JP6485231B2 - 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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Description
即ち、請求項1に係る発明は、
ポリエステル樹脂及びスチレン(メタ)アクリル樹脂を含むトナー粒子と、
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子を含む外添剤と、を有し、
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子100質量部に対して0.05質量部以上1.0質量部以下であり、
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pと、前記トナー粒子の数平均粒径D50Tとの粒径比が、0.03≦D50P/D50T≦0.15の関係を満たし、
X線光電子分光装置(XPS)により測定される前記トナー粒子の表面に存在する樹脂成分のC1Sスペクトル強度に対する前記スチレン(メタ)アクリル樹脂のC1Sスペクトル強度が、5%以上30%以下である静電荷像現像用トナー。
前記スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量が、トナー粒子100質量部に対して5質量部以上30質量部以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子のアルキル鎖の炭素数が1以上5以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pが、200nm以上800nm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。
高温下において、保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比(前記保管後の固めかさ密度/前記保管前の固めかさ密度)が、1.03以下である請求項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。
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を含む静電荷像現像剤。
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6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6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6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。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と称することがある)は、ポリエステル樹脂及びスチレン(メタ)アクリル樹脂を含むトナー粒子と、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子を含む外添剤と、を有し、更に以下の(1)〜(3)の要件を満たす。
(1)ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.05質量部以上1.0質量部以下である。
(2)ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pと、トナー粒子の数平均粒径D50Tとの粒径比は、0.03≦D50P/D50T≦0.15の関係を満たす。
(3)X線光電子分光装置(XPS)により測定されるトナー粒子の表面(以下、「トナー粒子表面」とも称する)に存在する樹脂成分に占めるスチレン(メタ)アクリル樹脂の割合は、5%以上30%以下である。
本実施形態では、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量を上記(1)の範囲とすることで、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子がトナー粒子間に介在しやすい量となる。これにより、トナー粒子間の距離が確保されやすくなる。
更に、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pと、トナー粒子の数平均粒径D50Tとの粒径比(D50P/D50T)を上記(2)の範囲とすることで、トナー粒子に対して、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子が適度な大きさとなり、トナー粒子間に介在したときにトナー粒子間の距離が確保される。また、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の遊離が抑制されるため、トナー粒子間に介在しやすくなる。
よって、上記(1)、(2)の要件を満たすことで、トナー粒子間において、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子のスペーサ―機能が発揮される。この結果、トナー粒子間の距離が確保され、トナー粒子同士の物理的な接触が抑制される。
また、本実施形態では、トナー粒子表面に存在するスチレン(メタ)アクリル樹脂の割合を上記(3)の範囲として、スチレン(メタ)アクリル樹脂とポリエステル樹脂との両樹脂を特定の割合でトナー粒子表面に存在させる。スチレン(メタ)アクリル樹脂とポリエステル樹脂とは、SP値の違いから相溶しにくい樹脂である。このため、両樹脂はトナー粒子表面で、海部の領域(ポリエステル樹脂の領域)と島部の領域(スチレン(メタ)アクリル樹脂の領域)からなる海島構造を形成しやすい。
この海部の領域(ポリエステル樹脂の領域)には、静電的反発力を生じやすいエステル基が含まれるため、海部の領域では、ポリエステル樹脂と、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子とが静電的に反発しやすくなる。特に、高温高湿下では、エステル基の局所的な静電的反発力が生じやすいため、海部の領域における両樹脂の静電的反発力がより生じやすくなる。この静電的反発力により、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子は、トナー粒子表面に埋没しにくくなる。
一方、島部の領域(スチレン(メタ)アクリル樹脂の領域)には、スチレン(メタ)アクリル樹脂が上記(3)の割合で存在するため、海部の領域のみが存在する場合に比べ、トナー粒子表面全体としての硬度が高まる。この硬度の高まりによっても、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子は、トナー粒子表面に埋没しにくくなる。
よって、上記(3)の要件を満たすことで、トナーを高温下で長期保管しても、トナー粒子表面へのポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の埋没が抑制される。
以上のことから、本実施形態に係るトナーによれば、上記(1)〜(3)の要件を満たすことにより、高温下で長期保管しても、トナー粒子同士の物理的な接触が抑制され、かつ、外添剤であるポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の埋没が抑制されるため、トナーの自重によるパッキングが生じにくくなり、保管前後における固めかさ密度が変化しにくくなる。この結果、トナーカートリッジ内で、かつ高温下で長期保管したときに生じる画像の階調性変化が抑制されることとなる。
トナー粒子は、結着樹脂と、スチレン(メタ)アクリル樹脂と、を含む。トナー粒子は、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んでもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
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、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。
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 7121−1987「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。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
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。
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。
他の結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂(但し、スチレン(メタ)アクリル樹脂は除く)が挙げられる。
他の結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの他の結着樹脂は、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。
スチレン(メタ)アクリル樹脂は、スチレン骨格を有する単量体と(メタ)アクリル酸骨格を有する単量体とを少なくとも共重合した共重合体である。なお、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸のいずれをも含む表現である。
これらの中で、スチレン系単量体としては、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
2官能の架橋剤としては、例えば,ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、デカンジオールジアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等)、ポリエステル型ジ(メタ)アクリレート、メタクリル酸2−([1’−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル等が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、トリ(メタ)アクリレート化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等)、テトラ(メタ)アクリレート化合物(例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、オリゴエステル(メタ)アクリレート等)、2,2−ビス(4−メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルアソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。
スチレン(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は、ポリエステル樹脂の重量平均分子量と同じ方法により測定された値である。
1)スチレン系単量体としてスチレン、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)及びハロゲン置換スチレンから選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル系単量体としてアクリル酸ブチル、アクリル酸メチル及びアクリル酸エチルから選択される少なくとも1種との組合せ
2)スチレン系単量体としてスチレン及びアルキル置換スチレンから選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル系単量体としてアクリル酸ブチル及びアクリル酸エチルから選択される少なくとも1種との組合せ
3)スチレン系単量体としてスチレンと、(メタ)アクリル系単量体としてアクリル酸ブチルとの組合せ
重合開始剤としては、例えば、水溶性重合開始剤として、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル、重硫酸アンモニウム、重硫酸ナトリウム等の過酸化物類;などが挙げられる。
また、油溶性重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤;などが挙げられる。
スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量を5質量部以上とすることで、トナー粒子表面からポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子が剥がれにくくなる。更に、トナーが搬送される際に、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の脱離及び凝集体の形成が抑制される。また、スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量を30質量部以下とすることで、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子と親和性が高いスチレン(メタ)アクリル樹脂がトナー粒子表面に特定の割合で露出しやすくなり、トナーを高温保管した際に、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子がトナー粒子表面に埋没しにくくなる。
1−1)マレイン酸、テレフタル酸、フマル酸、3−ヘキセンジオイック酸及び3−オクテンジオイック酸から選択される少なくとも1種(カルボン酸成分)と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール及びグリセロールから選択される少なくとも1種(アルコール成分)とを重合性単量体として用いたポリエステル樹脂
1−2)テレフタル酸と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物から選択される少なくとも1種とを重合性単量体として用いたポリエステル樹脂
2−1)スチレンと、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸ブチルから選択される少なくとも1種(アクリル系材料)とを重合性単量体として用いたスチレン(メタ)アクリル樹脂
2−2)スチレンと、アクリル酸ブチルとを重合性単量体として用いたスチレンアクリル樹脂
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。
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。
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 7121−1987「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。
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。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子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。
トナー粒子の数平均粒径D50Tは、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pとの粒径比(D50P/D50T)を制御しやすくする観点から、3μm以上12μm以下が好ましく、3μm以上8μm以下がより好ましく、3.5μm以上7.5μm以下が更に好ましい。
トナー粒子の一次粒子100個を走査型電子顕微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)装置((株)日立製作所製:S−4100)により観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置(LUZEXIII、(株)ニレコ製)に取り込み、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から円相当径を測定する。得られた円相当径の累積頻度における50%径(D50)をトナー粒子の数平均粒径D50Tと定義する。なお、電子顕微鏡は1視野中にトナー粒子が10個以上50個以下程度写るように倍率が調整され、複数視野の観察を合わせて一次粒子の円相当径が求められる。
−ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子−
本実施形態では、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子を含む外添剤を適用する。ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂は、単量体として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも共重合した共重合体である。なお、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸のいずれをも含む表現である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、前記(メタ)アクリル酸エステルとして例示した(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。さらに、単量体として(メタ)アクリル酸を併用してもよい。
前記アルキル鎖の炭素数を上記範囲とすることで、ガラス転移温度(Tg)が低下しすぎず、高温下での保管に対する耐久性が向上する。
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量は、トナーを高温下で長期保管したときに生じる画像の階調性変化を抑制する観点から、トナー粒子100質量部に対して0.05質量部以上1.0質量部以下であり、好ましくは0.05質量部以上0.5質量部以下、より好ましくは0.08質量部以上0.2質量部以下である。
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量を0.05質量部以上とすることで、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子がトナー粒子間に介在しやすい量となる。これにより、トナー粒子間の距離が確保されやすくなる。また、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量を1.0質量部以下とすることで、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子自体の凝集が起こりにくくなる。これにより、現像中において現像部材(現像ロール)へのポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の付着が抑制され、画像上に白点が発生しにくくなる。
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pは、トナーを高温下で長期保管したときに生じる画像の階調性変化を抑制する観点から、好ましくは200nm以上800nm以下、より好ましくは250nm以上600nm以下、更に好ましくは300nm以上500nm以下である。
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pは、トナー粒子の数平均粒径D50Tと同様の方法により求める。
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pと、トナー粒子の数平均粒径D50Tとの粒径比は、トナーを高温下で長期保管したときに生じる画像の階調性変化を抑制する観点から、0.03≦D50P/D50T≦0.15の関係を満たし、好ましくは0.05≦D50P/D50T≦0.12、より好ましくは0.05≦D50P/D50T≦0.10の関係を満たす。
D50P/D50Tを0.03以上とすることで、トナー粒子に対して、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子が適度な大きさとなり、トナー粒子間に介在したときにトナー粒子間の距離が確保される。また、D50P/D50Tを0.15以下とすることで、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の遊離が抑制されると共に、トナーの帯電性が確保される。
外添剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子以外の他の外添剤を併用してもよい。
他の外添剤としては、無機粒子が挙げられる。無機粒子としては、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。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質量部である。
・保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比
本実施形態に係るトナーでは、保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比(保管後の固めかさ密度/保管前の固めかさ密度)は、トナーを高温下で長期保管したときに生じる画像の階調性変化を抑制する観点から、好ましくは1.03以下、より好ましくは1.02以下である。なお、保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比は、限りなく1に近いことが好ましい。以下、「保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比」を「固めかさ密度の変化率」とも称する。
本実施形態における保管後の固めかさ密度とは、高温下(40℃)で、トナーをトナーカートリッジ内に20時間保管した後の固めかさ密度をいう。
保管後の固めかさ密度は、以下のようにして測定した値である。
容器(直径5cm、高さ5.2cm、容量100cm3)に付属の蓋を継ぎ足す。測定対象となるトナーを前記容器に充填し、180回繰り返し容器底部に衝撃を与える(タッピング)。タッピングが終了した時点で蓋を外し、容器に山盛りになっている余分なトナーをすりきる。容器に充填されているトナーの量から、固めかさ密度[g/cm3]を算出する。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー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。
次に、樹脂粒子分散液と共に、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、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む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。
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。
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。
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。
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。
前記スチレン(メタ)アクリル樹脂の割合(露出率)を上記範囲とする場合に、例えば、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。また、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。
また、予めトナー粒子を作製した後、このトナー粒子とスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子とを混合した状態で、衝撃、圧力、剪断等の機械的な力を与える機械的処理により、トナー粒子表面にスチレン(メタ)アクリル樹脂を付着させることでスチレン(メタ)アクリル樹脂の露出量を制御できる。露出量はスチレン(メタ)アクリル樹脂粒子量により制御できる。機械的乾式処理に使用する装置としては、オングミル(ホソカワミクロン(株)製)、ハイブリタイゼイション(奈良機械製作所社製)、クリプトロン(アーステクニカ社製)、ホソカワミクロン(株)製ノビルタが特に好適に挙げられる。
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。
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、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10モル%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:40モル%
テレフタル酸:40モル%
ドデセニルコハク酸無水物:5モル%
トリメリット酸無水物:5モル%
次いで、得られたポリエステル樹脂PE1を、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)を高温高圧型に改造した分散機を用いて分散した。イオン交換水80%、ポリエステル樹脂PE1の濃度が20%の組成比で、アンモニアによりpHを8.5に調整し、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2、熱交換器による加熱140℃、の条件でキャビトロンを運転し、ポリエステル樹脂PE1の分散液(固形分20%)を得た。
セバシン酸50モル%、1,6−ヘキサンジオール50モル%、及び前記モノマー成分の合計量に対してジブチル錫オキサイドの0.3%をフラスコ内で混合し、減圧雰囲気下で240℃に加熱して6時間脱水縮合してポリエステル樹脂PE2を得た。
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(株)製:BJ−30N)に、ポリエステル樹脂PE2300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100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(溶解液調製工程)。
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部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700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(株))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。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20%になるように調製し、ポリエステル樹脂PE2の分散液を得た。
スチレン(和光純薬工業(株)製) :450部
n−ブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製) :120部
1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学(株)製):2部
ドデカンチオール(和光純薬工業(株)製) :4部
カーボンブラック(キャボット製、Regal330):250部
アニオン系界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンSC):33部(有効成分60%、着色剤に対して8%)
イオン交換水:750部
上記成分をすべて投入した際に液面の高さが容器の高さの1/3程度になる大きさのステンレス容器に、イオン交換水を280部とアニオン系界面活性剤33部とを入れ、充分に界面活性剤を溶解させた後、前記固溶体顔料すべてを投入し、攪拌機を用いて濡れていない顔料がなくなるまで攪拌するとともに、充分に脱泡させた。脱泡後に残りのイオン交換水を加え、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、5000回転で10分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡した。脱泡後、再度ホモジナイザーを用いて、6000回転で10分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡した。続けて、分散液を高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン社製、HJP30006)を用いて、圧力240MPaで分散した。分散は、トータル仕込み量と装置の処理能力とから換算して25パス相当行った。得られた分散液を72時間放置して沈殿物を除去し、イオン交換水を加えて、固形分濃度を20%に調製し、着色剤粒子分散液を得た。
ポリエチレン系ワックス(炭化水素系ワックス:商品名「ポリワックス725(ベイカーペトロライト(株)製)」): 270部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK、有効成分量:60%): 13.5部(有効成分として、離型剤に対して3.0%)
イオン交換水: 21.6部
上記成分を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザ)で、内液温度120℃にて離型剤を溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、離型剤粒子分散液を得た。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20.0%になるように調整した。
硫酸アルミニウム粉末(浅田化学工業(株)製:17%硫酸アルミニウム): 35部
イオン交換水: 2部
上記成分を容器へ投入し、30℃にて沈殿物が消失するまで攪拌混合して硫酸アルミニウム水溶液を調製した。
ポリエステル樹脂粒子PE1の分散液: 250部
ポリエステル樹脂PE2の分散液 : 25部
スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液: 70部
着色剤粒子分散液: 30部
離型剤粒子分散液: 40部
イオン交換水: 150部
アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1) : 3部
その後、反応容器に攪拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に攪拌されるように攪拌器の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて体積平均粒径を測定した。体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持し、ポリエステル樹脂粒子PE1の分散液 100部を3分間で投入した。
30分間保持した後、1%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、10℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、保持した。光学顕微鏡と走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、4時間で粒子の合一が確認されたので、冷却水にて容器を35℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナー粒子スラリーをアスピレータで減圧ろ過した。ろ紙上に残ったトナー粒子を手で細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した。引き続き、アスピレータで減圧ろ過し、ろ紙上に残ったトナー粒子を手で細かく砕いて、温度30℃でトナー粒子量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間攪拌混合した後、再度アスピレータで減圧ろ過し、ろ液の電気伝導度を測定した。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、トナー粒子を洗浄した。
洗浄されたトナー粒子を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で40時間真空乾燥して、トナー粒子(1)を得た。
得られたトナー粒子(1)の数平均粒径D50T、及びトナー粒子表面に存在する樹脂成分に占めるスチレン(メタ)アクリル樹脂の割合を既述の方法により測定した。なお、以下のトナー粒子(2)〜(12)についても同様に、数平均粒径D50T、及び前記スチレン(メタ)アクリル樹脂の割合を測定した。結果を表1に示す。
硫酸アルミニウム水溶液を25部とし、体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持するのを、体積平均粒径が11.0μmになったところで温度を保持した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(2)を得た。
硫酸アルミニウム水溶液を4部とし、体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持するのを、体積平均粒径が2.2μmになったところで温度を保持した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(3)を得た。
表1に従って、スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液の添加量を変更した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(4)〜(7)、(11)を得た。
体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持した後に添加するポリエステル樹脂粒子PE1の分散液量を50部に変更し、更に、表1に従って、スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液の添加量を変更した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(8)を得た。
<トナー粒子(9)の作製>
体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持した後に添加するポリエステル樹脂粒子PE1の分散液量を150部に変更し、更に、表1に従って、スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液の添加量を変更した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(9)を得た。
<トナー粒子(10)の作製>
体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持した後に添加するポリエステル樹脂粒子PE1の分散液量を80部に変更し、更に、表1に従って、スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液の添加量を変更した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(10)を得た。
<トナー粒子(12)の作製>
体積平均粒径が5.4μmになったところで温度を保持した後に添加するポリエステル樹脂粒子PE1の分散液量を80部に変更し、更に、表1に従って、スチレン(メタ)アクリル樹脂分散液の添加量を変更した以外はトナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(12)を得た。
単量体としてメタクリル酸メチル100部と、重合開始剤として過硫酸アンモニウム1部と、懸濁助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部とイオン交換水200部とを混合し、単量体分散溶液を得た。前記単量体分散溶液を70℃で7時間にわたって800rpmで撹拌することにより、ポリメタクリル酸メチル粒子が水中に分散した懸濁液を得た。
得られた懸濁液の一部を乾燥し、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)の数平均粒子径D50Pを既述の方法により測定した。以下のポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子(AC2)〜(AC9)についても同様に、数平均粒子径D50Pを測定した。結果を表2に示す。
撹拌回転数を1200rpmに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC2)を得た。
撹拌回転数を300rpmに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC3)を得た。
単量体としてメタクリル酸メチルをメタクリル酸n−ヘキシルに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸n−ヘキシル粒子(AC4)を得た。
単量体としてメタクリル酸メチルをメタクリル酸n−プロピルに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸n−プロピル粒子(AC5)を得た。
撹拌回転数を600rpmに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC6)を得た。
撹拌回転数を1050rpmに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC7)を得た。
撹拌回転数を540rpmに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸メチル粒子(AC8)を得た。
単量体としてメタクリル酸メチルをメタクリル酸n−ペンチルに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(AC1)と同様にして、ポリメタクリル酸n−ペンチル粒子(AC9)を得た。
<トナー1の作製>
トナー粒子(1): 100部
ポリメタクリル酸メチル粒子(AC1): 0.12部
シリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名RY50、体積平均粒径0.04μm):3部
上記組成をヘンシェルミキサーにより周速20m/sで15分間の混合を行い、実施例1のトナー1を得た。
表3に従って、トナー粒子種、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子種及びその含有量を変更した以外は実施例1のトナー1と同様にして、実施例2〜17のトナー2〜17、比較例1〜6のトナーC1〜C6を得た。
上記各例で作製したトナーを用い、固めかさ密度の変化率、及び階調性変化の評価を行った。
上記各例で作製したトナー(以下、保管前のトナーと称する)について、既述の方法により、固めかさ密度(以下、保管前の固めかさ密度と称する)を測定した。
その後、各トナーをトナーカートリッジにそれぞれ充填し、トナーカートリッジ内で40℃で20時間保管した。以下、保管した後のトナーを保管後のトナーと称する。
保管後のトナーについて、保管前のトナーと同様の方法により、固めかさ密度(以下、保管後の固めかさ密度と称する)を測定した。
保管前の固めかさ密度及び保管後の固めかさ密度から、下記式により固めかさ密度の変化率を算出した。結果を表3に示す。
式:固めかさ密度の変化率=保管後の固めかさ密度/保管前の固めかさ密度
まず、以下の方法により、キャリア及び現像剤を作製した後、以下の方法により、保管前の階調性評価及び保管後の階調性評価を行った。
スチレン−メチルメタクリレート共重合体(質量比:70/30): 5部
トルエン: 15部
カーボンブラック(キャボット製、Regal330): 1部
上記成分を混合し、10分間スターラーで撹拌させて被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆液とフェライト粒子(体積平均粒径:40μm)100部とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアを作製した。
各例における保管前のトナー8部と、キャリア92部とをそれぞれVブレンダーにて混合し、各例で用いる現像剤をそれぞれ作製した。
各例における保管前のトナーが充填されたトナーカートリッジを画像形成装置(DocuPrint P450d:富士ゼロックス社製)にそれぞれ装着し、前記において作製した現像剤を上記画像形成装置の現像装置内にそれぞれ充填した。
この画像形成装置を用いて、室温環境下(20℃)で、トナーカートリッジから現像装置内に保管前のトナーを供給しながら、画像密度50%のハーフトーン画像をA4紙に5枚連続出力し、3枚目の画像について、画像濃度を測定した。
得られた画像濃度と、狙い画像密度50%のハーフトーン画像の濃度(狙い画像濃度)との差から、保管前の階調性を評価した。結果を表3に示す。
評価基準は以下の通りである。なお、画像濃度及び狙い画像濃度は、反射濃度計X−Rite938(X−Rite社製)を用いて測定した。
−評価基準−
G1:Δ画像濃度(SAD)≦0.1
G2:0.1<Δ画像濃度(SAD)≦0.2
G3:0.2<Δ画像濃度(SAD)≦0.3
G4:0.3<Δ画像濃度(SAD)≦0.4
G5:0.4<Δ画像濃度(SAD)
各例における保管後のトナーが充填されたトナーカートリッジを上記画像形成装置のトナーカートリッジ内にそれぞれ装着し、前記において作製した現像剤を上記画像形成装置の現像装置内にそれぞれ充填した以外は、保管前の階調性評価と同様の方法で保管後の階調性を評価した。結果を表3に示す。
また、スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量が、トナー粒子100質量部に対して、5質量部以上30質量部以下のトナー粒子(1)、(4)、(5)を用いた実施例1、6、14は、前記含有量が5質量部未満又は30質量部を超えるトナー粒子(6)〜(8)、(11)を用いた実施例11、12、15、17に比べ、保管後のΔ画像濃度がより小さくなる傾向がみられることがわかる。
また、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子のアルキル鎖の炭素数が、1以上5以下である前記樹脂粒子(AC1)、(AC5)、(AC9)を用いた実施例1、4、10は、アルキル鎖の炭素数が5を超える前記樹脂粒子(AC4)を用いた実施例13に比べ、保管後のΔ画像濃度がより小さいことがわかる。
更に、本実施例は、比較例に比べ、固めかさ密度の変化率が1に近いことがわかる。
比較例2に関しては固めかさ密度の変化率が1に近いが、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の添加量が多いため、前記樹脂粒子が凝集体を形成しており、黒点などの明らかな画像欠陥が発生していることがわかった。
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 (10)
- ポリエステル樹脂及びスチレン(メタ)アクリル樹脂を含むトナー粒子と、
ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子を含む外添剤と、を有し、
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の含有量が、前記トナー粒子100質量部に対して0.05質量部以上1.0質量部以下であり、
前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pと、前記トナー粒子の数平均粒径D50Tとの粒径比が、0.03≦D50P/D50T≦0.15の関係を満たし、
X線光電子分光装置(XPS)により測定される前記トナー粒子の表面に存在する樹脂成分のC1Sスペクトル強度に対する前記スチレン(メタ)アクリル樹脂のC1Sスペクトル強度が、5%以上30%以下である静電荷像現像用トナー。 - 前記スチレン(メタ)アクリル樹脂の含有量が、前記トナー粒子100質量部に対して5質量部以上30質量部以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子のアルキル鎖の炭素数が1以上5以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂粒子の数平均粒径D50Pが、200nm以上800nm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。
- 保管後の固めかさ密度と保管前の固めかさ密度との比(前記保管後の固めかさ密度/前記保管前の固めかさ密度)が、1.03以下である請求項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。
- 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を含む静電荷像現像剤。
- 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6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6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6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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