JP5708016B2 - トナー、並びにトナー容器、現像剤、現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
そのため、低温定着性、耐固着性、及び地肌汚れに優れるトナーが求められている。
しかし、前記共重合樹脂からなるシェルはコアへの付着が十分ではないという問題がある。そこで、この提案の技術では、シェルをコアへ付着させる付着工程を96℃という高温で行うことによりシェルのコアへの付着を改善しているが、高温での付着工程は多大なエネルギーを必要とするため、省エネルギー化の観点からは望ましくないという問題がある。
<1> 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含有する芯粒子と、
該芯粒子の表面に、ビニル系樹脂微粒子により形成されるシェル層とを有するトナーであって、
前記結着樹脂が、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂、及び非晶性ポリエステル樹脂を含有し、
前記ビニル系樹脂微粒子のガラス転移温度が、60℃〜80℃であり、
前記ビニル系樹脂微粒子の構成成分が、ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物を80質量%以上、及びビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物を5質量%以上含み、かつビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含まないことを特徴とするトナーである。
<2> ビニル系樹脂微粒子の重量平均分子量が、20,000〜50,000である<1>に記載のトナーである。
<3> 芯粒子とシェル層が連続層を形成している前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 結着樹脂が、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂を更に含有する<1>から<3>のいずれかに記載のトナーである。
<5> 離型剤が、パラフィン類、合成エステル類、ポリオレフィン類、カルナウバワックス、及びライスワックスから選択される少なくともいずれかである<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> <1>から<5>のいずれかに記載のトナーが収容されていることを特徴とするトナー容器である。
<7> <1>から<5>のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤である。
<8> 像担持体に供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
現像剤を現像剤担持体表面に供給する現像剤供給手段と、
現像剤を収納する現像剤収納手段とを少なくとも有し、
前記現像剤収納手段に<7>に記載の現像剤が収容されていることを特徴とする現像装置である。
<9> 像担持体と、
該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有し、
前記現像手段が、<8>に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。
<10> 像担持体と<8>に記載の現像装置とを少なくとも有し、画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明のトナーは、芯粒子と、シェル層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の成分を有する。
前記芯粒子は、結着樹脂と、着色剤と、離型剤とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記芯粒子は、有機溶媒中に、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を溶解又は分散させた油相を水系媒体中に分散させて得られる芯粒子であることが好ましい。
前記結着樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂とを少なくとも含有し、好ましくはウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂、更に必要に応じて、その他の樹脂を含有する。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られる。
なお、本発明において結晶性ポリエステル樹脂とは、上記のごとく、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られるものを指し、ポリエステル樹脂を変性したもの、例えば、後述するポリエステルプレポリマー、及びそのポリエステルプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(即ち、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂)は、本発明においては前記結晶性ポリエステル樹脂には含めず、変性ポリエステル樹脂として扱う。
前記芯粒子が、前記結晶性ポリエステル樹脂を含有することで、前記トナーは、低温定着性に優れる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。
前記炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸としては、例えば、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸(アジピン酸)、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記酸価は、例えば、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。具体的には次のように計算することができる。即ち、予め標定された0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、水酸化カリウムエタノール溶液の消費量から次式で酸価を求めることができる。
酸価=KOH(mL数)×N×56.1/試料質量
(ただし、上記式において、Nは、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクターを示す。)
前記非晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られる。
なお、本発明において非晶性ポリエステル樹脂とは、上記のごとく、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られるものを指し、ポリエステル樹脂を変性したもの、例えば、後述するポリエステルプレポリマー、及びそのポリエステルプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(即ち、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂)は、本発明においては前記非晶性ポリエステル樹脂には含めず、変性ポリエステル樹脂として扱う。
前記ガラス転移温度は、示差走査熱量分析測定(DSC)によって測定されるガラス転移温度であり、例えば、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を用いて測定することができる。
前記ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂を用いることで、トナー中に適度な架橋構造を持たせることができる。
前記ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂(以下、「変性ポリエステル樹脂」と称することがある。)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、活性水素基含有化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂を、活性水素基含有化合物を用いて伸長反応又は架橋反応して得られる樹脂が好ましい。
前記活性水素基含有化合物は、水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂が伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂が後述するイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)である場合には、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)と伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、アミン類(B)が好適である。
前記活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基又はフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記アミン類は、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)との混合物が特に好ましい。
前記芳香族ジアミンとしては、例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。
前記脂環式ジアミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。
前記脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコール(B3)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
前記(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記(B1)から(B5)のいずれかのアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物などが挙げられる。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂(以下、「ポリエステルプレポリマー」と称することがある。)としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位を少なくとも有するポリエステル樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
これらの中でも、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基は、イソシアネート基が特に好ましい。
これらの中でも、前記ジオールは、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(例えば、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物等)が好ましい。
なお、ポリカルボン酸の代わりに、ポリカルボン酸の無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。前記低級アルキルエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなどが挙げられる。
前記イソシアヌレート類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリス−イソシアナートアルキル−イソシアヌレート、トリイソシアナートシクロアルキル−イソシアヌレートなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記使用可能な溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族溶媒(トルエン、キシレン等);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記反応停止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、又はこれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン−アクリル樹脂、ポリオール樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド184、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3などが挙げられる。
前記離型剤としては、ワックス、シリコーンオイルなどの、定着プロセスで加熱されたときに十分に粘度が低く、かつ定着部材表面に相溶又は膨潤しにくい物質を使用することが好ましく、トナーそのものの保存安定性を考えると、通常保管時にトナー中で固体として存在するワックスを用いるのがより好ましい。
前記パラフィン類としては、例えば、パラフィンワックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記合成エステル類としては、例えば、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート、ステアリン酸オクタデシルなどが挙げられる。
前記ポリオレフィン類としては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
前記天然植物系ワックスとしては、例えば、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などが挙げられる。
前記天然鉱物系ワックスとしては、例えば、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどが挙げられる。
脂肪酸アミド系合成ワックスとしては、例えば、ステアリン酸アミドなどが挙げられる。
これらの中でも、パラフィン類、合成エステル類、ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ライスワックスが好ましい。
こららは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電制御剤などが挙げられる。
前記シェル層は、ビニル系樹脂微粒子により形成される。前記シェル層は、前記芯粒子の表面に形成される。
前記ビニル系樹脂微粒子が前記芯粒子の表面に形成されているかどうかは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてトナーを観察することで確認することができる。
前記ビニル系樹脂微粒子は、ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物と、ビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物とを少なくとも含有する単量体混合物を重合させて得られるビニル系樹脂からなる。
前記ビニル系樹脂微粒子の構成成分が、前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含むと耐固着性が低下する理由は、前記ビニル系樹脂微粒子の水相における安定性が高く、前記トナーの製造の際に、前記ビニル系樹脂微粒子を前記芯粒子の表面に形成することが困難になるためと考えられる。即ち、前記ビニル系樹脂微粒子の構成成分が前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含むと、前記トナーの製造の際に、前記芯粒子を含有する油相が水系媒体中に分散した芯粒子分散液に、前記ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した樹脂微粒子分散体を投入したときに、前記ビニル系樹脂微粒子が水相から油相へ移行しにくく、その結果、前記ビニル系樹脂微粒子を前記芯粒子の表面に形成することが困難になると考えられる。また、前記ビニル系樹脂微粒子を前記芯粒子の表面に形成させても、脱離しやすい状態にあるためと考えられる。
言い換えれば、前記ビニル系樹脂微粒子の構成成分が、前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含まないことで、前記ビニル系樹脂微粒子の水相における安定性が低下し、前記トナーの製造の際に、前記ビニル系樹脂微粒子を前記芯粒子の表面に形成することが容易になると考えられる。即ち、前記ビニル系樹脂微粒子の構成成分が、前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含まないことで、前記トナーの製造の際に、前記芯粒子を含有する油相が水系媒体中に分散した芯粒子分散液に、前記ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した樹脂微粒子分散体を投入したときに、前記ビニル系樹脂微粒子が水相から油相へ移行しやすくなり、その結果、前記ビニル系樹脂微粒子を前記芯粒子の表面に形成することが容易になると考えられる。
酸価は、例えば、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。具体的には次のように計算することができる。即ち、予め標定された0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、水酸化カリウムエタノール溶液の消費量から次式で酸価を求めることができる。
酸価=KOH(mL数)×N×56.1/試料質量
(ただし、上記式において、Nは、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクターを示す。)
この際に、検出限界とは、試料量を20gとし、ビュレットにより0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液1滴を試料溶液に滴下したときに、試料溶液が指示薬により着色する状態をいう。
前記ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物における重合可能な官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニル基、イソプロペニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。
前記ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物としては、例えば、スチレン、αメチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン、4−カルボキシスチレン、又はその金属塩、4−スチレンスルホン酸、又はその金属塩、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、アリルベンゼン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、ビニルベンゾエート、フェノキシアルキレングリコールアクリレート、フェノキシアルキレングリコールメタクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールアクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールメタクリレートなどが挙げられる。
これらの中でも、入手が容易で反応性に優れ帯電性の高い点でスチレンが好ましい。
なお、ベンジルアクリレート、フェノキシアルキレングリコールアクリレートなどの、分子中に、ビニル重合性官能基、芳香族基、及びエステル結合を有する化合物は、本発明においては、ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物と、ビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物とのうち、ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物に属するものとする。
前記ビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物としては、例えば、酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ビニルメトキシアセテート、エチル−α−エトキシアクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖及び脂環式のいずれかの基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖及び脂環式のいずれかの基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー、多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記ポリ(メタ)アリロキシアルカンとしては、例えば、ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタンなどが挙げられる。
前記ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコール(分子量300)モノアクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物アクリレート、及びこれらのアクリレートをメタアクリレートに代えた化合物などが挙げられる。
前記多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、及びこれらのアクリレートをメタアクリレートに代えた化合物などが挙げられる。
前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物の酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホニル基、ホスフォニル基などが挙げられる。
前記ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物としては、例えば、カルボキシル基含有ビニル系モノマー及びその塩、スルホン酸基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル及びその塩、リン酸基含有ビニル系モノマー及びその塩などが挙げられる。
前記カルボキシル基含有ビニル系モノマー及びその塩としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル、桂皮酸、及びこれらの塩などが挙げられる。
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキルが代表的なものとして挙げられる。
なお、マレイン酸モノアルキルなどの、分子中に、ビニル重合性官能基、酸基、及びエステル結合を有する化合物は、本発明においては、ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物と、ビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物とのうち、ビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物に属するものとする。
前記重量平均分子量は、GPC(gel permeation chromatography)によって測定される分子量であり、例えば、GPC−150C(ウォーターズ社製)を用いて測定することができる。
前記ガラス転移温度は、示差走査熱量分析測定(DSC)によって測定されるガラス転移温度であり、例えば、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を用いて測定できる。
前記ビニル系樹脂微粒子の体積平均粒子径は、例えば、UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定できる。
前記ビニル系樹脂微粒子の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の(a)〜(f)などが挙げられる。
(a)単量体混合物を懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法、分散重合法などの重合反応により反応させ、ビニル系樹脂微粒子の分散液を製造する方法。
(b)あらかじめ単量体混合物を重合し、得られた樹脂を機械回転式、ジェット式などの微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによってビニル系樹脂微粒子を製造する方法。
(c)あらかじめ単量体混合物を重合し、得られた樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液を、霧状に噴霧することによりビニル系樹脂微粒子を製造する方法。
(d)あらかじめ単量体混合物を重合し、得られた樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液に溶媒を添加するか、又はあらかじめ溶媒に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することによりビニル系樹脂微粒子を析出させ、次いで、溶媒を除去してビニル系樹脂微粒子を製造する方法。
(e)あらかじめ単量体混合物を重合し、得られた樹脂を溶媒に溶解したビニル系樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱又は減圧などによって溶媒を除去する方法。
(f)あらかじめ単量体混合物を重合し、得られた樹脂を溶媒に溶解したビニル系樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
これらの中で、製造が容易であり、ビニル系樹脂微粒子を分散液として得られることから次工程への適用がスムーズに行うことができる前記(a)の方法が好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の四級アンモニウム塩型などの陽イオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤などが挙げられる。
前記無機分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが挙げられる。
ここで、「連続層を形成している」とは、芯粒子とシェル層との境界に隙間がない状態をいう。
前記連続層の形成は、有機溶媒を含有する前記芯粒子が水系媒体中に分散した芯粒子分散液に、ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した樹脂微粒子分散液を投入することにより成し得る。即ち、後述する樹脂微粒子付着工程において、芯粒子分散液中に、前記ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した樹脂微粒子分散液を投入し、芯粒子の表面に前記ビニル系樹脂微粒子からなるシェル層が形成された粒子を調製する際に、前記芯粒子表面に付着した前記ビニル系樹脂微粒子が、前記芯粒子に含まれる有機溶媒により溶解又は膨潤しつつ前記芯粒子と接着することで、前記芯粒子と前記シェル層は連続層を形成する。なお、樹脂微粒子付着工程後には、シェル層には有機溶媒が含まれているが、後述する溶媒除去工程により、シェル層から有機溶媒は除去される。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤などが挙げられる。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、油相調製工程と、分散液調製工程と、樹脂微粒子付着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、溶媒除去工程、熟成工程、洗浄工程、乾燥工程などのその他の工程を含む製造方法(いわゆる溶解懸濁法)が好ましい。
前記油相調製工程としては、有機溶媒中に、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を溶解又は分散させた油相を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記着色剤のマスターバッチ化も好適な手段の一つであり、同様の方法を前記離型剤、及び前記帯電制御剤に適用することもできる。
更に別の方法として、前記有機溶媒の沸点未満で溶融するようなものを分散するのであれば、前記有機溶媒中で、必要に応じて分散助剤を添加し、分散質とともに攪拌しながら加熱を行い一旦溶解させた後、攪拌又はせん断を付与しながら冷却を行うことによって晶析を行い、分散質の微結晶を生成させる方法を行ってもよい。
前記有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、沸点が100℃未満であることが、後の有機溶媒除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶媒中に溶解又は分散させる結着樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂である場合、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系の溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系の溶媒を用いることが、溶解性に優れる点から好ましい。これら中でも、溶媒除去性の高い酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトンが特に好ましい。
前記分散液調製工程としては、水系媒体中に前記油相を分散させ、前記油相からなる芯粒子が前記水系媒体中に分散した芯粒子分散液を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水が挙げられる。
前記水系媒体は、水単独でもよいし、水と混和可能な有機溶媒を併用してもよい。水と混和可能な有機溶媒としては、例えば、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル、ジスルホン酸塩などの陰イオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の四級アンモニウム塩型などの陽イオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤などが挙げられる。これらの中でも、溶媒を含む油滴を効率よく分散するためには、HLBが高めのジスルホン酸塩が好ましい。
前記界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記水系媒体中での濃度が、1質量%〜10質量%が好ましく、2質量%〜8質量%がより好ましく、3質量%〜7質量%が特に好ましい。前記濃度が、1質量%未満であると、油滴の分散を安定に行うことができずに油滴が粗大化してしまうことがあり、
10質量%を超えると、油滴が小さくなりすぎたり、逆ミセル構造を形成して逆に分散安定性が低下して油滴の粗大化が発生することがある。
前記樹脂微粒子付着工程としては、前記芯粒子分散液中に、前記ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した樹脂微粒子分散液を投入し、前記芯粒子の表面に前記ビニル系樹脂微粒子からなるシェル層が形成された粒子を調製する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記樹脂微粒子分散液の投入の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30秒間以上が好ましく、30秒間〜60分間がより好ましい。前記投入の時間が、30秒間未満であると、分散系が急激に変化するために凝集粒子が発生したり、ビニル系樹脂微粒子の付着が不均一になったりすることがある。前記投入の時間が、60分間を超えると、生産効率の面から好ましくはない。
前記樹脂微粒子分散液としては、前記ビニル系樹脂微粒子が水系媒体中に分散した分散液であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水が挙げられる。
前記水系媒体は、水単独でもよいし、水と混和可能な有機溶媒を併用してもよい。水と混和可能な有機溶媒としては、例えば、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
前記溶媒除去工程としては、前記樹脂微粒子付着工程により得られた前記粒子の分散液から有機溶媒を除去する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記粒子の分散液を攪拌しながら徐々に昇温して液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法、前記粒子の分散液を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧して液滴中の有機溶媒を完全に除去する方法、前記粒子の分散液を攪拌しながら減圧して有機溶媒を蒸発除去する方法などが挙げられる。後の2つの手段は、最初の手段と併用することも可能である。
前記粒子の分散液が噴霧される乾燥雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガスなどを加熱した気体が挙げられる。
前記乾燥雰囲気の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、最高沸点溶媒の沸点以上の温度が好ましい。
前記噴霧は、例えば、スプレードライヤー、ベルトドライヤー、ロータリーキルンなどを用いて行われる。これらを用いると短時間の処理で十分に目的とする品質が得られる。
前記油相が、前記活性水素基含有化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂を含有する場合は、前記活性水素基含有化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂の伸長、架橋反応を進めるために熟成工程を行うことが好ましい。
前記熟成工程としては、前記溶媒除去工程の後であって、前記洗浄工程の前に行うことが好ましい。
前記熟成工程における熟成時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10分間〜40時間が好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。
前記熟成工程における反応温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0℃〜65℃が好ましく、35℃〜50℃がより好ましい。
前記洗浄工程としては、前記溶媒除去工程に続いて、又は前記熟成工程に続いて、前記粒子を洗浄する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記の方法で得られた粒子の分散液には、トナー母体粒子のほか、界面活性剤等の分散剤といった副材料が含まれているため、前記分散液からトナー母体粒子のみを取り出すために洗浄を行う。
前記粒子の洗浄方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、遠心分離法、減圧濾過法、フィルタープレス法などが挙げられる。いずれの方法によってもトナー母体粒子のケーキ体が得られるが、一度の操作で十分に洗浄できない場合は、得られたケーキを再度水系媒体に分散させてスラリーにして上記のいずれかの方法でトナー母体粒子を取り出す工程を繰り返してもよいし、減圧濾過法又はフィルタープレス法によって洗浄を行うのであれば、水系媒体をケーキに貫通させてトナー母体粒子が抱き込んだ副材料を洗い流す方法を採ってもよい。この洗浄に用いる水系媒体は水、又は水にメタノール、エタノールなどのアルコールを混合した混合溶媒を用いるが、コストや排水処理などによる環境負荷を考えると、水を用いるのが好ましい。
前記乾燥工程としては、前記洗浄工程後に、前記トナー母体粒子を乾燥する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記洗浄工程により洗浄されたトナー母体粒子は水分を多く含んでいるため、乾燥を行い前記粒子から水分を除去することでトナー母体粒子のみを得ることができる。
前記トナー母体粒子から水分を除去する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機などの乾燥機を使用する方法が挙げられる。
水分の除去は、トナー母体粒子の水分量が1質量%未満になるまで行うのが好ましい。また、水分除去後のトナー母体粒子が軟凝集をしており使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサーなどの装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしてもよい。
本発明のトナー容器は、本発明の前記トナーが収容されているトナー容器である。
前記トナー容器としては、前記トナーが収容されているものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トナー容器本体とキャップとを有してなるものなどが好ましい。
前記トナー容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物であるトナーが排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているものなどが特に好ましい。
前記トナー容器本体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、寸法精度がよいものが好ましい。前記寸法精度のよいものとしては、樹脂が好ましい。前記樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂などが好ましい
前記トナー容器は、保存、搬送などが容易であり、取扱性に優れ、後述する本発明のプロセスカートリッジ、画像形成装置などに着脱可能に取り付けてトナーの補給に使用することができる。
本発明の現像剤は、本発明の前記トナーを少なくとも含有し、更に必要に応じて、キャリアなどその他の成分を含有する。
前記現像剤は、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50emu/g〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、マンガン−マグネシウム系材料、などが挙げられる。また、画像濃度を確保するためには、100emu/g以上の鉄粉、75emu/g〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利であることから、30emu/g〜80emu/gの銅−亜鉛系等の低磁化材料を用いることが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリハロゲン化オレフィン、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンとアクリルモノマーの共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンとフルオロ基を有さないモノマーの共重合体等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリビニル系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、などが挙げられる。
前記ポリスチレン系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、などが挙げられる。
前記ポリハロゲン化オレフィンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ塩化ビニル、などが挙げられる。
前記ポリエステル系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、などが挙げられる。
前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、浸漬塗工法、スプレー法、ハケ塗り法などを用いることができる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチルセロソルブなどが挙げられる。
前記焼き付けは、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロ波を用いる方法などが挙げられる。
本発明の現像装置は、現像剤担持体と、現像剤供給手段と、現像剤収納手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
前記現像剤担持体としては、像担持体に供給する現像剤を表面に担持する担持体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像ローラが挙げられる。
前記現像剤供給手段としては、現像剤を前記現像剤担持体表面に供給する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、供給ローラが挙げられる。
前記現像剤収納手段としては、現像剤を収納する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記現像剤収納手段には、本発明の前記現像剤が収容されている。
現像装置(4)は、現像剤担持体としての現像ローラ(4a)、現像剤供給手段としての供給ローラ(4b)、現像剤層規制手段としての規制ブレード(4c)、及び現像剤収容手段としての容器(4d)を有している。現像剤収容手段としての容器(4d)中の現像剤は、現像剤供給手段としての供給ローラ(4b)で攪拌されながら、像担持体に供給する前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ(4a)のニップ部分に運ばれる。このとき供給ローラ(4b)と現像ローラ(4a)は、ニップ部で逆方向(カウンタ回転)に回転している。更に、現像ローラ(4a)に当接するように設けられた現像剤層規制手段としての規制ブレード(4c)で現像ローラ(4a)上の現像剤量が規制され、現像ローラ(4a)上に現像剤薄層が形成される。また、現像剤は、供給ローラ(4b)と現像ローラ(4a)のニップ部と規制ブレード(4c)と現像ローラ(4a)の間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有し、好ましくはクリーニング手段を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有する。
本発明による画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、好ましくはクリーニング工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
前記像担持体(「感光体」「潜像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさなどについて特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。
ドラム状の支持体としては、直径が20mm〜150mmが好ましく、24mm〜100mmがより好ましく、28mm〜70mmが更に好ましい。前記ドラム状の支持体の直径が20mm未満であると、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に困難となることがあり、150mmを超えると、画像形成装置が大きくなってしまうことがある。特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下が好ましく、60mm以下がより好ましい。また、特開昭52−36016号公報に開示されているようなエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
前記白色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物などが挙げられ、これらの中でも、導電性支持体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンが特に好ましい。
前記樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂;アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm〜10μmが好ましく、1μm〜5μmがより好ましい。
前記静電潜像形成工程は、像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。前記静電潜像形成手段は、例えば、前記像担持体の表面を帯電させる帯電器と、前記像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
前記帯電器としては、交流成分を有する電圧を印加する電圧印加手段を有するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、本発明の前記現像装置である。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記中間転写体としては、体積抵抗値が1.0×105〜1.0×1011Ω・cmの導電性を示すものが好ましい。前記体積抵抗値が、1.0×105Ω・cm未満であると、感光体から中間転写体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、1.0×1011Ω・cmを超えると、中間転写体から紙などの記録媒体へトナー像を転写した後に、中間転写体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
中間転写体に表面層を設ける際には、上述の感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を前記定着手段を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電工程は、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング工程は、前記像担持体上に残留する前記電子写真用トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段は、転写手段より下流側かつ保護層形成手段より上流側に設けられることが好ましい。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
この画像形成装置は、記録媒体例としての複数枚の記録紙(P)を収納する給紙カセット(不図示)を備えており、給紙カセット内の記録紙(P)は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、転写手段としての転写ローラ(8)と、中間転写体(6)の間に送り出される。
この画像形成装置は、潜像担持体(1)を図2中、時計方向に回転駆動して、潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電した後、露光装置(3)により画像データで変調されたレーザーを照射して潜像担持体(1)に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された潜像担持体(1)に現像装置(4)でトナーを付着させて現像する。次に、現像装置(4)でトナー像を形成した潜像担持体(1)から中間転写体(6)に転写バイアスを付加してトナー像を中間転写体(6)上に転写し、さらに該中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に記録紙(P)を搬送することにより、記録紙(P)にトナー像を転写する。さらに、トナー像が転写された記録紙(P)を定着手段(不図示)に搬送する。
定着手段は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラと、定着ローラに所定圧力で押圧される加圧ローラとを備え、転写ローラ(8)から搬送されてきた記録紙を加熱、加圧して、記録紙上のトナー像を記録紙に定着させた後、排紙トレー(不図示)上に排出する。
一方、画像形成装置は、転写ローラ(8)でトナー像を記録紙に転写した潜像担持体(1)をさらに回転して、クリーニング部(5)で潜像担持体(1)の表面に残留するトナーを掻き落として除去した後、不図示の除電装置で除電する。画像形成装置は、除電装置で除電した潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電させた後、上記と同様に、次の画像形成を行う。
この図4において、画像形成装置は、図示しない本体筐体内に、図4中時計方向に回転駆動される潜像担持体(1)が収納されており、潜像担持体(1)の周囲に、帯電装置(2)、露光装置(3)、現像装置(4)、クリーニング部(5)、中間転写体(6)、支持ローラ(7)、転写ローラ(8)、加熱ローラ(9)、加圧ローラ(14)などが配置されている。画像形成装置は、図示しないが複数枚の記録紙を収納する給紙カセットを備えており、給紙カセット内の記録紙(P)は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に送り出され、定着手段(19)によって定着される。
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、本発明の前記現像装置とを少なくとも有し、更に必要に応じて帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有する。
本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置に着脱自在に備えさせることができ、上述した本発明の前記画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
以下では、「部」及び「%」は特にことわらない限り質量部及び質量%を示す。
以下では本件発明のトナーを一成分現像剤として用いた場合についての評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリアを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。但し、実施例1及び6を参考例に読み替える。
ビニル系樹脂微粒子の体積平均粒子径はUPA−150EX(日機装社製)を用いて測定した。
測定パラメータは以下のとおりである。
・粒子透過性:透過
・粒子屈折率:1.59
・粒子形状:真球型
・溶媒種:WATER
・モノディスパース:無効
本条件で、ローディングインデックスが1〜1.5の範囲になるようにサンプルの濃度を調整して測定した。
樹脂の分子量測定は、GPC(gel permeation chromatography)によって、以下の条件で測定した。
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
・カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
・試料:濃度0.05%〜0.6%の試料を0.1mL注入した。
以上の条件で測定した樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作製した分子量校正曲線を使用して樹脂の数平均分子量、及び重量平均分子量を算出した。検量線作製用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工社製ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580を用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
Tgを測定する装置として、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用した。まず、試料約5mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットした。そして、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置した後に、室温まで試料を冷却して10分間放置した。続いて、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱した。この加熱の際の熱量を測定しTgを求めた。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
<ビニル系樹脂微粒子1の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー190部、メトキシジエチレングリコールメタクリレート10部、及びn−オクタンチオール2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子1の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子2の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、メトキシジエチレングリコールメタクリレート30部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径108nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子2の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子3の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、メトキシジエチレングリコールメタクリレート30部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径100nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子3の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子4の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー160部、メトキシジエチレングリコールメタクリレート40部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径101nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子4の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子5の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー190部、アクリル酸n−ブチル10部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径101nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子5の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子6の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、アクリル酸n−ブチル30部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子6の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子7の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、アクリル酸n−ブチル30部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径107nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子7の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子8の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー160部、アクリル酸n−ブチル40部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径108nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子8の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子9の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、メタクリル酸メチル30部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子9の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子10の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー170部、メタクリル酸メチル30部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径109nmの白色の[ビニル系樹脂微粒10の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子11の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー160部、アクリル酸n−ブチル40部、及びn−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径111nmの白色の[ビニル系樹脂微粒11の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子12の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー150部、アクリル酸n−ブチル30部、メタクリル酸メチル20部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径111nmの白色の[ビニル系樹脂微粒12の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子13の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー195部、メタクリル酸メチル5部、及びn−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子13の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子14の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部、及びn−オクタンチオール1.4部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径104nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子14の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子15の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部、及びn−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径107nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子15の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子16の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー200部、及びn−オクタンチオール12.6部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子16の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子17の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー152部、アクリル酸n−ブチル38部、メタクリル酸10部、及びn−オクタンチオール4.2部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子17の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子18の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー124部、アクリル酸n−ブチル74部、メタクリル酸2部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子18の分散液]を得た。
<ビニル系樹脂微粒子19の分散液の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管のついた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム0.7部、及びイオン交換水498部を入れ、攪拌しながら80℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム2.6部をイオン交換水104部に溶解させたものを加え、その15分後に、スチレンモノマー168部、アクリル酸n−ブチル30部、アクリル酸2部、及びn−オクタンチオール2.0部の単量体混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分間80℃に保ち重合反応をさせた。その後、冷却して体積平均粒子径110nmの白色の[ビニル系樹脂微粒子19の分散液]を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂1の合成>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物400部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部、及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10mmHg〜18mmHgの減圧下で、7時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸20部を添加し、常圧下、180℃で軟化点が110℃になるまで反応させて、[非晶性ポリエステル樹脂1]を合成した。得られた[非晶性ポリエステル樹脂1]は、ガラス転移温度が63℃であった。
<プレポリマーの合成>
冷却管、撹拌機、及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応させた。次に、10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応させ、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2,100、重量平均分子量9,500、Tg55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価49mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、及び酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂1の合成>
アジピン酸146部、1,10−デカンジオール175部、及びジブチル錫オキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌を行った。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量16,700、数平均分子量6,500の[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。
また、[結晶性ポリエステル樹脂1]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は69℃であった。
<結晶性ポリエステル樹脂2の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2,300g、1、8−オクタンジオール2,530g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaにて2時間反応させて、重量平均分子量12,000、数平均分子量3,500の[結晶性ポリエステル樹脂2]を得た。
また、[結晶性ポリエステル樹脂2]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は80℃であった。
<マスターバッチ1の製造>
PB15−3(銅フタロシアニン、DIC社製)40部、[非晶性ポリエステル樹脂1]60部、及び水30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
<トナーの作製>
−水相調製工程−
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液95部、及び酢酸エチル98部を混合撹拌したところpH6.2となった。これに、10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpH9.5に調整し、[水相1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に、[非晶性ポリエステル樹脂1]20部、パラフィンワックス(融点72℃)12部、酢酸エチル100部、及びワックス分散剤として、スチレン・ポリエチレンポリマー(Tg=72℃、数平均分子量7,100)6部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、WAXの分散を行い、[WAX分散液1]を得た。
[非晶性ポリエステル樹脂1]100部、[結晶性ポリエステル樹脂1]7部、[マスターバッチ1]12部、[WAX分散液1]33部、及び酢酸エチル80部をTKホモミキサー(特殊機化製)で8,000rpmにて30分間混合した後、[プレポリマー1]15部を加えTKホモミキサーで8,000rpmにて2分間混合して[油相1]を得た。得られた[油相1]の固形分を測定したところ58重量%であった。
[油相1]100部を[水相1]100部に加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20℃〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000rpm〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130rpm〜350rpmの間に調整しながら10分間攪拌し、芯粒子となる油相の液滴が水相に分散された[芯粒子スラリー1]を得た。
[芯粒子スラリー1]をアンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130rpm〜350rpmの間に調整して攪拌しながら、液温が22℃の状態で、[ビニル系樹脂微粒子1]0.37部とイオン交換水1.09部を混合した[樹脂微粒子分散液1]を3分間かけて滴下した。回転数を200rpm〜450rpmの間に調整して30分間攪拌を続け、[複合粒子スラリー1]を得た。
撹拌機、及び温度計をセットした容器に、[複合粒子スラリー1]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶媒を行い、[分散スラリー1]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー1]を得た。
得られたトナーの断面写真を図7に示す。図7の断面写真から、芯粒子100とシェル層101との境界に隙間がない状態となっている、即ち、連続層が形成されていることが確認できる。
以下の評価に供した。結果を表2に示す。
−上澄み透明度−
樹脂微粒子付着工程における樹脂微粒子分散液添加10分後の[複合粒子スラリー]1.6gを、純水が11g入った遠沈管に入れて遠心分離装置(CN−1040、HSIANGTAI社製)で回転数3,000rpmで5分間回し上澄み液の透明度の評価を行った。
上澄みの透明度についての下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:白濁は無く透明
○:うっすら白濁をしているがほぼ透明
△:白濁をしており半透明
×:真っ白に白濁しており不透明
IPSiO SP C220(株式会社リコー製)のBkカートリッジにトナーを入れ、白紙をプリントアウトしたときの白紙上、及び感光体上を目視で観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:白紙上にも感光体上にもトナーの付着は見られない。
○:白紙上にはトナーの付着は見られないが、感光体を斜めにして観察するとうっすらとトナーの付着が見られる。
△:白紙を斜めにして観察するとうっすらとトナーの付着が見られる。
×:白紙に明らかにトナーの付着が見られる。
改造したIPSiO SP C220(株式会社リコー製)にトナーを入れ、株式会社リコー製タイプ6200Y目紙上に、付着量が10g/m2になるように設定して50mm角の未定着ベタ画像を印字したものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを280mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで変化させ試験を行った。定着画像を内側にして折り曲げ、再度広げた後、消しゴムで軽く擦り折り目が消えなかった最低温度を定着下限温度とし、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:定着下限温度が130℃未満
○:定着下限温度が130℃以上140℃未満
△:定着下限温度が140℃以上150℃未満
×:定着下限温度が150℃以上
IPSiO SP C220(株式会社リコー製)を用いて、白ベタ画像を2千枚出力後、規制ブレードの付着トナーを目視で観察し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:トナー付着がなく非常に良好なレベル
○:トナー付着が目立たず、画質に影響しないレベル
△:トナー付着があり、画質に影響するレベル
×:トナー付着が目立ち、画質に大きく影響するレベル
<トナーの作製>
実施例1において、ビニル系樹脂微粒子を表2に記載のビニル系樹脂微粒子に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<トナーの作製>
実施例2の油相作製工程において、[プレポリマー1]を加えなかった以外は、実施例2と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<トナーの作製>
実施例1において、ビニル系樹脂微粒子を表2に記載のビニル系樹脂微粒子に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<トナーの作製>
実施例5において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に代えた以外は、実施例5と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<トナーの作製>
実施例2において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に代えた以外は、実施例2と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<トナーの作製>
実施例7において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に代えた以外は、実施例7と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1において、ビニル系樹樹脂微粒子を添加しなかった(即ち、樹脂微粒子付着工程を行わなかった)以外は、実施例1と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
また、得られたトナーの断面写真を図8に示す。
実施例1において、ビニル系樹脂微粒子を表2に記載のビニル系樹脂微粒子に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを作製した。
得られたトナーについて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
非晶性PE樹脂:非晶性ポリエステル樹脂
結晶性PE樹脂:結晶性ポリエステル樹脂
しかし、比較例1〜12のトナーは、地汚れ、定着性、及び耐固着性の全てを満足するような結果が得られなかった。
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
4a 現像ローラ
4b 供給ローラ
4c 規制ブレード
4d 容器
4C、4M、4Y、4K 現像装置
5 クリーニング部
6 中間転写体
7 支持ローラ
8 転写ローラ
9 加熱ローラ
10 アルミ芯金
11 弾性体層
12 PFA表層
13 ヒータ
14 加圧ローラ
15 アルミ芯金
16 弾性体層
17 PFA表層
18 未定着画像
19 定着手段
40 現像ローラ
41 薄層形成部材
42 供給ローラ
100 芯粒子
101 シェル層
L 露光
P 記録紙
T 現像剤
Claims (10)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含有する芯粒子と、
該芯粒子の表面に、ビニル系樹脂微粒子により形成されるシェル層とを有するトナーであって、
前記結着樹脂が、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂、及び非晶性ポリエステル樹脂を含有し、
前記ビニル系樹脂微粒子のガラス転移温度が、60℃〜80℃であり、
前記ビニル系樹脂微粒子は単量体混合物を重合させて得られるビニル系樹脂からなり、
前記単量体混合物の構成成分が、ビニル重合性官能基を有する芳香族化合物を80質量%以上、及びビニル重合性官能基とエステル結合とを有する化合物を15質量%以上20%質量%以下含み、かつビニル重合性官能基と酸基とを有する化合物を含まないことを特徴とするトナー。 - ビニル系樹脂微粒子の重量平均分子量が、20,000〜50,000である請求項1に記載のトナー。
- 芯粒子とシェル層が連続層を形成している請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- 結着樹脂が、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂を更に含有する請求項1から3のいずれかに記載のトナー。
- 離型剤が、パラフィン類、合成エステル類、ポリオレフィン類、カルナウバワックス、及びライスワックスから選択される少なくともいずれかである請求項1から4のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1から5のいずれかに記載のトナーが収容されていることを特徴とするトナー容器。
- 請求項1から5のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
- 像担持体に供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
現像剤を現像剤担持体表面に供給する現像剤供給手段と、
現像剤を収納する現像剤収納手段とを少なくとも有し、
前記現像剤収納手段に請求項7に記載の現像剤が収容されていることを特徴とする現像装置。 - 像担持体と、
該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有し、
前記現像手段が、請求項8に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と請求項8に記載の現像装置とを少なくとも有し、画像形成装置本体と着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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