JP2022147741A - 静電荷像現像用トナーの製造方法、及び、静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
Description
<1> 分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程とを含み、前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%以上5質量%以下の水溶液を、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍以上0.1倍以下となる流量q(L/min)で添加する静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記凝集工程における分散液が、樹脂粒子分散液、及び、離型剤粒子分散液を少なくとも混合してなる<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記凝集工程における分散液が、前記樹脂粒子分散液及び前記離型剤粒子分散液に加え、更に着色粒子分散液を少なくとも混合してなる<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記樹脂粒子分散液、前記離型剤粒子分散液、又は、前記着色粒子分散液のうち、少なくとも1つの分散液のゼータ電位が、-50mV以下である<3>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記樹脂粒子分散液のゼータ電位、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位、及び、前記着色粒子分散液のゼータ電位における最大値-最小値の値が、50mV以下である<3>又は<4>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記樹脂粒子が、ポリエステル樹脂粒子を含む<1>乃至<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記凝集剤として、3価以上の金属イオンの塩化合物を含む<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記凝集剤として、3価のアルミニウム塩化合物を含む<7>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> 前記凝集剤の総添加量が、得られるトナー粒子の全質量に対し、0.1質量%以上2.0質量%以下である<1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<10> 前記撹拌槽への前記分散液の戻しを、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向下側にて行う<1>乃至<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<11> <1>乃至<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
<4>に係る発明によれば、使用する樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、又は、着色粒子分散液のゼータ電位がいずれも、-50mV超である場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記樹脂粒子分散液のゼータ電位、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位、及び、前記着色粒子分散液のゼータ電位における最大値-最小値の値が、50mV超である場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記樹脂粒子が、スチレンアクリル樹脂粒子である場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記凝集剤として、2価の金属イオンの塩化合物のみを用いる場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記凝集剤として、アルミニウム塩化合物以外の3価以上の金属イオンの塩化合物のみを用いる場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<9>に係る発明によれば、前記凝集剤の総添加量が、得られるトナー粒子の全質量に対し、0.1質量%未満又は2.0質量%超である場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<10>に係る発明によれば、前記撹拌槽への前記分散液の戻しを、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向上側にて行う場合に比べ、得られる画像の画像濃度ムラ抑制性により優れる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<11>に係る発明によれば、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程とを含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%未満若しくは5質量%超の水溶液を添加するか、又は、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍未満若しくは0.1倍超となる流量q[L/min]で添加する場合に比べ、得られる画像における画像濃度ムラ抑制性に優れる静電荷像現像用トナーが提供される。
なお、段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
また、数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程とを含み、前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%以上5質量%以下の水溶液を、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍以上0.1倍以下となる流量q(L/min)で添加する。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーである。
湿式製法は、粉砕製法と比較して精密にトナー構造制御するだけでなく、トナーの粒度分布や形状分布を狭くすることができる。しかし、原材料分散液に凝集剤を混合した際に、凝集剤が速やかに均一分散されないことで凝集剤が偏在したトナーが形成され、溶融ムラによる画像濃度ムラが発生する場合があった。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法では、前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%以上5質量%水溶液を、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍以上0.1倍以下となる流量q(L/min)で添加することにより、凝集剤添加時に、凝集剤を分散液全体にほぼ均一に混合するため、低濃度かつ低pHの状態で行う(高pHで添加すると凝集剤が中和され、凝集力が低下する)ことができ、また、凝集剤の添加方法として、分散しながら行うことで、凝集剤の濃度がより均一化し、得られるトナーを用い画像形成を行った際に得られる画像の濃度差を抑制できると推定している。
以下、前述した以外の各工程の詳細について、説明する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程を含み、前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%以上5質量%以下の水溶液を、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍以上0.1倍以下となる流量q(L/min)で添加する。
前記分散液の調製方法としては、特に制限はないが、樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合することに好適に調製することができ、前記樹脂粒子分散液及び前記離型剤粒子分散液に加え、更に着色粒子分散液を混合することにより好適に調製することができる。
そして、前記分散液中で、少なくとも樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を含む分散液を作製する。
前記凝集工程においては、例えば、前記分散液を前記撹拌槽で撹拌下、室温(例えば25℃)において、前記撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させ、前記分散液の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、前記加熱を行ってもよい。
中でも、画像濃度ムラ抑制性の観点から、凝集剤として、3価以上の金属イオンの塩化合物を含むことが好ましく、3価のアルミニウム塩化合物を含むことがより好ましい。
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。
前記凝集工程における前記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。
前記循環部においては、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記分散液を前記撹拌槽へ戻す送液口を、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向下側に接続されていることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記凝集工程における前記撹拌槽への前記分散液の戻しを、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向下側にて行うことが好ましい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記凝集工程における前記撹拌槽からの前記分散液の抜き取りを、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向下側にて行うことが好ましい。
更に、前記撹拌槽から前記分散液を抜き取る抜き取り口は、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記分散液を前記撹拌槽へ戻す送液口よりも前記撹拌槽の重力方向下側に接続されていることが好ましい。
凝集剤添加位置(凝集剤水溶液が、樹脂粒子を含む分散液に添加される場所)から前記分散機入口までの配管長は、前記分散機に接続される配管の内径をDとしたとき、100D以内であることが好ましく、50D以内であることがより好ましい。
上記分散機としては、特に制限はないが、キャビトロン分散機が好ましく挙げられる。
更に、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記凝集工程における前記撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部の抜き取りを、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、連続的に行うことが好ましい。
前記q/Qの値としては、凝集剤の分散性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、0.02以上0.09以下であることが好ましく、0.04以上0.08以下であることがより好ましく、0.05以上0.07以下であることが特に好ましい。
また、前記凝集工程における前記分散液の調製に用いられる前記樹脂粒子分散液のゼータ電位、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位、及び、前記着色粒子分散液のゼータ電位における最大値-最小値の値は、画像濃度ムラ抑制性の観点から、50mV以下であることが好ましく、40mV以下であることがより好ましく、0mV以上35mV以下であることが特に好ましい。
更に、前記樹脂粒子分散液のゼータ電位、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位、及び、前記着色粒子分散液のゼータ電位のうち、画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位が最も低いことが好ましい。
前記離型剤粒子分散液のゼータ電位は、画像濃度ムラ抑制性の観点から、-100mV以上-20mV以下であることが好ましく、-90mV以上-30mV以下であることがより好ましく、-80mV以上-50mV以下であることが特に好ましい。
前記着色剤粒子分散液のゼータ電位は、画像濃度ムラ抑制性の観点から、-70mV以上-20mV以下であることが好ましく、-60mV以上-25mV以下であることがより好ましく、-50mV以上-30mV以下であることが特に好ましい。
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、第四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。
前記分散液中に分散する凝集前の離型剤粒子の体積平均粒径としては、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以下が更に好ましい。
なお、樹脂粒子及び離型剤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、(株)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。
また、前記凝集工程における前記樹脂粒子は、非晶性樹脂粒子を含むことが好ましく、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含むことがより好ましい。
また、前記分散液は、上述したように、トナー粒子に用いられる着色剤粒子等を更に含んでいてもよい。
着色剤粒子の好ましい体積平均粒径は、前記樹脂粒子の好ましい体積平均粒径と同様である。
また、前記凝集の停止は、例えば、pHを上げる等、公知の方法により停止すればよい。pHの上げる手段としては、塩基性化合物を添加する手段が好適に挙げられる。塩基性化合物としては、pH調整工程において後述する塩基性化合物が好適に挙げられる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程を含む。
前記融合工程においては、前記凝集粒子が分散された分散液を、例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば、前記樹脂粒子のガラス転移温度より30℃から50℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、融合粒子を形成する。
前記凝集工程において、離型剤粒子を凝集させる場合、融合工程では、前記樹脂粒子のガラス転移温度以上、離型剤の融解温度以上では、樹脂及び離型剤が融和した状態にある。その後、冷却してトナー粒子を得る。
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、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
外添方法としては、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディ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、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂粒子分散液を準備する樹脂粒子分散液準備工程を含むことが好ましい。
樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液を準備する工程、及び、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する工程を含むことが好ましい。
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。
トナー粒子は、結着樹脂、及び、離型剤、並びに、必要に応じ、他の成分を含み、結着樹脂、離型剤、及び、着色剤を含むことが好ましい。
結着樹脂は、非晶性樹脂を含有することが好ましく、画像強度、及び、得られる画像における濃度ムラ抑制の観点から、非晶性樹脂、及び、結晶性樹脂を含有することがより好ましい。すなわち、前記第一凝集工程においては、前記樹脂粒子として、非晶性樹脂粒子、及び、結晶性樹脂粒子を含有することがより好ましい。
一方、結晶性樹脂とは、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ものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂、又は明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
非晶性樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の非晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ビニル樹脂(特にスチレンアクリル樹脂)が好ましく、非晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
なお、非晶性樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と、スチレンアクリル樹脂とを併用することも好ましい態様である。
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。
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)と(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル基を有する単量体、好ましくは(メタ)アクリロキシ基を有する単量体)とを少なくとも共重合した共重合体である。スチレンアクリル樹脂は、例えば、スチレン類の単量体と(メタ)アクリル酸エステル類の単量体との共重合体を含む。
なお、スチレンアクリル樹脂におけるアクリル樹脂部分は、アクリル系単量体及びメタクリル系単量体のいずれか、又は、その両方を重合してなる部分構造である。また、「(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。
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。
なお、(メタ)アクリル系単量体のうち、これらの(メタ)アクリルエステルの中でも、定着性の点から、炭素数2以上14以下(好ましくは炭素数2以上10以下、より好ましくは3以上8以下)のアルキル基を持つ(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸n-ブチルが特に好ましい。
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、ペンタエリスリトールテトラ(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。
中でも、架橋性単量体としては、画像濃度低下の発生が抑制されるとともに、画像濃度ムラの発生が抑制される、及び、定着性の観点から、2官能以上の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、2官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましく、炭素数6以上20以下のアルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が更に好ましく、炭素数6以上20以下の直鎖アルキレン基を有する2官能(メタ)アクリレート化合物が特に好ましい。
非晶性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 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。
非晶性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。
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル樹脂(例えば、ポリアルキレン樹脂、長鎖アルキル(メタ)アクリレート樹脂等)等の公知の結晶性樹脂が挙げられる。これらの中でも、得られる画像における濃度ムラ抑制及び白抜け抑制の観点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
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、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の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。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、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。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,6-ヘキサンジカルボン酸(慣用名スベリン酸)、1,7-ヘプタンジカルボン酸(慣用名アゼライン酸)、1,8-オクタンジカルボン酸(慣用名セバシン酸)、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が挙げられ、中でも、1,6-ヘキサンジカルボン酸、1,7-ヘプタンジカルボン酸、1,8-オクタンジカルボン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸が好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
α,ω-直鎖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、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール等が挙げられ、中でも、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-デカンジオールが好ましい。
α,ω-直鎖脂肪族ジオールは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、例えば、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が挙げられる。
ほかに結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、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。
前記凝集工程において、前記分散液は、離型剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
エステルワックスとしては、高級脂肪酸(炭素数10以上の脂肪酸等)と1価又は多価の脂肪族アルコール(炭素数8以上の脂肪族アルコール等)とのエステル化合物で、融解温度60℃以上110℃以下(好ましくは、65℃以上100℃以下、より好ましくは70℃以上95℃以下)のエステル化合物が挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、高級脂肪酸(カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸等)と、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の1価アルコール;グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール)とのエステル化合物が挙げられ、具体的には、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、ホホバ油、木ろう、蜜ろう、イボタワックス、ラノリン、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
離型剤の融解温度は、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。
前記凝集工程において、前記分散液は、着色剤粒子を更に含むことが好ましい。
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。
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(コアシェル型粒子)であってもよい。コアシェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等を含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されている。
中でも、トナー粒子は、低温定着性、及び、色筋発生抑制性の観点から、コアシェル型粒子であることが好ましい。
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質量%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について、各々の粒径を測定する。サンプリングする粒子数は50,000個である。
測定された粒径について、小径側から体積基準の累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、必要に応じて、外添剤を含んでいてもよい。
また、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造されたトナーは、外添剤を有しないトナー粒子であっても、トナー粒子に外添剤が外添したものであってもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。前記無機粒子として、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。
疎水化処理剤の量としては、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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、本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された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。
中でも、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画像形成装置が好適に挙げられる。また、クリーニング手段としては、クリーニングブレードが好ましい。
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更に向上させるには、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。
・テレフタル酸:690部
・フマル酸:310部
・エチレングリコール:400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応槽に上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1,000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量96,000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(A)を得た。
・テレフタル酸:690部
・トリメリット酸:310部
・エチレングリコール:400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えたフラスコに上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1,000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量127,000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(B)を得た。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた槽に、酢酸エチル550部及び2-ブタノール250部を入れ混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂(A)1,000部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間撹拌した。次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を撹拌しながらイオン交換水4,000部を滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、減圧下で溶剤を除去して体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)を得た。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A1)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
非晶性ポリエステル樹脂(A)1,000部を非晶性ポリエステル樹脂(B)1,000部に変更する以外は、非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1)と同様の方法で、体積平均粒径80nm、固形分量20%の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)を得た。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B1)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
・1,10-デカンジカルボン酸:2,600部
・1,6-ヘキサンジオール:1,670部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):3部
加熱乾燥した反応槽に上記の材料を入れ、反応槽内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12,600、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂900部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)18部とイオン交換水2,100部とを混合し、120℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(D1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(D1)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
・スチレン:3,750部
・n-ブチルアクリレート:250部
・アクリル酸:20部
・ドデカンチオール:240部
・四臭化炭素:40部
上記の材料を混合して溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業(株)製、ノニポール400)60部及びアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)100部をイオン交換水5,500部に溶解した界面活性剤溶液に、反応槽内で分散及び乳化した。次いで、反応槽内を撹拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム40部をイオン交換水500部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、反応槽内を撹拌しながら内容物が70℃になるまで加熱し、70℃に5時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1)を得た。
スチレンアクリル樹脂分散液(S1)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、融解温度92℃):1,000部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製):10部
・イオン交換水:3,500部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、離型剤粒子分散液(W1)とした。
離型剤粒子分散液(W1)のゼータ電位を測定したところ、-70mVであった。
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal330):500部
・イオン系界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):50部
・イオン交換水:1,930部
上記成分を混合し、アルティマイザ((株)スギノマシン製)により240MPaで10分処理し、クロ着色粒子分散液(K1)(固形分濃度:20%)を調製した。
クロ着色粒子分散液(K1)のゼータ電位を測定したところ、-30mVであった。
〔トナー粒子の作製〕
・イオン交換水:3,500部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(A1):2,630部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(B1):2,630部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液(D1):1,500部
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S1):750部
・クロ着色粒子分散液(K1):1,500部
・離型剤粒子分散液(W1):1,500部
上記の材料を、撹拌装置として二段の四枚パドル翼を有する加熱ジャケット付撹拌槽に入れ、0.1N(=0.1mol/L)の硝酸を添加してpHを3.8に調整した後、撹拌槽の底部を導管及び循環ポンプを介して分散機(太平洋機工(株)製、キャビトロンCD1010)に接続し、前記分散機の吐出口からの導管を前記撹拌槽の上方から撹拌槽内に液浸させて循環系を形成し、混合液を1,500kg/minで循環させながら分散している際に前記撹拌槽の底部から前記分散機の入口の間で、分散機へ接続する配管の内径Dに対して30Dの位置から、硫酸アルミニウム30部をイオン交換水1,970部に溶解させた硫酸アルミニウム水溶液を90kg/minの速度で添加した。水溶液添加後も引き続き混合液を30℃に維持しながら10分間循環させながら分散を継続した。その後、分散機を停止し、撹拌槽底部の底弁を閉めて、凝集剤水溶液を添加した位置からイオン交換水を1,500部循環させながら混合液に添加した。導管を取り外し、加熱ジャケットで凝集粒子分散液を45℃まで加熱し、体積平均粒径が4.0μmとなるまで保持した。
次いで、撹拌を継続しながら、昇温速度0.05℃/分で85℃まで昇温し、85℃で3時間保持した後、15℃/分で30℃まで冷却(1回目冷却)した。次いで、昇温速度0.2℃/分で55℃まで加熱(再昇温)し、30分間保持した後、0.5℃/分で30℃まで冷却(2回目冷却)した。
次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径5.0μmのトナー粒子(K1)を得た。
トナー粒子(K1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度10,000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(K1)(静電荷像現像用トナー)を得た。トナー(K1)の体積平均粒子径は5.0μmであった。
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径0.55μm)500部をヘンシェルミキサーで撹拌した後、チタネート系カップリング剤5部を添加し100℃まで昇温して30分間攪拌した。次いで、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35%ホルマリン9.25部と、チタネート系カップリング剤で処理したマグネタイト粒子500部と、25%アンモニア水6.25部と、水425部とを入れて撹拌し、撹拌しながら85℃で120分間反応させた。次いで、25℃まで冷却し、水500部を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。水洗した沈殿物を減圧下で加熱して乾燥し、平均粒径35μmのキャリア(CA)を得た。
トナー(K1)とキャリア(CA)とをトナー(K1):キャリア(CA)=5:95(質量比)の割合でVブレンダーに入れ20分間攪拌し、現像剤(K1)(静電荷像現像剤)を得た。
画像形成装置(富士ゼロックス(株)製:DocuCentre-IV C5570改造機)に対し、得られた現像剤を現像器に充填した。
低温低湿環境下(10℃15%RH)で、画像密度が30%の画像を100枚出力した。出力した画像に対して、画像濃度計X-Rite938(X-Rite社製)によりランダムに10点測定し、測定された濃度の最大値と最小値の差である画像濃度差を求め、以下の基準で画像濃度ムラを評価した。
A:画像濃度差が0.2以下
B:画像濃度差が0.2を超え0.25以下
C:画像濃度差が0.25を超え0.3以下
D:画像濃度差が0.3を超える
凝集剤水溶液作製時、硫酸アルミニウム30部をイオン交換水640部に溶解させた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液作製時、硫酸アルミニウム30部をイオン交換水5,970部に溶解させた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液の添加速度を150kg/minとした以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液の添加速度を15kg/minとした以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
<離型剤粒子分散液(W2)の作製>
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、融解温度92℃):1,000部
・アニオン性界面活性剤(ペレックスSS-H、花王(株)製):10部
・イオン交換水:3,500部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、離型剤粒子分散液(W2)とした。
離型剤粒子分散液(W2)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
<スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S2)の調製>
・スチレン:6,250部
・n-ブチルアクリレート:750部
・アクリル酸:140部
・ドデカンチオール:275部
・四臭化炭素:75部
上記の材料を混合して溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業(株)製、ノニポール400)110部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)150部をイオン交換水8,750部に溶解した界面活性剤溶液に、反応槽内で分散及び乳化した。次いで、反応槽内を撹拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム75部をイオン交換水1,750部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、反応槽内を撹拌しながら内容物が70℃になるまで加熱し、70℃に6時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径155nmの樹脂粒子が分散したスチレンアクリル樹脂粒子分散液(S2)を得た。
スチレンアクリル樹脂分散液(S2)のゼータ電位を測定したところ、-40mVであった。
・スチレン:4,850部
・n-ブチルアクリレート:2,075部
・アクリル酸:145部
上記の材料を混合して溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業(株)製、ノニポール400)110部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)225部をイオン交換水8,750部に溶解した界面活性剤溶液に、反応槽内で分散及び乳化した。次いで、反応槽内を撹拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム40部をイオン交換水1,750部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、反応槽内を撹拌しながら内容物が70℃になるまで加熱し、70℃に6時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径100nmの樹脂粒子が分散したスチレンアクリル樹脂粒子分散液(S3)を得た。
スチレンアクリル樹脂分散液(S3)のゼータ電位を測定したところ、-50mVであった。
イオン交換水:9,000部
樹脂微粒子分散液(S2):2,100部
樹脂微粒子分散液(S3):1,380部
クロ着色粒子分散液(K1):525部
離型剤粒子分散液(W1):700部
上記の材料を加熱ジャケット付撹拌槽に入れ、撹拌槽の底部を導管及び循環ポンプを介して分散機(太平洋機工(株)製、キャビトロンCD1010)に接続し、前記分散機の吐出口からの導管を前記撹拌槽の上方から撹拌槽内に液浸させて循環系を形成し、混合液を1,500kg/minで循環させながら分散している際に前記撹拌槽の底部から前記分散機の入口の間で、分散機へ接続する配管の内径Dに対して30Dの位置から、硫酸アルミニウム20部をイオン交換水1,310部に溶解させた硫酸アルミニウム水溶液を90kg/minの速度で添加した。次いで、前記攪拌槽の加熱ジャケットで分散液を48℃まで加熱し、60分間保持した。この分散液に樹脂粒子分散液(S2)を緩やかに1,080部追加し、更に1時間保持した。次いで、この分散液に、4%水酸化ナトリウム水溶液375部を追加して97℃まで加熱し、更に2%硝酸水溶液250部を添加して6時間保持して凝集粒子を融合した。次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径5.0μmのトナー粒子を得た。
以降は実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤として、硫酸アルミニウムの代わりにポリ塩化アルミニウムを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤として、硫酸アルミニウムの代わりに塩化マグネシウムを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液作製時、硫酸アルミニウム90部をイオン交換水5,910部に溶解させた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集時の撹拌装置として、タービン翼を有する加熱ジャケット付撹拌槽を使用した以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液作製時、硫酸アルミニウム30部をイオン交換水270部に溶解させた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液作製時、硫酸アルミニウム3部をイオン交換水3,747部に溶解させた以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液の添加速度を300kg/minとした以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
凝集剤水溶液の添加速度を10kg/minとした以外は、実施例1と同様にして、現像剤を得た後、同様に評価を実施した。
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
118 露光のための開口部
117 筐体
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 (11)
- 分散液中に含まれる少なくとも樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子を加熱及び融合して融合粒子を形成する融合工程とを含み、
前記凝集工程において、撹拌槽で混合した前記樹脂粒子を含む分散液の一部を抜き取り、これに凝集剤水溶液を添加し、分散機を通した後に撹拌槽に戻して前記分散液を循環させて凝集を行い、
前記凝集剤水溶液の添加において、凝集剤の0.1質量%以上5質量%以下の水溶液を、前記分散機から前記撹拌槽に戻す流量Q(L/min)に対して、0.01倍以上0.1倍以下となる流量q(L/min)で添加する
静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記凝集工程における分散液が、樹脂粒子分散液、及び、離型剤粒子分散液を少なくとも混合してなる請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集工程における分散液が、前記樹脂粒子分散液及び前記離型剤粒子分散液に加え、更に着色粒子分散液を少なくとも混合してなる請求項2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子分散液、前記離型剤粒子分散液、又は、前記着色粒子分散液のうち、少なくとも1つの分散液のゼータ電位が、-50mV以下である請求項3に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子分散液のゼータ電位、前記離型剤粒子分散液のゼータ電位、及び、前記着色粒子分散液のゼータ電位における最大値-最小値の値が、50mV以下である請求項3又は請求項4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子が、ポリエステル樹脂粒子を含む請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集剤として、3価以上の金属イオンの塩化合物を含む請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集剤として、3価のアルミニウム塩化合物を含む請求項7に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集剤の総添加量が、得られるトナー粒子の全質量に対し、0.1質量%以上2.0質量%以下である請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記撹拌槽への前記分散液の戻しを、前記撹拌槽中の前記分散液の液面よりも重力方向下側にて行う請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
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