1×10Pa・s以下であることが更に好ましい。
【0086】
トナーの70℃における溶融粘度ηを5×10Pa・s以上3×10Pa・s以下とすることで、トナーの低温定着性が向上しやすくなる。そのため、定着部材と画像との剥離性により優れるトナーによりなりやすくなる。
【0087】
トナーの70℃における溶融粘度ηの測定は以下の通り行う。
70℃における溶融粘度ηの測定はトナーに対して圧力を付与することで、厚さ2mm、直径8mmの円盤状試料を作製し、測定用試料として使用する。そして、得られた測定用試料である円盤状試料を、直径8mmのパラレルプレートに挟み、57℃で1時間保持する。その後、歪み量0.1~100%で、測定温度を23℃から80℃まで2℃/分で昇温させて、以下の条件で動的粘弾性測定を実施する。測定により得られた貯蔵弾性率及び損失弾性率の各曲線から、70℃における溶融粘度ηを求める。
【0088】
トナー粒子表面近傍の離型剤と樹脂粒子のドメインの面積比を制御することで、トナー表層部の強度の低下がより抑制される。色筋抑制の観点から、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積と、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する樹脂粒子のドメイン面積と、の比(離型剤のドメイン面積/樹脂粒子のドメイン面積)が0.3以上0.6以下であることが好ましく、0.35以上0.55以下であることがより好ましく、0.4以上0.5以下であることが更に好ましい。
【0089】
トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する離型剤のドメインの面積、及びトナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する樹脂粒子のドメイン面積は、既述の表層離型剤ドメイン面積率の測定と同様に、測定対象となるトナー粒子をエポキシ樹脂に混合して包埋し、染色された薄片試料のSEM画像を得たあと、当該画像を観測することで算出する。トナー粒子の表面から1μm以内の領域に存在する離型剤の面積と、トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する樹脂粒子の面積を求め、両者の面積の比を算出する。
【0090】
(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、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
【0091】
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、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
【0092】
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、
結着樹脂となる結着樹脂粒子が分散された結着樹脂粒子分散液、樹脂粒子となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液及び離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、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)、結着樹脂粒子、樹脂粒子及び離型剤粒子(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。
【0093】
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、着色剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
【0094】
-分散液準備工程-
まず、結着樹脂となる結着樹脂粒子が分散された結着樹脂粒子分散液と共に、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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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、結着樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて結着樹脂粒子分散液中に結着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。
【0099】
結着樹脂粒子分散液中に分散する結着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、結着樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー波形式粒度分布測定装置(例えば、ベックマンコールター社製、LS-13 320)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。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。
【0100】
結着樹脂粒子分散液に含まれる結着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。
【0101】
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、結着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。
【0102】
・樹脂粒子分散液の調製
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ー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。
【0103】
損失係数を好ましい範囲内とする観点から、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、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、樹脂粒子の製造方法についてより具体的に説明する。
【0104】
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。
【0105】
ここで、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る場合、第一乳化重合工程において反応溶液中に含有する単量体中のスチレン系単量体の割合と、第二乳化重合工程において追加される単量体中のスチレン系単量体の割合とを、反応性の違いを考慮して割合を調整することで分子の連鎖状態または樹脂の架橋状態を変化させ
ることが出来る。
単量体の比率の調整のほか、単量体の反応性を考慮し、重合温度、重合開始剤添加量および添加方法、乳化液の滴下速度、架橋剤の添加量等により分子の連鎖状態または樹脂の架橋状態を変化させることが出来る。
【0106】
・乳化液調製工程
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攪拌機、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。
【0107】
単量体としてはスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体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。
【0108】
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。
【0109】
乳化液は連鎖移動剤を含んでもよい。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。
【0110】
・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。
【0111】
・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。
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。
【0112】
以上の工程により樹脂粒子分散液を調製することが好ましい。
【0113】
-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、樹脂粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、結着樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子と樹脂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、結着樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子と樹脂粒子とを含む凝集粒子を形成する。
【0114】
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攪拌下、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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
-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、結着樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば結着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。
【0118】
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、結着樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに結着樹脂粒子及び離型剤粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
<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を少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
【0122】
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。キャリアとしては、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、当該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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
<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。
【0128】
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。
【0129】
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周知の画像形成装置が適用される。
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。
【0130】
なお、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脱着され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。
【0131】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0132】
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。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
【0133】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール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に向う方向に走行されるようになっている。なお、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。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)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4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
【0134】
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、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。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0135】
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5Y(一次転写手段の一例)、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(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
なお、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。更に、各一次転写ロール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を可変する。
【0136】
以下、第1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3Y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を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー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。
【0137】
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される。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可視像(現像像)化される。
【0138】
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の内部で攪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。
【0139】
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、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され、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、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+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。
【0140】
また、第2のユニット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にてイエロートナー画像の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。
【0141】
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され、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。なお、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。
【0142】
この後、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。
【0143】
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。
【0144】
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。
【0145】
<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。
【0146】
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、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。
【0147】
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。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0148】
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジ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。
なお、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。
【0149】
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。
【0150】
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0151】
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
【0152】
<非晶性樹脂粒子分散液の調製>
(非晶性樹脂粒子分散液1の調製)
・テレフタル酸 :100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 :20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:80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、240℃を維持して3時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。
【0153】
反応物を溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(ユーロテック社製)に毎分100gの速度で移送した。同時に、別途用意した濃度0.37質量%のアンモニア水を、熱交換器で120℃に加熱しながら、毎分0.1リットルの速度でキャビトロンCD1010に移送した。回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cmの条件でキャビトロンCD1010を運転し、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。該樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を30質量%に調整して、非晶性樹脂粒子分散液1とした。
【0154】
(非晶性樹脂粒子分散液2~非晶性樹脂粒子分散液5の調製)
脱水縮合反応時間を3時間から下記の通りの時間に変更したこと以外は(非晶性樹脂粒子分散液1の調製)と同一の手順で非晶性樹脂粒子分散液を調製した。
非晶性樹脂粒子分散液2:8時間
非晶性樹脂粒子分散液3:12時間
非晶性樹脂粒子分散液4:4時間
非晶性樹脂粒子分散液5:3時間
【0155】
<結晶性樹脂粒子分散液の調製>
・ドデカン二酸 :225質量部
・1,6-ヘキサンジオール :143質量部
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、ジブチル錫オキサイド0.8質量部を投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて温度を180℃まで上げ、180℃を維持して5時間脱水縮合反応を継続した。その後、減圧下(3kPa)において230℃まで徐々に温度を上げ、230℃を維持して2時間撹拌を行った。その後、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を得た。
【0156】
・結晶性ポリエステル樹脂 : 100部
・メチルエチルケトン : 40部
・イソプロピルアルコール : 30部
・10%アンモニア水溶液 : 6部
コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ-30N)に、上記の材料を加え、水循環式恒温槽にて80℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた。その後、水循環式恒温槽を50℃に設定し、50℃に保温されたイオン交換水を7質量部/分の速度で、合計400部滴下し転相させて、乳化液を得た。得られた乳化液576質量部とイオン交換水500質量部とを2リットルの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(東京理化器械社製)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。溶剤回収量が750質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50vは130nmであった。その後、イオン交換水を加えて、固形分濃度が30質量%の結晶性樹脂粒子分散液を得た。
【0157】
<樹脂粒子分散液の作製>
(樹脂粒子分散液1の作製)
・スチレン:47.9部
・ブチルアクリレート:51.8部
・アクリル酸カルボキシエチル:0.3部
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1):0.75部
・1,10-デカンジオールジアクリレート:1.65部
上記原料を混合溶解し、イオン交換水60部を加えてフラスコ中で分散、乳化し、乳化液を作製した。続いて、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1)1.4部をイオン交換水90部に溶解させ、その中に前記乳化液1部加え、さらに、過硫酸アンモニウム5.4部を溶解したイオン交換水10部を投入した。その後、乳化液の残りを4時間かけて投入し、フラスコ内の窒素置換を行った後、フラスコ内の溶液を攪拌しながらオイルバスで65℃になるまで加熱し、8時間そのまま乳化重合を継続した後、固形分を25%に調整した樹脂粒子分散液1を得た。
【0158】
(樹脂粒子分散液1~樹脂粒子分散液13の調製)
原料の添加量を表1の通りに変更したこと以外は(非晶性樹脂粒子分散液1の調製)と同一の手順で非晶性樹脂粒子分散液を調製した。
【0159】
【表1】
【0160】
<着色剤分散液の調製>
・C.I.Pigment Blue 15:3(大日精化工業): 70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK) : 5部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の固形分量が20質量%となるようイオン交換水を加え、体積平均粒径170nmの着色剤粒子が分散された着色剤分散液を得た。
【0161】
<離型剤分散液の調製>
(離型剤分散液1の調製)
・パラフィンワックス(日本精蝋社製FNP92RF、融点92℃) : 50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK): 1部
・イオン交換水 :150部
上記の材料を混合して130℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、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、離型剤粒子が分散された離型剤分散液(固形分量30質量%)を得た。離型剤粒子の体積平均粒径は215nmであった。
【0162】
(離型剤分散液2~離型剤分散液5の調製)
日本精蝋社製FNP92RFの代わりに下記の通りのワックスを添加したこと以外は、離型剤分散液1の調製と同一の手順で離型剤分散液を調製した。
離型剤分散液2:パラフィン系ワックス(日本精蝋社製FNP80、融点80℃)
離型剤分散液3:パラフィン系ワックス(日本精蝋社製FNP70、融点72℃)
離型剤分散液4:パラフィン系ワックス(日本精蝋社製FT115、融点96℃)
離型剤分散液5:パラフィン系ワックス(日本精蝋社製FT105、融点113℃)
【0163】
<実施例1~実施例41、比較例2~比較例3>
(仕込み)
・非晶性樹脂粒子分散液:表2に記載の種類の分散液を表2に記載の量
・結晶性樹脂粒子分散液:表2に記載の量
・樹脂粒子分散液:表2に記載の種類の分散液を表2に記載の量
・着色剤分散液:38部
・離型剤分散液:表2に記載の種類の分散液を表2に記載の量
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1):1.40部
液温を10℃に調整した上記原料を3Lの円筒ステンレス容器に入れた。
【0164】
(凝集粒子形成工程)
上記原料をホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら2分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を10000rpmにして10分間混合し、原料分散液とした。
その後、2枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数を550rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、表1に記載の温度(表2中、「凝集粒子成長温度」と記載する)にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Mの硝酸や1Mの水酸化ナトリウム水溶液で原料分散液のpHを2.2から3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
【0165】
(コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程(コアシェル工程1))
次に、表2に示す量の非晶性樹脂粒子分散液と、表2に示す量の離型剤分散液と、樹脂粒子分散液を添加する場合は表2に示す量の樹脂粒子分散液と、を混合した分散液を22℃に温度調節した。前記分散液を追添加し、25分間保持し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂、離型剤及び樹脂粒子分散液を添加した場合は樹脂粒子の混合粒子を付着させた。
なお、非晶性樹脂粒子分散液、離型剤分散液及び樹脂粒子分散液は上記(仕込み)において用いたものと同一のものを使用した。
【0166】
(コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程(コアシェル工程2))
次に、表2に示す量の非晶性樹脂粒子分散液と、離型剤分散液を添加する場合は表2に示す量の離型剤分散液と、を追添加し、20分間保持し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子及び離型剤分散液を添加した場合は離型剤を付着させた。光学顕微鏡及びマルチサイザー3で粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。
なお、非晶性樹脂粒子分散液及び離型剤分散液は上記(仕込み)において用いたものと同一のものを使用した。
【0167】
(融合・合一工程)
その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、表2に示す合一温度まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、2時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。
【0168】
(トナー及び現像剤の作製)
得られたトナー粒子100部とジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)0.7部とを、ヘンシェルミキサーにより混合し、トナーを得た。
そして、得られたトナー8部と下記手順で作成したキャリア100部とを混合して、現像剤を得た。
【0169】
-キャリアの作製-
・フェライト粒子(平均粒径50μm) 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。
【0170】
<比較例1>
(仕込み)
・非晶性樹脂粒子分散液:表2に記載の種類の分散液を表2に記載の量
・結晶性樹脂粒子分散液:表2に記載の量
・着色剤分散液:38部
・離型剤分散液:表2に記載の種類の分散液を表2に記載の量
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1):1.40部
液温を30℃に調整した上記原料を3Lの円筒ステンレス容器に入れた。
【0171】
(凝集粒子形成工程)
上記原料をホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら2分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして10分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、2枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数を550rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、53℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Mの硝酸や1Mの水酸化ナトリウム水溶液で原料分散液のpHを2.2から3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
【0172】
(コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程(コアシェル工程1))
次に、非晶性樹脂粒子分散液:43部と離型剤分散液:5部を混合した分散液を追添加し、25分間保持し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂と離型剤の混合粒子を付着させた。
【0173】
(コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程(コアシェル工程2))
さらに53℃に昇温し、次に、非晶性樹脂粒子分散液:43部を追添加し、20分間保持し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。光学顕微鏡及びマルチサイザー3で粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。
【0174】
(融合・合一工程)
その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、80℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、2時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。
【0175】
(トナー及び現像剤の作製)
実施例1と同一の手順でトナー及び現像剤を作製した。
【0176】
【表2-1】
【0177】
【表2-2】
【0178】
表2中「-」は該当する成分を添加していないことを意味する。
【0179】
<評価>
(色筋評価)
カラー複写機Apeosport VI C7771(富士フイルムビジネスイノベーション(株)社製)の現像器に得られた現像剤を充填し、35℃、65%RHの条件において、画像密度1%の画像を50,000枚連続で印刷した。
その後、全面ハーフトーン画像を10枚印刷し、色筋の発生状態を、下記評価基準で評価した。
なお、用紙は富士フイルムビジネスイノベーション(株)社製のP紙A4サイズ(坪量60gsm)を用いた。
-評価基準-
A:色筋が発生した用紙枚数が0~1枚
B:色筋が発生した用紙枚数が2~3枚
C:色筋が発生した用紙枚数が4~6枚
D:色筋が発生した用紙枚数が6枚以上
【0180】
(剥離性評価)
定着器を取り外した富士フイルムビジネスイノベーション(株)社製ApeosPortIV C3370の現像器に得られた現像剤を充填し、画像を形成し未定着像を採取した。用紙はRicoh社製複写印刷用紙<45>紙(52gsm/Y目)を用いて、トナー量は8.7g/mで先端余白2mmの、出力画像は軸方向に全面、幅100mmの画像密度100%となる画像を出力した。
取り外した定着器を用いて未定着像を定着して、定着器と、画像の剥離性を評価した。この時、定着温度190℃における剥離性を確認し、下記評価基準で剥離性を評価した。
-評価基準-
A:剥離不良が未発生であり、画像欠陥は未発生
B:定着画像上に軽微なグロスムラが確認される
C:定着画像上に明らかなグロスムラが確認される
D:定着ロールへの用紙巻き付きもしくは用紙先端が折れる欠陥が発生
【0181】
【表3-1】
【0182】
【表3-2】
【0183】
表2中の略称について以下に示す。
・「tanδ(t)」:トナーの60℃における損失係数tanδ(t)
・「G’(t)」:トナーの60℃における貯蔵弾性率G’(t)
・「η」:トナーの70℃における溶融粘度η
・「樹脂粒子の含有量(質量%)」:トナー粒子全体に対する樹脂粒子の含有量
・「G’(Rp)」:樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)
・「tanδ(Rp)」:60℃における損失係数tanδ(Rp)
・「架橋構造の有無」:樹脂粒子が架橋構造を有するか否かを示す。架橋構造を有する場合「有り」と記載し、架橋構造を有しない場合「無し」と記載する。
・「Tg(℃)」:樹脂粒子のガラス転移温度Tg
【0184】
上記結果から、本実施例のトナーは、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れることがわかる。
【0185】
(((1))) 結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、
60℃における損失係数tanδ(t)が0.6未満であり、
前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%以上70%以下である静電荷像現像用トナー。
(((2))) 前記トナー粒子表面の離型剤量が4%以下である(((1)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((3))) 前記樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa以上5×10Pa以下であり、60℃における損失係数tanδ(Rp)が0.5以下である(((1)))又は(((2)))に記載の静電荷像現像用トナー。
(((4))) 60℃における貯蔵弾性率G’(t)が3×10Pa以上1×10Pa以下である(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((5))) 70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s以上3×10Pa・s以下である(((1)))~(((4)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((6))) 前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積と、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記微粒子のドメイン面積と、の比(離型剤のドメイン面積/微粒子のドメイン面積)が0.3以上0.6以下である請求項1に記載の静電荷現像用トナー。
(((7))) 前記樹脂粒子の個数平均粒径が120nm以上250nm以下である(((1)))~(((6)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((8))) 前記樹脂粒子が架橋構造を有する(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((9))) 前記トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%以下である(((1)))~(((8)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((10))) 前記離型剤のドメインの直径が500nm以上2000nm以下である(((1)))~(((9)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((11))) 前記離型剤の融解温度が80℃以上110℃以下である(((1)))~(((10)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((12))) 前記樹脂粒子の含有量と、前記離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)が1以上3以下である(((1)))~(((11)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((13))) 前記樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子全体に対して、5質量%以上15質量%以下である(((1)))~(((12)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
(((14))) (((1)))~(((13)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
(((15))) (((1)))~(((13)))のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
(((16))) (((14)))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。
(((17))) 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、
(((14)))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。
(((18))) 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
(((14)))に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
【0186】
(((1)))に係る発明によれば、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、60℃における損失係数tanδ(t)が0.6以上の場合、又は前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%未満若しくは70%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((2)))に係る発明によれば、前記トナー粒子表面の離型剤量が4%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((3)))に係る発明によれば、前記樹脂粒子の60℃における貯蔵弾性率G’(Rp)が2×10Pa未満若しくは5×10Paを超える場合、又は、60℃における損失係数tanδ(Rp)が5を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((4)))に係る発明によれば、60℃における貯蔵弾性率G’(t)が5×10Pa未満又は1×10Paを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((5)))に係る発明によれば、70℃における溶融粘度ηが5×10Pa・s未満又は3×10Pa・sを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((6)))に関わる発明によれば、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積と、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記微粒子のドメイン面積の比(離型剤のドメイン面積/微粒子のドメイン面積)が0.3未満又は0.6を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((7)))に係る発明によれば、前記樹脂粒子の個数平均粒径が120nm未満又は250nmを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((8)))に係る発明によれば、前記樹脂粒子が架橋構造を有しない場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((9)))に係る発明によれば、前記トナー粒子表面の樹脂粒子量が5%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((10)))に係る発明によれば、前記離型剤のドメインの直径が500nm未満又は2000nmを超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
【0187】
(((11)))に係る発明によれば、前記離型剤の融解温度が80℃未満又は110℃を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((12)))に係る発明によれば、前記樹脂粒子の含有量と、前記離型剤の含有量と、の比(樹脂粒子の含有量/離型剤の含有量)が1未満又は3を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((13)))に係る発明によれば、前記樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子全体に対して、5質量%未満又は15質量%を超える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
(((14)))、(((15)))、(((16)))、(((17)))又は(((18)))に係る発明によれば、結着樹脂、樹脂粒子及び離型剤を含有するトナー粒子を有し、60℃における損失係数tanδ(t)が0.5を超えるトナーを備える場合、又は前記トナー粒子断面における、前記離型剤のドメインの面積の合計に対する、前記トナー粒子表面から深さ1μmまでに存在する前記離型剤のドメインの面積が30%未満若しくは70%を超えるトナーを備える場合と比較して、色筋を抑制し、かつ、定着部材と画像との剥離性に優れるトナーを備えた静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
【符号の説明】
【0188】
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
118 露光のための開口部
117 筐体
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
図1
図2