説明

静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

【課題】定着画像のカールの生じにくい静電潜像現像用トナー並びにそれを用いた静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の提供。
【解決手段】結着樹脂と離型剤とシリカ粒子とを含み、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で昇温過程での離型剤の吸熱ピークTmと降温過程での離型剤の発熱ピークTcとを測定したときの、TmとTcとの差が30℃以上50℃以下であり、樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である樹脂が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占め、前記シリカ粒子が前記結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下含まれる静電潜像現像用トナー、並びに、それを用いた静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法などにより、静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電および露光工程により潜像保持体(感光体)表面に画像情報を静電潜像として形成し、トナーを含む現像剤を用いて、感光体表面にトナー像を現像し、このトナー像を、記録媒体(被転写体)に転写する転写工程、さらに、トナー像を記録媒体表面に定着させる定着工程を経て画像として可視化される。
【0003】
近年の普及が著しいカラー電子写真法によるカラー画像形成は、一般に減法3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のカラートナーと、黒色のトナーと、を含む4色のトナーを用いて色の再現を行なうものである。
一般的なカラー電子写真法では、まず原稿(画像情報)をイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色に色分解し、各色ごとに感光体表面に静電潜像を形成する。この際、各色毎に形成された静電潜像を、各色のトナーを含む現像剤を用いて現像してトナー像を形成し、転写工程を経てトナー像が記録媒体表面に転写される。この静電潜像の形成からトナー像の記録媒体表面への転写までの一連の工程を、各色毎に順次行い、記録媒体表面に各色のトナー像が重ね合せられて転写される。このようにして記録媒体表面に各色のトナー像が転写されて得られたカラーのトナー像は、定着工程を経てカラー画像として定着される。
【0004】
これらのカラー画像形成においては、従来からのY(イエロー)、M(マゼンタ)C(シアン)、BK(ブラック)の他に、透明トナーを用いて、画像面内の光沢差を補正したり、転写紙面上での光沢を制御したり、画像濃度とトナー付着量の補正を行う試みがなされている。
【0005】
トナーにポリエステル樹脂を結着樹脂として用い、酸由来構成成分としての芳香族成分を全酸由来構成成分に対して90モル%以上含み、アルコール由来構成成分としての直鎖脂肪族ジオールを全アルコール由来構成成分に対して85〜98モル%の範囲で含むポリエステル樹脂を、結着樹脂として、全結着樹脂成分の70質量%以上含み、前記ポリエステル樹脂により厚さ20μmのフィルムを得たとき、当該フィルムの視感反射率Yが1.5%以下であり、かつ、前記ポリエステル樹脂が、ビスフェノールSまたはビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物を、全アルコール由来構成成分に対して2〜15モル%の範囲で含むことを特徴とする電子写真用透明トナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−99122号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、定着後の定着画像の折れ曲がり(以下、カールと言う場合がある)の生じにくい静電潜像現像用トナー並びにそれを用いた静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
即ち、請求項1に係る発明は、結着樹脂と離型剤とシリカ粒子とを含み、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で昇温過程での離型剤の吸熱ピークTmと降温過程での離型剤の発熱ピークTcとを測定したときの、TmとTcとの差が30℃以上50℃以下であり、樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である樹脂が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占め、前記シリカ粒子が前記結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下含まれる静電潜像現像用トナーである。
【0008】
請求項2に係る発明は、樹脂を構成する酸由来の構造単位の5モル%以上50モル%以下がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂が、前記結着樹脂全体の10質量%以上90質量%以下を占める請求項1に記載の静電潜像現像用トナーである。
【0009】
請求項3に係る発明は、トナーの離型剤ドメイン中に、Alが含まれる請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用トナーである。
【0010】
請求項4に係る発明は、蛍光X線分析による前記離型剤ドメイン中のAlの含有量が、0.005atom%以上0.1atom%以下である請求項3に記載の静電潜像現像用トナーである。
【0011】
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーを少なくとも含む静電潜像現像剤である。
【0012】
請求項6に係る発明は、画像形成装置に着脱可能に装着され、前記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トナーを収容し、前記トナーが請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーであるトナーカートリッジである。
【0013】
請求項7に係る発明は、現像剤保持体を少なくとも備え、請求項5に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
【0014】
請求項8に係る発明は、潜像保持体と、前記潜像保持体に形成された静電潜像を請求項5に記載の静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、前記潜像保持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置である。
【発明の効果】
【0015】
請求項1に係る発明によれば、定着後の定着画像のカールの生じにくい静電潜像現像用トナーが提供される。
【0016】
請求項2に係る発明によれば、定着画像のカールがさらに抑制される。
【0017】
請求項3に係る発明によれば、定着画像のカールがさらに抑制される。
【0018】
請求項4に係る発明によれば、定着画像のカールがさらに抑制される。
【0019】
請求項5に係る発明によれば、定着画像のカールの生じにくい静電潜像現像剤が提供される。
【0020】
請求項6に係る発明によれば、定着画像のカールの生じにくい静電潜像現像用トナーの供給を容易にするトナーカートリッジが提供される。
【0021】
請求項7に係る発明によれば、定着画像のカールの生じにくい静電潜像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
【0022】
請求項8に係る発明によれば、定着画像のカールの生じにくい画像を形成する画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。
【0024】
<静電潜像現像用トナー>
本実施形態に係る静電潜像現像用トナー(以下、単に「トナー」と称することがある。)は、結着樹脂と離型剤とシリカ粒子とを含み、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で昇温過程での離型剤の吸熱ピークTmと降温過程での離型剤の発熱ピークTcとを測定したときの、TmとTcとの差が30℃以上50℃以下であり、樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である樹脂(以下、特定の結着樹脂と称することがある。)が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占め、前記シリカ粒子が前記結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下含まれるトナーである。
【0025】
なおTmとTcとの差が30℃未満である場合、離型剤の結晶性が高い(離型剤が冷却されるに伴い、結晶化しやすい)ことを示す。また、30℃以上である場合、冷却の際の結晶性が悪い(離型剤が冷却されても、結晶化しにくい)ことを示し、なんらかの結晶化の阻害要因が存在すること示している。
【0026】
離型剤が結晶化すると、定着画像を構成する樹脂が収縮し、画像の縁が画像面を内側にして画像中心方向に曲がる現象(順カール現象)が生ずる。カール現象が生ずると、画像定着した被転写体の積み重ねが困難になるなど連続して画像を形成する際に都合の悪い場合がある。また、画像形成工程の途中でカールが生じた場合、紙つまりの原因にもなるため好ましくない。定着画像のカールは、特に、着色顔料を含まない透明トナーで形成される透明画像の場合に顕著となる。
【0027】
本実施形態に係るトナーはTmとTcとの差が30℃以上50℃以下であるため、トナー中に含まれる離型剤の結晶成長が抑制され、離型剤の結晶成長に由来する定着画像の収縮が抑制される。
【0028】
TmとTcとの差が30℃未満であると、定着画像の収縮が抑制されないことがある。また、TmとTcとの差が50℃よりも大きいと、離型剤の結晶化速度が極端に遅く、定着直後に画像ヒビ割れなどが起こりやすい等の問題を生ずることがある。
【0029】
なお、示差走査熱量計(DSC)によりASTM法(D3418−8)に基づくTm及びTcは、以下の方法によって求めたものである。1)試料10mgをアルミニウムセル中に入れ、蓋をする(これを試料用セルという)。比較用にアルミナ10mgを同様に同型のアルミニウムセル中に入れ、蓋をする(これを比較用セルという)。2)試料用セルと比較用セルとをそれぞれ測定装置にセットし、窒素雰囲気下で30℃から10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温させ、200℃で10分間放置する。3)放置後、液体窒素を用いて−10℃/分の降温速度で−30℃まで温度を下げ、10分間−30℃で放置する。4)放置後、20℃/分の昇温速度で−30℃から200℃まで昇温する。4)の操作の際に、吸熱・発熱曲線を求める。得られた吸熱・発熱曲線からTm及びTcを決定する。測定装置としては、パーキンエルマー社製の示差走査型熱量計DSC−7を用いた。
【0030】
なお、得られた吸熱・発熱曲線において、Tm及びTcがトナーに含まれる離型剤由来のものであるか否かは以下のように判断する。
Tmについては離型剤の融解温度付近に生じる吸熱曲線の示すピークトップ温度を離型剤のTmと判断した。
Tcについても離型剤の融解温度付近に生じる発熱曲線の示すピークトップ温度を離型剤のTcと判断した。
【0031】
本実施形態においてTmとTcとの差を30℃以上50℃以下とする方法に特に限定はないが、例えば、離型剤ドメイン中にAl等の金属元素を含ませる方法、離型剤、分散剤及びイオン交換水を混合し高圧/高温分散する際にAlを含有する凝集剤を同時に分散させるなどの方法がある。
【0032】
本実施形態に係るトナーは結着樹脂を含むが、特定の結着樹脂が、結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占める。特定の結着樹脂における、脂肪族単量体由来の構造単位の割合は、95モル%以上97モル%以下が好ましい。脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%未満であると、画像定着の際に結着樹脂の収縮が生ずることがある。
本実施形態において、脂肪族単量体とは、鎖式脂肪族炭化水素および環式脂肪族炭化水素を単量体中に含む単量体をいう。ベンゼン環など2重結合を含む炭化水素が脂肪族単量体に含まれていても構わない。
また、特定の結着樹脂が、結着樹脂全体の20質量%未満であると、画像定着の際に結着樹脂の収縮が生ずることがある。特定の結着樹脂の、結着樹脂全体に占める割合は80質量%以上100質量%以下が好ましく、85質量%以上100質量%以下がさらに好ましく、90質量%以上100質量%以下が特に好ましい。
【0033】
本実施形態に係るトナーは、シリカ粒子を、結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下含む。シリカ粒子の含有量が2質量部未満だと、離型剤の結晶成長を阻害する効果を発揮しないことがある。また、20質量部を超える場合、トナーの帯電特性に影響を及ぼし、転写効率を維持できないことがある。シリカ粒子の含有量は、結着樹脂100質量部に対して5質量部以上15質量部以下含むことが好ましい。
【0034】
本実施形態においては、トナーの離型剤ドメイン中にAl等の金属元素が含まれていてもよい。Al等の金属元素は、離型剤に対して結晶阻害剤としての機能を有する。さらに、Al等の金属元素がトナーの結着樹脂に対してイオン結合し、離型剤の結晶成長を阻害する効果を有する。その結果として、TmとTcとの差が30℃以上50℃以下とされる。これにより、定着画像のカールの発生がさらに効果的に防止される。
離型剤ドメイン中に含まれる金属元素としては、価数が高くイオン結合による離型剤の結晶抑制に有効であることからAlであることが好ましい。
離型剤ドメイン中にAl等の金属元素を含ませる方法については後述する。
【0035】
なお、離型剤ドメイン中にAl等の金属元素が含まれているか否かは、下記方法により確認される。
トナーをエポキシ樹脂に包埋し、これをダイヤモンドナイフで切断し、厚さ数ミクロンの試料を作成する。電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM)による観察を行い、トナー断面の離型剤部分を確認し、その部分のSEM−XMA(X線マイクロアナライザー)による検出元素から確認できる。
【0036】
蛍光X線分析による前記離型剤ドメイン中のAlの含有量は、0.005atom%以上0.1atom%以下が好ましく、0.04atom%以上0.07atom%以下がさらに好ましく、0.05atom%以上0.06atom%以下が特に好ましい。
Alの含有量が0.005atom%未満では離型剤の結晶成長を抑制することができないことがある。一方で、0.1atom%よりも多いと、離型剤の結晶成長を抑制することが可能であるが、離型剤の溶融を抑制するため被転写体と定着部材との剥離性に劣る場合がある。特に低温定着の際や、プロセススピードが225mm/s以上の条件下では剥離性が悪化し、トナーとして好ましくない。離型剤ドメイン中のAlの含有量が上記範囲であると、定着画像のカールの発生がさらに効果的に防止される。
【0037】
なお、本実施形態において低温定着とは、トナーを120℃程度以下で加熱して定着させることをいう。
【0038】
以下に、本実施形態に係るトナーを構成する各成分について説明する。
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂と離型剤とシリカ粒子と必要に応じてその他の添加剤とを含んで構成される。
【0039】
(結着樹脂)
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂を含む。
本実施形態においては、樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である樹脂が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占める構成とされていれば、結着樹脂の種類は特に限定されるものではなく、各種の天然又は合成高分子物質よりなる熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、スチレンとアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等が単独又は混合して用いられる。これら結着樹脂の中でも、低エネルギーで定着できる点でポリエステル樹脂を含有していることが好ましい。
【0040】
本実施形態においては、樹脂を構成する酸由来の構造単位の5モル%以上50モル%以下がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂(以下、DSAを含むポリエステル樹脂と称することがある。)が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占める構成とされることが好ましい。該DSAを含むポリエステル樹脂においては、20モル%以上30モル%以下が、ドデセニルコハク酸由来の構造単位であることがさらに好ましい。酸由来の構造単位の5モル%以上がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂はガラス転移温度が、ドデセニルコハク酸由来の構造単位を含まない場合に比べて高いため、定着画像を構成する樹脂の収縮が抑制される。また、酸由来の構造単位の50モル%以下がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂は、樹脂の黄着色が目立たず、透明性に優れる。
【0041】
また、DSAを含むポリエステル樹脂は、結着樹脂全体の80質量%以上100質量%以下を占めることが好ましく、90質量%以上95質量%以下を占めることがさらに好ましい。
なお、ポリエステル樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を併用することもできる。この場合、非結晶性ポリエステル樹脂がDSAを含むポリエステル樹脂であってもよい。
【0042】
−結晶性ポリエステル樹脂−
本実施形態においては、加熱による粘度の急激な変化がより現れる点、さらに機械的強度と低温定着性との両立の観点から、結晶性ポリエステル樹脂を用いることが望ましい。
【0043】
ここで、前記結晶性ポリエステル樹脂における『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(℃)以内であることを意味する。一方、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非結晶性ポリエステル樹脂(無定形高分子)を意味する。
【0044】
また、結晶性ポリエステル樹脂を構成する重合性単量体成分としては、結晶構造を容易に形成するため、芳香族成分を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族成分を有する重合性単量体が望ましい。さらに結晶性を損なわないために、構成される重合性単量体由来構造単位は、重合体中で単一種で各々30モル%以上であることが望ましい。
【0045】
本実施形態で用いる結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度は保管性と低温定着性から、50℃以上100℃以下の範囲にあることが望ましく、55℃以上90℃以下の範囲にあることがより望ましく、60℃以上85℃以下の範囲にあることがさらに望ましい。溶融温度が50℃を下回ると、保管トナーにブロックキングが生じるなどのトナー保管性や、定着後の定着画像の保管性が困難となることがある。また、溶融温度が100℃を超える場合では十分な低温定着性が得られないことがある。
なお、上記結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度は、前記の示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
【0046】
本実施形態において「結晶性ポリエステル樹脂」は、その構成成分が100%ポリエステル構造であるポリマー以外にも、ポリエステルを構成する成分と他の成分とを共に重合してなるポリマー(共重合体)も意味する。但し、後者の場合には、ポリマー(共重合体)を構成するポリエステル以外の他の構成成分が50質量%以下である。
【0047】
本実施形態のトナーに用いられる結晶性ポリエステル樹脂は、例えば多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。なお、本実施形態においては、前記結晶性ポリエステル樹脂として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。
【0048】
多価カルボン酸成分としては、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、ドデセニルコハク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、さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるがこの限りではない。
【0049】
3価以上のカルボン酸としては、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の特定の芳香族カルボン酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステ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。
【0050】
また、酸成分としては、前記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成分が含まれていてもよい。
さらに、前記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成分を含有してもよい。
【0051】
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、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より望ましい。脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、溶融温度が降下してしまう場合がある。また、主鎖部分の炭素数が7未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融解温度が高くなり、低温定着が困難となることがある。一方、主鎖部分の炭素数が20を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。主鎖部分の炭素数としては14以下であることがより望ましい。
【0052】
本実施形態のトナーに用いられる結晶性ポリエステルの合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、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が、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが望ましい。
【0053】
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。
【0054】
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオールの含有量が80モル%以上であることが好ましく、より望ましくは90モル%以上である。脂肪族ジオールの含有量が80モル%未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融解温度が降下する為、耐トナーブロッキング性、画像保存性及び、低温定着性が悪化してしまう場合がある。
【0055】
なお、必要に応じて酸価や水酸基価の調製等の目的で、多価カルボン酸や多価アルコールを合成の最終段階で添加してもよい。多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;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の一分子中に少なくとも3つのカルボキシル基を有する芳香族カルボン酸等が挙げられる。
【0056】
多価アルコールの例としては、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、グリセリンなどの脂肪族ジオール類;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などの脂環式ジオール類;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などの芳香族ジオール類等が挙げられる。
【0057】
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度を180℃以上230℃以下として行うことができ、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。
重合性単量体が、反応温度下で溶解また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溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い重合性単量体とその重合性単量体と重縮合予定の酸また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。
【0058】
前記ポリエステル樹脂の製造の際に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。
【0059】
具体的には、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
【0060】
本実施形態に用いる結晶性ポリエステル樹脂の酸価(樹脂1gを中和するのに必要なKOHのmg数)は、3.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下の範囲であることが望ましく、6.0mgKOH/g以上25.0mgKOH/g以下の範囲にあることがより望ましく、8.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下の範囲にあることがさらに望ましい。なお、本実施形態において、酸価の測定は、JIS K−0070−1992に準ずる。
【0061】
酸価が3.0mgKOH/gよりも低いと水中への分散性が低下するため、湿式製法での乳化粒子の作製が非常に困難となる場合がある。また凝集の際における乳化粒子としての安定性が著しく低下するため、効率的なトナーの作製が困難になる場合がある。一方、酸価が30.0mgKOH/gを超えると、トナーとしての吸湿性が増してしまい、トナーとしての環境影響を受けやすくなることがある。
【0062】
また、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以下であることが望ましい。分子量(Mw)が、6,000未満であると、定着の際にトナーが紙等の記録媒体の表面へしみ込んで定着ムラを生じたり、定着画像の折り曲げ耐性に対する強度が低下する場合がある。また、重量平均分子量(Mw)が35,000を超えると、溶融時の粘度が高くなりすぎて定着に適当な粘度まで至るための温度が高くなることがあり、結果として低温定着性が損なわれる場合がある。
【0063】
上記重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定することができる。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行った。重量平均分子量は、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したものである。
【0064】
結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、3質量%以上40質量%以下の範囲であることが望ましく、より望ましく4質量%以上35質量%以下の範囲であり、さらに望ましくは5質量%以上30質量%以下の範囲である。
【0065】
(非結晶性ポリエステル樹脂)
本実施形態においては、結着樹脂として非結晶性ポリエステル樹脂を用いることで、前記結晶性ポリエステル樹脂との相溶性が向上するため、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度における低粘度化に伴い、非結晶性ポリエステル樹脂も低粘度化し、トナーとしてのシャープメルト性(鋭敏な溶融特性)が得られるために、低温定着性に有利である。また結晶性ポリエステル樹脂との濡れ性が良好なことから、結晶性ポリエステル樹脂のトナー内部への分散性が向上し、結晶性ポリエステル樹脂のトナー表面への露出を抑制するため、帯電性への悪影響が抑制される。またこの理由により、トナーの強度や定着画像の強度向上の観点でも望ましい。
【0066】
本実施形態において望ましく用いられる非結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸、ドデセニルコハク酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;が挙げられ、これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いることができる。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが望ましい。また、良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが望ましい。
【0067】
前記非結晶性ポリエステル樹脂における多価アルコールの例としては、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、グリセリン、などの脂肪族ジオール類;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などの脂環式ジオール類;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などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールを1種又は2種以上用いることができる。これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオールがより望ましい。また、より良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(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)を併用してもよい。
【0068】
前記非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は50℃以上80℃以下の範囲であることが望ましい。Tgが50℃より低いと、トナーの保存性や定着画像の保存性の観点で問題が生じてしまう場合がある。また80℃より高いと、従来に比べ低温で定着することができなくなる場合がある。
非結晶性ポリエステル樹脂のTgは50℃以上65℃以下であることがより望ましい。
なお、上記非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、前記の示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
【0069】
非結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、40質量%以上95質量%以下の範囲であることが望ましく、より望ましく50質量%以上90質量%以下の範囲であり、さらに望ましくは60質量%以上85質量%以下の範囲である。
【0070】
なお、上記非結晶性ポリエステル樹脂の製造は、前記結晶性ポリエステル樹脂の場合に準じて行うことができる。
以上、本実施形態における結晶性樹脂、非結晶性樹脂について、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂により説明したが、前記のポリエステル樹脂の製造以外の内容は、本実施形態における他の結晶性樹脂、非結晶性樹脂についても適用される。
【0071】
(離型剤)
本実施形態に係るトナーは離型剤を含む。離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;エステルワックス、モンタンワックス、オレフィンワックス等が挙げられる。これらの中でも、パラフィンワックス、エステルワックス、オレフィンワックス等が好ましく、パラフィンワックス、エステルワックス等がさらに好ましい。本実施形態に用いられる離型剤の溶融温度は、60℃以上105℃以下が望ましく、75℃以上95℃以下がより望ましい。離型剤のトナー中の含有量は0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。離型剤の含有量が0.5質量%より少ないと、特にオイルレス定着において剥離不良となるおそれがある。離型剤の含有量が15質量%より多いと、トナーの流動性が悪化する等、画質および画像形成の信頼性を低下させるおそれがある。
【0072】
(シリカ粒子)
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下のシリカ粒子を含む。
本実施形態で用いられるシリカ粒子としては、気相法シリカ、コロイダルシリカ、金属アルコキシド加水分解シリカ、共沈法シリカ、無機塩加水分解法シリカ、噴霧乾燥法シリカ、プラズマ法シリカ、レーザー法シリカ等が挙げられる。
本実施形態で用いられるシリカ粒子の体積平均粒子径としては、20nm以上1000nm以下が好ましく、30nm以上700nm以下がさらに好ましく、50nm以上500nm以下が特に好ましい。
なお、シリカ粒子の体積平均粒子径は、日本電子製、走査電子顕微鏡装置(JSM−840F)により任意の粒子10000個(倍率100000倍)の粒子径を測定し、個数平均により測定した値をいう。
また、シリカ粒子は種々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものが好ましく用いられる。
【0073】
本実施形態に係るトナーは、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー又はブラックトナー等の有色トナーであってもよいし、透明トナーであってもよい。
なお、本実施形態において、透明トナーとは、透明トナー像に用いられるトナーであり、具体的には、染料、顔料等の着色剤の含有量が0.01質量%以下であるトナーをいう。
【0074】
本実施形態に係るトナーが有色トナーである場合、本実施形態に係るトナーは着色剤を含む。
有色トナーに用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。
望ましい着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジシンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料が使用できる。
【0075】
有色トナーにおける前記着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲が望ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用したりすることも有効である。前記着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等を得ることができる。
【0076】
透明トナーは着色剤を含まないために離型剤の結晶成長が抑制されにくく、定着画像のカールが生じやすい。透明トナーを本実施形態に係るトナーとして構成することで、定着画像のカールが効果的に抑制される。
【0077】
(その他の添加剤)
本実施形態に係るトナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、シリカ粒子以外の無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加することができる。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
【0078】
無機粒子としては、種々の目的のために添加されるが、トナーにおける粘弾性調整のために添加されてもよい。この粘弾性調整により、画像光沢度や紙への染み込みを調整することができる。無機粒子としては、例えば、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、あるいはこれらの表面を疎水化処理した物等、公知の無機粒子を単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0079】
(トナーの特性)
本実施形態に係るトナーの体積平均粒子径は4μm以上9μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは4.5μm以上8.5μm以下の範囲であり、さらに望ましくは5μm以上8μm以下の範囲である。体積平均粒子径が4μmより小さいと、トナー流動性が低下し、各粒子の帯電性が低下しやすい。また、帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる。また4μmより小さいと、格段にクリーニング性が困難となる場合がある。体積平均粒子径が9μmより大きいと、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくなり、近年の高画質要求を満たすことが困難となる場合がある。
【0080】
なお、上記体積平均粒子径の測定は、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行うことができる。この際、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒分散させた後に行った。
【0081】
さらに、本実施形態に係るトナーは、形状係数SF1が110以上140以下の範囲の球状であることが好ましい。形状がこの範囲の球状であることにより、転写効率、画像の緻密性が向上し、高画質な画像が形成される。
上記形状係数SF1は110以上130以下の範囲であることがより好ましい。
【0082】
ここで上記形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
【0083】
前記SF1は、主に顕微鏡画像または走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出することができる。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式(1)によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
【0084】
本実施形態においては、180℃で溶融させたトナーを金型(12cm(X)×1cm(Y)×1cm(Z)の長方体)に注ぎ、25℃の恒温室に24時間放置して得られた寸法測定用模型のX方向の長さをQ(cm)としたときに、金型の寸法との比から求めた成型収縮率Z(Q(cm)/12(cm))が、0.5以上1.0以下であることが好ましく、0.7以上0.8以下であることがより好ましい。Zが1.0以下であれば、定着画像の収縮による画像カールが生じにくい。0.5以上であれば、定着画像の収縮が起こらず、且つ定着画像が用紙に染み込みにくい。
【0085】
<トナーの製造方法>
本実施形態に係るトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。これらの方法の中でも、コアシェル構造のトナーを作成容易な乳化凝集法が好ましい。以下、乳化凝集法による本実施形態のトナーの製造方法について詳しく説明する。
【0086】
本実施形態に係る乳化凝集法はトナーを構成する原料を乳化して結晶性樹脂や非結晶性樹脂等の結着樹脂の樹脂粒子(乳化粒子)を形成する乳化工程と、該樹脂粒子の凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを有する。
【0087】
(乳化工程)
例えば結晶性樹脂分散液の作製は、水系媒体と結晶性樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行うことができる。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成することができる。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用することもできる。さらに、結晶性樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、結晶性樹脂分散液を作製することができる。また、非結晶性樹脂の場合も、上記に準じて非結晶性樹脂粒子の分散液を作製することができる。
【0088】
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;などが挙げられるが、水のみであることが望ましい。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
【0089】
前記乳化液の作製に用いる分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒子径)は1.0μm以下が好ましく、60nm以上300nm以下の範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは150nm以上250nm以下の範囲である。60nm未満では、樹脂粒子が分散液中で安定な粒子となるため、該樹脂粒子の凝集が困難となる場合がある。また1.0μmを超えると、樹脂粒子の凝集性が向上しトナー粒子を作成することが容易となるが、トナーの粒子径分布が広がってしまう場合がある。
【0090】
離型剤分散液の調製に際しては、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散した後、離型剤の溶融温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力を付与できるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理する。このような処理を経ることにより、離型剤分散液を得ることができる。分散処理の際、ポリ塩化アルミニウム等の無機化合物を分散液に添加することにより、離型剤にAl等の金属元素を含有させることが可能となる。好ましい無機化合物としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(BAC)、ポリ水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が好ましい。上記離型剤分散液は乳化凝集法に用いられるが、トナーを懸濁重合法により製造する際にも上記離型剤分散液を用いることができる。
【0091】
分散処理により、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液を得ることができる。なお、より好ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm未満では、使用される結着樹脂の特性にも左右されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれにくくなる。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不充分となる場合がある。
【0092】
着色剤分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、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、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。着色剤は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散される。分散させた着色剤粒子の体積平均粒子径は1μm以下が好ましく、80nm以上500nm以下の範囲であれば、凝集性を損なうことなく且つトナー中の着色剤の分散が良好なためさらに好ましい。
【0093】
(凝集工程)
前記凝集工程においては、結晶性樹脂粒子の分散液、非結晶性樹脂粒子の分散液、離型剤分散液、必要に応じて用いられる着色剤分散液等を混合して混合液とし、非結晶性樹脂粒子のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、2.2以上6以下の範囲がより望ましく、2.4以上5以下の範囲がさらに望ましい。この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
【0094】
凝集剤としては、前記分散剤に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、2価以上の金属錯体を好適に用いることができる。特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に望ましい。
【0095】
前記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、硫酸アルミニウムなどの金属塩、および、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などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、シャープな粒度分布を得るため好ましい。
【0096】
また、前記凝集粒子が所望の粒子径になったところで非結晶性樹脂粒子を追添加することで(被覆工程)、コア凝集粒子の表面を非結晶性樹脂で被覆した構成のトナーを作製してもよい。この場合、結晶性樹脂がトナー表面に露出しにくくなるため、帯電性や現像性の観点で望ましい構成である。追添加する場合、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
【0097】
(融合工程)
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記結晶性樹脂の溶融温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、前記非結晶性樹脂で被覆した場合には、該非結晶性樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
【0098】
融合後に冷却し、融合粒子を得る。また冷却の工程で、結晶性樹脂の溶融温度近傍(溶融温度±10℃の範囲)で冷却速度を落とす、いわゆる徐冷をすることで結晶化を促進してもよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とすることができる。
【0099】
−外添剤−
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機酸化物を添加付着することができる。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させることができる。
【0100】
前記無機粒子としては、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、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子及び/又はチタニア粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。
【0101】
前記無機粒子は、一般にトナーの流動性を向上させる目的で使用される。前記無機粒子の中でも、メタチタン酸TiO(OH)を用いることにより、透明性に優れ、良好な帯電性、環境安定性、流動性、耐ケーキング性、安定した負帯電性、安定した画質維持性を示すトナーが得られる。また、メタチタン酸の疎水化処理化合物は、1010Ω・cm以上の電気抵抗を有することが、転写電界を上げても逆極性に帯電したトナーが発生することなしに高転写性を得ることができるため好ましい。流動性付与を目的とした外添剤の体積平均粒子径は、1次粒子径で1nm以上40nm以下の範囲であることが好ましく、5nm以上20nm以下の範囲であることがより好ましい。また転写性向上を目的とした外添剤の体積平均粒子径は50nm以上500nm以下が好ましい。これらの外添剤粒子は、疎水化等の表面改質を行うことが帯電性、現像性を安定させる点で好ましい。
【0102】
前記表面改質の手段としては従来公知の方法を用いることができる。具体的にはシラン、チタネート、アルミネート等の各カップリング処理が挙げられる。カップリング処理に用いるカップリング剤としては特に制限はないが、例えばメチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェエルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、フルオロアルキルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシランカップリング剤;チタネートカップリング剤;アルミネートカップリング剤;等が好適な例として挙げられる。
【0103】
更に、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよく、これらの添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子等のクリーニング助剤やジンクステアリルアミド、チタン酸ストロンチウム等の感光体付着物除去を目的とした研磨剤等があげられる。
【0104】
前記外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下の範囲が好ましく、0.3質量部以上2質量部以下の範囲がより好ましい。添加量が0.1質量部より少ないと、トナーの流動性が悪化する場合があり、更に帯電性が悪化する、電荷交換性が悪化するなどの不具合があり、宜しくない。一方、該添加量が5質量部より多いと、過剰被覆状態となり、過剰無機酸化物が接触部材に移行し、二次障害を引き起こす場合がある。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いてもよい。
【0105】
また、上述した外添剤以外にも、帯電制御剤、有機粒体、滑剤、研磨剤などのその他の成分(粒子)を添加させることが可能である。
【0106】
帯電制御剤としては、特に制限はないが、無色または淡色のものが好ましく使用できる。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
【0107】
有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
【0108】
<静電潜像現像剤>
本実施形態に係る静電潜像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係るトナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
【0109】
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。例えば酸化鉄、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や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等を挙げることができる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
【0110】
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、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またはその変性品、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、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0111】
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0112】
またキャリアの芯材としては、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、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。キャリアの芯材の体積平均粒子径としては、一般的には10μm以上500μm以下の範囲にあり、望ましくは30μm以上100μm以下の範囲にある。
【0113】
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、およ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。
【0114】
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの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キャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの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。
【0115】
前記二成分現像剤における、本実施形態に係るトナーと上記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程度の範囲が望ましく、3:100乃至20:100程度の範囲がより望ましい。
【0116】
<トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置>
本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体に形成された静電潜像を本実施形態に係る静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、前記潜像保持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有し、必要に応じて前記潜像保持体の転写残留成分をクリーニングするクリーニング手段等のその他の手段を有してもよい。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、感光体ドラム等の潜像保持体上に保持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置や、各色毎の現像器を備えた複数の潜像保持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等であってもよい。
【0117】
なお、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、本実施形態に係る静電潜像現像剤を収容する本実施形態に係るプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0118】
以下に、図面を参照しながら本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体としての感光体が複数、即ち画像形成ユニット(画像形成手段)が複数設けられたタンデム型の構成に係るものである。
【0119】
本実施形態に係る画像形成装置は、図1に示すように、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する4つの画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kと、透明画像を形成する画像形成ユニット50Tが、間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、50Tは、収容されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、透明(T)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Tの説明を省略する。
本実施形態に係る画像形成装置においては、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー及び透明トナーからなる群より選択される少なくとも一種として本実施形態に係るトナーが用いられる。
【0120】
イエローの画像形成ユニット50Yは、潜像保持体としての感光体11Yを備えており、この感光体11Yは、図示の矢印A方向に沿って図示しない駆動手段によって予め定められたプロセススピードで回転駆動されるようになっている。感光体11Yとしては、例えば、赤外領域に感度を持つ有機感光体が用いられる。
【0121】
感光体11Yの上部には、帯電ロール(帯電手段)18Yが設けられており、帯電ロール18Yには、不図示の電源により予め定められた電圧が印加され、感光体11Yの表面が予め定められた電位に帯電される。
【0122】
感光体11Yの周囲には、帯電ロール18Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、感光体11Yの表面を露光して静電潜像を形成する露光装置(静電潜像形成手段)19Yが配置されている。なお、ここでは露光装置19Yとして、スペースの関係上、小型化が可能なLEDアレイを用いているが、これに限定されるものではなく、他のレーザービーム等による静電潜像形成手段を用いても勿論問題無い。
【0123】
また、感光体11Yの周囲には、露光装置19Yよりも感光体11Yの回転方向下流側に、イエロー色の現像剤を保持する現像剤保持体を備える現像装置(現像手段)20Yが配置されており、感光体11Y表面に形成された静電潜像を、イエロー色のトナーによって顕像化し、感光体11Y表面にトナー画像を形成する構成になっている。
【0124】
感光体11Yの下方には、感光体11Y表面に形成されたトナー画像を一次転写する中間転写ベルト(一次転写手段)33が、5つの感光体11T,11Y,11M,11C,11Kの下方に渡るように配置されている。この中間転写ベルト33は、一次転写ロール17Yによって感光体11Yの表面に押し付けられている。また、中間転写ベルト33は、駆動ロール12、支持ロール13およびバイアスロール14の3つのロールによって張架され、感光体11Yのプロセススピードと等しい移動速度で、矢印B方向に周動されるようになっている。中間転写ベルト33表面には、上記のようにして一次転写されたイエローのトナー画像に先立ち透明トナー画像が一次転写され、次にイエローのトナー画像が一次転写され、更にマゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー画像が順次一次転写され、積層される。
【0125】
また、感光体11Yの周囲には、一次転写ロール17Yよりも感光体11Yの回転方向(矢印A方向)下流側に、感光体11Yの表面に残留したトナーやリトランスファーしたトナーを清掃するためのクリーニング装置15Yが配置されている。クリーニング装置15Yにおけるクリーニングブレードは、感光体11Yの表面にカウンター方向に圧接するように取り付けられている。
【0126】
中間転写ベルト33を張架するバイアスロール14には、中間転写ベルト33を介して二次転写ロール(二次転写手段)34が圧接されている。中間転写ベルト33表面に一次転写され積層されたトナー画像は、バイアスロール14と二次転写ロール34との圧接部において、図示しない用紙カセットから給紙される記録紙(被転写体)P表面に、静電的に転写される。この際、中間転写ベルト33上に転写、積層されたトナー画像は透明トナー画像が一番下(中間転写ベルト33に接する位置)になっているため、記録紙P表面に転写されたトナー画像では、透明トナー画像が一番上になる。
【0127】
また、二次転写ロール34の下流には、記録紙P上に多重転写されたトナー画像を、熱及び圧力によって記録紙P表面に定着して、永久像とするための定着器(定着手段)35が配置されている。
【0128】
尚、本実施形態に用いられる定着器としては、例えば、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、ベルト形状を有する定着ベルト、及び、表面にフッ素樹脂成分やシリコーン系樹脂に代表される低表面エネルギー材料を用い、円筒状の定着ロールが挙げられる。
【0129】
次に、透明、イエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する各画像形成ユニット50T、50Y,50M,50C,50Kの動作について説明する。各画像形成ユニット50T、50Y,50M,50C,50Kの動作は、それぞれ同様であるため、イエローの画像形成ユニット50Yの動作を、その代表として説明する。
【0130】
イエローの現像ユニット50Yにおいて、感光体11Yは、矢印A方向に予め定められたプロセススピードで回転する。帯電ロール18Yにより、感光体11Yの表面は予め定められた電位にマイナス帯電される。その後、感光体11Yの表面は、露光装置19Yによって露光され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。続いて、現像装置20Yによりマイナス帯電されたトナーが反転現像され、感光体11Yの表面に形成された静電潜像は感光体11Y表面に可視像化され、トナー画像が形成される。その後、感光体11Y表面のトナー画像は、一次転写ロール17Yにより中間転写ベルト33表面に一次転写される。一次転写後、感光体11Yは、その表面に残留したトナー等の転写残留成分がクリーニング装置15Yのクリーニングブレードにより掻き取られ、清掃され、次の画像形成工程に備える。
【0131】
以上の動作が各画像形成ユニット50T,50Y,50M,50C,50Kで行われ、各感光体11T,11Y,11M,11C,11K表面に可視像化されたトナー画像が、次々と中間転写ベルト33表面に多重転写されていく。カラーモード時は、透明、イエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの順に各色のトナー画像が多重転写されるが、二色、三色モード時のときもこの順番で、必要な色のトナー画像のみが単独または多重転写されることになる。その後、中間転写ベルト33表面に単独または多重転写されたトナー画像は、二次転写ロール34により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた記録紙P表面に二次転写され、続いて、定着器35において加熱・加圧されることにより定着される。二次転写後に中間転写ベルト33表面に残留したトナーは、中間転写ベルト33用のクリーニングブレードで構成さえたベルトクリーナ16により清掃される。
【0132】
図1において、イエローの画像形成ユニット50Yは、イエロー色の静電潜像現像剤を保持する現像剤保持体を含む現像装置20Yと感光体11Yと帯電ロール18Yとクリーニング装置15Yとが一体となって画像形成装置本体から着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。また、画像形成ユニット50T、50K、50C及び50Mも画像形成ユニット50Yと同様にプロセスカートリッジとして構成されている。
【0133】
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、画像形成装置に着脱可能に装着され、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トナーを収納する。なお、本実施形態に係るトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されていればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収容されてもよい。
【0134】
従って、トナーカートリッジの着脱が可能な構成を有する画像形成装置においては、本実施形態に係るトナーを収納したトナーカートリッジを利用することにより、本実施形態に係るトナーを容易に現像装置に供給することができる。
【0135】
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ40Y、40M、40C、40K及び40Tの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置20Y、20M、20C、20K及び20T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納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を交換することができる。
【実施例】
【0136】
以下、本実施形態を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本実施形態は下記実施例に限定されるものではない。なお「部」は特に断わりのない限り「質量部」を表す。
【0137】
−結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成−
・デカンジカルボン酸:100モル%
・ノナンジオール:100モル%
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.25質量%
以上の成分を加熱乾燥した三口フラスコに入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌・還流を行った。
その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は24,000で数平均分子量(Mn)は7,600であった。また、酸価は10.5mgKOH/gであった。
また、結晶性ポリエステル樹脂(1)の溶融温度(Tm)を、前述の測定方法により、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確な吸熱ピークを示し、吸熱ピーク温度は72.3℃であった。
【0138】
−結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の調製−
・結晶性ポリエステル樹脂(1):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより65℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、145nmであった。なお、樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0139】
−非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(EO)2モル付加物:10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド(PO)1モル付加物:90モル%
・テレフタル酸:10モル%
・フマル酸:40モル%
・ドデセニルコハク酸(DSA):25モル%
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、精留塔を備えたフラスコに上記の成分を仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、ジステアリン酸スズ0.9質量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで昇温し、240℃でさらに3時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移温度が60℃、酸価13.6mgKOH/g、重量平均分子量が16,000、数平均分子量6,000の非結晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
【0140】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(1):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0141】
−非結晶性ポリエステル樹脂(2)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:90モル%
・フマル酸:40モル%
・ドデセニルコハク酸:45モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が57℃、酸価13.3mgKOH/g、重量平均分子量が15,000、数平均分子量5800の非結晶性ポリエステル樹脂(2)を得た。
【0142】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(2):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0143】
−非結晶性ポリエステル樹脂(3)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:90モル%
・テレフタル酸:18モル%
・フマル酸:40モル%
・ドデセニルコハク酸:4モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が59℃、酸価13.4mgKOH/g、重量平均分子量が17,000、数平均分子量6,300の非結晶性ポリエステル樹脂(3)を得た。
【0144】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(3):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0145】
−非結晶性ポリエステル樹脂(4)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:90モル%
・テレフタル酸:10モル%
・フマル酸:40モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が61℃、酸価13.1mgKOH/g、重量平均分子量が17,000、数平均分子量5,500の非結晶性ポリエステル樹脂(4)を得た。
【0146】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(4)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(4):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(4)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0147】
−非結晶性ポリエステル樹脂(5)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:90モル%
・テレフタル酸:10モル%
・フマル酸:40モル%
・ドデセニルコハク酸:60モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が62℃、酸価13.9mgKOH/g、重量平均分子量が16,000、数平均分子量6,000の非結晶性ポリエステル樹脂(5)を得た。
【0148】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(5)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(5):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した、次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(5)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0149】
−非結晶性ポリエステル樹脂(6)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50モル%
・テレフタル酸:16モル%
・ドデセニルコハク酸:20モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が59℃、酸価13.2mgKOH/g、重量平均分子量が19,000、数平均分子量6,300の非結晶性ポリエステル樹脂(6)を得た。
【0150】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(6):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0151】
−非結晶性ポリエステル樹脂(7)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50モル%
・ドデセニルコハク酸:35モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が60℃、酸価13.9mgKOH/g、重量平均分子量が19,000、数平均分子量7,000の非結晶性ポリエステル樹脂(7)を得た。
【0152】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(7)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(7):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(7)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0153】
−非結晶性ポリエステル樹脂(8)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50モル%
・テレフタル酸:38モル%
・ドデセニルコハク酸:3モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が60℃、酸価13.5mgKOH/g、重量平均分子量が15,000、数平均分子量6,000の非結晶性ポリエステル樹脂(8)を得た。
【0154】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(8)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(8):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(8)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0155】
−非結晶性ポリエステル樹脂(9)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50モル%
・テレフタル酸:15モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が67℃、酸価11.8mgKOH/g、重量平均分子量が21,000、数平均分子量9,000の非結晶性ポリエステル樹脂(9)を得た。
【0156】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(9)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(9):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(9)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0157】
−非結晶性ポリエステル樹脂(10)の合成−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50モル%
・ドデセニルコハク酸:60モル%
上記の成分を用いた以外は非結晶性ポリエステル樹脂(1)の合成と同様にして、ガラス転移温度が62℃、酸価15.0mgKOH/g、重量平均分子量が21,000、数平均分子量7,000の非結晶性ポリエステル樹脂(10)を得た。
【0158】
−非結晶性ポリエステル樹脂分散液(10)の調製−
・非結晶性ポリエステル樹脂(10):100部
・メチルエチルケトン:60部
セパラブルフラスコに上記量のメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコをウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5部となるようにスポイトで徐々に滴下した。次いで、イオン交換水230部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂分散液(10)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20質量%とした。
【0159】
表1に、ポリエステル樹脂の合成の際に用いた各単量体の仕込量、ポリエステル樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合及びポリエステル樹脂を構成する酸由来の構造単位に占めるドデセニルコハク酸(DSA)由来の構造単位の割合を示す。
【0160】
【表1】

【0161】
−離型剤分散液1の調製−
・パラフィンワックス、(溶融温度:75℃、商品名HNP9、日本精鑞社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.0部
・イオン交換水:200部
・ポリ硫酸アルミ(浅田化学:粉体):5部
以上を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで110℃に加温して分散処理を5時間行い、中心径200nm、固形分量が20質量%の離型剤分散液1を得た。
【0162】
−離型剤分散液2の調製−
・パラフィンワックス、(溶融温度:75℃、商品名HNP9、日本精鑞社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.0部
・イオン交換水:200部
・ポリ硫酸アルミ(浅田化学:粉体):10部
以上を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで120℃に加温して分散処理を7時間行い、中心径200nm、固形分量が20質量%の離型剤分散液2を得た。
【0163】
−離型剤分散液3の調製−
・パラフィンワックス、(溶融温度:75℃、商品名HNP9、日本精鑞社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.0部
・イオン交換水:200部
・ポリ硫酸アルミ(浅田化学:粉体):0.5部
以上を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで110℃に加温して分散処理を4時間行い、中心径200nm、固形分量が20質量%の離型剤分散液3を得た。
【0164】
−離型剤分散液4の調製−
・パラフィンワックス、(溶融温度:75℃、商品名HNP9、日本精鑞社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.0部
・イオン交換水:200部
・ポリ硫酸アルミ(浅田化学:粉体):30部
以上を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで130℃に加温して分散処理を9時間行い、中心径200nm、固形分量が20質量%の離型剤分散液4を得た。
【0165】
−離型剤分散液5の調製−
・パラフィンワックス、(溶融温度:75℃、商品名HNP9、日本精鑞社製):50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.0部
・イオン交換水:200部
以上を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで110℃に加温して分散処理を3時間行い、中心径200nm、固形分量が20質量%の離型剤分散液5を得た。
【0166】
(離型剤中に含まれる金属元素の含有量の測定方法)
離型剤分散液を液体窒素で凍結させた後に真空乾燥機を用いて水分除去し、粉末状にした。
粉末状にした離型剤6gを加圧成型器で10t、1分間の加圧条件下で圧縮成型する前処理を行った後、(株)島津製作所の蛍光X線(XRF−1500)を使用し、全元素分析法にて全元素中の金属元素の組成比(%)を測定し、離型剤中のAl含有量を求めた。
測定条件は管電圧40KV、管電流90mAとした。
【0167】
表2に、各離型剤分散液の、組成、分散方法及び条件、並びに、Al含有量(atom%)をまとめて示す。
【0168】
【表2】

【0169】
[実施例1]
−トナー1の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS): 18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー1を得た。
このときの粒子径をコールターマルチサイザーIIにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
なお、粒度分布係数GSDvは、「GSDv=(D84v/D16v)1/2」の式によって求められる。ここで、D84vは粒子径の体積分布における小径側からの累積84%となる粒子径値であり、D16vは粒子径の体積分布における小径側からの累積16%となる粒子径値である。また、D50vは粒子径の体積分布における小径側からの累積50%となる粒子径値である。
D16v、D50v、D84vは、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行った。この際、測定は試料を電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒分散させた後に行った。
【0170】
<キャリアの作製>
・フェライト(商品名EFC−35B、パウダーテック社製、重量平均粒子径;35μm):100部
・トルエン:13.5部
・メチルメタクリレート/パーフルオロオクチルメタクリレート共重合体:2.3部(重合比90:10、重量平均分子量49,000)
・カーボンブラック(商品名:VXC72、キャボット社製):0.3部
・エポスターS(メラミン樹脂粒子、日本触媒社製):0.3部
フェライトを除く上記成分をサンドミルにて1時間分散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被覆層形成用溶液とフェライトとを真空脱気型ニーダーに入れて、温度60℃で減圧しながら20分撹拌してフェライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアを得た。体積抵抗は2×1011Ωcmであった。
【0171】
<静電潜像現像剤の作製>
得られたキャリアとトナー1とを、それぞれ100部:8部の割合で2リッターのVブレンダーで混合し、静電潜像現像剤1を作製した。
【0172】
−成形収縮率Zの測定−
得られたトナー1を180℃で溶融させ、これを金型(12cm(X)×1cm(Y)×1cm(Z)の長方体)に注ぎ、25℃の恒温室に24時間放置して寸法測定用模型を作成した。寸法測定用模型のX方向の長さQを測定し、成型収縮率Z(Q(cm)/12(cm))を求めた。得られた結果を表5に示す。
【0173】
−順カールの判定方法−
静電潜像現像剤1及び補給用トナーとしてトナー1をプロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス社製)改造機に充填し、プロセススピード140mm/sec;定着温度140℃;トナー載り量が4.5g/m;用紙:富士ゼロックス製 J紙(坪量82g/m)A4サイズ(横210mm×縦297mm);画像部:横205mm×縦290mm(ベタ画像);の条件で100枚連続で画像を形成した。
このときの100枚目の用紙を、ベタ画像の形成された面を上にして平滑な盤面に置き、紙面中央部(紙端から横100mm乃至105mmにあたる部分)からの紙面縁(紙端から横1mm乃至5mmに当たる部分)の高さをノギスで測定し、このときの画像縁部分の高さに基づいて以下のようにカール具合を評価した。△までを許容範囲とした。評価結果を表3に示す。
<評価基準>
0mm以上0.5mm未満・・・・◎(カールしていない)
0.5mm以上2mm未満 ・・・○(殆どカールしていない)
2mm以上10mm未満・・・・・△(若干カールしている)
10mm以上 ・・・・×(カールしている)
【0174】
−転写効率の測定方法−
静電潜像現像剤1及び補給用トナーとしてトナー1をプロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス社製)改造機に充填し、プロセススピード140mm/sec;定着温度140℃;トナー載り量は4.5g/m;用紙:富士ゼロックス製 J紙(坪量82g/m)A4サイズ(横210×縦297mm);画像部:横205mm×縦290mm(ベタ画像);の条件で1000枚連続で画像を形成した。
そして、補給用トナーを充填したトナーホッパの使用前の重量M1と、1000枚画像形成後の重量M2とを測定し、次式により、A4用紙1枚当りのトナー消費量(mg/枚)を求めた。
トナー消費量(mg/枚)=(M1−M2)/A4複写枚数(1000枚)
また、複写機のクリーニング装置に回収されたトナー量M3と、上記(M1−M2)の値とから、次式により、トナーの転写効率(%)を求めた。
転写効率(%)=((M1−M2)−M3)/(M1−M2)×100
このときの転写効率に基づいて以下のように評価した。なお△までを許容範囲とした。評価結果を表3に示す。
<評価基準>
97%以上 ・・・◎(転写効率良好)
95%以上97%未満・・・○(まあまあ良好)
93%以上95%未満・・・△(転写若干良くない)
93%未満 ・・・×(転写効率不良)
【0175】
−定着温度域の評価−
静電潜像現像剤1及び補給用トナーとしてトナー1をプロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス社製)改造機に充填し、プロセススピード140mm/secに固定した条件で、定着温度を80℃以上180℃以下の範囲で変えて定着テストを実施した。
トナー載り量は4.5g/mに調整した。なお、トナーの良好な定着温度幅は、未定着のトナーソリッド画像(25mm×25mm)を定着した後、1.0kgの荷重を加えて定着画像部分を折り曲げ、定着画像が破壊されて生じた白抜けの線幅を測定し、0.5mm以下となる最低温度を最低定着温度とした。また、定着部材にトナー成分が移行する(ホットオフセット)最低温度を最高定着温度とし、両温度の差を定着温度域(MFT)とした。MFTを下記基準に基づいて評価した。得られた結果を表3に示す。
<評価基準>
◎:MFTが65℃以上
○:MFTが60℃以上65℃未満
△:MFTが55℃以上60℃未満
×:MFTが55℃未満
【0176】
[実施例2]
−トナー2の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(2):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(7):300部
・離型剤分散液(2):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):36部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(7)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー2を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー2及びトナー2を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤2を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0177】
[実施例3]
−トナー3の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):200部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(3):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(8):300部
・離型剤分散液(3):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):3.6部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(3)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(8)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー3を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー3及びトナー3を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤3を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0178】
[比較例1]
−トナー4の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー4を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー4及びトナー4を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤4を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0179】
[比較例2]
−トナー5の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー5を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー5及びトナー5を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤5を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0180】
[比較例3]
−トナー6の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(1):50部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー6を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー6及びトナー6を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤6を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0181】
[比較例4]
−トナー7の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):72部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー7を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー7及びトナー7を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤7を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0182】
[比較例5]
−トナー8の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(4):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(9):300部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(4)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(9)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー8を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー8及びトナー8を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤8を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0183】
[比較例6]
−トナー9の製造−
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(5):350部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(10):350部
・離型剤分散液(1):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(5)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(10)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー9を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー9及びトナー9を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤9を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0184】
[比較例7]
−トナー10の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(4):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー10を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー10及びトナー10を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤10を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0185】
[比較例8]
−トナー11の製造−
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):100部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1):300部
・非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6):300部
・離型剤分散液(5):50部
・コロイダルシリカ(商品名スノーテックスPS):18部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に加え、イオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0部加えた後に撹拌して混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)100部と非結晶性ポリエステル樹脂分散液(6)100部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー11を得た。
このときの粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒子径D50vは5.9μm、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
トナー11及びトナー11を含む実施例1と同様にして得られた静電潜像現像剤11を用いて実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表3に示す。
【0186】
【表3】

【0187】
なお、各トナーを構成する結着樹脂組成物(非結晶性ポリエステル樹脂2種及び結晶性ポリエステル樹脂並びに離型剤)の組成、樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である結着樹脂(特定の結着樹脂)の割合、及び、樹脂を構成する酸由来の構造単位の5モル%以上50モル%以下がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂(DSAを含むポリエステル樹脂)の割合を表4に示す。
【0188】
【表4】

【0189】
また、各トナーに用いられた結着樹脂組成物の種類、TmとTcとの差、成形収縮率Z、シリカ粒子の含有量(結着樹脂100部に対して)及び離型剤中のAl含有量を表5に示す。
【0190】
【表5】

【0191】
表3から以下のことがわかる。
(実施例1)
本実施形態の要件を全て満たしており、各評価項目(カール評価/転写効率/定着温度域)すべてで良好な結果が得られた。
(実施例2)
実施例1に比べTm−Tcが高いため、定着温度域について実施例1ほどの効果が得られないが他特性は実施例1と同等であり、良好な結果といえる。
(実施例3)
実施例1に比べTm−Tcが低いためにカール評価及び転写効率が実施例1に及ばないが他特性は実施例1と同等であり、良好な結果といえる。
(実施例4)
定着温度域がやや劣る。
(実施例5)
実施例1乃至3に比べ離型剤中のAl含有量が多いため定着温度域がやや劣るが、カール特性の結果は良好である。
(比較例1)
DSCのTm−Tcが本実施形態の要件の範囲より低い(Tm−Tc=25℃)ためカール評価がやや悪くなってしまう。また定着温度域も劣り問題がある。
(比較例2)
離型剤の結晶抑制によるカール防止は可能だが、定着温度域が劣るため問題がある。
(比較例3)
カール評価結果は良好だが定着温度域が劣るため問題がある。
(比較例4)
シリカ粒子が過剰に入っているために転写効率が悪く問題がある。
(比較例5)
DSAを含むポリエステル樹脂を含まないために定着温度域、カール特性共に問題がある。
(比較例6)
離型剤ドメイン中にAlを含まないためにカール評価に問題がある。
【図面の簡単な説明】
【0192】
【図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【0193】
11 感光体
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
P 記録紙

【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂と離型剤とシリカ粒子とを含み、
示差走査熱量計(DSC)によりASTM法で昇温過程での離型剤の吸熱ピークTmと降温過程での離型剤の発熱ピークTcとを測定したときの、TmとTcとの差が30℃以上50℃以下であり、
樹脂を構成する構造単位のうち脂肪族単量体由来の構造単位の割合が90モル%以上100モル%以下である樹脂が、前記結着樹脂全体の20質量%以上100質量%以下を占め、
前記シリカ粒子が前記結着樹脂100質量部に対して2質量部以上20質量部以下含まれる静電潜像現像用トナー。
【請求項2】
樹脂を構成する酸由来の構造単位の5モル%以上50モル%以下がドデセニルコハク酸由来であるポリエステル樹脂が、前記結着樹脂全体の10質量%以上90質量%以下を占める請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項3】
トナーの離型剤ドメイン中に、Alが含まれる請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項4】
蛍光X線分析による前記離型剤ドメイン中のAlの含有量が、0.005atom%以上0.1atom%以下である請求項3に記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーを少なくとも含む静電潜像現像剤。
【請求項6】
画像形成装置に着脱可能に装着され、前記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トナーを収容し、前記トナーが請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用トナーであるトナーカートリッジ。
【請求項7】
現像剤保持体を少なくとも備え、請求項5に記載の静電潜像現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
【請求項8】
潜像保持体と、前記潜像保持体に形成された静電潜像を請求項5に記載の静電潜像現像剤によりトナー画像として現像する現像手段と、前記潜像保持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置。

【図1】
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