説明

静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法

【課題】低温定着性の阻害を抑制しつつ、転写性を維持する静電荷像現像用トナーを提供すること。
【解決手段】トナー粒子と、前記トナー粒子の表面から突起するように一部が前記トナー粒子に埋設された樹脂粒子であって、非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成され、トルエン不溶分が10質量%以上70質量%以下で、且つ体積平均粒径が200nm以上400nm以下である樹脂粒子と、を有する静電荷像現像用トナー。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々の分野で利用されている。電子写真法においては、帯電工程、露光工程により感光体上に形成される静電潜像がトナーを含む現像剤により現像されて、転写工程、定着工程を経て可視化される。
【0003】
例えば、特許文献1には、「結着樹脂および着色剤を含むコア粒子がシェル粒子により被覆されているトナーであって、体積平均粒径が4.0μm以上8.0μm以下であり、個数平均粒径が3.0μm以下のトナーは、トナー全体の8個数%以上25個数%未満の割合で含まれ、前記シェル粒子の一部が前記コア粒子および前記シェル粒子の少なくともいずれか一方と融着して、突起部を形成していることを特徴とするトナー」が提案されている。
【0004】
また、特許文献2には、「トナーの表面に、外径raで示す樹脂組成物突起を有し、前記樹脂組成物突起は架橋構造を有し、前記樹脂組成物突起の外径raとトナー母粒子の体積平均粒子径D50との関係が特定の関係を満たし、かつ、樹脂組成物突起の溶解度パラメータと、トナー母粒子の樹脂組成の溶解度パラメータとの関係が、特定の関係を満たし、かつトナーの形状係数SF1が110〜120の範囲であることを特徴とする静電荷現像用トナー」が提案されている。
【0005】
また、特許文献3には、「少なくとも結着樹脂、着色剤および樹脂微粒子からなるトナーであって、該トナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比Dv/Dnが1.00〜1.40であり、該樹脂微粒子のガラス転移点(Tg)が50〜90℃であり、該トナー粒子表面上に存在する該樹脂微粒子の被覆率が5〜85%の範囲であることを特徴とするトナー」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−15175号公報
【特許文献2】特開2008−158319号公報
【特許文献3】特開2009−134311号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、低温定着性の阻害を抑制しつつ、フィルミング、及び転写性を維持する静電荷像現像用トナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
トナー粒子と、
前記トナー粒子の表面から突起するように一部が前記トナー粒子に埋設された樹脂粒子であって、非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成され、トルエン不溶分が10質量%以上70質量%以下で、且つ体積平均粒径が200nm以上400nm以下である樹脂粒子と、
を有する静電荷像現像用トナー。
【0009】
請求項2に係る発明は、
前記架橋樹脂は、3官能以上の架橋剤による樹脂の架橋物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【0010】
請求項3に係る発明は、
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを少なくとも含む静電荷像現像剤。
【0011】
請求項4に係る発明は、
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
【0012】
請求項5に係る発明は、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
【0013】
請求項6に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置
【0014】
請求項7に係る発明は、
像保持体を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
【発明の効果】
【0015】
請求項1に係る発明によれば、樹脂粒子が非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成されず、トルエン不溶分及び体積平均粒径が上記範囲を満たさない場合に比べ、低温定着性の阻害を抑制しつつ、フィルミング、及び転写性を維持する静電荷像現像用トナーが提供できる。
請求項2に係る発明によれば、架橋樹脂が3官能未満の架橋剤と樹脂とによる架橋物である場合に比べ、低温定着性の阻害を抑制した静電荷像現像用トナーが提供できる。
請求項3に係る発明によれば、樹脂粒子が非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成されず、トルエン不溶分及び体積平均粒径が上記範囲を満たさないトナーを適用した場合に比べ、低温定着性の阻害を抑制しつつ、フィルミング、及び転写性を維持する静電荷像現像用トナーが提供できる。
【0016】
請求項4、5、6、7に係る発明によれば、樹脂粒子が非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成されず、トルエン不溶分及び体積平均粒径が上記範囲を満たさないトナーを適用した場合に比べ、低温定着を実現しつつ、フィルミング、及び転写不良が抑制された画像が得られるトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図3】本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを示す概略構成図である。
【図4】本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを示す概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
【0019】
(静電荷像現像用トナー)
図3は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを示す概略構成図である。図4は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーを示す概略部分断面図である。
【0020】
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー100(以下、トナー100と称することがある)は、図3に示すように、例えば、トナー粒子101と、トナー粒子101の表面から突起するように一部がトナー粒子101に埋設された樹脂粒子102(以下、突起部用樹脂粒子102と称する)と、を有している。
そして、樹脂粒子102は、図4に示すように、非架橋樹脂を含む芯部102Aと架橋樹脂を含む被覆層102Bとで構成され、トルエン不溶分が10質量%以上70質量%以下で、且つ体積平均粒径が200nm以上400nm以下としている。
本実施形態に係るトナー100では、トナー粒子101の表面に突起部用樹脂粒子102による突起部が複数設けられた構成となっている。
【0021】
ここで、転写性向上を目的としてトナー粒子の表面に樹脂粒子による突起部を持ったトナーが知られている。
トナー粒子の表面に樹脂粒子よる突起部を持ったトナーは、現像の際の機械的負荷によって破砕されて突起部(樹脂粒子)が消失、転写性を維持することが難しかった。
このため、突起部の破砕を防止するため、突起部を構成する樹脂粒子として架橋構造を持つ架橋樹脂粒子を用いることにより、現像の際の機械的負荷による破砕を抑制し、転写性の維持性を実現している。
一方で、突起部を構成する樹脂粒子として架橋構造を持つ架橋樹脂粒子を用いると、当該非架橋樹脂がトナー粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度よりも大きく、トナーとしての低温定着性を損ない易くなる。これは、特に、高速機のような定着エネルギーが必要な場合に、定着不良を起こす等、顕著に生じ易い。
【0022】
そこで、本実施形態に係るトナー100では、トナー粒子101の表面に突起部を形成する樹脂粒子として、上記特定の突起部用樹脂粒子102を適用することで、低温定着性の阻害を抑制しつつ、フィルミング、及び転写性が維持する。
この理由は、定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
【0023】
非架橋樹脂を含む芯部102Aと架橋樹脂を含む被覆層102Bとで構成された突起部用樹脂粒子102は、非架橋樹脂を含む芯部102Aの周囲(表面)が、架橋樹脂という三次元網目構造を持つ硬度が高い被覆層102Bで覆われた構成となっていることから、非架橋樹脂のみで構成された樹脂粒子に比べ、その強度が保たれ易くなり、現像の際の機械的負荷による破砕が抑制されるものと考えられる。
一方で、トナー粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度と差が少なく低温定着性を阻害し難い架橋樹脂に対して、低温定着性を阻害し易い架橋樹脂の量、つまり、突起部用樹脂粒子102のトルエン不溶分を上記範囲とすることで、目的とする突起部用樹脂粒子102の強度を保ちつつ、低温定着性の阻害する架橋樹脂量を抑えられると考えられる。
そして、このような構成の突起部用樹脂粒子102の体積平均粒径を上記範囲することで、トナー粒子101に対する外添剤の埋没が抑えつつ、突起部用樹脂粒子102自体のトナー粒子101からの離脱が抑制されると考えられる。
【0024】
このため、本実施形態に係るトナー100では、温定着性の阻害を抑制しつつ、転写性が維持すると考えられる。
そして、本実施形態に係るトナー100を画像形成に利用することで、低温定着を実現しつつ、転写不良が抑制された画像が得られることとなる。
【0025】
以下、本実施形態に係るトナー100の各構成要素について詳細に説明する。なお、以下、符号を省略して説明する。
【0026】
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて外添剤と、を有する。
そして、トナー粒子の表面には、突起部用樹脂粒子による突起部を有している。
【0027】
トナー粒子について説明する。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤及び離型剤等の他の添加剤を含んで構成されている。
【0028】
結着樹脂としては、特に制限はないが、スチレン類(例えばスチレン、クロロスチレン等)、モノオレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等)、ビニルエステル類(例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等)、α−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)等の単独重合体および共重合体、ジカルボン酸類とジオール類との共重合によるポリエステル樹脂等が挙げられる。
【0029】
特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
また、代表的な結着樹脂としては、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等も挙げられる。
【0030】
着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料が挙げられる。
【0031】
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
【0032】
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。
【0033】
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0034】
離型剤の融点は、保存性の観点から、50℃以上であることが望ましく、60℃以上であることがより望ましい。また、耐オフセット性の観点から、110℃以下であることが望ましく、100℃以下であることがより望ましい。
【0035】
離型剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、例えば、2質量部以上30質量部以下の範囲が望ましい。
【0036】
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等が挙げられる。
【0037】
トナー粒子の特性について説明する。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
そして、コア・シェル構造のトナー粒子では、被覆層に突起部用樹脂粒子の一部が埋没し、突起部が形成されている構成であることがよい。
【0038】
トナー粒子(突起部を除く)の体積平均粒径は、例えば2.0μm以上10μm以下であり、望ましくは3.5μm以上7.0μm以下μm以下である。
なお、トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
【0039】
次に、突起部用樹脂粒子について説明する。
突起部用樹脂粒子は、非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成されている。
なお、芯部、被覆層には、樹脂以外に必要に応じて、他の添加剤(例えば、重合開始剤、界面活性剤や、連鎖移動剤等が含まれていてもよい。
【0040】
芯部を構成する非架橋樹脂について説明する。
芯部を構成する非架橋樹脂としては、例えば、ビニル系二重結合を有する重合性単量体を少なくとも1種又は複数種含む単量体の重合体が挙げられる。
【0041】
ビニル系二重結合を有する重合体単量体としては、例えば、ラジカル重合性のビニル基を含有するモノマーが挙げられる。
ラジカル重合性のビニル基を含有するモノマーとしては、芳香族系ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等が挙げられる。
なお、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルのいずれか又は両方であることを意味する。
【0042】
芳香族系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体及びその誘導体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。
ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。ハロゲン化オレフィン系単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が例示する事ができるが、
なお、これら単量体は、これらに制限されることはなく、またこれらの単量体は単独または2種類以上併用して用いてもよい。
【0043】
これら単量体の重合には、連鎖移動剤を用いてもよい。
連鎖移動剤としては、特に制限はないが、例えば、チオール成分を有する化合物が挙げられr、具体的には、例えば、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類がよく、特に分子量分布が狭く、そのため高温時のトナーの保存性が良好になる点でよい。
【0044】
これら単量体の重合としてラジカル重合を行う場合、ラジカル重合用開始剤を用いてもよい。
ラジカル重合用開始剤としては、特に制限はない。具体的には、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
【0045】
被覆層を構成する樹脂について説明する。
被覆層を構成する架橋樹脂は、例えば、架橋剤による樹脂(例えば、芯部を構成する非架橋樹脂)の架橋物等が挙げられ、特に、低温定着性の阻害を抑制する観点から、3官能以上の架橋剤による樹脂の架橋物であることがよい。
3官能以上の架橋剤による樹脂の架橋物は、2官能以下の架橋剤による樹脂の架橋物に比べ、架橋硬度が高まり、少ない架橋樹脂量(トルエン不溶分)で被覆層の強度が高まるものと考えられる。その結果、突起用樹脂粒子の強度を保ちつつ、低温定着性の阻害を抑制し易くなる。
【0046】
架橋剤による樹脂の架橋物として、具体的には、例えば、非架橋樹脂を形成するための単量体(例えば芯部を構成する非架橋樹脂を形成するために例示した、ビニル系二重結合を有する重合性単量体を少なくとも1種又は複数種含む単量体)を架橋剤と共に重合架橋させた架橋重合体が挙げられる。
架橋剤による樹脂の架橋物は、形成した非架橋樹脂(例えば、芯部を構成する非架橋樹脂)に対して、架橋剤により架橋反応を生じさせた樹脂の架橋物であってもよい。
なお、架橋剤は、単独で又は二種以上を組み合わせ使用できる。
【0047】
架橋剤(架橋性単量体)とは、例えば、重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合を2個以上有する架橋性単量体が挙げられる。
このような架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、及びジエチレングリコールジメタクリレート等のジメタクリレート化合物、並びにジビニルエーテル等の分子内にビニル基を2個有する化合物;ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、及びトリメチロールプロパントリアクリレート等の分子内にビニル基を3個以上有する化合物等;が挙げられる。
これらの中も、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、及びトリメチロールプロパントリアクリレート等の分子内にビニル基を3個以上有する化合物、つまり「3官能以上の架橋剤」が好適である。
【0048】
具体的には、非架橋樹脂(その単量体)の官能基にカルボキシル基がある場合、架橋剤としては、例えば、エポキシ基あるいはイソシアネート基を有する化合物、金属化合物などが挙げられる。
【0049】
エポキシ基を有する化合物としては、2以上のエポキシ基を有する化合物、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、1,2−3,4−ジエポキシブタン、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸β−メチルグリシジル、メタアクリル酸グリシジル、メタアクリル酸β−メチルグリシジル、などが挙げられる。
【0050】
イソシアネート基を有する化合物としては、ポリイソシアネート化合物、例えば、トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシ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、イソシアネート基を有するプレポリマー(含水酸基ポリエステル、含水酸基ポリエーテルなどのポリオールに上記ポリイソシアネートを過剰量反応させて得られる、末端にイソシアネート基を有するポリマー)などが挙げられる。
金属化合物としては、2価以上の原子価を有する水溶性の金属化合物が好ましく、ホウ素、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、マグネシウム、バナジウム、クロム、ジルコニウムなどの金属のハロゲン化物、塩類(炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩など)、酸化物、又は水酸化物などが挙げられる。これらの中も、特に、ホウ酸、硼砂、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、塩化ジルコニウム、鉄ミョウバンなどがよい。
【0051】
非架橋樹脂(その単量体)の官能基にヒドロキシル基がある場合、架橋剤としては、例えば、カルボキシル基または酸無水物基を有する化合物、アルデヒド基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、窒素含有化合物、アクリルアミド部分を有する化合物、イソシアネート基を有する化合物、金属化合物などが挙げられる。これらの中も、カルボキシル基または酸無水物基を有する化合物(特に、多価カルボン酸又はその酸無水物)、および金属化合物がよい。
【0052】
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ポリカルボン酸、脂環族ポリカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸、オキシポリカルボン酸、複素環式多価カルボン酸などが挙げられる。
脂肪族ポリカルボン酸としては、炭素数2以上10以下の脂肪族飽和ポリカルボン酸(例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など)、あるいは、炭素数4以上6以下の脂肪族不飽和ポリカルボン酸(フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸など)などが挙げられる。
脂環族ポリカルボン酸としては、炭素数8以上10以下の脂環族ポリカルボン酸(例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸など)が挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数8以上12以下の芳香族ポリカルボン酸又はその酸無水物(例えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など)が挙げられる。
オキシポリカルボン酸としては、炭素数3以上6以下のオキシ多価カルボン酸(例えば、タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸など)が挙げられる。
複素環式多価カルボン酸は、窒素、酸素および硫黄原子から選択された少なくとも一種のヘテロ原子を有する多価カルボン酸(例えば、ピリジンジカルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピリジンテトラカルボン酸、トロピン酸など)などが挙げられる。この複素環式多価カルボン酸中の多価カルボン酸としては、脂肪族、脂環族又は芳香族ポリカルボン酸(特に炭素数3以上10以下のポリカルボン酸)が好ましく用いられる。
ここで、多価カルボン酸としては、多価カルボン酸の塩あるいは部分塩も挙げられる。多価カルボン酸塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金属塩(カリウム塩、ナトリウム塩など)などの無機塩、第3級アミンなどの有機塩などの塩が含まれる。多価カルボン酸としては、マレイン酸又はその酸無水物(無水マレイン酸)が特によい。
【0053】
アルデヒド基を有する化合物としては、複数のアルデヒド基を有する化合物、例えば、グリオキザール、マロンアルデヒド、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、ジアルデヒドデンプン、アクロレイン共重合アクリル樹脂などが挙げられる。
【0054】
窒素含有化合物としては、例えば、メトキシメチルメラミンなどのC1−C4アルコキシメラミン、N−メチロールメラミン、N−メチロール尿素などのメチロール基含有化合物、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンなどのグアナミン類、メラミン−ホルマリン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂などが挙げられる。
【0055】
アクリルアミド基を有する化合物としては、メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、N,N′−ジメチロール−メチレン−ビスアクリルアミド、1,1−ビスアクリルアミド−エタンなどが挙げられる。
【0056】
エポキシ基又はイソシアネート基を有する化合物、金属化合物については、上述したものが挙げられる。
【0057】
非架橋樹脂(その単量体)の官能基に、カルボキシル基およびヒドロキシル基以外の官能基の場合は、上記説明を考慮して、その官能基と反応し得る官能基を有する架橋剤を選択すればよい。例えば、官能基がアミド基の場合はジヒドロキシ化合物を用いればよい。
【0058】
非架橋樹脂(その単量体)と架橋剤との質量比は、例えば、非架橋樹脂(その単量体)100質量部に対して、11質量部以上233質量部以下がよく、望ましくは67以上150質量部である。
【0059】
突起部用樹脂粒子の特性について説明する。
突起部用樹脂粒子のトルエン不溶分(つまり、被覆層を構成する架橋樹脂の含有量)は、例えば、10質量%以上70質量%以下であり、望ましくは40質量%以上60質量%以下である。
トルエン不溶分が少なすぎると、突起用樹脂粒子の強度が保たれ難くなり、破砕が発生易くなる。一方、トルエン不溶分が多すぎると、低温定着性を阻害し易くなる傾向がある。
【0060】
突起部用樹脂粒子のトルエン不溶分の測定方法は、次のようにして行う。
(1)突起用樹脂粒子を遠心分離凍結乾燥器にて13000rpmで30分分離を行い、分離後のケーキを真空乾燥機にて40℃24時間乾燥を行った。乾燥後の突起部用樹脂粒子0.2gから0.3gを25mlの三角フラスコに直接秤量し、20mlのトルエンを入れて密閉し、24時間静置する。
(2)(1)を遠心分離用ガラス管に移す。
(3)再度(1)にトルエン20mlを入れ、三角フラスコを洗浄して、(2)のガラス管に移し、密閉する。
(4)(3)を回転数20,000rpm、−10℃の条件で30分間遠心分離を行う。
(5)(4)を取り出し、室温になるまで静置する。
(6)(5)の上澄みを5ml秤量し、質量を測定したアルミ皿に取り出し、アルミ皿をポットプレート上で加熱してトルエンを蒸発させる。
(7)(6)を50℃の真空乾燥機で24時間乾燥させ、これを5ml中のトルエン不溶分として、アルミ皿の質量と合わせて秤量する。
(8)下記の式により、トルエン不溶分を算出する。
式:{サンプル量−〔(トルエン溶解分とアルミ皿の質量)−アルミ皿の質量〕×(40÷5)}÷サンプル量×100=トルエン不溶分の含有量(質量%)
【0061】
突起部用樹脂粒子の平均粒径(つまり、突起部用樹脂粒子による突起部の大きさ)は、例えば、200nm以上400nm以下であり、望ましくは250nm以上350nm以下である。としている。
体積平均粒径が小さすぎると、トナー粒子に対し外添剤が埋没し易くなる傾向となる。一方で、平均粒径が過ぎると、突起部用樹脂粒子自体がトナー粒子から離脱し易くなる傾向となる。なお、離脱した突起部用樹脂粒子は、像保持体表面で固着する現象(所謂フィルミング)の原因となる。
【0062】
突起部用樹脂粒子の平均粒径の測定方法は、次のようにして行う。
トナーを走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し、突起100個の数平均値を求め、この外径の数平均値を突起部用樹脂粒子の平均粒径とする。
【0063】
突起部用樹脂粒子の含有量は、トナー粒子に対して、例えば、1質量%以上23質量%以下であることがよく、望ましくは2質量%以上11質量%以下である。
即ち、トナー粒子の表面積を100としたとき、突起部用樹脂粒子による突起部が占める表面積の割合は、4以上80以下とすることがよく、望ましくは8以上40以下である。
突起部用樹脂粒子の含有量を上記範囲とすることで、低温定着性の阻害を抑制しつつ、転写性の向上が実現され易くなる。
【0064】
次に、突起部用樹脂粒子の製造方法について説明する。
具体的には、例えば、突起部用樹脂粒子は、
芯部を構成する非架橋樹脂を形成するための単量体(例えばビニル系二重結合を有する重合性単量体を少なくとも1種又は複数種含む単量体)当該単量体を媒体(例えば水系媒体)重合させて、芯部となる非架橋樹脂粒子を形成する工程と、
芯部となる非架橋樹脂粒子が分散された非架橋樹脂粒子が分散された分散液に対して、被覆層を構成する架橋樹脂を形成するための単量体(例えばビニル系二重結合を有する重合性単量体を少なくとも1種又は複数種含む単量体))と架橋剤とを混合し、芯部となる非架橋樹脂粒子の表面において、当該単量体を架橋剤と共に架橋重合させて、架橋樹脂を形成し、芯部となる非架橋樹脂粒子の表面に、架橋樹脂を含んで構成された被覆層を形成する工程と、
を経て、製造することがよい。
【0065】
この突起部用樹脂粒子の製造方法としては、例えば、乳化重合法、ミニエマルジョン法、懸濁重合法、分散重合法など公知の重合手法を利用すればよく、単量体と共に、必要に応じて、界面活性剤、開始剤、乳化剤、安定剤等を併用する。
【0066】
次に、外添剤について説明する。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられ、該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
【0067】
外添剤の表面は、予め疎水化処理をしてもよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部程度である。
【0068】
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子100質量部に対して0.5質量部以上2.5質量部以下がよい。
【0069】
以下、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
まず、トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
【0070】
具体的には、例えば、トナー粒子(コア・シェル構造のトナー粒子)を凝集合一法により製造する場合、
第1樹脂粒子(トナー粒子の芯部を構成する結着樹脂用の第1樹脂粒子)が分散された第1樹脂粒子分散液を少なくとも準備し、少なくとも第1樹脂粒子を凝集して、第1凝集粒子を形成する工程(第1凝集工程)と、
第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液と、第2樹脂粒子(トナー粒子の被覆層を構成する結着樹脂用の第2樹脂粒子)が分散された第2樹脂粒子分散液と、突起部用樹脂粒子が分散された突起部用樹脂粒子分散液と、を混合し、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子と突起部用樹脂粒子とを付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程(第2凝集工程)と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、
を経て、トナー粒子を製造することがよい。
【0071】
なお、トナー粒子の製造方法は、上記手法に限られず、例えば、単層型のトナー粒子を製造する場合、樹脂粒子(トナー粒子を構成する結着樹脂用の樹脂粒子)が分散された樹脂粒子分散液と突起部用樹脂粒子が分散された突起部用樹脂粒子分散液とを少なくとも準備し、これを混合した後、樹脂粒子及び突起部用樹脂粒子を凝集して、凝集粒子を形成する工程と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱をし、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
但し、トナー粒子の表面に突起部用樹脂粒子による突起部を効率良く形成する観点からは、上記トナー粒子(コア・シェル構造のトナー粒子)を凝集合一法を採用することがよい。
【0072】
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
【0073】
−第1凝集粒子形成工程−
まず、第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤分散液を準備する。
【0074】
第1樹脂粒子分散液に分散される第1樹脂粒子は、トナー粒子の芯部を構成する結着樹脂用の樹脂粒子である。
なお、第1樹脂粒子分散液は、2種以上の第1樹脂粒子を適用する場合、それぞれの樹脂粒子分散液を準備し、混合して一つの樹脂粒子分散液として準備してもよいし、それぞれの樹脂粒子分散泳を着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液と混合する際に混合してもよい。
【0075】
第1樹脂粒子分散液は、例えば、第1樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
【0076】
第1樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。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。
【0077】
界面活性剤としては、特に限定されるものでは無いが、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されてもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0078】
第1樹脂粒子分散液において、第1樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば、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、ダイノミルなどの一般的な分散方法が挙げられる。また、用いる樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
【0079】
第1樹脂粒子分散液中に分散する第1樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下の範囲が挙げられ、0.08μm以上0.8μm以下であってもよく、0.1μm以上0.6μmであってもよい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−920)で測定される。以下、他に断りがないかぎり、粒子の体積平均粒径は同様に測定される。
【0080】
第1樹脂粒子分散液に含まれる第1樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が挙げられ、10質量%以上40質量%以下であってもよい。
【0081】
なお、第1樹脂粒子分散と同様にして、例えば、着色剤分散液、離型剤分散液も調製される。つまり、第1樹脂粒子分散における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
また、第2樹脂粒子、突起部用樹脂粒子についても、同様である(但し、突起部用樹脂粒子の粒径は除く)。
【0082】
次に、第1樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、第1樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、第1樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む第1凝集粒子(コア凝集粒子)を形成する。
【0083】
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加してた後、第1樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、第1樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、第1凝集粒子を形成する。
第1凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
【0084】
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、例えば無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
【0085】
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、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)などが挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下の範囲内が挙げられ、0.1質量部以上3.0質量部未満であってもよい。
【0086】
−第2凝集粒子形成工程−
次に、得られた第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液と、第2樹脂粒子(トナー粒子の被覆層を構成する結着樹脂用の第2樹脂粒子)が分散された第2樹脂粒子分散液と、突起部用樹脂粒子が分散された突起部用樹脂粒子分散液と、を混合する。なお、第2樹脂粒子分散液と突起部用樹脂粒子分散液とは予め混合し、これを第1凝集粒子分散液と混合してもよい。
そして、この混合分散液中で、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び突起部用樹脂粒子を付着するように凝集して、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び突起部用樹脂粒子が付着した第2凝集粒子を形成する。
【0087】
具体的には、例えば、第1凝集粒子形成工程において、第1凝集粒子が目的とする粒径(例えば体積平均粒径が1.5μm以上、望ましくは2.5μm以上6.5μm以下)に達したときに、第1凝集粒子分散液に、第2樹脂粒子分散液と突起部用樹脂粒子分散液とを混合し、この混合分散液に対して、第1凝集粒子及び第2樹脂粒子のガラス転移温度のうち低い方のガラス転移温度以下で加熱を行う。
そして、混合分散液のpHを、例えば6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
【0088】
ここで、第2樹脂粒子分散液において、分散する第2樹脂粒子の体積平均粒径としては、突起部用樹脂粒子よりも小さく、例えば0.01μm以上1μm以下の範囲が挙げられ、0.05μm以上0.8μm以下であってもよく、0.1μm以上0.6μmであってもよいが、特に、0.3μm(300nm)未満であることがよい。
【0089】
本第2凝集粒子形成工程により、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子分散液及び突起部用樹脂粒子が付着するようにして凝集した第2凝集粒子が得られる。
【0090】
−融合・合一工程−
次に、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して、例えば、第2樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば第2樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、第2凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
【0091】
以上の工程を経て、芯部と芯部を被覆する被覆層とで構成され、被覆層に突起部用樹脂粒子が一部埋没して、当該粒子による突起部が形成されたトナー粒子(コア/シェル構造トナー粒子)が得られる。
【0092】
なお、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことが好ましい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましく用いられる。更に乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
【0093】
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダーやヘンシュルミキサー、レディーゲミキサーなどによっておこなうことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機などを使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
【0094】
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
【0095】
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア、樹脂分散型キャリア等が挙げられる。
【0096】
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。
【0097】
(画像形成装置/画像形成方法)
次に、本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上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。そして、静電荷像現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷像現像剤を適用する。
【0098】
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0099】
本実施形態に係る画像形成方法は、像保持体を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写工程と、被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する。そして、そして、静電荷像現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷像現像剤を適用する。
【0100】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0101】
図1は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0102】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーが供給可能である。
【0103】
上述した第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0104】
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ローラ2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yよって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、及び1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Yが順に配置されている。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【0105】
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
【0106】
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
【0107】
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む本実施形態に係る静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
【0108】
感光体1Y上のイエロートナー画像が1次転写へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
【0109】
また、第2のユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
【0110】
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(被転写体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に予め定められたタイミングで給紙され、2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0111】
この後、記録紙Pは定着装置(ロール状定着手段)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
【0112】
トナー画像を転写する被転写体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、被転写体の表面も可能な限り平滑であることが望ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
【0113】
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー画像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー画像が記録紙に転写される構造であってもよい。
【0114】
(プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ)
図2は、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置に対して着脱自在としたものである。
【0115】
図2で示すプロセスカートリッジ200では、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。本実施形態のプロセスカートリッジでは、感光体107のほかには、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備える。
【0116】
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、画像形成装置に脱着され、少なくとも、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用の静電荷像現像用トナーを収容するトナーカートリッジである。
【0117】
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
【実施例】
【0118】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。なお、文中、特に断りがない限り、「部」とは「質量部」、「%」とは「質量%」を意味する。
【0119】
[ポリエステル樹脂粒子(その分散液)の調整]
(ポリエステル樹脂(A1)及びポリエステル樹脂粒子分散液(a1)の調製)
加熱乾燥した二口フラスコに、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン15モル部と、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85モル部と、テレフタル酸10モル部と、フマル酸67モル部と、n−ドデセニルコハク酸3モル部と、トリメリット酸20モル部と、これらの酸成分(テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸、トリメリット酸、フマル酸の合計モル数)に対して0.05モル部のジブチル錫オキサイドと、を入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150℃乃至230℃で12時間から20時間共縮重合反応させた。その後、210℃乃至250℃で徐々に減圧して、ポリエステル樹脂(A1)を合成した。この樹脂の重量平均分子量Mwは65000、ガラス転移温度Tgは65℃であった。
【0120】
高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット:0.4mm)の乳化タンクに、得られたポリエステル樹脂3000質量部、イオン交換水10000質量部、界面活性剤ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム90質量部を投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/mにて10000回転で30分間分散させ、冷却タンクを通過させて非晶性樹脂粒子分散液(高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010 スリット0.4mm)を回収し、ポリエステル樹脂粒子分散液(a1)を得た。
【0121】
(ポリエステル樹脂(B1)及びポリエステル樹脂粒子分散液(b1)の調製)
加熱乾燥した3口フラスコに、1、9−ノナンジオール45モル部と、ドデカンジカルボン酸55モル部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.05モル部とを入れた後、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、機械攪拌にて180℃で2時間攪拌を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、ポリエステル樹脂(B1)を合成した。この樹脂の重量平均分子量Mwは25000、溶融温度Tmは73℃であった。
その後、ポリエステル樹脂分散液(A1)の作製と同じ条件にて高温・高圧乳化装置(キャビトロンCD1010、スリット:0.4mm)を用い、ポリエステル樹脂分散液(b1)を得た。
【0122】
[着色剤粒子分散液の調製]
・シアン顔料 :100質量部
(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン))
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンR) :15質量部
・イオン交換水 :900質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて約1時間分散して着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における着色剤(シアン顔料)の平均粒径は、0.13μm、着色剤粒子濃度は25質量%であった。

【0123】
[離型剤粒子分散液の調製]
・エステルワックスWEP−5(日本油脂(株)製) :50質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK) :5質量部
・イオン交換水 :200質量部
以上を110℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、平均粒径が0.21μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液(離型剤濃度:26質量%)を調製した。
【0124】
[突起用樹脂粒子分散液の調製]
(突起用樹脂粒子分散液(1)の調製)
まず、スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム7質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン28質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート(3官能の架橋剤)65質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が310nmの突起部用樹脂粒子分散液(1)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0125】
(突起用樹脂粒子分散液(2)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.8質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン79質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート14質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が396nmの突起部用樹脂粒子分散液(2)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0126】
(突起用樹脂粒子分散液(3)の調製)
スチレン19質量部、アクリル酸ブチル5質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート16部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.8質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン19質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート75質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が396nmの突起部用樹脂粒子分散液(3)[固形分濃度16質量%]を得た。
【0127】
(突起用樹脂粒子分散液(4)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム25質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン79質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート14質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が208nmの突起部用樹脂粒子分散液(4)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0128】
(突起用樹脂粒子分散液(5)の調製)
スチレン19質量部、アクリル酸ブチル5質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート16部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム25質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン19質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート75質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が209nmの突起部用樹脂粒子分散液(5)[固形分濃度16質量%]を得た。
【0129】
(突起用樹脂粒子分散液(6)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム7質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン28質量部、ジビニルベンゼン65質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が311nmの突起部用樹脂粒子分散液(6)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0130】
(突起用樹脂粒子分散液(7)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン79質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート14質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が418nmの突起部用樹脂粒子分散液(7)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0131】
(突起用樹脂粒子分散液(8)の調製)
スチレン19質量部、アクリル酸ブチル5質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート16部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン19質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート75質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が418nmの突起部用樹脂粒子分散液(8)[固形分濃度16質量%]を得た。
【0132】
(突起用樹脂粒子分散液(9)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.8質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン82質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート11質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が395nmの突起部用樹脂粒子分散液(9)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0133】
(突起用樹脂粒子分散液(10)の調製)
スチレン13質量部、アクリル酸ブチル3質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート24部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.8質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン23質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート70質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が396nmの突起部用樹脂粒子分散液(10)[固形分濃度15質量%]を得た。
【0134】
(突起用樹脂粒子分散液(11)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム25質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン82質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート11質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が210nmの突起部用樹脂粒子分散液(11)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0135】
(突起用樹脂粒子分散液(12)の調製)
スチレン13質量部、アクリル酸ブチル3質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート24部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム25質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン23質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート70質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が209nmの突起部用樹脂粒子分散液(12)[固形分濃度15質量%]を得た。
【0136】
(突起用樹脂粒子分散液(13)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム40質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン79質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート14質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が178nmの突起部用樹脂粒子分散液(13)[固形分濃度17質量%]を得た。
【0137】
(突起用樹脂粒子分散液(14)の調製)
スチレン19質量部、アクリル酸ブチル5質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート16部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム40質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン19質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート75質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が179nmの突起部用樹脂粒子分散液(14)[固形分濃度16質量%]を得た。
【0138】
(突起用樹脂粒子分散液(15)の調製)
スチレン32質量部、アクリル酸ブチル8質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、スチレン80質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した後、さらに6時間反応させた。これにより、樹脂粒子の表面に、架橋スチレン樹脂を被覆するように形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が290nmの突起部用樹脂粒子分散液(15)[固形分濃度15質量%]を得た。
【0139】
(突起用樹脂粒子分散液(16)の調製)
トリメチロールプロパントリメタクリレート40質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部、イオン交換水(DIW)560質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.8質量部添加した後、窒素雰囲気下で反応釜を75℃に昇温して12時間反応させた。これにより、樹脂粒子を形成した。
次に、トリメチロールプロパントリメタクリレート60質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、窒素雰囲気下で本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下した。さらにトリメチロールプロパントリメタクリレート60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部、イオン交換水(DIW)105質量部をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて乳化させ、過硫酸アンモニウムを0.2質量部添加した後、本乳化分散液全量を樹脂粒子が分散された分散液に3時間かけて滴下し、さらに6時間反応させた。これにより、架橋粒子を形成した。
その結果、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定された体積平均粒径D50が270nmの突起部用樹脂粒子分散液(16)[固形分濃度11質量%]を得た。
【0140】
[実施例1]
(トナー粒子の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液(a1):340質量部
・ポリエステル樹脂粒子分散液(b1):160質量部
・着色剤粒子分散液:50質量部
・離型剤粒子分散液:60質量部
・界面活性剤水溶液:10質量部
・0.3M硝酸水溶液:50質量部
・イオン交換水:500質量部
【0141】
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で42℃まで加熱し30分保持した後、、凝集粒子が形成されていることを確認した段階で、追加のポリエステル樹脂粒子分散液(a1):100質量部と突起部用樹脂粒子分散液(1)105質量部を添加後、更に30分保持した。
続いて、ニトリロ3酢酸Na塩(中部キレスト社製、キレスト70)を全液の3%となるように添加した。その後1Nの水酸化ナトリウム水溶液をpH7.2に到達するまで穏やかに添加した後、攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、3.0時間保持した。その後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥してトナー粒子1を得た。
トナー粒子1の表面には、突起用樹脂粒子による突起部が複数形成されていた。
【0142】
このときの粒子径(突起部除く)をコールターマルチサイザーにて測定したところ体積平均粒径D50は3.9μm、粒度分布係数GSDは1.22であった。
【0143】
(トナーの作製)
トナー粒子:100質量部に、シリカ粒子(ゾルゲル法により得られ、ヘキサメチルジシラザンによる表面処理量が5質量%、平均一次粒径が120nmであるシリカ粒子):3質量部及びシリカ粒子(R972(日本アエロジル社製)):1質量部を加え、5リットルヘンシェルミキサーを用い、周速30m/sで15分間ブレンドを行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナーを作製した。
【0144】
[実施例2]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(2)に代えて、添加量を134質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0145】
[実施例3]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(3)に代えて、添加量を134質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0146】
[実施例4]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(4)に代えて、添加量を71質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0147】
[実施例5]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(5)に代えて、添加量を71質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0148】
[実施例6
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(6)に代えて、添加量を105質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0149】
[比較例1]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(7)に代えて、添加量を142質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0150】
[比較例2]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(8)に代えて、添加量を142質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0151】
[比較例3]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(9)に代えて、添加量を134質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0152】
[比較例4]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(10)に代えて、添加量を134質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0153】
[比較例5]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(11)に代えて、添加量を71質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0154】
[比較例6]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(12)に代えて、添加量を71質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
[比較例7]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(13)に代えて、添加量を61質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0155】
[比較例8]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(14)に代えて、添加量を61質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0156】
[比較例9]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(15)に代えて、添加量を98質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0157】
[比較例10]
突起部用樹脂粒子分散液(1)を突起部用樹脂粒子分散液(15)に代えて、添加量を92質量部にしたこと以外は実施例1と同様にして、トナーを作製した。
【0158】
[評価]
各例で得られたトナーを用いて、現像剤を作製した後、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
【0159】
なお、現像剤の作製は、次のようにして作製した。
フェライト粒子(パウダーテック社製、平均粒径50μm)100部とメチルメタクリレート樹脂(三菱レイヨン社製、重量平均分子量95000)1.5部を、トルエン500部と共に加圧式ニーダーに入れ、常温で15分間攪拌混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温してトルエンを留去し、その後冷却し、105μmの篩を用いて分級して樹脂被覆フェライトキャリアを得た。
この樹脂被覆フェライトキャリアと、各例で得られたトナーと、をそれぞれ混合し、トナー濃度が7質量%の現像剤(二成分系静電荷像現像剤)を作製した。
【0160】
(フィルミング評価)
DocuPrintC3200(富士ゼロックス(株)製)改造機(プロセス速度を300mm/sにし、定着装置を除去しても転写までは通常と同じように作動するように改造したもの)の現像器に、得られた現像剤を充填し、用紙上のトナー量を0.15g/mとして10℃20%RH環境下において5000枚の出力を行い、その後28℃85%RH環境下において0.15g/mトナー量にて5000枚連続で印字し、フィルミングによる画像欠陥が発生したプリント枚数について百分率で数値化した。
評価基準は以下の通りである。
◎:0.5%未満
○:0.5%以上1.0%未満
△:1.0%以上5.0%未満
×:5.0%以上
【0161】
(転写維持性評価)
DocuPrintC3200改造機の現像器に、得られた現像剤を充填し、10℃20%RHの環境下、プロセス速度300mm/secの条件でソリッド画像および文字の混合チャートをそれぞれ5,000枚連続プリントを行い、感光体上表面の残留物をテープにより転写し、目視観察にて評価を行った。
評価基準は以下の通りである。
◎:転写残分が確認できない
○:転写残分があるが殆ど目立たない
△:わずかに転写残分が確認され実用上問題あり
×:転写残分が多く、実使用において重大な問題があり不適
【0162】
(低温定着性の評価)
定着装置を取り外したDocuCentreColor f450(富士ゼロックス(株)製)改造機の現像器に、得られた現像剤を充填し、未定着画像を採取した。画像条件は40mm×50mmのソリッド画像で、トナー量は1.5mg/cm、用紙はJ紙(富士ゼロックス社製)を使用した。
次に、DocuPrint C2220の定着機を定着温度が可変となるように改造して、定着温度を100℃から200℃の間で段階的に上昇させながら画像の低温定着性を評価した。
なお、低温定着性は、離型不良による画像欠損のない良好な定着画像を一定荷重の重りを用いて折り曲げ、その部分の画像欠損度合いグレード付けし、画像欠損の幅が0.3mm以下になる定着温度を最低定着温度として、低温定着性の指標とした。
基準は以下の通りである。
◎:130℃未満
○:130℃以上140℃未満
△:140℃以上150℃未満
×:150℃以上
【0163】
【表1】

【0164】
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、フィルミング、転写性維持性、低温定着性が共に、良好な結果が得られた。
【0165】
また、突起部用樹脂粒子の被覆層の架橋樹脂を形成するための架橋剤として、3官能以上の架橋剤を用いた実施例1〜5は、2官能の架橋剤を用いた実施例6に比べ、転写維持性と共に、低温定着性につき、良好な結果が得られたことがわかる。
【符号の説明】
【0166】
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ(帯電手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段の一例)
28、115 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー粒子と、
前記トナー粒子の表面から突起するように一部が前記トナー粒子に埋設された樹脂粒子であって、非架橋樹脂を含む芯部と架橋樹脂を含む被覆層とで構成され、トルエン不溶分が10質量%以上70質量%以下で、且つ体積平均粒径が200nm以上400nm以下である樹脂粒子と、
を有する静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記架橋樹脂は、3官能以上の架橋剤による樹脂の架橋物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを少なくとも含む静電荷像現像剤。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
【請求項5】
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
【請求項6】
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置
【請求項7】
像保持体を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項3に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写工程と、
前記被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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