JP2016051048A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーを提供すること。【解決手段】ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂および前記非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(前記結晶性ポリエステル樹脂/前記非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下である結着樹脂と、ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種と、を含有する静電荷像現像用トナー。【選択図】なし
Description
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。
電子写真方式の画像形成装置に適用する静電荷像現像用トナーとしては、種々のものが提案されている。
例えば、特許文献1には、「少なくとも第1の重合体と第2の重合体を含有するトナーであって、第1の重合体を海とし、該第1の重合体中に結晶性を有する第2の重合体が分散する海島構造を有し」たトナーが開示されている。
例えば、特許文献1には、「少なくとも第1の重合体と第2の重合体を含有するトナーであって、第1の重合体を海とし、該第1の重合体中に結晶性を有する第2の重合体が分散する海島構造を有し」たトナーが開示されている。
本発明の課題は、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーを提供することである。
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、
ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂および前記非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(前記結晶性ポリエステル樹脂/前記非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下である結着樹脂と、
ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種と、
を含有する静電荷像現像用トナーである。
即ち、請求項1に係る発明は、
ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂および前記非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(前記結晶性ポリエステル樹脂/前記非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下である結着樹脂と、
ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種と、
を含有する静電荷像現像用トナーである。
請求項2に係る発明は、
前記ビニル樹脂単位が、スチレン(メタ)アクリル樹脂単位である請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ビニル樹脂単位が、スチレン(メタ)アクリル樹脂単位である請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項3に係る発明は、
前記ポリエステル樹脂単位が、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を多価アルコール全体に対して50モル%以上100モル%以下で含有する多価アルコールと、多価カルボン酸と、を縮重合させたポリエステル樹脂単位である請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ポリエステル樹脂単位が、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を多価アルコール全体に対して50モル%以上100モル%以下で含有する多価アルコールと、多価カルボン酸と、を縮重合させたポリエステル樹脂単位である請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項4に係る発明は、
前記ビニル樹脂単位および前記ポリエステル樹脂単位の質量比(前記ビニル樹脂単位/前記ポリエステル樹脂単位)が、10/90以上30/70以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ビニル樹脂単位および前記ポリエステル樹脂単位の質量比(前記ビニル樹脂単位/前記ポリエステル樹脂単位)が、10/90以上30/70以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項5に係る発明は、
前記ビニル樹脂粒子が、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ビニル樹脂粒子が、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項6に係る発明は、
前記ビニル樹脂粒子が、トナー全体に対して、10質量%以上20質量%以下で含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ビニル樹脂粒子が、トナー全体に対して、10質量%以上20質量%以下で含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項7に係る発明は、
前記ビニル樹脂粒子の体積平均粒径が80nm以上250nm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記ビニル樹脂粒子の体積平均粒径が80nm以上250nm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項8に係る発明は、
前記結晶性ポリエステル樹脂が、脂肪族多価カルボン酸と、脂肪族多価アルコールとを縮重合させた脂肪族ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記結晶性ポリエステル樹脂が、脂肪族多価カルボン酸と、脂肪族多価アルコールとを縮重合させた脂肪族ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーである。
請求項9に係る発明は、
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項10に係る発明は、
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
請求項11に係る発明は、
請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
請求項12に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
請求項13に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
請求項1に係る発明によれば、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含むトナーにおいて、ポリエステル樹脂として、ビニル樹脂で複合化されていない非晶性ポリエステル樹脂を用いた場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項2に係る発明によれば、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含むトナーにおいて、ポリエステル樹脂として、ビニル樹脂で複合化されていない非晶性ポリエステル樹脂を用いた場合に比較して、ビニル樹脂単位として、スチレン(メタ)アクリル樹脂単位を有する非晶性ポリエステル複合樹脂を含み、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、非晶性ポリエステル複合樹脂のポリエステル樹脂単位が、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が多価アルコール成分中に50モル%未満で含有する多価アルコールと、多価カルボン酸とを縮重合させたポリエステル単位である場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項4に係る発明によれば、ビニル樹脂単位とポリエステル樹脂単位との質量比(ビニル樹脂単位/ポリエステル樹脂単位)が10/90未満、又は30/70を超える場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項5に係る発明によれば、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含むトナーにおいて、ポリエステル樹脂として、ビニル樹脂で複合化されていない非晶性ポリエステル樹脂を用いた場合に比較して、ビニル樹脂粒子として、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子を含み、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項6に係る発明によれば、ビニル樹脂粒子がトナー中に10質量%未満で含有する場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項7に係る発明によれば、ビニル樹脂粒子の体積平均粒径が250nmを超える場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項8に係る発明によれば、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含むトナーにおいて、ポリエステル樹脂として、ビニル樹脂で複合化されていない非晶性ポリエステル樹脂を用いた場合に比較して、脂肪族多価カルボン酸として、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールとを重縮合させた結晶性ポリエステル樹脂を含み、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項9、10、11、12、又は13に係る発明によれば、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含むトナーにおいて、ポリエステル樹脂として、ビニル樹脂で複合化されていない非晶性ポリエステル樹脂を用いたトナーを適用した場合に比較して、低温定着性と耐熱性とを両立する静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、又は画像形成方法が提供される。
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。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する。)は、ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂(以下、「非晶性ポリエステル複合樹脂」と称することがある。)と、結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂と、ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種とを含有する。
そして、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の含有量は、質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)で14/86以上30/70以下の範囲である。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する。)は、ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂(以下、「非晶性ポリエステル複合樹脂」と称することがある。)と、結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂と、ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種とを含有する。
そして、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の含有量は、質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)で14/86以上30/70以下の範囲である。
本実施形態に係るトナーは、上記構成により、低温定着性と耐熱性とが両立される。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推察される。
トナー中の結着樹脂として、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含有させることで、画像形成時の低温定着性を獲得する手段が採用されている。結晶性ポリエステル樹脂を含有させることによって、ポリエステル樹脂全体のガラス転移温度が低下し、低温定着性が付与されるが、耐熱性が低下しやすくなる。耐熱性が低下すると、例えば、画像形成装置の現像手段内において、トナーに対して攪拌等の外力の作用によって、トナーの凝集体が発生しやすくなり、画像欠損等が生じやすくなる。そのため、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂と、例えば、ビニル樹脂粒子とを含有すれば、このビニル樹脂粒子が充填剤効果を発揮すると考えられ、それにより、低温定着性を有しながら、耐熱性の低下が抑制されやすくなる。
しかしながら、上記のポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子とを含有するトナーにおいて、ビニル樹脂粒子は、トナー中での分散状態が低くなり、偏在しやすくなることや、ビニル樹脂粒子自体が凝集しやくなる現象がみられる。このため、ビニル樹脂粒子を含有させた場合であっても、充填剤効果が発揮され難いことがある。これは、ポリエステル樹脂とビニル樹脂粒子との親和性が低いことに起因すると考えられる。
一方、本実施形態に係るトナーは、結着樹脂に、上記の非晶性ポリエステル複合樹脂を含むために、前述したポリエステル樹脂を用いる場合に比べて、ビニル樹脂粒子との親和性が高くなる。そして、親和性が高くなることで、ビニル樹脂粒子は、トナー中において、分散状態が高くなる。それにより、ビニル樹脂粒子による充填剤効果が発揮されやすくなり、耐熱性が高められると考えられる。上記のとおり、トナーの低温定着性と耐熱性とが両立されると考えられる。
そして、この低温定着性と耐熱性とが両立されたトナーを用いることで、例えば、画像形成装置の現像手段内において、トナーに対して攪拌等の外力の作用によるトナーの凝集体が発生し難くなると考えられ、画像欠損等が生じに難くなると考えられる。
なお、ウレタン樹脂粒子を用いた場合でも、低温定着性と耐熱性とを両立するトナーが得られる。
そして、この低温定着性と耐熱性とが両立されたトナーを用いることで、例えば、画像形成装置の現像手段内において、トナーに対して攪拌等の外力の作用によるトナーの凝集体が発生し難くなると考えられ、画像欠損等が生じに難くなると考えられる。
なお、ウレタン樹脂粒子を用いた場合でも、低温定着性と耐熱性とを両立するトナーが得られる。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
[トナー粒子]
本実施形態に係るトナーを構成するトナー粒子は、非晶性ポリエステル複合樹脂および結晶性ポリエステル樹脂を含み、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下の範囲である結着樹脂と、ビニル樹脂粒子と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤とを含んで構成される。
本実施形態に係るトナーを構成するトナー粒子は、非晶性ポリエステル複合樹脂および結晶性ポリエステル樹脂を含み、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下の範囲である結着樹脂と、ビニル樹脂粒子と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤とを含んで構成される。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
(結着樹脂)
本実施形態に係るトナーに用いる結着樹脂は、非晶性ポリエステル複合樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含有する。そして、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の含有量が質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)で14/86以上30/70以下である。低温定着性と耐熱性をより両立しやすくする観点から、16/86以上23/77以下が好ましく、18/82以上20/80以下がさらに好ましい。
本実施形態に係るトナーに用いる結着樹脂は、非晶性ポリエステル複合樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含有する。そして、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル複合樹脂の含有量が質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)で14/86以上30/70以下である。低温定着性と耐熱性をより両立しやすくする観点から、16/86以上23/77以下が好ましく、18/82以上20/80以下がさらに好ましい。
−非晶性ポリエステル複合樹脂−
本実施形態に係る非晶性ポリエステル複合樹脂は、非晶性を示しており、ビニル樹脂単位とポリエステル樹脂単位とが化学的に結合していれば、特に限定されない。例えば、ポリエステル樹脂単位の末端にビニル樹脂単位が結合されたブロック重合体の構造を有するもの;ポリエステル樹脂単位の主鎖に対し、ビニル樹脂単位による側鎖が結合されたグラフト重合体の構造を有するもの;等が挙げられる。
本実施形態に係る非晶性ポリエステル複合樹脂は、非晶性を示しており、ビニル樹脂単位とポリエステル樹脂単位とが化学的に結合していれば、特に限定されない。例えば、ポリエステル樹脂単位の末端にビニル樹脂単位が結合されたブロック重合体の構造を有するもの;ポリエステル樹脂単位の主鎖に対し、ビニル樹脂単位による側鎖が結合されたグラフト重合体の構造を有するもの;等が挙げられる。
本実施形態に係る非晶性ポリエステル複合樹脂において、低温定着性と耐熱性をより両立しやすくする観点から、ビニル樹脂単位とポリエステル樹脂単位との質量比(ビニル樹脂単位/ポリエステル樹脂単位)は、5/95以上40/60以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、10/90以上30/70以下である。10/90以上20/80以下の範囲であることが特に好ましい。
本実施形態に係る非晶性ポリエステル複合樹脂は、公知の製造方法が適用できる。例えば、(1)ポリエステル樹脂単位を形成させるためのポリエステル樹脂を予め縮重合しておき、縮重合したポリエステル樹脂の存在下で、ビニル樹脂単位を形成させるための単量体を反応させる方法(例えば、ポリエステルを縮重合させる際に、ラジカル結合性を有するモノマーを加えて、ポリエステルを縮重合後、ビニル単量体と重縮合したラジカル結合性を有するモノマーを含むポリエステルを重合させる方法);(2)ビニル樹脂単位を形成させるためのビニル樹脂を予め重合しておき、重合したビニル樹脂の存在下で、ポリエステル樹脂単位を形成させるための多価アルコール、及び多価カルボン酸を縮重合させる方法(例えば、カルボン酸またはアルコール成分を有するラジカル重合性化合物とビニル樹脂の単量体を共重合させたカルボン酸またはアルコール成分を有するビニル樹脂を、多価アルコールおよび多価カルボン酸とともに縮重合させる方法);(3)ビニル樹脂単位を形成させるためのビニル樹脂を予め重合し、ポリエステル樹脂単位を形成させるためのポリエステル樹脂を予め縮重合しておき、その後、ビニル樹脂とポリエステル樹脂を反応させる方法(例えば、ビニル樹脂の重合、及びポリエステル樹脂の縮重合の際に、反応性基を加えておいて、ビニル樹脂とポリエステル樹脂を反応させる方法)などが挙げられる。
・ビニル樹脂単位
ビニル樹脂単位を構成するビニル樹脂としては、低温定着性と耐熱性とを両立させる観点から、非晶性を示すビニル樹脂を用いるのがよい。このビニル樹脂を合成するための単量体は、特に限定されず、公知の単量体を使用して重合させればよい。
なお、ビニル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ビニル樹脂単位を構成するビニル樹脂としては、低温定着性と耐熱性とを両立させる観点から、非晶性を示すビニル樹脂を用いるのがよい。このビニル樹脂を合成するための単量体は、特に限定されず、公知の単量体を使用して重合させればよい。
なお、ビニル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
以下、ビニル樹脂単位を構成するビニル樹脂について説明する。
なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
なお、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
ビニル樹脂としては、例えば、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等のスチレン類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、トリメチロールプロパントリメタクリラート(TMPTMA)等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸等の酸類;エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミン等の塩基類;等の単量体を重合体させたビニル樹脂単位が挙げられる。
その他の単量体として、酢酸ビニルなどの単官能単量体、エチレングリコールジメタクリレート、ノナンジアクリレート、デカンジオールジアクリレートなどの二官能単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能単量体を併用してもよい。
また、ビニル樹脂は、これらの単量体を単独で用いた樹脂でもよいし、2種以上の単量体を用いた共重合体である樹脂であってもよい。
これらの中でも、ビニル樹脂としては、スチレン類と、ビニル基を有するエステル類や、酸類と、を単量体として含む共重合体が好ましい。
その他の単量体として、酢酸ビニルなどの単官能単量体、エチレングリコールジメタクリレート、ノナンジアクリレート、デカンジオールジアクリレートなどの二官能単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の多官能単量体を併用してもよい。
また、ビニル樹脂は、これらの単量体を単独で用いた樹脂でもよいし、2種以上の単量体を用いた共重合体である樹脂であってもよい。
これらの中でも、ビニル樹脂としては、スチレン類と、ビニル基を有するエステル類や、酸類と、を単量体として含む共重合体が好ましい。
スチレン類としては、単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
これらの中で、スチレン類としては、反応のしやすさ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンを用いることが特に好ましい。
これらの中で、スチレン類としては、反応のしやすさ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンを用いることが特に好ましい。
ビニル基を有するエステル類や、酸類のうち、(メタ)アクリル部位を有する単量体(以下、「(メタ)アクリル酸類」と称する)を用いることが好ましい。(メタ)アクリル酸類としては、(メタ)アクリル酸、各種の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸類は、単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、上記に挙げた単量体の他にも、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルフェニル、アクリル酸ターフェニル等が挙げられる。
さらに、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ビフェニル、(メタ)アクリル酸ジフェニルエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルフェニル、アクリル酸ターフェニル等が挙げられる。
さらに、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
本実施形態に係る非晶性ポリエステル複合樹脂のビニル樹脂単位は、樹脂の合成のしやすさの観点や、低温定着性と耐熱性とをより両立しやすくする観点で、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸類の単量体とを共重合したスチレン(メタ)アクリル樹脂単位であることが特に好ましい。また、低温定着性と耐熱性とを両立させる観点から、非晶性を示すことが好ましい。
なお、スチレン類と(メタ)アクリル酸類との質量比(スチレン類/(メタ)アクリル酸類)は、例えば、85/15以上70/30以下の範囲にあるのがよい。
なお、スチレン類と(メタ)アクリル酸類との質量比(スチレン類/(メタ)アクリル酸類)は、例えば、85/15以上70/30以下の範囲にあるのがよい。
ビニル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、40℃以上70℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ビニル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、20,000以上200,000以下が好ましく、40,000以上100,000以下がより好ましい。
ビニル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1以上10以下が好ましく、2以上6以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)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。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
ビニル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1以上10以下が好ましく、2以上6以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)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。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
ビニル樹脂の合成には、特に限定されず、公知の重合法(乳化重合法、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、ミニエマルション重合、マイクロエマルション重合等のラジカル重合法)が適用される。
・ポリエステル樹脂単位
ポリエステル樹脂単位を構成するポリエステル樹脂としては、低温定着性と耐熱性を両立させる観点から、非晶性を示すのがよい。なお、このポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ポリエステル樹脂単位を構成するポリエステル樹脂としては、低温定着性と耐熱性を両立させる観点から、非晶性を示すのがよい。なお、このポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
以下、ポリエステル樹脂単位を構成するポリエステル樹脂について、非晶性ポリエステル樹脂を例に挙げて説明する。
非晶性を示すポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性を示すポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、低温定着性をより得られやすくする観点から、多価アルコールとして、芳香族ジオールを用いた非晶性ポリエステル樹脂を使用することが好ましい。特に、多価アルコールとして、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を用いることがさらに好ましい。ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が多価アルコール全体に対して、45モル%以上100モル%以下で含む多価アルコールを用いることがより好ましい。50モル%以上100モル%以下で含む多価アルコールを用いることがさらに好ましい。60モル%以上100モル%以下が特に好ましい。
なお、多価アルコールに、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物をこの範囲で含有させると、後述する結晶性ポリエステル樹脂との親和性が高まり、低温定着性がより得られやすくなる点で好ましい。
なお、多価アルコールに、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物をこの範囲で含有させると、後述する結晶性ポリエステル樹脂との親和性が高まり、低温定着性がより得られやすくなる点で好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5,000以上100,0000以下が好ましく、7,000以上50,0000以下より好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
−結晶性ポリエステル樹脂−
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
これらの中でも、低温定着性をより得られやすくする観点から、結晶性ポリエステル樹脂としては、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールとを縮重合させた脂肪族ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。また、同様の観点から、カルボキシ基の炭素を含む炭素数4以上12以下の脂肪族多価カルボン酸と、炭素数4以上12以下の脂肪族多価アルコールとを用いることがさらに好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
(ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子)
本実施形態に係るビニル樹脂粒子は、前述した非晶性ポリエステル複合樹脂のビニル樹脂単位を形成するための単量体を重合してビニル樹脂粒子を作製すればよい。
ビニル樹脂粒子としては、低温定着性と耐熱性とをより両立しやすくする観点から、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸類の単量体とを共重合したスチレン(メタ)アクリル樹脂の樹脂粒子であることが特に好ましい。
本実施形態に係るビニル樹脂粒子は、前述した非晶性ポリエステル複合樹脂のビニル樹脂単位を形成するための単量体を重合してビニル樹脂粒子を作製すればよい。
ビニル樹脂粒子としては、低温定着性と耐熱性とをより両立しやすくする観点から、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸類の単量体とを共重合したスチレン(メタ)アクリル樹脂の樹脂粒子であることが特に好ましい。
また、ビニル樹脂粒子は架橋されていてもよい。ビニル系樹脂粒子を架橋させるには、ビニル系樹脂粒子を構成する樹脂に使用されるモノマー成分の少なくとも一部として、架橋剤を用いればよい。
架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ネオペンチルグリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1、3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等が挙げられる。
モノマー成分の少なくとも一部として架橋剤が用いられる場合、全モノマー成分に占める架橋剤の割合は、0質量%以上20質量%以下が好ましく、0質量%以上5質量%以下が特に好ましい。
架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ネオペンチルグリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1、3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等が挙げられる。
モノマー成分の少なくとも一部として架橋剤が用いられる場合、全モノマー成分に占める架橋剤の割合は、0質量%以上20質量%以下が好ましく、0質量%以上5質量%以下が特に好ましい。
ビニル樹脂粒子を構成する樹脂に使用される単量体がスチレンを含有する場合、全モノマー成分に占めるスチレンの割合は20質量%以上80質量%以下が好ましく、40質量%以上70質量%以下が更に好ましい。
ビニル樹脂粒子の体積平均粒径は、低温定着性と耐熱性とをより両立しやすくする観点から、80nm以上250nm以下が好ましく、100nm以上200nm以下がさらに好ましい。特に好ましくは、110nm以上150nm以下の範囲である。
なお、トナー粒子に含有されるビニル樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。
なお、トナー粒子に含有されるビニル樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。
ビニル樹脂粒子の含有量は、低温定着性と耐熱性とをより両立しやすくする観点からトナー全体に対して5質量%以上30質量%以下が好ましく、10質量%以上20質量%以下がさらに好ましい。特に好ましくは、10質量%以上15質量%以下である。
なお、ビニル樹脂粒子をこの範囲で含有すると、転写性の低下を抑制しやすくなる。
なお、ビニル樹脂粒子をこの範囲で含有すると、転写性の低下を抑制しやすくなる。
ビニル樹脂粒子は、乳化重合法、シード重合法、高温高圧乳化法等を経て製造されたものを用いてもよい。
例えば、ビニル樹脂粒子の製造に乳化重合法を適用する場合、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を溶解させた水中に、スチレン類、及び(メタ)アクリル酸類等の単量体を加え、さらに必要に応じてドデシル硫酸ナトリウム、ジフェニルオキサイドジスルホン酸塩類等の界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら加熱することにより重合を行い、ビニル樹脂粒子を得られる。
例えば、ビニル樹脂粒子の製造に乳化重合法を適用する場合、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を溶解させた水中に、スチレン類、及び(メタ)アクリル酸類等の単量体を加え、さらに必要に応じてドデシル硫酸ナトリウム、ジフェニルオキサイドジスルホン酸塩類等の界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら加熱することにより重合を行い、ビニル樹脂粒子を得られる。
なお、本実施形態に係るトナー中にビニル樹脂粒子が含有されているか否かは、下記方法により確認される。
まず走査型透過電子顕微鏡(STEM)観察用に作製したトナー粒子の薄片に対して、四酸化ルテニウムによる電子染色を行い、STEM観察を実施する。これにより、トナー粒子の結着樹脂に対してビニル樹脂粒子の濃度が異なる場合には、染色の程度が異なることからSTEM画像におけるコントラストが異なるためにその存在が確認される。
また、非晶性ポリエステル複合樹脂を構成するビニル樹脂単位のビニル樹脂と、ビニル樹脂粒子とは、コントラストが異なるので、両者は区別できる。
まず走査型透過電子顕微鏡(STEM)観察用に作製したトナー粒子の薄片に対して、四酸化ルテニウムによる電子染色を行い、STEM観察を実施する。これにより、トナー粒子の結着樹脂に対してビニル樹脂粒子の濃度が異なる場合には、染色の程度が異なることからSTEM画像におけるコントラストが異なるためにその存在が確認される。
また、非晶性ポリエステル複合樹脂を構成するビニル樹脂単位のビニル樹脂と、ビニル樹脂粒子とは、コントラストが異なるので、両者は区別できる。
ウレタン樹脂粒子としては、例えば、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを反応させた公知のウレタン樹脂の樹脂粒子を用いることができる。
−着色剤−
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
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。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、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。
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。
ここで、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。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
トナー粒子の形状係数SF1としては、110以上150以下が好ましく、120以上140以下がより好ましい。
なお、形状係数SF1は、下記式により求められる。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、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。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又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、以下のようにして算出される。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により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。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、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。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又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、以下のようにして算出される。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により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。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、ビニル樹脂粒子が分散されたビニル樹脂粒子分散液(又はウレタン樹脂粒子分散液)を準備する工程(ビニル樹脂粒子分散液(又はウレタン樹脂粒子分散液)準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の工程において、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液は、「樹脂粒子分散液」とし、ビニル樹脂粒子が分散されたビニル樹脂粒子分散液は、「ビニル樹脂粒子分散液」として、区別されるものである。また、以下、ビニル樹脂粒子を代表して説明する。
なお、以下の工程において、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液は、「樹脂粒子分散液」とし、ビニル樹脂粒子が分散されたビニル樹脂粒子分散液は、「ビニル樹脂粒子分散液」として、区別されるものである。また、以下、ビニル樹脂粒子を代表して説明する。
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。
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。
−樹脂粒子分散液準備工程−
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、ビニル樹脂粒子が分散されたビニル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粒子分散液を準備する。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、ビニル樹脂粒子が分散されたビニル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粒子分散液を準備する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、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。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
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。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、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。
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。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液、ビニル樹脂粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子、ビニル樹脂粒子分散液中に分散するビニル樹脂粒子についても同様である。
また、ビニル樹脂粒子分散液は、乳化重合法により調製してもよい。
また、ビニル樹脂粒子分散液は、乳化重合法により調製してもよい。
−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と共に、ビニル樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子とビニル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、樹脂粒子とビニル樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
次に、樹脂粒子分散液と共に、ビニル樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子とビニル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、樹脂粒子とビニル樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
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。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
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。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディーゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
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。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容した現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ロール22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用され、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
また、第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
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。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ロール24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。なお、この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体は記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑が好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
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。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
以下、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
[非晶性ポリエステル複合樹脂の合成]
(ビニル樹脂単位の合成)
−スチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)の合成−
スチレン306質量部、n−ブチルアクリレート94質量部、アクリル酸6質量部、及びβ−カルボキシエチルアクリレート0.2質量部の各成分を、冷却管つき反応容器中に投入して、トルエン100質量部に溶解し、ラジカル開始剤アゾイソブチロニトリル(AIBN)0.75質量部を加え、窒素気流下で70℃、16時間反応させた。その後、メタノール1リットルに再沈し、乾燥して、非晶性のスチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)を得た。
(ビニル樹脂単位の合成)
−スチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)の合成−
スチレン306質量部、n−ブチルアクリレート94質量部、アクリル酸6質量部、及びβ−カルボキシエチルアクリレート0.2質量部の各成分を、冷却管つき反応容器中に投入して、トルエン100質量部に溶解し、ラジカル開始剤アゾイソブチロニトリル(AIBN)0.75質量部を加え、窒素気流下で70℃、16時間反応させた。その後、メタノール1リットルに再沈し、乾燥して、非晶性のスチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)を得た。
(ポリエステル樹脂単位の合成)
−非晶性ポリエステル樹脂(A1)の合成−
攪拌機、温度計、コンデンサー、窒素ガス導入管を備えた反応容器中に、多価アルコール成分として、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO)45モル%、エチレングリコール(EG)30モル%、ネオペンチルアルコール(NPG)25モル%、多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)90モル%、ドデセニルコハク酸無水物(DSA)10モル%を投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、上記モノマー成分の合計量100質量部に対して、ジブチル錫オキサイド1.0質量部を投入し、窒素ガス気流下約190℃で約5時間攪拌反応させ、さらに温度を約240℃に上げて約6時間攪拌反応させた後、反応容器内を10.0mmHgまで減圧し、減圧下で約0.5時間攪拌反応させて、非晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。
−非晶性ポリエステル樹脂(A1)の合成−
攪拌機、温度計、コンデンサー、窒素ガス導入管を備えた反応容器中に、多価アルコール成分として、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO)45モル%、エチレングリコール(EG)30モル%、ネオペンチルアルコール(NPG)25モル%、多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)90モル%、ドデセニルコハク酸無水物(DSA)10モル%を投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、上記モノマー成分の合計量100質量部に対して、ジブチル錫オキサイド1.0質量部を投入し、窒素ガス気流下約190℃で約5時間攪拌反応させ、さらに温度を約240℃に上げて約6時間攪拌反応させた後、反応容器内を10.0mmHgまで減圧し、減圧下で約0.5時間攪拌反応させて、非晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。
−非晶性ポリエステル樹脂(A2)〜(A7)の合成−
多価カルボン酸、及び多価アルコールの種類と量を表1に示すように変更した以外は、非晶性ポリエステル樹脂(A1)の調製と同様にして、非晶性ポリエステル樹脂(A2)〜(A7)を調製した。
なお、表1の「BPA−EO」は、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物である。
多価カルボン酸、及び多価アルコールの種類と量を表1に示すように変更した以外は、非晶性ポリエステル樹脂(A1)の調製と同様にして、非晶性ポリエステル樹脂(A2)〜(A7)を調製した。
なお、表1の「BPA−EO」は、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物である。
(非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)の合成)
上記で得られたスチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)を20質量%、上記で得られた非晶性ポリエステル樹脂(A1)を80質量%になるように量りとり、トルエン70部に溶解した後、冷却管つき反応容器内に仕込み、窒素気流下120℃、5時間加熱混合を行って重合させ、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)を得た。
上記で得られたスチレン(メタ)アクリル樹脂(V1)を20質量%、上記で得られた非晶性ポリエステル樹脂(A1)を80質量%になるように量りとり、トルエン70部に溶解した後、冷却管つき反応容器内に仕込み、窒素気流下120℃、5時間加熱混合を行って重合させ、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)を得た。
(非晶性ポリエステル複合樹脂(HB2)〜(HB9)の合成)
非晶性ポリエステル樹脂の種類、及びスチレン(メタ)アクリル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との質量比を表2に示すように変更した以外は、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)の合成と同様にして、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB2)〜(HB9)を合成した。
なお、表2の樹脂番号(HB7)は、ビニル樹脂単位を含まない非晶性ポリエステル樹脂である。
非晶性ポリエステル樹脂の種類、及びスチレン(メタ)アクリル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との質量比を表2に示すように変更した以外は、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)の合成と同様にして、非晶性ポリエステル複合樹脂(HB2)〜(HB9)を合成した。
なお、表2の樹脂番号(HB7)は、ビニル樹脂単位を含まない非晶性ポリエステル樹脂である。
[非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液の調製]
(非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)の調製)
上記で得られた非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)3000質量部、イオン交換水10000質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90質量部を、高温、高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/m、10000rpmで30分間分散させ、冷却タンクを通過させて固形分30%、体積平均粒径D50vが115nmの非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)を得た。
(非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)の調製)
上記で得られた非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)3000質量部、イオン交換水10000質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90質量部を、高温、高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/m、10000rpmで30分間分散させ、冷却タンクを通過させて固形分30%、体積平均粒径D50vが115nmの非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)を得た。
(非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB2)〜(HB9)の調製)
非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)を上記で得られた非晶性ポリエステル複合樹脂(HB2)〜(HB9)にそれぞれ変更した以外は、非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB2)〜(HB9)を得た。
非晶性ポリエステル複合樹脂(HB1)を上記で得られた非晶性ポリエステル複合樹脂(HB2)〜(HB9)にそれぞれ変更した以外は、非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB2)〜(HB9)を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂の合成]
(結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)の合成)
攪拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器中に、多価アルコール成分として、1,6−ヘキサンジオール1モル%と、多価カルボン酸成分としてドデカン二酸1モル%とを投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、チタンテトラブトキサイドを前記モノマー成分100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌反応させた後、温度を更に210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間攪拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)の合成)
攪拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器中に、多価アルコール成分として、1,6−ヘキサンジオール1モル%と、多価カルボン酸成分としてドデカン二酸1モル%とを投入し、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。その後、触媒として、チタンテトラブトキサイドを前記モノマー成分100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌反応させた後、温度を更に210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間攪拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製]
(結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)の調製)
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ−30N)に、ポリエステル樹脂(Cr1)300質量部と、メチルエチルケトン160質量部と、イソプロピルアルコール100質量部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた。その後攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7質量部/分の速度で、合計900質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。得られた乳化液800部とイオン交換水700質量部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械社製)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分濃度が20質量%の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)の調製)
次に、コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械社製:BJ−30N)に、ポリエステル樹脂(Cr1)300質量部と、メチルエチルケトン160質量部と、イソプロピルアルコール100質量部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで攪拌混合しつつ樹脂を溶解させた。その後攪拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7質量部/分の速度で、合計900質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。得られた乳化液800部とイオン交換水700質量部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械社製)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1,100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分濃度が20質量%の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を得た。
[ビニル樹脂粒子分散液、ウレタン樹脂粒子分散液の調製]
(スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)の作製)
・スチレン(和光純薬工業社製):480質量部
・メタクリル酸メチル(和光純薬工業社製):120質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ソルベイ日華社製):6質量部
上記成分を、界面活性剤(ジフェニルオキサイドジスルホン酸ナトリウム)6質量部をイオン交換水250質量部に溶解させた分散媒体中へ添加し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)にて5000回転/分の回転速度にて5分間分散することにより、モノマー乳化液を得た。
次に、80℃温浴させた攪拌機つきの容器に、モノマー乳化液を50質量部とイオン交換水550部、界面活性剤(ジフェニルオキサイドジスルホン酸ナトリウム)1質量部を投入し、さらに重合開始剤として過硫酸アンモニウム(三菱ガス化学社製)を10質量部投入し、200rpmの攪拌と温浴を1時間10分保持した。
更に、残りのモノマー乳化液を1分あたり3質量部の割合で容器に投入し、投入終了後さらに5時間攪拌および温浴を保持することにより、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)を得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)の固形分濃度は40質量%であり、粒子の体積平均粒径は200nmであった。
(スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)の作製)
・スチレン(和光純薬工業社製):480質量部
・メタクリル酸メチル(和光純薬工業社製):120質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ソルベイ日華社製):6質量部
上記成分を、界面活性剤(ジフェニルオキサイドジスルホン酸ナトリウム)6質量部をイオン交換水250質量部に溶解させた分散媒体中へ添加し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)にて5000回転/分の回転速度にて5分間分散することにより、モノマー乳化液を得た。
次に、80℃温浴させた攪拌機つきの容器に、モノマー乳化液を50質量部とイオン交換水550部、界面活性剤(ジフェニルオキサイドジスルホン酸ナトリウム)1質量部を投入し、さらに重合開始剤として過硫酸アンモニウム(三菱ガス化学社製)を10質量部投入し、200rpmの攪拌と温浴を1時間10分保持した。
更に、残りのモノマー乳化液を1分あたり3質量部の割合で容器に投入し、投入終了後さらに5時間攪拌および温浴を保持することにより、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)を得た。
得られたスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1)の固形分濃度は40質量%であり、粒子の体積平均粒径は200nmであった。
(ポリウレタン樹脂粒子分散液(F2)の作製)
攪拌機及び加熱器を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール「旭化成PCDL−T4672」[旭化成ケミカルズ(株)製]183.8部、DMPA21.8部、水添MDI100.0部及びアセトン204.1部を窒素を導入しながら仕込んだ。その後85℃に加熱し、10時間かけてウレタン化反応を行い、プレポリマーを製造した。ウレタン化反応終了時の樹脂固形分のイソシアネート含量は0.83mmol/gであった。反応混合物を40℃に冷却後、簡易加圧反応装置内で攪拌しながらトリエチルアミン(中和剤)16.4部及び水683.6部を加えた。続いて、減圧下に65℃で8時間かけてアセトンを除去し、ポリウレタン樹脂水分散体1,000部を得た。
得られたポリウレタン樹脂粒子分散液(F2)の固形分濃度は40質量%であり、粒子の体積平均粒径は200nmであった。
攪拌機及び加熱器を備えた簡易加圧反応装置に、Mnが2,000のポリカーボネートジオール「旭化成PCDL−T4672」[旭化成ケミカルズ(株)製]183.8部、DMPA21.8部、水添MDI100.0部及びアセトン204.1部を窒素を導入しながら仕込んだ。その後85℃に加熱し、10時間かけてウレタン化反応を行い、プレポリマーを製造した。ウレタン化反応終了時の樹脂固形分のイソシアネート含量は0.83mmol/gであった。反応混合物を40℃に冷却後、簡易加圧反応装置内で攪拌しながらトリエチルアミン(中和剤)16.4部及び水683.6部を加えた。続いて、減圧下に65℃で8時間かけてアセトンを除去し、ポリウレタン樹脂水分散体1,000部を得た。
得られたポリウレタン樹脂粒子分散液(F2)の固形分濃度は40質量%であり、粒子の体積平均粒径は200nmであった。
[着色剤粒子分散液の調製]
・シアン顔料:50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):5質量部
・イオン交換水:200質量部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散した後に、アルティマイザー(対向衝突型湿式粉砕機:杉野マシン製)を用い圧力245Mpaで15分間分散処理を行い、着色剤粒子の体積平均粒径が182nmで固形分量が20質量%の着色剤粒子分散液を得た。
・シアン顔料:50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):5質量部
・イオン交換水:200質量部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散した後に、アルティマイザー(対向衝突型湿式粉砕機:杉野マシン製)を用い圧力245Mpaで15分間分散処理を行い、着色剤粒子の体積平均粒径が182nmで固形分量が20質量%の着色剤粒子分散液を得た。
[離型剤粒子分散液の調製]
・パラフィンワックス:HNP−9(日本精鑞):20質量部
・アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬):1質量部
・イオン交換水:80質量部
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、攪拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、体積平均粒径が182nmで固形分量が20質量%離型剤粒子分散液を得た。
・パラフィンワックス:HNP−9(日本精鑞):20質量部
・アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬):1質量部
・イオン交換水:80質量部
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、攪拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、体積平均粒径が182nmで固形分量が20質量%離型剤粒子分散液を得た。
<実施例1>
[トナーの作製]
(トナー粒子(1)の作製)
・非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1):100質量部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1):37.5質量部
・スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1):10質量部
・着色剤粒子分散液:10質量部
・離型剤粒子分散液:9質量部
・界面活性剤水溶液:0.1質量部
・0.3M硝酸水溶液:0.4質量部
・イオン交換水:200質量部
[トナーの作製]
(トナー粒子(1)の作製)
・非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1):100質量部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1):37.5質量部
・スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子分散液(F1):10質量部
・着色剤粒子分散液:10質量部
・離型剤粒子分散液:9質量部
・界面活性剤水溶液:0.1質量部
・0.3M硝酸水溶液:0.4質量部
・イオン交換水:200質量部
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、追加の非晶性ポリエステル複合樹脂粒子分散液(HB1)50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質量%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。
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質量%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(1)の作製)
トナー粒子(1)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分間混合を行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナー(1)を作製した。
トナー粒子(1)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分間混合を行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナー(1)を作製した。
<実施例2〜15、及び比較例1〜2>
トナー粒子中の非晶性ポリエステル複合樹脂の種類を表3に示すように変更し、さらに、トナー粒子中のビニル樹脂粒子の量を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー(2)〜(15)、及びトナー(C1)〜(C2)を作製した。
トナー粒子中の非晶性ポリエステル複合樹脂の種類を表3に示すように変更し、さらに、トナー粒子中のビニル樹脂粒子の量を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー(2)〜(15)、及びトナー(C1)〜(C2)を作製した。
[現像剤の作製]
各例で得られた各トナーを用いて、現像剤を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、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、トナー8部とキャリア92部の割合でVブレンダーにそれぞれ混合し、各現像剤を作製した。
各例で得られた各トナーを用いて、現像剤を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、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、トナー8部とキャリア92部の割合でVブレンダーにそれぞれ混合し、各現像剤を作製した。
[折り曲げ強度の評価]
各現像剤を、富士ゼロックス社製DocuCentreColor500改造機(定着温度が可変な外部定着機で定着を行うように改造したもの)に搭載した。
そして、富士ゼロックス社製カラーペーパー(J紙)に、トナー載り量13.5g/m2に調整して、ベタ画像の形成を行った。トナー画像出しした後、外部定着機を用い、ニップ幅6.5mm下、定着速度180mm/secにて定着した。
但し、定着温度を130℃と固定してトナー画像を定着し、用紙の定着画像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れ、定着画像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅を測定した。評価基準は以下のとおりである。
5:30μm以下
4:30超え60μm以下
3:60超え80μm以下
2:80超え100μm以下
1:100μm超え
各現像剤を、富士ゼロックス社製DocuCentreColor500改造機(定着温度が可変な外部定着機で定着を行うように改造したもの)に搭載した。
そして、富士ゼロックス社製カラーペーパー(J紙)に、トナー載り量13.5g/m2に調整して、ベタ画像の形成を行った。トナー画像出しした後、外部定着機を用い、ニップ幅6.5mm下、定着速度180mm/secにて定着した。
但し、定着温度を130℃と固定してトナー画像を定着し、用紙の定着画像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れ、定着画像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅を測定した。評価基準は以下のとおりである。
5:30μm以下
4:30超え60μm以下
3:60超え80μm以下
2:80超え100μm以下
1:100μm超え
[トナーの凝集性の評価]
富士ゼロックス社製DocuPrint1100CFを現像ロールの周速が可変となるよう改造したものを用い、各現像剤を搭載して評価を行った。尚、現像ロールの周速は1000mm/sとした。30℃、80%RHの環境において、上記改造機にて、画像密度1%の画像をA4換算で50万枚出力した後、全面ベタ画像をA4換算100枚分出力し、白抜け、白筋等の画質欠陥の有無を評価した。具体的には、100枚分出力したうちの白抜け、白筋等の画質欠陥が発生した枚数の割合を評価した。なお、用紙は小林クリエイト社製再生NIP用紙を用いた。評価基準は以下のとおりである。
5:10%以下
4:10%超え20%以下
3:20%超え40%以下
2:40%超え50%以下
1:50%超え
富士ゼロックス社製DocuPrint1100CFを現像ロールの周速が可変となるよう改造したものを用い、各現像剤を搭載して評価を行った。尚、現像ロールの周速は1000mm/sとした。30℃、80%RHの環境において、上記改造機にて、画像密度1%の画像をA4換算で50万枚出力した後、全面ベタ画像をA4換算100枚分出力し、白抜け、白筋等の画質欠陥の有無を評価した。具体的には、100枚分出力したうちの白抜け、白筋等の画質欠陥が発生した枚数の割合を評価した。なお、用紙は小林クリエイト社製再生NIP用紙を用いた。評価基準は以下のとおりである。
5:10%以下
4:10%超え20%以下
3:20%超え40%以下
2:40%超え50%以下
1:50%超え
[転写性の評価]
得られた現像剤を、富士ゼロックス社製DocuCentre−III 3000(直接転写方式)に搭載した。
そして、温度30℃湿度70%の環境下にて、5cm×2cmのソリッドパッチを現像させ、感光体表面の現像トナー画像を、テープ(住友スリーエム社製、商品名:透明美色、18mm幅)における表面の粘着性を利用して転写し、これを感光体の表面にトナーが目視上で確認できなくなるまで繰り返し転写されたトナーの質量(W1)を測定した。
得られた現像剤を、富士ゼロックス社製DocuCentre−III 3000(直接転写方式)に搭載した。
そして、温度30℃湿度70%の環境下にて、5cm×2cmのソリッドパッチを現像させ、感光体表面の現像トナー画像を、テープ(住友スリーエム社製、商品名:透明美色、18mm幅)における表面の粘着性を利用して転写し、これを感光体の表面にトナーが目視上で確認できなくなるまで繰り返し転写されたトナーの質量(W1)を測定した。
次に、上記と同様の条件で感光体表面に現像されたトナー像を、紙(富士ゼロックスオフィスサプライ社製、J紙)表面に転写させ、定着させる前にそのトナーをエアーにより吹き飛ばし、紙との重さの差分から、その転写画像の質量(W2)を測定した。
以下の式により初期の転写効率を求めた。なお、転写電流は13μAとした。
式:転写効率(%)=(W2/W1)×100
以下の式により初期の転写効率を求めた。なお、転写電流は13μAとした。
式:転写効率(%)=(W2/W1)×100
その後、温度30℃湿度70%の環境下にて、5cm×2cmのソリッドパッチを100,000枚形成した後に、上記初期の転写効率と同様の方法で、運転後の転写効率を求めた。評価基準は以下のとおりである。
A(○):変化なし。
B(△):10%程度変わる。
C(×):ほぼトナーが転写しない。
A(○):変化なし。
B(△):10%程度変わる。
C(×):ほぼトナーが転写しない。
なお、表3において、「HB−PES」は、非晶性ポリエステル複合樹脂、「Cr−PES」は、結晶性ポリエステル樹脂、「Cr/HB」は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル複合樹脂との質量比(結晶性ポリエステル樹脂/非晶性ポリエステル複合樹脂)、「BPA−AO」は、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、その「モル%」は、多価アルコール全体に対するモル量、「Vn/PES」は、非晶性ポリエステル複合樹脂におけるビニル樹脂単位とポリエステル樹脂単位との質量比(前記ビニル樹脂単位/前記ポリエステル樹脂単位)、「Vn単位」は、ビニル樹脂単位、及びビニル樹脂粒子の「粒径」は体積平均粒径を表す。
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、トナーの凝集体が発生しにくいことがわかる。これにより、本実施例は、比較例に比べ、低温定着性と耐熱性を両立していることがわかる。
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (13)
- ビニル樹脂単位およびポリエステル樹脂単位が化学的に結合している非晶性ポリエステル複合樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂と、を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂および前記非晶性ポリエステル複合樹脂の質量比(前記結晶性ポリエステル樹脂/前記非晶性ポリエステル複合樹脂)が14/86以上30/70以下である結着樹脂と、
ビニル樹脂粒子及びウレタン樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種と、
を含有する静電荷像現像用トナー。 - 前記ビニル樹脂単位が、スチレン(メタ)アクリル樹脂単位である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂単位が、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を多価アルコール全体に対して50モル%以上100モル%以下で含有する多価アルコールと、多価カルボン酸と、を縮重合させたポリエステル樹脂単位である請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ビニル樹脂単位および前記ポリエステル樹脂単位の質量比(前記ビニル樹脂単位/前記ポリエステル樹脂単位)が、10/90以上30/70以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ビニル樹脂粒子が、スチレン(メタ)アクリル樹脂粒子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ビニル樹脂粒子が、トナー全体に対して、10質量%以上20質量%以下で含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ビニル樹脂粒子の体積平均粒径が80nm以上250nm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂が、脂肪族多価カルボン酸と、脂肪族多価アルコールとを縮重合させた脂肪族ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項9に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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| JP2014176073A JP2016051048A (ja) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 |
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| US10754269B1 (en) | 2019-03-11 | 2020-08-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, and toner cartridge |
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| US11841678B2 (en) | 2018-02-08 | 2023-12-12 | Kao Corporation | Toner production method |
-
2014
- 2014-08-29 JP JP2014176073A patent/JP2016051048A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20200292951A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, and toner cartridge |
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