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JP2023000504A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

画像形成装置及び画像形成方法 Download PDF

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JP2023000504A
JP2023000504A JP2021101370A JP2021101370A JP2023000504A JP 2023000504 A JP2023000504 A JP 2023000504A JP 2021101370 A JP2021101370 A JP 2021101370A JP 2021101370 A JP2021101370 A JP 2021101370A JP 2023000504 A JP2023000504 A JP 2023000504A
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acid
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隆浩 本多
Takahiro Honda
靖男 鎌田
Yasuo Kamata
博 山田
Hiroshi Yamada
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】中抜けやフィルミング等の画像品質問題を抑制でき、長期に渡り安定した使用が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記像担持体と接触する接触部を有し、前記トナー像が前記像担持体から一次転写される転写体と、を備え、前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする。[速度差]前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
従来、カラー画像形成装置においては、無端移動体たる転写搬送ベルトに沿って複数の感光体等の像担持体を並設し、カラー画像を形成するタンデム型画像形成装置が知られている。このタンデム型画像形成装置は、転写搬送ベルトに転写媒体たる転写材を転写搬送ベルトに静電的に吸着させるなどして担持し、各像担持体上の異なる色の画像を転写材に重ね合わせてカラー画像を形成する。
これらタンデム型画像形成装置において、ライン、文字、べた画像などの中心部が転写されない、いわゆる「中抜け」と呼ばれる転写不良が発生する場合があった。この「中抜け」を低減するために、従来、転写搬送ベルト(転写体)と各像担持体との間に速度差(線速比などとも称される)を設けている。
ところが、転写搬送ベルトと像担持体との速度差に起因して、色ずれが生じてしまう不具合があった。像担持体の一部分に摩擦係数の高い部分や、転写材の一部分に摩擦係数の高い部分があると、その部分が転写位置にきたとき感光体と転写材との摩擦力が、転写搬送ベルトと転写材との摩擦力や吸着力よりも強くなってしまう。その結果、摩擦係数の高い部分が転写位置にある間、転写材が転写搬送ベルト上でスリップしながら、像担持体によって搬送される。これにより、転写材が像担持体の線速で搬送されてしまう。
また、各転写位置での転写搬送ベルトと像担持体との摩擦力等の関係によって、転写搬送ベルトが転写位置間で撓んでしまう。その結果、転写搬送ベルトによって転写材を安定的に搬送することができなくなる。
これらの問題に対して例えば以下のような技術が提案されている。
特許文献1には、各像担持体と転写搬送ベルトとの間に速度差を設けるとともに、転写搬送ベルト移動方向下流側の像担持体の速度を上流側の像担持体の速度よりも早くしたものが記載されている。これにより、トナーの中抜けや色ずれのない良好な画像を得ることができるとしている。
特許文献2では、無端移動体移動方向最上流の像担持体よりも下流側に位置する像担持体の線速と転写媒体の線速とを異ならせている。これにより、無端移動体移動方向最上流側の像担持体の線速と無端移動体の線速とをほぼ同じとしても「中抜け」現象が発生することを抑制できるとしている。
しかしながら、従来技術においては、中抜けや転写ベルト汚染(フィルミング)等の画像品質問題を十分に抑制できておらず、また長期間の安定的な使用に問題があった。
そこで本発明は、中抜けやフィルミング等の画像品質問題を抑制でき、長期に渡り安定した使用が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記像担持体と接触する接触部を有し、前記トナー像が前記像担持体から一次転写される転写体と、を備え、前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする。
[速度差]
前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。
速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
本発明によれば、中抜けやフィルミング等の画像品質問題を抑制でき、長期に渡り安定した使用が可能な画像形成装置を提供することができる。
本発明における画像形成装置の一例を示す概略図である。 図1の要部概略図である。 中抜け部を説明するための図である。
以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記像担持体と接触する接触部を有し、前記トナー像が前記像担持体から一次転写される転写体と、を備え、前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする。
[速度差]
前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。
速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
本発明の画像形成方法は、像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像工程と、前記像担持体と接触する接触部を有する転写体に、前記像担持体から前記トナー像を一次転写する転写工程と、を含み、前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする。
[速度差]
前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。
速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置としての直接転写方式タンデム型のレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成の概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組の画像形成手段としてのトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kを備えている。以下、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。
この4組のトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kは、転写媒体としての転写紙100の移動方向(図中の矢印Aに沿って転写搬送ベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、現像手段の一例である現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
本レーザプリンタは、上記トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kのほか、光書込ユニット2、給紙カセット3、4、レジストローラ対5、転写搬送装置としての転写搬送ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等を備えている。転写搬送ユニット6は、転写紙100を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての無端状の転写搬送ベルト60を有している。また、本レーザプリンタは、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。
上記光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f-θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
図2は、上記転写搬送ユニット6の概略構成を示す拡大図である。この転写搬送ユニット6で使用した転写搬送ベルト60は転写体の一例である。無端移動体たる転写搬送ベルト60は、例えば体積抵抗率が10~1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質は例えばPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この転写搬送ベルト60は、各トナー像形成部の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ61~68に掛け回されている。
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ61には、電源80aから所定電圧が印加された転写材搬送用の静電吸着ローラ80が対向するように転写搬送ベルト60の外周面に配置されている。この2つのローラ61,80の間を通過した転写紙100は転写搬送ベルト60上に静電吸着により担持される。ローラ63は転写搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト60の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源9Y、9M、9C、9Kからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト60と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ68を備えている。
上記転写バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は、回転可能に揺動ブラケット93に一体的に保持され、回動軸94を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸97に固定されたカム96が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
上記入り口ローラ61と静電吸着ローラ80は一体的に、入り口ローラブラケット90に支持され、軸91を回動中心として、図2の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット93に設けた穴95と、入り口ローラブラケット90に固植されたピン92が係合しており、上記揺動ブラケット93の回動と連動して回動する。これらのブラケット90、93の時計方向の回動により、バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は感光体11Y,11M,11Cから離され、入り口ローラ61と静電吸着ローラ80も下方に移動する。ブラックのみの画像を形成するモノクロモード時に、感光体ドラム11Y,11M,11Cと転写搬送ベルト60の接触を避けることが可能となっている。
以上のように、転写搬送ベルト60の転写紙搬送方向上流側の部分を感光体ドラム11Y,11M,11Cに対して離接する離接手段は、上記揺動ブラケット93、カム96、入り口ローラブラケット90等により構成される。
一方、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68は出口ブラケット98に回転可能に支持され、出口ローラたる後述するセンサ対向回転部材62と同軸の軸99を中心として回動可能にしてある。転写搬送ユニット6を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体11Kから、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68を離間させるようにしてある。
駆動ローラ63に巻きつけられた転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成された不図示のクリーニング装置が接触するように配置されている。このクリーニング装置により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。また、転写搬送ベルト60の走行方向で駆動ローラ63より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ64を設け、駆動ローラ63への巻きつけ角を確保している。ローラ64より更に下流の転写搬送ベルト60のループ内に、ベルトにテンションを与えるテンションローラ65を備えている。
先に示した図1中の一点鎖線は、転写紙100の搬送経路を示している。給紙カセット3、4あるいは手差しトレイMFから給送された転写紙100は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対5が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対5により所定のタイミングで送出された転写紙100は、転写搬送ベルト60に担持され、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに向けて搬送され、各転写位置に形成されている転写ニップを通過する。
フルカラー画像を形成するカラーモードでは、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙100に重ね合わされる。そして、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙100上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙100上にはフルカラートナー像が形成される。
トナー像転写後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙100は、定着ユニット7でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bから排紙トレイ8上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第2の排紙方向Cに排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対5に搬送される。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
本実施形態における転写体(例えば転写搬送ベルト60)は、像担持体(例えば感光体)と接触する接触部を有し、トナー像が像担持体から一次転写されるものである。また、接触部における下記で表される像担持体と転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であることを要する。なお、速度差は感光体の線速が転写搬送ベルト60に対して何%大きいかを示す値ともいえる。
[速度差]
像担持体の線速をV1とし、転写体の線速をV2としたとき、速度差は以下で表される。
速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
接触部における速度差は感光体の線速の設定値と転写体の線速の設定値により求める。
速度差が0.1%より小さいと、中抜けが顕著に発生してしまう。速度差が上記の範囲を満たすことで中抜けが抑制される理由としては、感光体とトナーとの間に働く剪断力が大きくなり、転写位置で感光体と転写体と接触しているトナーが感光体に付着しにくくなるためと考えられる。
速度差が0.8%より大きいと色ずれが生じる。速度差をつけた場合、転写材は、転写位置で感光体に対してすべりながら搬送されるようになる。このとき、感光体の一部分に摩擦係数の高い部分や、転写体の一部分に摩擦係数の高い部分があると、その部分が転写位置にきたとき、感光体と転写材との摩擦力が転写搬送ベルトと転写材との静電的な吸着力よりも強くなってしまう。その結果、その部分が転写位置にある間、転写材が転写搬送ベルト60上でスリップして、感光体によって、搬送されてしまう。このように感光体によって搬送される結果、転写材が次の転写位置へ通過するタイミングがずれてしまい、色ずれが生じてしまう。
なお、転写材は、転写媒体、記録媒体、メディアなどと称されてもよい。
速度差は、0.2%以上0.5%以下であることが好ましい。この場合、中抜けをより抑制でき、感光体のクリーニング性や中間転写フィルミング性を向上させることができる。
複数の感光体がある場合、転写体の搬送方向における最下流側の感光体で上記速度差の要件を満たすことが好ましく、転写体の搬送方向における最上流側の感光体を除く下流側の感光体すべてで上記速度差の要件を満たすことがより好ましい。
上記の例においては、転写紙搬送方向最上流側の感光体であるY色の感光体11Yの線速V1yを転写搬送ベルト60の線速V2とほぼ同じ値に設定し、それより下流側にあるM色、C色、K色の感光体の線速V1m、V1c、V1kを転写搬送ベルト60の線速V2よりも速くなるように設定している。すなわち、この例では、最上流側の感光体を除く下流側の感光体すべてで上記速度差の要件を満たしている。これにより中抜け現象をより抑制することができる。
ただし、本実施形態では、これに限られるものではなく、例えば、最上流側の感光体であるY色の感光体11Yについても上記速度差の要件を満たすようにしてもよい。
転写搬送ベルト移動方向下流側の像担持体の速度を上流側の像担持体の速度よりも早くする場合、転写搬送ベルトが像担持体間で撓むことを抑制できる。像担持体の線速を転写搬送ベルトの線速よりも遅くしている場合、像担持体が転写搬送ベルトを転写搬送ベルト移動方向上流側に引っ張る力が下流側の像担持体になるに従って弱くなる。その結果、像担持体間で転写搬送ベルト移動方向下流側の像担持体が転写ベルトを上流側に引っ張る力よりも強い力で上流側の像担持体で転写ベルトを引っ張るため、転写搬送ベルトが像担持体間で撓むことがないのである。よって、転写搬送ベルトによって転写材を安定的に搬送することができ、所定のタイミングで転写位置を通過させることができる。
また、像担持体の線速を転写搬送ベルトの線速よりも速くしている場合は、像担持体が転写搬送ベルトを転写搬送ベルト移動方向下流側に引っ張る力が下流側の像担持体になるに従って強くなる。その結果、像担持体間の転写搬送ベルトは、像担持体間で転写搬送ベルト移動方向上流側の像担持体が転写ベルトを下流側に引っ張る力よりも強い力で下流側の像担持体で転写ベルトを引っ張るため、転写搬送ベルトが像担持体間で撓むことがない。よって、転写搬送ベルトによって転写材を安定的に搬送することができ、所定のタイミングで転写位置を通過させることができる。
また、従来より、感光体等の像担持体上には、像担持体の表面層保護や、転写媒体に転写されなかったトナーを掻き取り回収する部材と像担持体との摩擦性を緩和する目的で、潤滑剤等が塗布される場合がある。従来技術においては、像担持体と転写搬送ベルトとの間に速度差を設けると、潤滑剤等を同時に掻き取ってしまうことになり、上記目的に対して悪影響を与えるとともに転写ベルト汚染(フィルミング)に対しても悪影響を与える。
これに対して本実施形態によれば、像担持体と転写体との速度差を設けることに加え、所定のトナーを用いることで、像担持体と転写体に速度差を設けた場合であっても、中抜けやフィルミング等の画像品質問題を抑制でき、長期に渡り安定して使用できる。
(トナー)
次に、本実施形態に好適に使用されるトナーについて詳細に説明する。
本発明のトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする。
<平均円形度及び形状係数SF-2>
平均円形度は数値が小さくなるほど球形から離れる所謂異形化形状になるが、平均円形度が0.971未満であると、静電転写時に発生する転写チリ等により転写性能が悪化し、高精度な画像形成が困難になるため好ましくない。一方で、平均円形度は1に近づくほど球形に近づくが、0.986より大きいと、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れが発生する。
平均円形度は0.974以上0.984以下であることが好ましい。この場合、品質悪化を抑制できることに加え、感光体とトナー間での静電付着力が低減されるため、感光体と転写搬送ベルトとの速度差を小さくした場合であっても中抜け等の転写不良を抑制できる。
トナーの平均円形度については、次のようにして測定することができる。即ち、まず、被検トナーのトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的にその粒子画像を撮影する。そして、個々の粒子画像について、投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を求めたものの平均値を算出する。この平均値が平均円形度である。かかる平均円形度を測定するには、例えばフロー式粒子像分析装置FPIA-2100(東亜医用電子株式会社製)などを用いるとよい。この装置を用いる場合には、容器中の予め不純固形物を除去した水100~150[ml]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1~0.5ml加え、更に被検トナーを0.1~0.5[g]程度加える。そして、この懸濁液を超音波分散器で約1~3分間分散処理し、分散液濃度を3000~1[万個/μl]に調整したものを、上記装置にかけてトナーの形状及び分布を測定する。
形状係数SF-2はトナー表面の凹凸性を表す指標である。100に近づくほど凹凸の無い表面が滑らかな真球であるが、上述の平均円形度と同様に画像形成を安定的に長時間担保するためには適正な範囲が存在する。形状係数SF-2が110未満であると、上述の通り、表面に凹凸の無い球形に近づくため、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れが発生する。
一方でトナー上面の凹凸性が大きすぎるのも転写性を悪化させるため好ましくない。そのため、形状係数SF-2は119以下であることを要する。転写性を悪化させる理由に関しては定かではないが、トナー最表面に存在させている金属無機微粒子などの外添剤が過度の窪み部(凹み部)に存在してしまうことで、凸部での外添剤の存在確率が低下しその結果、感光体とトナー間での付着力が高くなってしまうためであると考えられる。
形状係数SF-2は、112以上117以下であることが好ましい。この場合、クリーニング性を向上でき、画像上の汚れをより抑制できるとともに、転写性を向上させることができる。
トナーのSF-2は、トナーの二次元投影像からトナーの周囲長及び投影面積を求め、下記式により求められる。
SF-2 =(周囲長)/(投影面積)×(1/4π)×100
本実施形態において、トナーの形状係数SF-2は、走査型電子顕微鏡:SU8230(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて拡大したトナー像の画像を取得し、ニレコ社製画像解析装置(Luzex III)を使用して算出した。トナー100個のSF-2を算出し、平均値を形状係数SF-2とする。
<有機微粒子>
本実施形態のトナーは、トナー母体と、該トナー母体の表面に埋没した複数の有機微粒子とを有し、互いに接触せずに隣接している前記有機微粒子の粒子間距離の標準偏差であって、一の前記有機微粒子の中心と他の前記有機微粒子の中心とを結ぶ直線距離の標準偏差が500nm以下であることが好ましい。
トナー母体表面に複数の有機微粒子を隙間を空けて配置することで、定着時のトナーへの熱伝導を阻害することなく、耐熱保存性を担保することが可能となる。また、前記有機微粒子を隙間を空けて、且つ均一に配置することで上記の効果をより向上させる以外に、シリカやチタン等の無機微粒子をトナー母体表面へ外添させた際の付着強度を適正にすることができる。これにより、クリーニング時に前記無機微粒子がトナー母体から一定量遊離することで、クリーニングブレードと感光体の接触面に遊離した前記無機微粒子が堆積し、良好なクリーニング性が得られることを見出した。また、前記無機微粒子の遊離量を適正量に抑えることができるため、フィルミングの発生を抑制することができる。
前記有機微粒子は、少なくともカルボン酸を有する1種類以上のスチレンアクリル樹脂であることが好ましく、ビニルモノマーを単独重合又は共重合して得られる。また、前記有機微粒子は、2種類のスチレンアクリル樹脂a1とa2から構成されることが好ましく、さらにはスチレンアクリル樹脂a1をシェル、a2をコアとするコアシェル構造を成しているとより好ましい。樹脂(a1)、樹脂(a2)からなるビニル系ユニットを含有する有機微粒子のうち、樹脂(a2)はビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。
ビニルモノマーとしては、例えば下記(1)~(10)が挙げられる。
(1)ビニル炭化水素
ビニル炭化水素としては、(1-1)脂肪族ビニル炭化水素、(1-2)脂環式ビニル炭化水素及び(1-3)芳香族ビニル炭化水素等が挙げられる。
(1-1)脂肪族ビニル炭化水素
脂肪族ビニル炭化水素としては、アルケン及びアルカジエン等が挙げられる。
アルケンの具体的な例としてはエチレン、プロピレン及びα-オレフィン等が挙げられる。
アルカジエンの具体的な例としてはブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,6-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等が挙げられる。
(1-2)脂環式ビニル炭化水素
脂環式ビニル炭化水素としては、モノ-もしくはジ-シクロアルケン及びアルカジエンが挙げられ、具体的な例としては(ジ)シクロペンタジエン、テルペン等が挙げられる。
(1-3)芳香族ビニル炭化水素
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体等が挙げられ、具体的にはα-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン及びビニルナフタレン等が挙げられる。
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩
カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩としては、炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)、不飽和ジカルボン酸(塩)並びにその無水物(塩)及びそのモノアルキル(炭素数1~24)エステル又はその塩等が挙げられる。
具体的には、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー及びこれらの金属塩等が挙げられる。
本発明において「(塩)」とは、酸又はその塩を意味する。例えば炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)とは、不飽和モノカルボン酸あるいはその塩を意味する。
本発明において「(メタ)アクリル」とは、メタクリル酸あるいはアクリル酸を意味する。本発明において「(メタ)アクリロイル」とは、メタクリロイルあるいはアクリロイルを意味する。本発明において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートあるいはアクリレートを意味する。
(3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩
スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩としては、炭素数2~14のアルケンスルホン酸(塩)、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)及びアルキルアリルスルホコハク酸(塩)等が挙げられる。
具体的には、炭素数2~14のアルケンスルホン酸としてはビニルスルホン酸(塩)等が挙げられ、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)としてはα-メチルスチレンスルホン酸(塩)等が挙げられ、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)としてはスルホプロピル(メタ)アクリレート(塩)、硫酸エステル(塩)もしくはスルホン酸基含有ビニルモノマー(塩)等が挙げられる。
(4)燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩
燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩としては、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)燐酸モノエステル(塩)及び(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)燐酸モノエステル(塩)の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート(塩)及びフェニル-2-アクリロイロキシエチルホスフェート(塩)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)の具体例としては、2-アクリロイルオキシエチルホスホン酸(塩)等が挙げられる。
上記(2)~(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩が挙げられる。
(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー
ヒドロキシル基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール、2-ブテン-1,4-ジオール、プロパルギルアルコール、2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び蔗糖アリルエーテル等が挙げられる。
(6)含窒素ビニルモノマー
含窒素ビニルモノマーとしては、(6-1)アミノ基含有ビニルモノマー、(6-2)アミド基含有ビニルモノマー、(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマー、(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー及び(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
(6-1)アミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(6-2)アミド基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド及びN-メチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等が挙げられる。
(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等が挙げられる。
(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマーとしてはニトロスチレン等が挙げられる。
(7)エポキシ基含有ビニルモノマー
エポキシ基含有ビニルモノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及びp-ビニルフェニルフェニルオキサイド等が挙げられる。
(8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー
ハロゲン元素含有ビニルモノマーとしては、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等が挙げられる。
(9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン
(9-1)ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4-ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα-エトキシアクリレート、炭素数1~50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等)]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2~8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2~8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニルモノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート[多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
(9-2)ビニル(チオ)エーテルとしては、例えばビニルメチルエーテル等が挙げられる。
(9-3)ビニルケトンとしては、例えばビニルメチルケトン等が挙げられる。
(10)その他のビニルモノマー
その他のビニルモノマーとしては、テトラフルオロエチレン、フルオロアクリレート、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及びm-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。
前記有機微粒子の合成には、上記(1)~(10)のビニルモノマーの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記有機微粒子としては、本発明の複合樹脂粒子の低温定着性の観点から好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体及び(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、更に好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
樹脂(a1)、樹脂(a2)からなるビニル系ユニットを含有する有機微粒子のうち樹脂(a2)は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。
ビニルモノマーとしては、樹脂(a1)のポリマーと同様の物が挙げられる。
樹脂(a2)の合成には、上記樹脂(a1)で挙げた(1)~(10)のビニルモノマーの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
樹脂(a2)としては、本発明における樹脂粒子の低温定着性の観点から好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体及び(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、更に好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
樹脂(a1)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性損失弾性率G’’は、1.5~100Mpaであることが好ましく、より好ましくは1.7~30Mpaであり、更に好ましくは2.0~10Mpaである。
樹脂(a2)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性の損失弾性率G’’は、0.01~1.0Mpaであることが好ましく、より好ましくは0.02~0.5Mpaであり、更に好ましくは0.05~0.3Mpaである。この範囲であれば樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子を形成しやすい。
樹脂(a1)及び(a2)の周波数1Hzでの100℃における粘弾性特性の損失弾性率G’’は、構成モノマーの種類及びその構成比を変えることや、重合条件(開始剤、連鎖移動剤の種類及び使用量、並びに反応温度等)で調整することができる。具体的には、例えば以下のような組成にすることで各々のG’’を前述の範囲に調整することが可能となる。
(1)樹脂(a1)の構成単量体から計算されるガラス転移温度(Tg1)、及び樹脂(a2)の構成単量体から計算されるガラス転移温度(Tg2)について、Tg1を好ましくは0~150℃とし、より好ましくは50~100℃とする。Tg2を好ましくは-30~100℃とし、より好ましくは0~80℃とし、更に好ましくは30~60℃とする。
なお、構成単量体から計算されるガラス転移温度(Tg)とは、Fox法により計算することができる値である。
ここで、Fox法[T.G.Fox,Phys.Rev.,86,652(1952)]とは、下記式で示される個々の単独重合体のTgから共重合体のTgを推算する方法である。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn
[式中、Tgは共重合体のガラス転移温度(絶対温度表示)、Tg1、Tg2・・・Tgnは各単量体成分の単独重合体のガラス転移温度(絶対温度表示)、W1、W2・・・Wnは各単量体成分の重量分率を示す。]
(2)樹脂(a1)の計算酸価(AV1)及び樹脂(a2)の計算酸価(AV2)について、(AV1)を、好ましくは75mgKOH/g~400mgKOH/gとし、より好ましくは150mgKOH/g~300mgKOH/gとする。また、(AV2)を、好ましくは0mgKOH/g~50mgKOH/gとし、より好ましくは0mgKOH/g~20mgKOH/gとし、更に好ましくは0mgKOH/gとする。
なお、計算酸価とは、構成単量体中に含有される酸性基のモル量と、構成モノマーの総重量から計算される理論酸価である。
(1)及び(2)の条件を満たす構成単量体として、樹脂(a1)については、例えば樹脂(a1)の合計重量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~80重量%、より好ましくは30~60重量%含有する樹脂が挙げられる。また、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を好ましくは合計10~60重量%、より好ましくは合計30~50重量%含有する樹脂が挙げられる。
また樹脂(a2)については、例えば樹脂(a2)の合計重量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~100重量%、より好ましくは30~90重量%含有する樹脂が挙げられる。また、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a2)の合計重量に基づいて、好ましくは合計0~7.5重量%、更に好ましくは合計0~2.5重量%含有する樹脂が挙げられる。
(3)重合条件(開始剤、連鎖移動剤の種類及び使用量、並びに反応温度等)で調整することで、樹脂(a1)及び樹脂(a2)の数平均分子量(Mn1)及び(Mn2)について、(Mn1)を、好ましくは2,000~2,000,000、より好ましくは20,000~200,000とする。また、(Mn2)を、好ましくは1,000~1,000,000、より好ましくは10,000~100,000とする。
本発明における粘弾性特性の損失弾性率G’’は、例えば下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置:ARES-24A(レオメトリック社製)
治具:25mmパラレルプレート
周波数:1Hz
歪み率:10%
昇温速度:5℃/min
樹脂(a1)の酸価(AVa1)は、好ましくは75mgKOH/g~400mgKOH/gであり、より好ましくは150mgKOH/g~300mgKOH/gである。この範囲であれば樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含むビニル系ユニットを含有する樹脂微粒子がトナーの表面に付着した粒子を形成しやすい。酸価がこの範囲にある樹脂(a1)は、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a1)の合計重量に基づいて、好ましくは合計10~60重量%、より好ましくは合計30~50重量%含有する樹脂である。
樹脂(a2)は、低温定着性の観点から、その酸価(AVa2)が好ましくは0mgKOH/g~50mgKOH/gであり、より好ましくは0mgKOH/g~20mgKOH/gであり、更に好ましくは0mgKOH/gである。
酸価がこの範囲にある樹脂(a2)はメタクリル酸及び/又はアクリル酸を樹脂(a2)の合計重量に基づいて、好ましくは合計0~7.5重量%、より好ましくは合計0~2.5重量%含有する樹脂である。
本発明における酸価は、JIS K0070:1992の方法で測定する。
前記樹脂(a1)のガラス転移温度は、前記樹脂(a2)のガラス転移温度より高いことが好ましい。この範囲であれば樹脂微粒子がトナーの表面に付着したトナー粒子の形成しやすさと、本発明のトナー粒子の低温定着性のバランスに優れる。
樹脂(a1)のガラス転移温度は、樹脂(a2)のガラス転移温度より更に好ましくは10℃以上高いことであり、特に好ましくは20℃以上高いことである。
樹脂(a1)のガラス転移温度(以下Tgと略記する)は、好ましくは0~150℃であり、より好ましくは50~100℃である。0℃以上であれば本発明の樹脂粒子の保存性に優れ、150℃以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
樹脂(a2)のTgは、好ましくは-30~100℃であり、より好ましくは0~80℃、更に好ましくは30~60℃である。-30℃以上であれば本発明における樹脂粒子の保存性に優れ、100℃以下であれば本発明における樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
本発明においてTgは、「DSC20、SSC/580」[セイコー電子工業(株)製]を用いて、ASTM D3418-82に規定の方法(DSC)で測定する。
樹脂(a1)の溶解性パラメータ(以下SP値と略記する)は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子の形成しやすさの観点から、以下のようにすることが好ましい。すなわち、好ましくは9~13(cal/cm1/2、であり、より好ましくは9.5~12.5(cal/cm1/2であり、更に好ましくは10.5~11.5(cal/cm1/2である。樹脂(a1)のSP値は、構成するモノマーの種類及びその構成比を変えることで調整することができる。
樹脂(a2)のSP値は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子がトナー粒子の表面に付着した複合樹脂粒子の形成しやすさの観点から、以下のようにすることが好ましい。すなわち、好ましくは8.5~12.5(cal/cm1/2、であり、より好ましくは9~12(cal/cm1/2であり、更に好ましくは10~11(cal/cm1/2である。樹脂(a2)のSP値は、構成するモノマーの種類及びその構成比を変えることで調整することができる。
本発明におけるSP値は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算する。
樹脂(a1)中に、樹脂(a1)のTg及びその他モノマーとの共重合性の観点から、樹脂(a1)の合計重量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~80重量%、より好ましくは30~60重量%含有する。
樹脂(a2)中に、樹脂(a2)のTg及びその他ビニルモノマーとの共重合性の観点から、樹脂(a2)の合計重量に基づいて、構成単量体としてスチレンを好ましくは10~100重量%、より好ましくは30~90重量%含有する。
樹脂(a1)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは2,000~2,000,000であり、より好ましくは20,000~200,000である。2,000以上であれば本発明における樹脂粒子の保存性に優れ、2,000,000以下であれば本発明における樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
樹脂(a1)の重量平均分子量は、前記樹脂(a2)の重量平均分子量より大きいことが好ましい。この範囲であれば樹脂微粒子がトナー粒子の表面に付着したトナー粒子の形成しやすさと、本発明における樹脂粒子の低温定着性のバランスに優れる。
樹脂(a1)の重量平均分子量は、樹脂(a2)の重量平均分子量より更に好ましくは1.5倍以上大きいことであり、特に好ましくは2.0倍以上大きいことである。
樹脂(a1)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20,000~20,000,000であり、より好ましくは200,000~2,000,000である。20,000以上であれば本発明における樹脂粒子の保存性に優れ、20,000,000以下であれば本発明の樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
樹脂(a2)のMnは、好ましくは1,000~1,000,000であり、より好ましくは10,000~100,000である。1,000以上であれば本発明における樹脂粒子の保存性に優れ、1,000,000以下であれば本発明における樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
樹脂(a2)のMwは、好ましくは10,000~10,000,000であり、より好ましくは100,000~1,000,000である。10,000以上であれば本発明における樹脂粒子の保存性に優れ、10,000,000以下であれば本発明における樹脂粒子の低温定着性に対する阻害が少ない。
中でも樹脂(a1)のMwが200,000~2,000,000で、樹脂(a2)のMwが100,000~500,000で、かつ「(a1)のMw」>「(a2)のMw」であることが好ましい。
本発明におけるMn及びMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、以下の条件で測定することができる。
装置(一例):「HLC-8120」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「TSK GEL GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度:40℃
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をグラスフィルターでろ別したもの)
溶液注入量:100μl
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
有機微粒子中の樹脂(a1)と樹脂(a2)との重量比率は、5/95~95/5であることが好ましく、より好ましくは25/75~75/25であり、更に好ましくは40/60~60/40である。樹脂(a1)と樹脂(a2)との重量比率が5/95以上であれば複合樹脂粒子の耐熱保存性に優れ、樹脂(a1)と樹脂(a2)との重量比率が95/5以下であれば樹脂微粒子がトナー樹脂粒子の表面に付着したトナー粒子を形成しやすい。
樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子を製造する方法としては公知の製造方法が挙げられるが、例えば次のような製造方法(I)~(V)等が挙げられる。
(I)水性分散液中の樹脂(a1)の微粒子をシードとして、樹脂(a2)の構成モノマーをシード重合する方法。
(II)水性分散液中の樹脂(a2)の微粒子をシードとして、樹脂(a1)の構成モノマーをシード重合する方法。
(III)樹脂(a1)及び樹脂(a2)の混合物を水性媒体に乳化して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
(IV)樹脂(a1)と樹脂(a2)の構成モノマーの混合物とを水性媒体に乳化した後に、樹脂(a2)の構成モノマーを重合して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
(V)樹脂(a2)と樹脂(a1)の構成モノマーの混合物とを水性媒体に乳化した後に、樹脂(a1)の構成モノマーを重合して樹脂微粒子の水性分散液として得る方法。
なお、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む有機微粒子(A)であることは、有機微粒子(A)の切断面を公知の表面元素分析装置(TOF-SIMS及びEDX-SEM等)を用いて元素マッピング画像の観察及び樹脂(a1)と樹脂(a2)に含まれる官能基に応じた染色剤で染色した樹脂微粒子(A)の切断面の電子顕微鏡観察画像の観察を行うことにより確認することができる。
また、前記の方法で得られる微粒子は、樹脂(a1)と樹脂(a2)とを同一粒子内に構成成分として含む樹脂微粒子の他に、樹脂(a1)のみを構成樹脂成分とする樹脂微粒子及び樹脂(a2)のみを構成樹脂成分とする樹脂微粒子を含む混合物として得られる場合がある。後述する複合化工程においては、混合物のまま用いてもよく、樹脂微粒子だけを単離して用いてもよい。
(I)の具体例としては、(a1)の構成モノマーを滴下重合して(a1)を含む樹脂微粒子の水性分散液を製造し、これをシードとして(a2)の構成モノマーをシード重合する方法及びあらかじめ溶液重合等で製造した(a1)を水に乳化分散した後、これをシードとして(a2)の構成モノマーをシード重合する方法等が挙げられる。
(II)の具体例としては、(a2)の構成モノマーを滴下重合して(a2)を含む樹脂微粒子の水性分散液を製造し、これをシードとして(a1)の構成モノマーをシード重合する方法及びあらかじめ溶液重合等で製造した(a2)を水に乳化分散した後、これをシードとして(a1)の構成モノマーをシード重合する方法等が挙げられる。
(III)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した(a1)及び(a2)の溶液又は溶融物を混合した後、これを水性媒体に乳化分散する方法等が挙げられる。
(IV)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した(a1)を(a2)の構成モノマーと混合し、これを水性媒体に乳化分散した後、(a2)の構成モノマーを重合する方法及び(a2)の構成モノマー中で(a1)を製造し、その混合物を水性媒体に乳化分散した後、(a2)の構成モノマーを重合する方法等が挙げられる。
(V)の具体例としては、あらかじめ溶液重合等で製造した(a2)を(a1)の構成モノマーと混合し、これを水性媒体に乳化分散した後、(a1)の構成モノマーを重合する方法、(a1)の構成モノマー中で(a2)を製造し、その混合物を水性媒体に乳化分散した後、(a1)の構成モノマーを重合する方法等が挙げられる。
(I)~(V)のいずれの製造方法も好適である。
有機微粒子は水性分散液として用いることが好ましく、分散液の水性媒体としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、水に界面活性剤(D)を含有させた水溶液等が挙げられる。
界面活性剤(D)としては、ノニオン性界面活性剤(D1)、アニオン性界面活性剤(D2)、カチオン性界面活性剤(D3)、両性界面活性剤(D4)及びその他の乳化分散剤(D5)が挙げられる。
更に必要に応じて、緩衝剤として、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が、また保護コロイドとして、水溶性セルロース化合物及びポリメタクリル酸のアルカリ金属塩等が適量使用できる。 これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ノニオン性界面活性剤(D1)としては、例えばAO付加型ノニオン性界面活性剤及び多価アルコール型ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
AO付加型ノニオン性界面活性剤としては、炭素数10~20の脂肪族アルコールのEO付加物、フェノールのEO付加物、ノニルフェノールのEO付加物、炭素数8~22のアルキルアミンのEO付加物及びポリ(オキシプロピレン)グリコールのEO付加物等が挙げられる。
多価アルコール型ノニオン性界面活性剤としては、多価(3~8価又はそれ以上)アルコール(炭素数2~30)の脂肪酸(炭素数8~24)エステル(例えばグリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート及びソルビタンモノオレエート等)及びアルキル(炭素数4~24)ポリ(重合度1~10)グリコシド等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤(D2)としては、炭素数8~24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩、炭素数8~24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩、炭素数8~24の炭化水素基を有するスルホン酸塩、炭素数8~24の炭化水素基を1個又は2個有するスルホコハク酸塩、炭素数8~24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩、炭素数8~24の炭化水素基を有する脂肪酸塩及び炭素数8~24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩等が挙げられる。
具体的には、炭素数8~24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩としては、ラウリルエーテル酢酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩としては、ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有するスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩としては、ラウリルリン酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有する脂肪酸塩としては、ラウリン酸ナトリウム及びラウリン酸トリエタノールアミン等が挙げられる。
炭素数8~24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩としては、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸トリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸ナトリウム及びラウロイルメチル-β-アラニンナトリウム等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤(D3)としては、第4級アンモニウム塩型及びアミン塩型が挙げられる。
具体的には、第4級アンモニウム塩型としては、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム及びエチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等が挙げられる。
アミン塩型としては、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩及びオレイルアミン乳酸塩等が挙げられる。
両性界面活性剤(D4)としては、ベタイン型両性界面活性剤及びアミノ酸型両性界面活性剤等が挙げられる。
ベタイン型両性界面活性剤としては、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン及びラウリルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。
アミノ酸型両性界面活性剤としては、β-ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等が挙げられる。
その他の乳化分散剤(D5)としては、例えば反応性活性剤[ラジカル反応性を有するものであれば特に制限されず、具体的にはアデカリアソープ{登録商標、(株)ADEKA製}SE-10N、SR-10、SR-20、SR-30、ER-20、ER-30、アクアロン{登録商標、第一工業製薬(株)製}HS-10、KH-05、KH-10、KH-1025、エレミノール{登録商標、三洋化成工業(株)製}JS-20、ラテムル{登録商標、花王(株)製}PD-104、PD-420、PD-430、イオネット{登録商標、三洋化成工業(株)製}MO-200]、ポリビニルアルコール、デンプン及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体並びにポリアクリル酸ソーダ等のカルボキシル基含有(共)重合体及び米国特許第5906704号明細書に記載のウレタン基又はエステル基を有する乳化分散剤(例えばポリカプロラクトンポリオールとポリエーテルジオールをポリイソシアネートで連結させたもの)等が挙げられる。
界面活性剤(D)としては、乳化及び分散させる際に、油滴を安定化させ、所望の形状を得ながら、粒度分布をシャープにする観点から、好ましくは(D1)、(D2)、(D5)及びこれらの併用であり、更に好ましくは(D1)と(D5)の併用及び(D2)と(D5)の併用である。
本発明における樹脂微粒子は、樹脂(a1)及び樹脂(a2)に加え、その他の樹脂成分、開始剤(及びその残渣)、連鎖移動剤、酸化防止剤、可塑剤、防腐剤、還元剤及び有機溶剤等を含有していてもよい。
その他の樹脂成分としては、樹脂(a1)及び樹脂(a2)に用いた樹脂以外のビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
開始剤(及びその残渣)としては、公知のラジカル重合開始剤等が挙げられ、具体的には、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩開始剤、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオキサイド、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート及びターシャリーブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物、過酸化水素等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、n-ドデシルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン、2-エチルヘキシルチオグリコレート、2-メルカプトエタノール、β-メルカプトプロピオン酸及びα-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール化合物、パラフェニレンジアミン、ハイドロキノン、有機硫黄化合物及び有機燐化合物等が挙げられる。
フェノール化合物としては、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’-メチレン-ビス-(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレン-ビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス-(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’-ビス(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ-ルエステル及びトコフェロール等が挙げられる。
パラフェニレンジアミンとしては、N-フェニル-N’-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-イソプロピル-p-フェニレンジアミン及びN,N’-ジメチル-N,N’-ジ-t-ブチル-p-フェニレンジアミン等が挙げられる。
ハイドロキノンとしては、2,5-ジ-t-オクチルハイドロキノン、2,6-ジドデシルハイドロキノン、2-ドデシルハイドロキノン、2-ドデシル-5-クロロハイドロキノン、2-t-オクチル-5-メチルハイドロキノン及び2-(2-オクタデセニル)-5-メチルハイドロキノン等が挙げられる。
有機硫黄化合物としては、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート及びジテトラデシル-3,3’-チオジプロピオネート等が挙げられる。
有機燐化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4-ジブチルフェノキシ)ホスフィン等が挙げられる。
可塑剤としては、フタル酸エステル、脂肪族2塩基酸エステル、トリメリット酸エステル、燐酸エステル及び脂肪酸エステル等が挙げられる。具体的には、フタル酸エステルとしては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル等が挙げられる。
脂肪族2塩基酸エステルとしては、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル及びセバシン酸-2-エチルヘキシル等が挙げられる。
トリメリット酸エステルとしては、トリメリット酸トリ-2-エチルヘキシル及びトリメリット酸トリオクチル等が挙げられる。
燐酸エステルとしては、リン酸トリエチル、リン酸トリ-2-エチルヘキシル及びリン酸トリクレジール等が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、オレイン酸ブチル等が挙げられる。
防腐剤としては、有機窒素硫黄化合物防腐剤及び有機硫黄ハロゲン化物防腐剤等が挙げられる。
還元剤としては、アスコルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖及びホルムアルデヒドスルホキシラート金属塩等の還元性有機化合物並びにチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム及びメタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物等が挙げられる。
有機溶剤としては、ケトン溶媒[例えばアセトン及びメチルエチルケトン(以下、MEKと略記)]、エステル溶媒(例えば酢酸エチル及びγ-ブチロラクトン)、エーテル溶媒(例えばTHF)、アミド溶媒(例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン及びN-メチルカプロラクタム)、アルコール溶媒(例えばイソプロピルアルコール)及び芳香族炭化水素溶媒(例えばトルエン及びキシレン)等が挙げられる。
<その他トナー原材料>
前記トナーは、例えば結着樹脂、着色剤、離型剤を含有する着色粒子に、必要に応じてその他の成分を含有させることができる。また、着色粒子に無機微粒子として金属酸化物が外添剤として用いられている。
<<結晶性樹脂>>
本発明における結晶性樹脂の「結晶性」とは、高化式フローテスターにより測定される軟化温度と、示差走査熱量計(DSC)により測定される融解熱の最大ピーク温度との比(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)が0.80~1.55であることが好ましく、熱により急峻に軟化する性状であり、この性状を有する樹脂を「結晶性樹脂」とする。
また、「非結晶性」とは、軟化温度と融解熱の最大ピーク温度との比(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)が1.55より大きく、熱により緩やかに軟化する性状であり、この性状を有する樹脂を「非晶質樹脂」とする。
なお、樹脂及びトナーの軟化温度は、高化式フローテスター(例えば、CFT-500D(島津製作所製))を用いて測定できる。試料として1gの樹脂を昇温速度3℃/minで加熱しながら、プランジャーにより30kg/cm2の荷重を与え、直径0.5mm、長さ1mmのノズルから押出し、温度に対するフローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化温度とした。
樹脂及びトナーの融解熱の最大ピーク温度は、示差走査熱量計(DSC)(例えば、TA-60WS及びDSC-60(島津製作所製))を用いて測定できる。融解熱の最大ピーク温度の測定に供する試料は、前処理として、130℃で溶融した後、130℃から70℃まで1.0℃/分間の速度で降温し、次に70℃から10℃まで0.5℃/分間の速度で降温する。ここで、一度DSCにより、昇温速度20℃/分間で昇温して吸発熱変化を測定して、「吸発熱量」と「温度」とのグラフを描き、このとき観測される20℃~100℃にある吸熱ピーク温度を「Ta*」とする。吸熱ピークが複数ある場合は、最も吸熱量が大きいピークの温度をTa*とする。その後、試料を(Ta*-10)℃で6時間保管した後、更に(Ta*-15)℃で6時間保管する。次いで、上記試料を、DSCにより、降温速度10℃/分間で0℃まで冷却した後、昇温速度20℃/分間で昇温して吸発熱変化を測定して、同様のグラフを描き、吸発熱量の最大ピークに対応する温度を、昇温2回目の融解熱の最大ピーク温度とした。
また、その時の融解熱量はその吸熱が開始された温度から終了した温度までの面積(ピーク面積)から算出することが出来る。
<<結晶性ポリエステル樹脂>>
結晶性ポリエステル樹脂(以下、「結晶性ポリエステル樹脂C」と称することがある。)は、高い結晶性をもつために、定着開始温度付近において急激な粘を示す熱溶融特性を示す。このような特性を有する結晶性ポリエステル樹脂Cを非晶質ポリエステル樹脂と共に用いることで、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性がよくすることができる。また、溶融開始温度では結晶性ポリエステル樹脂Cの融解による急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、それに伴い後述する非晶質ポリエステル樹脂Bと相溶し、共に急激に粘度低下することで定着する。これにより、良好な耐熱保存性と低温定着性とを兼ね備えたトナーが得られる。また、離型幅(定着下限温度と耐高温オフセット発生温度との差)についても、良好な結果を示す。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られる。
なお、本発明において結晶性ポリエステル樹脂Cとは、上記のごとく、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるものを指し、ポリエステル樹脂を変性したもの、例えば、後述するプレポリマー、及びそのプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂Cには属さない。
-多価アルコール-
前記多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジオール、3価以上のアルコールが挙げられる。
前記ジオールとしては、例えば、飽和脂肪族ジオールなどが挙げられる。前記飽和脂肪族ジオールとしては、直鎖飽和脂肪族ジオール、分岐飽和脂肪族ジオールが挙げられる。これらの中でも、直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましく、炭素数が2以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジオールがより好ましい。前記飽和脂肪族ジオールが分岐型であると、結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性が低下し、融点が低下してしまうことがある。また、前記飽和脂肪族ジオールの炭素数が12を超えると、実用上の材料の入手が困難となる。炭素数としては12以下であることがより好ましい。
前記飽和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、前記結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性が高く、シャープメルト性に優れる点で、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが好ましい。
前記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などが挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-多価カルボン酸-
前記多価カルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2価のカルボン酸、3価以上のカルボン酸が挙げられる。
前記2価のカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、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の飽和脂肪族ジカルボン酸;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、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸;などが挙げられ、更に、これらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステルも挙げられる。
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-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、及びこれらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステルなどが挙げられる。
また、前記多価カルボン酸としては、前記飽和脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸が含まれていてもよい。更に、前記飽和脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、2重結合を持つジカルボン酸を含有してもよい。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、炭素数4以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸と、炭素数2以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジオールとから構成されることが好ましい。即ち、前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、炭素数4以上12以下の飽和脂肪族ジカルボン酸に由来する構成単位と、炭素数2以上12以下の飽和脂肪族ジオールに由来する構成単位とを有することが好ましい。そうすることにより、結晶性が高く、シャープメルト性に優れることから、優れた低温定着性を発揮できる点で好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60℃以上80℃以下であることが好ましい。前記融点が60℃未満であると、結晶性ポリエステル樹脂Cが低温で溶融しやすく、トナーの耐熱保存性が低下することがある。80℃を超えると、定着時の加熱による結晶性ポリエステル樹脂Cの溶融が不十分で、低温定着性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れ、かつ分子量が低い成分が多いと耐熱保存性が低下するという観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂Cのオルトジクロロベンゼンの可溶分が、GPC測定において、重量平均分子量(Mw)3,000~30,000、数平均分子量(Mn)1,000~10,000、Mw/Mn1.0~10であることが好ましい。さらには、重量平均分子量(Mw)5,000~15,000、数平均分子量(Mn)2,000~10,000、Mw/Mn1.0~5.0であることが好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。紙と樹脂との親和性の観点から、所望の低温定着性を達成するためには、5mgKOH/g以上が好ましく、10mgKOH/g以上がより好ましい。一方、耐高温オフセット性を向上させるには、45mgKOH/g以下が好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの水酸基価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。所望の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには、0mgKOH/g~50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g~50mgKOH/gがより好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1又は990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有するものを結晶性ポリエステル樹脂Cとして検出する方法が挙げられる。
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、3質量部~20質量部が好ましく、5質量部~15質量部がより好ましい。前記含有量が3質量部未満であると、結晶性ポリエステル樹脂Cによるシャープメルト化が不十分なため低温定着性に劣ることがあり、20質量部を超えると、耐熱保存性が低下すること、及び画像のかぶりが生じやすくなることがある。前記含有量が上記のより好ましい範囲内であると、高画質、及び低温定着性の全てに優れる点で有利である。
<<非晶質ポリエステル樹脂>>
非晶質ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。以下で説明する非晶質ポリエステル樹脂Aと、非晶質ポリエステル樹脂Bとを含有することが好ましい。
<<非晶質ポリエステル樹脂A>>
前記非晶質ポリエステル樹脂Aとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ガラス転移温度(Tg)が-40℃以上20℃以下であることが好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非線状の反応性前駆体と硬化剤との反応により得られることが好ましい。また、非晶質ポリエステル樹脂Aは紙などの記録媒体への接着性がより優れる点から、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することが好ましい。非晶質ポリエステル樹脂Aが、ウレタン結合及びウレア結合のいずれかを有することにより、ウレタン結合又はウレア結合が擬似架橋点のような挙動を示し、非晶質ポリエステル樹脂Aのゴム的性質が強くなり、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。
-非線状の反応性前駆体-
前記非線状の反応性前駆体としては、前記硬化剤と反応可能な基を有するポリエステル樹脂(以下、「プレポリマー」と称することがある。)であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記プレポリマーにおける前記硬化剤と反応可能な基としては、例えば、活性水素基と反応可能な基などが挙げられる。
前記活性水素基と反応可能な基としては、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基などが挙げられる。これらの中でも、前記非晶質ポリエステル樹脂にウレタン結合又はウレア結合を導入可能な点で、イソシアネート基が好ましい。
前記プレポリマーは、非線状である。前記非線状とは、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかによって付与される分岐構造を有することを意味する。また、前記プレポリマーとしては、イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂が好ましい。
--イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂--
前記イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性水素基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートとの反応生成物などが挙げられる。前記活性水素基を有するポリエステル樹脂は、例えば、ジオールと、ジカルボン酸と、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかとを重縮合することにより得られる。前記3価以上のアルコール及び前記3価以上のカルボン酸は、前記イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂に分岐構造を付与する。
---ジオール---
前記ジオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールが好ましい。
これらのジオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
---ジカルボン酸---
前記ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。前記炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
これらのジカルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
---3価以上のアルコール---
前記3価以上のアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の脂肪族アルコール、3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。
前記3価以上の脂肪族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、ソルビトールなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物としては、例えば、3価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したものなどが挙げられる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分として3価以上の脂肪族アルコールを含むことが好ましい。前記非晶質ポリエステル樹脂Aが構成成分として3価以上の脂肪族アルコールを含むことにより、分子骨格中に分岐構造を有し、分子鎖が三次元的な網目構造となるため、低温で変形するが、流動しないというゴム的な性質を有する。そのため、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性の保持が可能となる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、3価以上のカルボン酸やエポキシ等を架橋成分として使用することも可能である。ただしこの場合、カルボン酸の場合には芳香族化合物であることが多いことや架橋部分のエステル結合密度が高くなることにより、トナーを加熱定着させて作成した定着画像の光沢が十分に発現できないことがある。エポキシ等の架橋剤を使用する場合にはポリエステルの重合後に架橋反応を実施しなければならず、架橋点間距離の制御が困難であり、狙い通りの粘弾性を得ることができないことや、ポリエステル生成時のオリゴマーと反応して架橋密度の高い部分ができやすいことから定着画像にムラが生じ光沢や画像濃度が劣ることがある。
---3価以上のカルボン酸---
前記3価以上のカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の芳香族カルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記3価以上の芳香族カルボン酸としては、炭素数9~20の3価以上の芳香族カルボン酸が好ましい。前記炭素数9~20の3価以上の芳香族カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。
---ポリイソシアネート---
前記ポリイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジイソシアネート、3価以上のイソシアネートなどが挙げられる。
前記ジイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたものなどが挙げられる。
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトカプロン酸メチル、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記芳香族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリレンジイソシアネート、ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナトジフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルジフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3-メチルジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアナト-ジフェニルエーテルなどが挙げられる。
前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記イソシアヌレート類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレートなどが挙げられる。
これらのポリイソシアネートは、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。
-硬化剤-
前記硬化剤としては、前記非線状の反応性前駆体と反応し、前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成できる硬化剤であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、活性水素基含有化合物などが挙げられる。
--活性水素基含有化合物--
前記活性水素基含有化合物における活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記活性水素基含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ウレア結合を形成可能な点で、アミン類が好ましい。
前記アミン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジアミン、3価以上のアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、これらのアミノ基をブロックしたものなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ジアミン、ジアミンと少量の3価以上のアミンとの混合物が好ましい。
前記ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミンなどが挙げられる。前記芳香族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。
前記脂環式ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。
前記脂肪族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。
前記3価以上のアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
前記アミノ基をブロックしたものとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ基を、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分にジオール成分を含み、前記ジオール成分が、炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールを50質量%以上含有することが好ましい。この場合、前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくすることができる。
また、前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、全アルコール成分中に炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールを50質量%以上含有することが好ましい。この場合、前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくすることができる。
また、前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分にジカルボン酸成分を含み、前記ジカルボン酸成分が、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を50質量%以上含有することが好ましい。この場合、前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくすることができる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、20,000以上1,000,000以下が好ましく、50,000以上300,000以下がより好ましく、100,000以上200,000以下が特に好ましい。前記重量平均分子量が、20,000未満であると、トナーが低温で流動しやすくなり、耐熱保存性に劣る場合がある。また溶融時の粘性が低くなり、高温オフセット性が低下する場合がある。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1及び990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶質ポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、5質量部~25質量部が好ましく、10質量部~20質量部がより好ましい。前記含有量が5質量部未満であると、低温定着性、及び耐高温オフセット性が悪化することがあり、25質量部を超えると、耐熱保存性の悪化、及び定着後に得られる画像の光沢度が低下することがある。前記含有量が、上記のより好ましい範囲内であると、低温定着性、耐高温オフセット性、及び耐熱保存性の全てに優れる点で有利である。
<<非晶質ポリエステル樹脂B>>
前記非晶質ポリエステル樹脂Bは、例えばガラス転移温度(Tg)が40℃以上80℃以下であることが好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bとしては、線状のポリエステル樹脂が好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bとしては、未変性ポリエステル樹脂が好ましい。前記未変性ポリエステル樹脂とは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるポリエステル樹脂であって、イソシアネート化合物などにより変性されていないポリエステル樹脂である。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bとしては、ウレタン結合及びウレア結合を有しないことが好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bは、構成成分としてジカルボン酸成分を含み、前記ジカルボン酸成分が、テレフタル酸を50mol%以上含有することが好ましい。そうすることにより、耐熱保存性の点で有利である。
前記多価アルコールとしては、例えば、ジオールなどが挙げられる。
前記ジオールとしては、例えば、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価カルボン酸としては、例えば、ジカルボン酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸;ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸などが挙げられ
る。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、酸価、水酸基価を調整する目的で、前記非晶質ポリエステル樹脂Bは、その樹脂鎖の末端に3価以上のカルボン酸及び3価以上のアルコールの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
前記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、又はそれらの酸無水物などが挙げられる。
前記3価以上のアルコールとしては、例えば、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などが挙げられる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。分子量が低すぎる場合、トナーの耐熱保存性、現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性に劣る場合があり、分子量が高すぎる場合、トナーの溶融時の粘弾性が高くなり低温定着性に劣る場合がある。このため、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、重量平均分子量(Mw)3,000~10,000であることが好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、1,000~4,000であることが好ましい。また、Mw/Mnは、1.0~4.0であることが好ましい。
前記重量平均分子量(Mw)は、4,000~7,000がより好ましい。前記数平均分子量(Mn)は、1,500~3,000がより好ましい。前記Mw/Mnは、1.0~3.5がより好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。1mgKOH/g~50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g~30mgKOH/gがより好ましい。前記酸価が1mgKOH/g以上であることにより、トナーが負帯電性となりやすく、更には、紙への定着時に、紙とトナーの親和性が良くなり、低温定着性を向上させることができる。前記酸価が50mgKOH/gを超えると、帯電安定性、特に環境変動に対する帯電安定性が低下することがある。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの水酸基価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5mgKOH/g以上であることが好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bのガラス転移温度(Tg)は、40℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上70℃以下がより好ましい。前記ガラス転移温度が40℃以上であることにより、トナーの耐熱保存性、及び現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が十分なものとなり、また、耐フィルミング性も良好となる。前記ガラス転移温度が80℃以下であることにより、トナーの定着時における加熱及び加圧による変形が十分なものとなり、低温定着性が良好となる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1及び990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶質ポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、50質量部~90質量部が好ましく、60質量部~80質量部がより好ましい。前記含有量が50質量部未満であると、トナー中の顔料、離型剤の分散性が悪化し、画像のかぶり、乱れを生じやすくなることがある。90質量部を超えると、結晶性ポリエステル樹脂C、及び非晶質ポリエステル樹脂Aの含有量が少なくなるため、低温定着性に劣ることがある。前記含有量が、上記のより好ましい範囲であると、高画質、及び低温定着性の全てに優れる点で有利である。
低温定着性をより向上させるためは、前記非晶質ポリエステル樹脂Aと前記結晶性ポリエステル樹脂Cとを併用することが好ましい。低温定着性と高温高湿保存性とを両立させるために前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、ガラス転移温度が非常に低いことが好ましい。ガラス転移温度が非常に低いため、低温で変形する性質を有し、定着時の加熱、及び加圧に対して変形し、より低温で紙などの記録媒体に接着しやすくなる性質を有する。また、前記非晶質ポリエステル樹脂Aの一態様では、反応性前駆体が非線状であることから、分子骨格中に分岐構造を有し、分子鎖が三次元的な網目構造となるため、低温で変形するが、流動しないというゴム的な性質を有する。そのため、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性の保持が可能となる。
なお、前記非晶質ポリエステル樹脂Aが、凝集エネルギーの高いウレタン結合又はウレア結合を有する場合には、紙などの記録媒体への接着性がより優れる。また、ウレタン結合又はウレア結合は、擬似架橋点のような挙動を示すことから、ゴム的性質はより強くなり、結果、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。
即ち、本発明の前記トナーにおいて、前記非晶質ポリエステル樹脂Aと前記結晶性ポリエステル樹脂C、必要に応じて、その他の非晶質ポリエステル樹脂Bとを併用すると、低温定着性に非常に優れたものとなる。さらに超低温域にガラス転移温度を有する非晶質ポリエステル樹脂Aを用いることで、従来よりトナーのガラス転移温度を低く設定しても耐熱保存性、耐高温オフセット性を保持することが可能となる。さらにトナーのガラス転移温度を低くしたことにより、低温定着性に優れる。
<<その他の成分>>
前記着色粒子が含有する前記その他の成分としては、例えば、離型剤、着色剤、帯電制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
-離型剤-
前記離型剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。
ロウ類及びワックス類の離型剤としては、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;などの天然ワックスが挙げられる。
また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。
更に、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド系化合物;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ-n-ステアリルメタクリレート、ポリ-n-ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n-ステアリルアクリレート-エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。
これらの中でも、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどの炭化水素系ワックスが好ましい。
前記離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60℃以上80℃以下が好ましい。前記融点が60℃未満であると、低温で離型剤が溶融しやすくなり、耐熱保存性が劣る場合がある。前記融点が80℃を超えると、樹脂が溶融して定着温度領域にある場合でも、離型剤が充分溶融せずに定着オフセットを生じ、画像の欠損を生じる場合がある。
前記離型剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、2質量部~10質量部が好ましく、3質量部~8質量部がより好ましい。前記含有量が2質量部未満であると、定着時の耐高温オフセット性、及び低温定着性に劣ることがあり、10質量部を超えると、耐熱保存性が低下すること、及び画像のかぶりなどが生じやすくなることがある。前記含有量が、上記のより好ましい範囲内であると、高画質化、及び定着安定性を向上させる点で有利である。
-着色剤-
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンなどが挙げられる。
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、1質量部~15質量部が好ましく、3質量部~10質量部がより好ましい。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される樹脂としては、例えば、前記非晶質ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp-クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン-p-クロロスチレン共重合体、スチレン-プロピレン共重合体、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-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、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-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練して得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
-帯電制御剤-
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。
具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP-51、含金属アゾ染料のボントロンS-34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE-82、サリチル酸系金属錯体のE-84、フェノール系縮合物のE-89(以上、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP-302、TP-415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、LRA-901、ホウ素錯体であるLR-147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
前記帯電制御剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、0.1質量部~10質量部が好ましく、0.2質量部~5質量部がより好ましい。前記含有量が10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。
これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。
-流動性向上剤-
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
-クリーニング性向上剤-
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm~1μmのものが好適である。
-磁性材料-
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
<<外添剤>>
-酸化ケイ素-
前記酸化ケイ素として50nm以上~200nm未満のシリカ微粒子を含むことが好ましい。前記シリカが50nm未満の場合、スペーサー剤としての機能が不足し、耐久性に劣り、トナー母体に埋没しやすく、経時での品質悪化の原因になる恐れがある。200nm以上の場合、流動性や帯電性の機能が低下する恐れがある。
-その他の微粒子-
前記外添剤が含有しうる前記その他の微粒子としては、前記アルミナ微粒子やシリカ微粒子以外の微粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、疎水化処理無機微粒子が好ましい。
前記その他の微粒子の形状としては、例えば、球状、針状、球状粒子が数個合一して得られる非球形状などが挙げられる。
前記その他の微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等)、金属酸化物(例えば、チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン等)、フルオロポリマーなどが挙げられる。
疎水化処理されたシリカ微粒子、疎水化処理されたチタニア微粒子、疎水化処理されたアルミナ微粒子は、例えば、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤で処理して得ることができる。またシリコーンオイルを必要ならば熱を加えて無機微粒子に処理した、シリコーンオイル処理酸化物微粒子も好適である。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、α-メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、シリカと二酸化チタンが特に好ましい。
前記その他の微粒子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1質量%~5質量%が好ましく、0.3質量%~3質量%がより好ましい。
<トナーの製造方法>
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記着色粒子と前記外添剤とを混合する混合工程を含むことが好ましい。
前記着色粒子は、前記非晶質ポリエステル樹脂A、前記非晶質ポリエステル樹脂B、及び前記結晶性ポリエステル樹脂Cを含み、更に必要に応じて、前記離型剤、前記着色剤などを含む油相を水系媒体中で分散させることにより造粒されることが好ましい。
また、前記着色粒子は、前記非線状の反応性前駆体、前記非晶質ポリエステル樹脂B、及び前記結晶性ポリエステル樹脂Cを含み、更に必要に応じて、前記硬化剤、前記離型剤、前記着色剤などを含む油相を水系媒体中で分散させることにより造粒されることが好ましい。
このような前記着色粒子の製造方法の一例としては、公知の溶解懸濁法が挙げられる。前記着色粒子の製造方法の一例として、前記プレポリマーと前記硬化剤との伸長反応及び/又は架橋反応により非晶質ポリエステル樹脂Aを伸張しながら、トナー母体粒子を形成する方法を以下に示す。このような方法においては、水系媒体の調製、トナー材料を含有する油相の調製、トナー材料の乳化乃至分散、有機溶媒の除去を行う。その後、得られた前記着色粒子と前記外添剤とを混合することで前記トナーが得られる。
<<水系媒体(水相)の調製>>
前記水系媒体の調製は、前記有機微粒子を水系媒体に分散させることにより行うことができる。前記有機微粒子の水系媒体中の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記水系媒体100質量部に対して、0.5質量部~10質量部が好ましい。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、水と混和可能な溶媒、これらの混合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水が好ましい。
前記水と混和可能な溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類、低級ケトン類などが挙げられる。前記アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどが挙げられる。前記低級ケトン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
<<油相の調製>>
前記トナー材料を含有する油相の調製は、前記非線状の反応性前駆体と、前記非晶質ポリエステル樹脂Bと、前記結晶性ポリエステル樹脂Cとを少なくとも含み、更に必要に応じて前記硬化剤、前記離型剤、前記着色剤などを含むトナー材料を、有機溶媒中に溶解乃至分散させることにより行うことができる。
前記有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、除去が容易である点で、沸点が150℃未満の有機溶媒が好ましい。
前記沸点が150℃未満の有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。
<<乳化乃至分散>>
前記トナー材料の乳化乃至分散は、前記トナー材料を含有する油相を、前記水系媒体中に分散させることにより行うことができる。そして、前記トナー材料を乳化乃至分散させる際に、前記硬化剤と前記非線状の反応性前駆体とを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより前記非晶質ポリエステル樹脂Aが生成する。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、例えば、以下の(1)~(3)の方法により生成させることができる。
(1)前記非線状の反応性前駆体と前記硬化剤とを含む油相を、水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で前記硬化剤と前記非線状の反応性前駆体とを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成させる方法。
(2)前記非線状の反応性前駆体を含む油相を、予め前記硬化剤を添加した水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で前記硬化剤と前記非線状の反応性前駆体とを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成させる方法。
(3)前記非線状の反応性前駆体を含む油相を水系媒体中で乳化又は分散させた後で、水系媒体中に前記硬化剤を添加し、水系媒体中で粒子界面から前記硬化剤と前記非線状の反応性前駆体とを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成させる方法。
なお、粒子界面から前記硬化剤と前記非線状の反応性前駆体とを伸長反応及び/又は架橋反応させる場合、生成するトナーの表面に優先的に前記非晶質ポリエステル樹脂Aが形成され、トナー中に前記非晶質ポリエステル樹脂Aの濃度勾配を設けることもできる。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成させるための反応条件(反応時間、反応温度)としては、特に制限はなく、前記硬化剤と、前記非線状の反応性前駆体との組み合わせに応じて、適宜選択することができる。
前記反応時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10分間~40時間が好ましく、2時間~24時間がより好ましい。
前記反応温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0℃~150℃が好ましく、40℃~98℃がより好ましい。
前記水系媒体中において、前記非線状の反応性前駆体を含有する分散液を安定に形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、水系媒体相中に、トナー材料を溶媒に溶解乃至分散させて調製した油相を添加し、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
前記分散のための分散機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機などが挙げられる。
これらの中でも、分散体(油滴)の粒子径を2μm~20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。
前記回転数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000rpm~30,000rpmが好ましく、5,000rpm~20,000rpmがより好ましい。
前記分散時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バッチ方式の場合、0.1分間~5分間が好ましい。
前記分散温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加圧下において、0℃~150℃が好ましく、40℃~98℃がより好ましい。なお、一般に、前記分散温度が高温である方が分散は容易である。
前記トナー材料を乳化乃至分散させる際の、水系媒体の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。トナー材料100質量部に対して、50質量部~2,000質量部が好ましく、100質量部~1,000質量部がより好ましい。前記水系媒体の使用量が、50質量部未満であると、前記トナー材料の分散状態が悪くなって、所定の粒子径の着色粒子が得られないことがあり、2,000質量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
前記トナー材料を含有する油相を乳化乃至分散する際には、油滴等の分散体を安定化させ、所望の形状にすると共に粒度分布をシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができる。
前記陰イオン界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどが挙げられる。これらの中でも、フルオロアルキル基を有するものが好ましい。
前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成させる際の伸長反応及び/又は架橋反応には、触媒を用いることができる。
前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレートなどが挙げられる。
<<有機溶媒の除去>>
前記乳化スラリー等の分散液から有機溶媒を除去する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法などが挙げられる。
前記有機溶媒が除去されると、トナー母体粒子が形成される。トナー母体粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、さらに分級等を行うことができる。前記分級は、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離などにより、微粒子部分を取り除くことにより行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。
<<混合工程>>
前記得られた着色粒子は、前記外添剤と混合される。添加剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。なお、添加剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次添加剤を加えていけばよい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度等を変化させてもよい。また、はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等が挙げられる。次いで、250メッシュ以上の篩を通過させて、粗大粒子、凝集粒子を除去し、トナーが得られる。
<現像剤>
本発明に用いられる現像剤は、トナーとキャリアとを含有する二成分現像剤であることが好ましい。トナーを二成分現像剤用に用いる場合には、キャリア粉と混合して用いられる。この場合のキャリアとしては、公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、ニッケル粉、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで被覆処理したものなどが挙げられ、粒径は体積平均粒径が25~200μmであることが好ましい。
(容器)
本発明に用いられる容器は、トナー又はトナーとキャリアとを含有した現像剤を当該容器中に収容してなる。容器としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー入り容器本体とキャップとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物であるトナーが排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているものなどが特に好ましい。
容器本体の材質としては、特に制限はなく、寸法精度がよいものが好ましく、例えば、樹脂が好適に挙げられる。その中でも、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂、などが好適に挙げられる。
本発明に用いられる容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述する本発明のプロセスカートリッジ、上述した画像形成装置等に、着脱可能に取り付けてトナー又は現像剤の補給に好適に使用することができる。
(プロセスカートリッジ)
本発明に係るプロセスカートリッジは、上記現像剤を保持する現像装置と、像担持体、帯電装置、クリーニング装置より選ばれる1以上と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とする。ここで、プロセスカートリッジには、上記したもののほかに、さらに除電装置など従来公知のものを一体に支持しても良い。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下、部は質量部を意味し、%は質量%を意味する。
(ケチミン1の合成)
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、[ケチミン1]を得た。[ケチミン1]は、アミン価が418mgKOH/gであった。
(非晶質ポリエステルプレポリマーAの合成)
冷却管、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、アジピン酸及び無水トリメリット酸を仕込んだ。このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.5とし、全モノマー中の無水トリメリット酸の含有量を1mol%とし、全モノマーに対して、1000ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、4時間程度で200℃まで昇温し、さらに2時間で230℃まで昇温して、水が流出しなくなるまで反応させた後、10~15mmHgの減圧下で5時間反応させ、水酸基を有する[非晶質ポリエステルA-1]を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、水酸基を有する[非晶質ポリエステルA-1]とイソホロンジイソシアネートを仕込んだ。このとき、水酸基に対するイソシアネート基のモル比を2.0とした。次に、酢酸エチルで希釈した後、100℃で5時間反応させ、[非晶質ポリエステルプレポリマーA-1の50%酢酸エチル溶液]を得た。
加熱装置、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、[非晶質ポリエステルプレポリマーA-1の50%酢酸エチル溶液]を仕込んで撹拌した後、[ケチミン1]を滴下した。このとき、イソシアネート基に対するアミノ基のモル比を1とした。次に、45℃で10時間撹拌した後、酢酸エチルの残量が100ppm以下になるまで50℃で減圧乾燥させ、[非晶質ポリエステルA-1]を得た。[非晶質ポリエステルA-1]は、ガラス転移温度が-55℃であり、重量平均分子量が130000であった。
(非晶質ポリエステルBの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(BisA-EO)、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加物(BisA-PO)、テレフタル酸及びアジピン酸を仕込んだ。このとき、BisA-POに対するBisA-EOのモル比を40/60とし、アジピン酸に対するテレフタル酸のモル比を93/7とし、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.2とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、230℃で8時間反応させた後、10~15mmHgの減圧下で4時間反応させた。さらに、全モノマーに対して、1mol%の無水トリメリット酸を添加した後、180℃で3時間反応させ、[非晶質ポリエステルB]を得た。[非晶質ポリエステルB]は、ガラス転移温度が67℃であり、重量平均分子量が10000であった。
(結晶性ポリエステルCの合成)
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、セバシン酸及び1,6-ヘキサンジオールを仕込んだ。このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を0.9とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、180℃で10時間反応させた後、200℃まで昇温して3時間反応させた。さらに、8.3kPaの減圧下で2時間反応させ、[結晶性ポリエステルC-1]を得た。[結晶性ポリエステルC-1]は、融点が67℃であり、重量平均分子量が25000であった。
<融点及びガラス転移温度>
示差走査熱量計Q-200(TAインスツルメント社製)を用いて、融点及びガラス転移温度を測定した。具体的には、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れた後、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉にセットした。次に、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで-80℃から150℃まで昇温した。得られたDSC曲線から、示差走査熱量計中の解析プログラムを用いて、対象試料のガラス転移温度を求めた。また、得られたDSC曲線から、示差走査熱量計中の解析プログラムを用いて、対象試料の吸熱ピークトップ温度を融点として求めた。
<重量平均分子量>
GPC測定装置HLC-8220GPC(東ソー社製)及びカラムTSKgel SuperHZM-H 15cm 3連(東ソー社製)を用いて、重量平均分子量を測定した。具体的には、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させた。次に、1mL/minの流速でテトラヒドロフラン(THF)をカラムに流し、0.05~0.6質量%の試料のTHF溶液を50~200μL注入して、試料の重量平均分子量を測定した。このとき、数種の単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数との関係から、試料の数平均分子量を算出した。
なお、標準ポリスチレン試料としては、重量平均分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10の試料(Pressure Chemical社製又は東ソー社製)を用いた。また、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。
(実施例1)
<マスターバッチ1の作製>
ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製)を用いて、水1200部、DBP吸油量が42mL/100mg、pHが9.5のカーボンブラックPrintex35(デクサ社製)500部及び500部の[非晶質ポリエステルB]を混合した後、2本ロールを用いて、150℃で30分間混練した。次に、圧延冷却した後、パルペライザーを用いて粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
<ワックス分散剤1の合成>
温度計及び撹拌機をセットしたオートクレーブ反応槽に、キシレン480部、融点が108℃、重量平均分子量が1000ポリエチレンのサンワックス151P(三洋化成工業社製)100部を仕込んだ後、ポリエチレンを溶解させ、窒素置換した。次に、スチレン805部、アクリロニトリル50部、アクリル酸ブチル45部、ジ-t-ブチルパーオキサイド36部及びキシレン100部の混合液を3時間で滴下しながら、170℃で重合し、30分間保持した。さらに、脱溶剤し、[ワックス分散剤1]を得た。[ワックス分散剤1]は、ガラス転移温度が65℃であり、重量平均分子量が18000であった。
<ワックス分散液1の調製>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、融点が75℃のパラフィンワックスHNP-9(日本精鑞社製)300部、150部の[ワックス分散剤1]及び酢酸エチル1800部を仕込んだ。次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、[ワックス分散液1]を得た。このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
<結晶性ポリエステル分散液1の調製>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、308部の[結晶性ポリエステルC-1]及び酢酸エチル1900部を仕込んだ。次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
<油相1の調製>
225部の[ワックス分散液1]、[非晶質ポリエステルプレポリマーAの50%酢酸エチル溶液]40部、390部の[非晶質ポリエステルB]、225部の[結晶性ポリエステル分散液1]、60部の[マスターバッチ1]及び酢酸エチル285部を容器に仕込んだ後、TKホモミキサー(プライミクス社製)を用いて、7000rpmで60分間混合し、[油相1]を得た。
<ビニル系樹脂分散液の合成>
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS-30(三洋化成工業社製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込んだ後、400rpmで15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。次に、系内の温度を75℃まで昇温し、5時間反応させた後、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加して、75℃で5時間熟成し、ビニル系樹脂分散液を得た。ビニル系樹脂分散液は、体積平均粒径が0.14μmであった。
なお、ビニル系樹脂分散液の体積平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-920(HORIBA社製)を用いて測定した。
<水相1の調製>
水990部、有機微粒子として83部のビニル系樹脂分散液、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液エレミノールMON-7(三洋化成工業社製)37部及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の[水相1]を得た。
<乳化・脱溶剤>
[油相1]が入った容器に、0.2部の[ケチミン1]及び1200部の[水相1]を添加した後、TKホモミキサーを用いて、13000rpmで20分間混合し、[乳化スラリー1]を得た。撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を仕込み、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成し、[分散スラリー1]を得た。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、50℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子1]を得た。
<外添剤混合工程>
20Lヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)に、[着色粒子1]を100部とシリカ(AEROSIL NX90G;日本アエロジル社製)を2部投入し、周速40m/sで20分間混合し、目開き500メッシュの篩を通過させ、[トナー1]を得た。
<キャリアの製造>
下記組成をホモミキサーで10分間分散し、シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として体積平均粒径70μmの焼成フェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.15μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し、乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて300℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き125μmの篩を用いて解砕し、キャリアを作製した。
・シリコーン樹脂溶液・・・132.2部
[固形分23%、SR2410、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
・アミノシラン・・・0.66部
[固形分100%、SH6020、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
・導電性粒子1・・・31部
[基体:アルミナ、表面処理;下層が二酸化スズ/上層が二酸化スズを含む酸化インジウム、粒径:0.35μm、粒子粉体比抵抗:3.5Ω・cm]
・トルエン・・・300部
<現像剤の調製>
作製した[トナー1]を8質量%と、上記キャリア92質量%とを混合し、それぞれ二成分現像剤を調製した。
<画像形成装置>
図1に記載の画像形成装置を用い、トナー像形成部1Kにより画像形成を行う。この画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.2%に設定して、0枚以上10,000枚未満までを23℃で50%RH、10,000枚以上20,000枚未満までを28℃で85%RH、20,000枚以上30,000枚未満までを15℃で30%RHの条件で、画像面積率5%画像及び画像面積率20%画像を1,000枚ごとに交互に出力した。この実機作像を3セットで90,000枚まで実施した。
<評価>
<<転写性:中抜け>>
上記、90,000枚の画像形成終了後の画像における中抜け発生状態を確認し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:目視観察で「中抜け」部が発見されない状態
〇:目視観察で「中抜け」部を辛うじて発見でき、その「中抜け」部が画像品質を損ねない状態
△:目視観察で「中抜け」部を比較的容易に発見できる状態
×:誰が観察しても「中抜け」部をすぐに発見できる状態(図3参照)
<<感光体クリーニング>>
上記、90,000枚の画像形成終了後、さらに実験室環境:32℃で54%RH環境にて、評価画像として、縦帯パターン(紙進行方向に対して)43mm幅、3本チャートをA4サイズ横で、100枚出力した。得られた画像を目視観察し、クリーニング不良による画像異常の有無により、クリーニング性を評価した。
〔評価基準〕
◎:目視観察で、クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも確認できず、感光体上を長手方向に顕微鏡で観察してもトナーのスジ状のすり抜けが確認できない状態
〇:目視観察で、クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも確認できない状態
△:目視観察で、クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上では確認できないが感光体上では確認できる状態
×:目視観察で、クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷紙上にも感光体上にも確認できる状態
<<転写フィルミング>>
上記90,000枚の画像形成終了後、転写体上の観察、及びベタ画像での異常画像の発生を確認し、下記基準で評価した。転写フィルミングは、トナーおよび外添剤がクリーニングブレードの圧力などにより転写体上に固着し、現像できなくなる状態を意味する。
〔評価基準〕
◎:極めて良好
○:転写体固着の発生なし
△:転写体上には固着が微少に発生しているもののベタ画像で白抜けが検出されない
×:転写体上に固着が発生し、かつベタ画像で白抜けが発生している
<<総合判定>>
総合判定の評価基準は以下の通りである。『◎』は極めて良好、『〇』は良好、『△』は許容できるレベル、『×』は実使用上許容できないレベルである。『◎』『〇』『△』を合格とし、『×』を不合格とした。
〔評価基準〕
◎:『◎』が2つ以上で且つ『△』『×』なし
○:『◎』は1つまでだが『△』『×』なし
△:『△』が1つ以上で『×』なし
×:『×』が1つ以上
(実施例2)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更した以外は同様にして評価を実施した。
(実施例3)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.8%に変更した以外は同様にして評価を実施した。
(実施例4)
<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子2]および[トナー2]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、53℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子2]を得た。
(実施例5)
<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子3]および[トナー3]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、55℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子3]を得た。
(実施例6)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、[トナー2]を用いて評価を実施した。
(実施例7)
実施例1における有機微粒子をビニル系樹脂分散液から以下に示す有機微粒子樹脂分散液に変えた以外は同様にして[着色粒子4]および[トナー4]を得て評価を実施した。
<有機微粒子水性分散液の合成>
攪拌機、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、水3760重量部、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬製、アクアロンKH-1025)150重量部を仕込み、200回転/分で撹拌して均一化した。加熱して系内温度75℃まで昇温させた後、10重量%過硫酸アンモニウム水溶液90重量部を加えてから、スチレン430重量部、ブチルアクリレート270重量部、及びメタクリル酸300重量部からなる混合液を4時間かけて滴下した。滴下後、75℃で4時間熟成させることで前記モノマー及びポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウムが共重合したポリマーである樹脂(a2-1)を含む微粒子分散液を得た。微粒子分散液中の微粒子の体積平均粒径は30nmであった。
<有機微粒子間の距離>
(1)超音波による外添剤の遊離処理で外添剤を極力除去し、母体に近い状態にする。
(外添剤の遊離方法)
[1]100mlのスクリュー管に、界面活性剤を含有した5%水溶液(商品名ノイゲンET-165、第一工業製薬株式会社製)を50ml添加し、その混合液にトナー3gを加えて静かに上下左右に動かす。その後、トナーが分散溶液になじむようにボールミルで30min撹拌する。
[2]その後、超音波ホモジナイザー(商品名homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS有限会社製)を用いて、出力40Wに設定し、60分間超音波エネルギーを付与する。
超音波条件
振動時間:60分連続
振幅:40W
振動開始温度:23±1.5℃
振動中温度:23±1.5℃
[3]分散液をろ紙(商品名定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄しろ過し、遊離した添加剤を除去後、トナー粒子を乾燥させる。
(2)(1)で得られたトナーを走査型電子顕微鏡(SEM)で観察する。まず、反射電子像を観察することでSiを含有する外添剤やフィラーを検出する。
(3)(1)の画像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化し、前記外添剤とフィラーを排除する。
次に、(1)と同じ位置で二次電子画像を観察する。有機微粒子(OMS)は反射電子画像では観察されず、二次電子画像でのみ観察されるため、(3)で得られた画像と照合し、残存外添剤とフィラー以外の部分((3)で排除した以外の部分)に存在する微粒子を有機微粒子とし前記画像処理ソフトを使用し粒子間距離(粒子の中心と中心を結ぶ距離)を測定する。
有機微粒子間距離の標準偏差は、粒子間距離をxとすると、下記式(1)で算出する。
Figure 2023000504000002
[撮影条件]
走査型電子顕微鏡:SU-8230
撮影倍率:35000倍
撮影像:SE(L):二次電子、BSE(反射電子)
加速電圧:2.0kV
加速電流:1.0μA
プローブ電流:Normal
焦点モード:UHR
WD:8.0mm
(実施例8)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、有機微粒子をビニル系樹脂分散液から有機微粒子樹脂分散液に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子5]および[トナー5]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、53℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子5]を得た。
(実施例9)
実施例1における有機微粒子をビニル系樹脂分散液から有機微粒子樹脂分散液に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子6]および[トナー6]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、55℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子6]を得た。
(実施例10)
実施例8における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.1%に変更し、[トナー5]を用いて評価を実施した。
(実施例11)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、有機微粒子をビニル系樹脂分散液から有機微粒子樹脂分散液に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子7]および[トナー7]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、50℃で8時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子7]を得た。
(比較例1)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0%に変更した以外は同様にして評価を実施した。
(比較例2)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.9%に変更した以外は同様にして評価を実施した。
(比較例3)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子8]および[トナー8]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、48℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子8]を得た。
(比較例4)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子9]および[トナー9]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、58℃で4時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子9]を得た。
(比較例5)
実施例1における画像形成装置において、感光体と転写搬送ベルトの速度差を0.4%に変更し、<洗浄・加熱処理・乾燥>工程を以下で実施した以外は実施例1と同様にして[着色粒子10]および[トナー10]を得て評価を実施した。
<洗浄・加熱処理・乾燥>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。
さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。
次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。
さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。
このとき、洗浄工程(1)~(4)の操作を2回繰り返した。濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、48℃で6時間加熱処理した後、濾過した。循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[着色粒子10]を得た。
トナー評価結果および画像評価結果をまとめて表1~表3に示す。
Figure 2023000504000003
Figure 2023000504000004
Figure 2023000504000005
1Y、1M、1C、1K トナー像形成部
2 光書込ユニット
3、4 給紙カセット
5 レジストローラ対
6 転写搬送ユニットベルト
7 定着方式の定着ユニット
8 排紙トレイ
11Y、11M、11C、11K 感光体ドラム
60 転写搬送ベルト
100 転写紙
特開2003-029489号公報 特開2007-148078号公報

Claims (6)

  1. 像担持体と、
    前記像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像手段と、
    前記像担持体と接触する接触部を有し、前記トナー像が前記像担持体から一次転写される転写体と、を備え、
    前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、
    前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする画像形成装置。
    [速度差]
    前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。
    速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
  2. 前記接触部における前記像担持体と前記転写体の速度差が0.2%以上0.5%以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記トナーの平均円形度が0.974以上0.984以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記トナーの形状係数SF-2が112以上117以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記トナーは、トナー母体と、該トナー母体の表面に埋没した複数の有機微粒子とを有し、
    互いに接触せずに隣接している前記有機微粒子の粒子間距離の標準偏差であって、一の前記有機微粒子の中心と他の前記有機微粒子の中心とを結ぶ直線距離の標準偏差が500nm以下であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 像担持体上に形成された潜像をトナー像に現像する現像工程と、
    前記像担持体と接触する接触部を有する転写体に、前記像担持体から前記トナー像を一次転写する転写工程と、を含み、
    前記接触部における下記で表される前記像担持体と前記転写体の速度差が0.1%以上0.8%以下であり、
    前記トナー像を形成するトナーは、平均円形度が0.971以上0.986以下であり、形状係数SF-2が110以上119以下であることを特徴とする画像形成方法。
    [速度差]
    前記像担持体の線速をV1とし、前記転写体の線速をV2としたとき、前記速度差は以下で表される。
    速度差[%]={(V1-V2)/V2}×100
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