JP2009014881A - トナー、現像剤、画像形成方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着部でのホットオフセットの発生温度を高目にシフトでき、トナー流動性、トナー保存性等を良好に維持し、長期にわたって現像剤の流動性、帯電量を安定して得ることができるトナー、特にカラートナーでは透明性を有し、球形・小粒径トナーを用いても地汚れ等の少ない高品位の画像を得ることができる現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有するトナーにおいて、前記トナーは、1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子と、からなることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有するトナーにおいて、前記トナーは、1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子と、からなることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる静電潜像現像用トナーに関し、また、このトナーを用いた現像剤、画像形成方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、電子写真方式による静電潜像は顔料を含む着色樹脂粒子のトナーを用いて可視像化する画像形成方法が用いられている。この画像形成方法は、高精度の画質を有する画像を高速で形成することができ、特に最近はモノクロ画像だけではなく、フルカラー画像を形成し、長期の使用にも耐えうる耐久性、安定性を有している。
近時、求められる画像品位が高くなり、従来なら十分なレベルとされていた画像形成装置および方法も、さらなる向上を求められている。特に、画質に対して細線、微小ドットなどに対する高い再現性が求められており、これに対する技術として、粒径の小さい微小トナーを用いたり、さらに、球形化されたトナーを用いたりして対処されている。
しかし小粒径化されたトナーは、粒子が小さくなるとその表面積の比が大きくなり、また、ファンデルワールス力も大きくなって流動性が低下するために、摩擦帯電付与部材との接触する機会が減少し充分に摩擦しない等のため、その十分な帯電量を付与することが困難である。このため、小粒径のトナーを使用した場合、トナー飛散やカブリ等の問題が発生することが多くなり、さらに、感光体との付着力が増加することから、低コストで構造の簡単なエラストマー製のブレードを用いたクリーニング方式による十分なクリーニングが困難になるなどの問題がある。
また、球形化されたトナーは、電界に忠実に飛翔・移動することから高精細な潜像を再現よく現像でき、さらに、転写における電界に対しても、同様であり、高効率の転写ができるが、その反面、感光体上でこの球形トナーは転がりやすく、トナー画像を転写した後に残存するトナーをブレードによるクリーニングによっても十分なクリーニングが困難になるなどの問題がある。
また、球形化されたトナーは、電界に忠実に飛翔・移動することから高精細な潜像を再現よく現像でき、さらに、転写における電界に対しても、同様であり、高効率の転写ができるが、その反面、感光体上でこの球形トナーは転がりやすく、トナー画像を転写した後に残存するトナーをブレードによるクリーニングによっても十分なクリーニングが困難になるなどの問題がある。
これらの問題の他に、定着部材表面へ、トナーオフセットを発生させないように従来、離型性材料(シリコーンオイル)が塗布されていたのが、近年、トナー粒子中に離型性材料(ワックス)を含有させたオイルレストナーが広く使用されている。このワックスを含有したトナーはシリコーンオイルを塗布せずに、定着装置の構造をシンプルにすることができるが、反面、トナーの流動性が悪くなり、また、樹脂とワックスとが本質的に非相溶であるので、特にカラートナーであると透明性が低下し、色再現性が悪化し、また、トナーを長期に保存すると、トナー表面にワックスの滲みだしの発生により、トナー同士が固まってしまう等の問題がある。
ワックスを含有したトナーについては、例えば、特許文献1〜4にはワックスの特定の平均分散粒径を有する発明が開示されている。
また上記問題を改善するために、付着力を制御して流動性を向上させ、帯電量を調整するために、トナー母体粒子に外添剤が添加されたトナーの発明が開示されている(たとえば特許文献5〜15参照)。
また上記問題を改善するために、付着力を制御して流動性を向上させ、帯電量を調整するために、トナー母体粒子に外添剤が添加されたトナーの発明が開示されている(たとえば特許文献5〜15参照)。
しかし、上記文献に記載されるトナーは、トナー像を定着する定着部ではワックス粒径が小さく分散されているので、トナーの加熱時に十分にトナー表面にワックスが滲み出されず、ホットオフセットが低い温度で発生し、また、離型剤の分散粒径が大きいとカラートナーでは樹脂とワックスが非相溶であるので透明性が悪化し、トナー粒子表面に多くのワックスが露出しているので、トナーの流動性も悪化する。
またトナーを定着する定着部ではワックス分散粒径が大きいので、トナー粒子表面に多くのワックスが露出し、このためトナーの加熱時にトナー表面にワックスが多く存在してホットオフセットが発生する温度が高目にシフトする。複写機の定着部の温度は、一般的に145〜185℃程度に設定され、待機時(画像形成装置として画像形成動作がされていない時)には、その温度範囲にコントロールされている。しかし、定着部材(加熱加圧ローラ、ベルト等)の軸方向での温度分布により、定着部材の端部では10〜20℃程度高くなり、その端部の温度上昇を見込んで定着部でのトラブル(例えばホットオフセットの発生、紙の巻きつき等)が起こらないようにするために195℃(設定温度185+10℃)以上、場合によっては205℃(設定温度185+20℃)程度まで、トナー特性にしておくのが望まれている。
上記した特許文献は、トナー粒子中のワックス分散径を規定して、前記の不具合を解消しようとした発明であるが、これら上記文献には、分散径の異なるワックスを別々に含有する2つのトナー母体粒子AとBを混合する発明は、何ら示唆されてはいない。
本発明は上記したような、トナー粒子中の分散径が小さいワックスを含有するトナー粒子と、トナー粒子中の分散径が大きいワックスを含有するトナー粒子との量を適度に調整して、両分散径の両方の性質を同時に引き出すことのできるトナーを提供することを目的としている。さらに本発明は上記の従来技術の問題点を防止するために、平均分散粒径(DWA)が0.1μm≦DWA≦0.6μmの離型剤を含むトナー母体粒子(A)に30〜300nmのように大きな外添剤を添加することによって、潜像担持体をブレードクリーニングする方法でトナーがブレードからすり抜けるのを防止して良好なクリーニング性が維持でき、平均分散径(DWB)が0.8μm≦DWB≦3.0μmの離型剤を含むトナー母体粒子(B)には5〜25nmのような粒径が小さい外添剤を添加して、トナーもしくは現像剤の流動性が良好に維持できるようなトナーを提供することによって、長期にわたって高品位の画像を得ることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために本発明では以下の手段を採用している。
(1) 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有するトナーにおいて、
前記トナーは、
1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、
1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子と、
からなることを特徴とするトナー。
(2) 前記(1)に記載のトナーにおいて、前記第1のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWA(μm)、前記第2のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWB(μm)としたとき、トナー中に占める前記第2のトナー粒子の割合(XB)(重量%)が下記式を満たすことを特徴とするトナー。
−23.5(DWA×DWB)+43.4≦XB≦−30.8(DWA×DWB)+68.3
(3) 前記(1)又は(2)に記載のトナーにおいて、前記トナーは荷電制御剤を有し、前記荷電制御剤はアゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とするトナー。
(4) 前記(1)ないし(3)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重量平均粒径が4.0〜9.5μmの範囲にあり、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とするトナー。
(5) 前記(1)ないし(4)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とするトナー。
(6) 前記(1)ないし(5)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重合法によって得られることを特徴とするトナー。
(7) 前記(1)ないし(6)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は、略球形であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする)、前記短軸r2と前記長軸r1との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、前記厚さr3と前記短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とするトナー。
(8) 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、前記(1)ないし(7)のいずれかに記載のトナーと、磁性体からなるキャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
(9) 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、前記(1)ないし(7)のいずれかに記載のトナーと、樹脂で被覆された磁性キャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
(10) 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置される現像装置において、前記現像装置は、前記(8)又は(9)に記載の現像剤を用いることを特徴とする現像装置。
(11) 電子写真方式の画像形成方法であって、感光体を一様に帯電させる帯電工程と、前記一様に帯電した感光体上に光を走査して潜像を書き込む工程と、前記潜像が形成された感光体に前記(8)又は(9)に記載の現像剤を用いて現像する像形成工程と、前記像形成工程により形成された画像を転写する転写工程と、前記転写工程後に前記感光体である静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング工程とを有し、前記静電潜像担持体のクリ−ニング工程はブレードクリーニング法であることを特徴とする画像形成方法。
(12) 静電潜像を担持する像担持体と、少なくとも、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、前記(10)に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(13) 少なくとも、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記(10)に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
(1) 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有するトナーにおいて、
前記トナーは、
1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、
1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子と、
からなることを特徴とするトナー。
(2) 前記(1)に記載のトナーにおいて、前記第1のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWA(μm)、前記第2のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWB(μm)としたとき、トナー中に占める前記第2のトナー粒子の割合(XB)(重量%)が下記式を満たすことを特徴とするトナー。
−23.5(DWA×DWB)+43.4≦XB≦−30.8(DWA×DWB)+68.3
(3) 前記(1)又は(2)に記載のトナーにおいて、前記トナーは荷電制御剤を有し、前記荷電制御剤はアゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とするトナー。
(4) 前記(1)ないし(3)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重量平均粒径が4.0〜9.5μmの範囲にあり、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とするトナー。
(5) 前記(1)ないし(4)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とするトナー。
(6) 前記(1)ないし(5)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重合法によって得られることを特徴とするトナー。
(7) 前記(1)ないし(6)のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は、略球形であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする)、前記短軸r2と前記長軸r1との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、前記厚さr3と前記短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とするトナー。
(8) 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、前記(1)ないし(7)のいずれかに記載のトナーと、磁性体からなるキャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
(9) 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、前記(1)ないし(7)のいずれかに記載のトナーと、樹脂で被覆された磁性キャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
(10) 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置される現像装置において、前記現像装置は、前記(8)又は(9)に記載の現像剤を用いることを特徴とする現像装置。
(11) 電子写真方式の画像形成方法であって、感光体を一様に帯電させる帯電工程と、前記一様に帯電した感光体上に光を走査して潜像を書き込む工程と、前記潜像が形成された感光体に前記(8)又は(9)に記載の現像剤を用いて現像する像形成工程と、前記像形成工程により形成された画像を転写する転写工程と、前記転写工程後に前記感光体である静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング工程とを有し、前記静電潜像担持体のクリ−ニング工程はブレードクリーニング法であることを特徴とする画像形成方法。
(12) 静電潜像を担持する像担持体と、少なくとも、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、前記(10)に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(13) 少なくとも、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記(10)に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
本発明は、上記解決するための手段によって、本発明のトナー、現像剤では定着部でのホットオフセットが発生する温度は高目にシフトでき、トナー流動性、カラートナーでは透明性、トナー保存性等を良好に維持するものであり、長期にわたって安定した流動性、帯電量を得ることができる。
また、本発明の現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置では球形・小粒径トナーを用いても地汚れ等の少ない高品位の画像を得ることができる。
また、本発明の現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置では球形・小粒径トナーを用いても地汚れ等の少ない高品位の画像を得ることができる。
以下、実施するための最良の形態により本発明を、図面を参照しながら説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものである。以下の説明は本発明における最良の形態の例であって、何ら特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明のトナーは、静電潜像を現像するトナーであって、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有し、静電潜像を現像するトナーであって、かつ(i)1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、(ii)1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子とからなるものである。
このような本発明のトナーは、前記第1のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWA(μm)、前記第2のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWB(μm)としたとき、トナー中に占める前記第2のトナー粒子の割合(XB)(重量%)が下記式の関係にあることが好ましい。
−23.5(DWA×DWB)+43.4≦XB≦−30.8(DWA×DWB)+68.3
−23.5(DWA×DWB)+43.4≦XB≦−30.8(DWA×DWB)+68.3
本発明のトナーに用いるトナー母体粒子は、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合、分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等の製造方法によって製造されるが、これらの製造方法に限られるものではない。
粉砕法によるトナー母体の製造例としては、まず、結着樹脂、着色剤としての顔料または染料、荷電制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の2本ロール、3本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、連続式の1軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。この切断後にトナー混練物の破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。
また、重合法によるトナー母体粒子の製造例としては、少なくとも、活性水素基を有する重合体、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋反応又は伸長反応の少なくとも1つの反応をさせて形成した粒子、乳化重合して形成した粒子等が挙げられる。本発明ではこのような粒子を母体粒子として用いることが好ましい。ワックスの分散粒径を変化させる方法として、粉砕法ではトナー材料を混練時に混練時間を長くする、混練時の溶融粘度が低い状態で混練する等で行なう。また、重合トナー法ではワックスを分散する工程で分散時間を調整して、ワックス分散粒径を変化させることができる。
ワックスの分散径の測定は最大方向の粒径を分散径とした。具体的にはトナー母体粒子をエポキシ樹脂で包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡により10000倍の倍率でトナー断面の観察をしながら写真撮影をする。この写真の中で50個のワックス粒径を評価してワックスの平均分散径とする。
離型剤(ワックス)の平均分散粒径(DWB)が含有されているトナー母体粒子(第2のトナー母体粒子)の割合(重量%)は、離型剤(ワックス)の平均分散粒径(DWA)が含有されているトナー母体粒子(第1のトナー母体粒子)と第2のトナー母体粒子との総計の5〜75重量%が好ましく、より好ましくは10〜70重量%である。
5重量%より少ないと、トナー流動性、トナー保存性、潜像担持体へのフィルミング性は良い。しかし、ホットオフセットが発生する温度が低くなってしまう。反面、75重量%より以上であるとホットオフセットが発生する温度が高くなるがトナー流動性、トナー保存性、潜像担持体へのフィルミング性は良くない不具合が生じる。
本発明のトナーに必要に応じて含有される荷電制御剤は、アゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物などであり、具体的には、アゾ錯体染料、含フッ素4級アンモニウム塩、サリチル酸金属亜鉛誘導体、等が挙げられる。
また、本発明のトナーにおいては、重量平均粒径が3.0〜8.0μmで、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある粒子をトナー母体粒子とするトナーを用いることが好ましい。
好適には、トナー母体粒子の重量平均粒径(D4)は3.0〜7.0μm、D4/Dnは1.00〜1.25であり、このような粒子をトナー母体粒子として用いることにより、フルカラー画像で、中間色の再現領域が広く、また、吸収領域の狭い鮮やかな色の画像が得られる。トナー粒子の粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、この範囲よりも重量平均粒子径(D4)が小さい場合、二成分系現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分系現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は微粉の含有率が大きく関係し、特にトナー粒子の粒子径が3μm以下の粒子が10%を超えると、磁性キャリアへの付着や高いレベルで帯電の安定性を図る場合支障となる。
トナー母体粒子の重量平均粒子径(D4)が上記の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなる。また、カラー画像において、中間色の再現性が低下し、粒状性が大きくなり、カラー画像の品質が低下する。
また、トナー母体粒子の(D4/Dn)が1.40を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
また、トナー母体粒子の(D4/Dn)が1.40を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
また、本発明のトナー母体粒子は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあるトナー母体粒子を用いるのが好ましい。
図2(a)及び(b)は、トナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するための図である。
本発明のトナーに用いられるトナー母体粒子の実質的な球形形状は、形状係数SF−1で表され、このSF−1の値が100〜180の範囲にあることが好ましい。ここで、形状係数SF−1は、トナー母体粒子形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナー母体粒子を2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)……式(1)
図2(a)及び(b)は、トナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するための図である。
本発明のトナーに用いられるトナー母体粒子の実質的な球形形状は、形状係数SF−1で表され、このSF−1の値が100〜180の範囲にあることが好ましい。ここで、形状係数SF−1は、トナー母体粒子形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナー母体粒子を2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)……式(1)
SF−1の値が100の場合トナー母体粒子の形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。SF−1の値が180を越えると、クリーニング性は向上するが、球形形状が大きくはずれるために、帯電量分布が広くなり地かぶりが多くなり画像品位が低下する。また、移動における空気の抵抗で、電界による現像・転写が電気力線に忠実でなくなるために、細線間にトナーが現像され画像均一性が低下し、画像品位が低下する。特にカラー画像の再現には、ハーフトーン部、ベタ部のカラーのむらが多くなり、また、粒状性も大きくなりカラー画像の品位が低下する。SF−1の値は、好ましくは110〜150であり、さらに好ましくは115〜145である。
また、本発明のトナーは、トナー母体粒子表面の凸凹が、形状係数SF−2で表され、このSF−2の値が100〜180の範囲にあることが好ましい。ここで、形状係数SF−2は、トナー母体粒子の形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナー母体粒子を2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)……式(2)
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)……式(2)
SF−2の値が100の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー母体粒子表面の凹凸が顕著になる。SF−2の値が1800を越えると、クリーニング性は向上するが、トナー母体粒子表面の凸凹が大きくなり、帯電量分布が広くなり地かぶりが多くなり画像品位が低下する。また、カラー画像の再現においては、ハーフトーン部、ベタ部のカラーのむらが多くなり、また、粒状性も大きくなりカラー画像の品位が低下する。SF−2の値が100で表面が滑らかであっても、上述したトナーでは、ブレードクリーニング方式でもクリーニングが可能となり、また、帯電量分布が狭いことから高品位の画像を得ることができる。さらに、より好ましくはトナー母体粒子のSF-2の値は、好ましくは110〜150であり、さらに好ましくは115〜145である。
本発明のトナー母体粒子は、略球形状であり、その形状が長軸 r1、短軸 r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする)、長軸 r1と短軸 r2との比(r2/r1)が0.5乃至1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸 r2との比(r3/r2)が0.7乃至1.0の範囲にあることが好ましい。
図3(a)は、本発明のトナー母体粒子の形状を模式的に示す図である。図3(a)において、略球形状のトナー母体粒子を長軸 r1、短軸 r2、厚さr3(但し、但し、r1≧r2≧r3とする)で規定するとき、本発明のトナー は、長軸 と短軸 との比(r2/r1)(図3(b)参照)が0.5乃至1.0で、厚さと短軸 との比(r3/r2)(図3(c)参照)が0.7乃至1.0の範囲にあることが好ましい。長軸 と短軸 との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸 との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナー のような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸 との比(r3/r2)が1.0では、長軸 を回転軸とする回転体となり、トナー の流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナー を平滑な測定面上に均一に分散付着させ、前記トナー の粒子100個について、カラーレーザー顕微鏡「VK−8500」(キーエンス社製)により500倍に拡大して、前記100個のトナー 粒子の長軸 r1(μm)、短軸 r2(μm)、厚さr3(μm)を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
図3(a)は、本発明のトナー母体粒子の形状を模式的に示す図である。図3(a)において、略球形状のトナー母体粒子を長軸 r1、短軸 r2、厚さr3(但し、但し、r1≧r2≧r3とする)で規定するとき、本発明のトナー は、長軸 と短軸 との比(r2/r1)(図3(b)参照)が0.5乃至1.0で、厚さと短軸 との比(r3/r2)(図3(c)参照)が0.7乃至1.0の範囲にあることが好ましい。長軸 と短軸 との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸 との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナー のような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸 との比(r3/r2)が1.0では、長軸 を回転軸とする回転体となり、トナー の流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナー を平滑な測定面上に均一に分散付着させ、前記トナー の粒子100個について、カラーレーザー顕微鏡「VK−8500」(キーエンス社製)により500倍に拡大して、前記100個のトナー 粒子の長軸 r1(μm)、短軸 r2(μm)、厚さr3(μm)を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
さらに、本発明におけるトナー母体粒子の平均円形度は0.92以上であることがドット再現性に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる観点から好ましい。また、平均円形度が高いことでトナーが均一に現像、転写されて、ハーフトーン部、ベタ部でトナーが塊になって付着することが少なく、一様に分布する。これによって、トナーが積層して色重ねしたときに、色の偏在の少ない一様な中間色を再現することができ、さらに色再現域を広げられる。
平均円形度が0.92未満でトナー母体粒子が球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。このような不定形のトナー母体粒子は感光体等への平滑性媒体への接触点が多く、また突起先端部に電荷が集中することからファンデルワールス力や鏡像力が比較的球形な粒子よりも付着力が高い。そのため静電的な転写工程においては、不定形粒子と球形の粒子の混在したトナー母体粒子では球形の粒子が選択的に移動し、文字部やライン部画像抜けが起こる。また残されたトナー粒子は次の現像工程のために除去しなければならず、クリーニング装置が必要であったり、トナーイールド(画像形成に使用されるトナーの割合)が低いなどの不具合点が生じる。
また、トナー母体粒子の円形度が0.92未満のトナー母体粒子の割合が30重量%以下であることが好ましい。上記割合が30%を超えるような円形度のばらつきが大きいトナー母体粒子では、帯電速度、レベルに広がりが生じ、帯電量分布が広くなるため好ましくない。トナー母体粒子の円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。
即ち、200mL(ミリリットル)の容器に、予め不純固形物を除去した水100mLを入れ、分散剤として界面活性剤0.2mLを加え、さらに、測定試料0.2g程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナーの形状及び分布を測定する。
トナー母体粒子に添加される外添剤は、無機微粒子、有機微粒子を用いることができる。
この無機微粒子としては、酸化物、窒化物、炭化物、炭酸化物等の金属化合物が用いられる。無機微粒子の具体例としては、例えば、酸化シリコン(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン(チタニア)、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化マンガン、および、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム等の酸化物、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等、および窒化炭素等の窒化物、炭化窒素等の炭化物を挙げることができる。とくに、シリコン、チタン、アルミニウムの酸化物が好ましく用いられる。
有機微粒子としては、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、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、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような外添剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の劣化を防止することができる。例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。また、外添剤の凝集体を形成する前の一次粒子の個数平均粒径は、5nm〜300nmであることが好ましい。外添剤の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜4.0重量%であることが好ましい。
なお、感光体や一次転写媒体(中間転写体)に残存する転写後の現像剤を除去するために、トナー母体粒子にクリーニング性向上剤を外添させることができる。クリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、個数平均粒径が1nmから100nmのものが好ましい。
外添剤の混合は、一般の粉体の混合機が用いられる。たとえば、使用できる混合装置としては、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー(FM20B・三井三池工業株式会社製)などが挙げられる。
トナーの帯電量(Q/M)の測定は次のようにしておこなう。
測定はブローオフ法でおこなう。その概要は円筒の両側に金網を張った金属製円筒からなるケージにトナーとキャリアからなる2成分現像剤を入れ、ファラデーケージ゛内に金属製円筒ケージを水平にセットする。金属製円筒ケージの他端・ないし両端から圧縮ガスを吹きつけて、トナーとキャリアを分離する。金網の目開きはトナー粒子が通過し、キャリアは通過できない目開きの大きさに選択する。帯電したトナー粒子は金網の目を通過してケージの外へ吹き飛ばされるがキャリアはケージの中に残る。
ケージ内のキャリアには帯電したトナーが持ち去ったものと等量で逆極性の電荷Qが残り、ケージに接続した静電容量Cのコンデンサ−を充電する。コンデンサー両端の電圧Vを測定して、トナーの比帯電量(帯電量)を下記式から求める。
電荷(Q)=静電容量(C)×電圧(V)
現像剤量(M)を用いて、単位質量当たりのトナーの比電荷量(帯電量)はQ/Mで表す。
ファラデーケージの構成:2成分現像剤が入った金属製円筒からなるケージは接地した別の金属製円筒で完全に絶縁した構成になっている。
測定は東芝ケミカル(株)製のTB−200モデルを使用して測定する。
測定はブローオフ法でおこなう。その概要は円筒の両側に金網を張った金属製円筒からなるケージにトナーとキャリアからなる2成分現像剤を入れ、ファラデーケージ゛内に金属製円筒ケージを水平にセットする。金属製円筒ケージの他端・ないし両端から圧縮ガスを吹きつけて、トナーとキャリアを分離する。金網の目開きはトナー粒子が通過し、キャリアは通過できない目開きの大きさに選択する。帯電したトナー粒子は金網の目を通過してケージの外へ吹き飛ばされるがキャリアはケージの中に残る。
ケージ内のキャリアには帯電したトナーが持ち去ったものと等量で逆極性の電荷Qが残り、ケージに接続した静電容量Cのコンデンサ−を充電する。コンデンサー両端の電圧Vを測定して、トナーの比帯電量(帯電量)を下記式から求める。
電荷(Q)=静電容量(C)×電圧(V)
現像剤量(M)を用いて、単位質量当たりのトナーの比電荷量(帯電量)はQ/Mで表す。
ファラデーケージの構成:2成分現像剤が入った金属製円筒からなるケージは接地した別の金属製円筒で完全に絶縁した構成になっている。
測定は東芝ケミカル(株)製のTB−200モデルを使用して測定する。
トナーの粒度分布及び平均粒径は次のようにして測定した。
測定機: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)
アパチャー径:100μm
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテルHLB 13.6)5%電解液
分散条件:100mL(mL:ミリリットル)ビーカーに分散液5mLを入れてからその中へ測定試料10mgを添加する。そして、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加して超音波分散機にて、さらに1分間分散させる。
測定機: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)
アパチャー径:100μm
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテルHLB 13.6)5%電解液
分散条件:100mL(mL:ミリリットル)ビーカーに分散液5mLを入れてからその中へ測定試料10mgを添加する。そして、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加して超音波分散機にて、さらに1分間分散させる。
測定条件:100mLのビーカーに電解液70mLを入れる。そして、試料を分散した液を添加する。分散液を添加する濃度条件としては3万個の粒子を20秒間で測定し終える量の分散液を添加する。粒子の粒径は20秒間測定してその粒度分布を求める。得られた分布から、トナー母体粒子の重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満のトナー粒子を対象とする。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満のトナー粒子を対象とする。
外添剤(無機微粒子)の粒子径は動的光散乱を利用する粒径分布測定装置、例えば(株)大塚電子製のDLS−700により測定する。しかし、表面を処理した例えば、シリコーンオイルで表面処理したトナー粒子の二次凝集を解離することは困難であるため、走査型電子顕微鏡もしくは透過型電子顕微鏡により得られる写真より直接粒径を求める。この場合少なくとも100個以上の無機微粒子を観察しその長径の平均値を求める。
ここで、重合法によるトナー母体粒子の製造法を詳しく説明すれば次のとおりである。例えば、懸濁重合法ではモノマーに対して、分散安定剤、及び着色剤、さらに必要に応じて架橋剤や、荷電制御剤、離型剤等をボールミル等により均一に分散させた後、これに重合開始剤を加え、モノマー相を得、モノマー相とあらかじめ撹拌して作製しておいた水系分散媒相を撹拌槽に入れ、ホモジナイザー等により攪拌し、得られた懸濁液を窒素置換後に加熱して重合反応を完了させることにより着色樹脂粒子が得られ、これを洗浄、乾燥して円形度の高いトナー母体粒子が得られる。
また、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー母体粒子材料液を、水系溶媒中で架橋反応又は伸長反応の少なくとも1つの反応によってさせて得られる。さらに、乳化重合法ではサブミクロンオーダーの粒子をコントロールしながら凝集させることによりトナー母体粒子として適当な粒子サイズを作ることができる。
また、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー母体粒子材料液を、水系溶媒中で架橋反応又は伸長反応の少なくとも1つの反応によってさせて得られる。さらに、乳化重合法ではサブミクロンオーダーの粒子をコントロールしながら凝集させることによりトナー母体粒子として適当な粒子サイズを作ることができる。
以下に少なくとも結着樹脂又は結着樹脂の前駆体の少なくとも1つと、離型剤を有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中で粒子を形成する架橋反応又は伸長反応の少なくとも1つの反応によって得られるトナー母体粒子を用いる構成材料及び好適な製造方法について説明する。
(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。
2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(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、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(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)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価(mgKOH/g)は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量は1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
また、重量平均分子量は1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋又は伸長の少なくともいずれかがなされて得られるものである。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(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);脂環式ジアミン(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);および脂肪族ジアミン(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)などが挙げられる。
3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、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。
アミノアルコール(B3)としては、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。
アミノメルカプタン(B4)としては、ア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。
アミノ酸(B5)としては、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。
B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5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など)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。
これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(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);脂環式ジアミン(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);および脂肪族ジアミン(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)などが挙げられる。
3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、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。
アミノアルコール(B3)としては、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。
アミノメルカプタン(B4)としては、ア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。
アミノ酸(B5)としては、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。
B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5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など)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。
これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が、2を超えたり、あるいは1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃で、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。(PIC)を反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);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など);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど )およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋反応又は伸長反応の少なくとも1つの反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、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、ラウリルアミンなど)、およびそ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。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置100に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、この他にウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、 トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、 トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
(離型剤)
本発明のトナーに使用されるトナー粒子には、現像剤に離型性を持たせる為に、離型剤であるワックスが含有されている。このような離型剤としてのワックスは、その融点が40〜120℃のものであり、特に50〜110℃のものであることが好ましい。ワックスの融点が過大のときには低温での定着性が不足する場合があり、一方融点が過小のときには耐オフセット性、耐久性が低下する場合がある。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC)によって求めることができる。すなわち、数mgの試料(ワックス)を一定の昇温速度、例えば(10℃/min)で加熟したときの融解ピーク値を融点とする。
本発明のトナーに使用されるトナー粒子には、現像剤に離型性を持たせる為に、離型剤であるワックスが含有されている。このような離型剤としてのワックスは、その融点が40〜120℃のものであり、特に50〜110℃のものであることが好ましい。ワックスの融点が過大のときには低温での定着性が不足する場合があり、一方融点が過小のときには耐オフセット性、耐久性が低下する場合がある。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC)によって求めることができる。すなわち、数mgの試料(ワックス)を一定の昇温速度、例えば(10℃/min)で加熟したときの融解ピーク値を融点とする。
本発明に用いることができる離型剤であるワックスとしては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックスなどを挙げることができる。また低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなども用いることができる。特に、環球法による軟化点が70〜150℃のポリオレフィンが好ましく、さらには当該軟化点が120〜150℃のポリオレフィンが好ましい。
(帯電制御剤)
帯電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
帯電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
帯電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。また、上記帯電制御剤及び離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が10℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、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を単独あるいは2種以上、組合わせて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が10℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、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を単独あるいは2種以上、組合わせて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。 水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、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)などの有機溶媒を含むものであってもよい。 トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。 界面活性剤としては、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アニオン性界面活性剤、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、イミダゾリンなどのアミン塩型や、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などの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、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、例えばアラニン、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)グリシンや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が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11(炭素数6〜11))オキシ]−1−アルキル(C3〜C4(炭素数3〜4))スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8(炭素数6〜8))−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20(炭素数11〜20))カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13(炭素数7〜13))及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12(炭素数4〜12))スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10(炭素数6〜10))スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10(炭素数6〜10))−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16(炭素数6〜16))エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
これらアニオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10(炭素数6〜10))スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
これらカチオン性界面活性剤の市販品としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
また、樹脂微粒子は、既述の物質を用いることができる。また、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、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋又は伸長の少なくともいずれかを伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
この反応は、分子鎖の架橋又は伸長の少なくともいずれかを伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
上記洗浄、脱溶剤の工程前後いずれかにおいて、乳化分散液を一定温度で一定時間放置し、生成したトナー粒子を熟成させる工程を設けることができる。これにより、所望の粒径を有するトナー粒子を作製できる。熟成工程の温度は25〜50℃が好ましく、時間は10分間〜23時間が好ましい。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
上記洗浄、脱溶剤の工程前後いずれかにおいて、乳化分散液を一定温度で一定時間放置し、生成したトナー粒子を熟成させる工程を設けることができる。これにより、所望の粒径を有するトナー粒子を作製できる。熟成工程の温度は25〜50℃が好ましく、時間は10分間〜23時間が好ましい。
5)上記で得られたトナー母体粒子に、帯電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。帯電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状から紡錘形状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
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てなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、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が、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
本発明の前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像器の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像器における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
本発明のトナーとして、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いた場合、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜100μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。
本発明の前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像器の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像器における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
本発明のトナーとして、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いた場合、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜100μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。
導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。例として、転動による傾斜パン、ドラム、流動層、可動スプレー、通気による流動層(噴霧乾燥、振動、ドラフト管、可動ドラフト管)、噴流層(噴流流動層)、転動流動層(スリット付き回転円板)、撹拌混合による(撹拌羽根、高速剪断、垂直撹拌翼、偏心撹拌翼)等によりキャリア芯材に樹脂の被覆を行なう。
更に、本発明で使用されるコートキャリアは、その被覆層にキャリア抵抗を調製するために導電材を分散させたものであってもよい。この場合の導電性材料の具体例としては、下記のものが挙げられる。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
(イ)白色系導電材
ETC−52(TiO2系)チタン工業社製
KV400(TiO2系)チタン工業社製
ECR−72(TiO2系)チタン工業社製
ECTR−82(TiO2系)チタン工業社製
500W(TiO2系)石原産業社製
300W(TiO2系)石原産業社製
S−1(TiO2系)石原産業社製
W−1(SnO2系)三菱金属社製
23K(ZnO)白水化学社製
導電性亜鉛華No.1(ZnO)本荘ケミカル社製
導電性亜鉛華No.2(ZnO)本荘ケミカル社製
W−10(TiO_系)三菱金属社製
デントールWK−100(導電性繊維)大塚化学社製
デントールWK−200(導電性繊維)大塚化学社製
デントールWK−300(導電性繊維)大塚化学社製
MEC300(SnO2系)帝国化工社製
MEC500(SnO2系)帝国化工社製
ETC−52(TiO2系)チタン工業社製
KV400(TiO2系)チタン工業社製
ECR−72(TiO2系)チタン工業社製
ECTR−82(TiO2系)チタン工業社製
500W(TiO2系)石原産業社製
300W(TiO2系)石原産業社製
S−1(TiO2系)石原産業社製
W−1(SnO2系)三菱金属社製
23K(ZnO)白水化学社製
導電性亜鉛華No.1(ZnO)本荘ケミカル社製
導電性亜鉛華No.2(ZnO)本荘ケミカル社製
W−10(TiO_系)三菱金属社製
デントールWK−100(導電性繊維)大塚化学社製
デントールWK−200(導電性繊維)大塚化学社製
デントールWK−300(導電性繊維)大塚化学社製
MEC300(SnO2系)帝国化工社製
MEC500(SnO2系)帝国化工社製
(ロ)カーボン
Black Pearls 2000,VULCANXC−72(キャボット社製)ケッチェンblack EC・DJ500,ケッチェンblack EC・DJ600(ライオンアクゾ社製)デンカblack粒状、デンカblack粉状(電気化学工業社製)CONDUCTEX975,CONDUCTEX SC(コロンビアカーボン社製)
Black Pearls 2000,VULCANXC−72(キャボット社製)ケッチェンblack EC・DJ500,ケッチェンblack EC・DJ600(ライオンアクゾ社製)デンカblack粒状、デンカblack粉状(電気化学工業社製)CONDUCTEX975,CONDUCTEX SC(コロンビアカーボン社製)
また、カップリング剤を添加してもよい。それは、カップリング剤の添加によりキャリア芯材と被覆層の接着性が良くなり、層が現像部の撹拌によっても剥がれない。また、帯電量の調整ができる。例えば、高温高湿の条件下では水分の影響で帯電量は発生しにくいがカップリング剤の添加により良好な帯電量が確保できる。
シランカップリング剤の例としては商品名:SH6020(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)、SZ6023(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、SH6026(アミノシラン)、SZ6030(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、SZ6032(N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩)、SZ6050(アミノシラン)、SZ6040(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、SH6062(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、SZ6070(メチルトリメトキシシラン)、SZ6072(メチルトリエトキシシラン)、SZ6075(ビニルトリアセトキシシラン)、SZ6076(γ−クロロプロピルトリメトキシシラン)、SZ6079(ヘキサメチルジシラザン)、SZ6083(γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン)等以上は東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、KA1003(ビニルクロルシラン)、KBC1003(ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン)、KBM1003(ビニルトリメトキシシラン)、KBE1003(ビニルトリエトキシシラン)、KBM503(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、KBM303(β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン)、KBM403(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、KBM402(γ−グリシドキシプロピルメチルエトキシシラン)、KBM603(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBM602(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、KBM903(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン)、KBM803(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、KBM573(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBM703(γ−クロロプロピルトリメトキシシラン)等以上信越化学工業社製、また、アルミニウム系カップリング剤、チタン系カップリング剤を用いてもよい。
シランカップリング剤の例としては商品名:SH6020(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)、SZ6023(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、SH6026(アミノシラン)、SZ6030(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、SZ6032(N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩)、SZ6050(アミノシラン)、SZ6040(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、SH6062(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、SZ6070(メチルトリメトキシシラン)、SZ6072(メチルトリエトキシシラン)、SZ6075(ビニルトリアセトキシシラン)、SZ6076(γ−クロロプロピルトリメトキシシラン)、SZ6079(ヘキサメチルジシラザン)、SZ6083(γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン)等以上は東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、KA1003(ビニルクロルシラン)、KBC1003(ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン)、KBM1003(ビニルトリメトキシシラン)、KBE1003(ビニルトリエトキシシラン)、KBM503(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、KBM303(β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン)、KBM403(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、KBM402(γ−グリシドキシプロピルメチルエトキシシラン)、KBM603(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBM602(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、KBM903(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン)、KBM803(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、KBM573(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)、KBM703(γ−クロロプロピルトリメトキシシラン)等以上信越化学工業社製、また、アルミニウム系カップリング剤、チタン系カップリング剤を用いてもよい。
また、磁性体分散型キャリア粒子はキャリア芯材に被覆する材料と同じ材料が使用できる。磁性微粉末としては感磁性を示すあらゆる材料が挙げられる。例えば鉄、ニッケル、コバルト等の金属、金属酸化物、合金等である。しばしば使用される材料として、四三酸化鉄、三二酸化鉄、コバルト添加酸化鉄、フェライト、ニッケル微粉末等がある。磁性微粉末は場合によってはカラーの磁性体であってもよい。また、本発明のトナーはキャリアを使用せず、磁性体を含有させることで一成分系の磁性トナー、磁性体を含有せずそのまま一成分として非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明のトナーを現像剤として用いる画像形成装置について説明する。
図4に示すとおり、3つの支持ローラ14〜16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する不図示の中間転写体クリーニング装置17を設けることができる。また、3つの中で第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成するようにすることができる。
図4に示すとおり、3つの支持ローラ14〜16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する不図示の中間転写体クリーニング装置17を設けることができる。また、3つの中で第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成するようにすることができる。
そのタンデム画像形成装置20の上部に、図4に示すように、さらに露光装置21を設けることができる。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側に、2次転写装置22を備えることができる。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間(1つのローラが転写ローラを兼ねる)に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像はシートを介して、転写ローラ23により転写する。2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト(不図示)に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、不図示のシートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
このカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿の内容を読み取る。また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14〜16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50(不図示)を回転して手差しトレイ(不図示)上のシートを繰り出し、分離ローラ(不図示)で1枚ずつ分離して手差し給紙路53(不図示)に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55(不図示)で切り換えて排出ローラで排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪(不図示)で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラで排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
本発明では、画像形成方法として、上記したような画像形成装置を用いることが好ましいが、このような画像形成装置を用いて、画像形成方法を実施するのが好ましい。このような本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体を一様に帯電する帯電工程と、一様帯電された前記静電潜像担持体に潜像を形成する画像露光工程と、現像剤を用いて形成した潜像を現像する現像工程と、現像された画像を転写する工程と、転写後に前記静電潜像担持体の残現像剤を除去するクリーニング工程とを有している。本発明のこのような画像形成方法では、前記した現像工程において、現像剤として、前記した1成分現像剤または前記したキャリアと本発明のトナーとからなる2成分現像剤を用いる。本発明の画像形成方法では、前記したクリーニング工程はブレードクリーニング法であることが好ましい。
また本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する像担持体と、少なくとも、静電潜像を担持する像担持体に対向して配置される現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであり、このプロセスカートリッジは、前記した現像装置を有することが好ましい。
以下に、本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、ここでの部及び%はいずれも重量基準である。
〔実施例1〕
(1)トナー母体粒子A
結着樹脂 :部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度=61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤:カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機により90分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して、平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Aを得た。
(1)トナー母体粒子A
結着樹脂 :部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度=61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤:カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機により90分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して、平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Aを得た。
(2)トナー母体粒子B
結着樹脂 :部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプ
ロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、
MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 :カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤:カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機にて40分間混練後、
機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmの
トナー母体Bを得た。
結着樹脂 :部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプ
ロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、
MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 :カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤:カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機にて40分間混練後、
機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmの
トナー母体Bを得た。
各トナー母体粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色 した後、透過型電子顕微鏡により10000倍の倍率でトナー断面の観察をしながら写真撮影をした。この写真の中で50個のワックスから平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子Aは0.1μm、トナー母体粒子Bは0.8μmであった。
トナー母体粒子A 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。トナー母体粒子B 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。
混合して得られたトナー粒子Aが30部と、トナー粒子Bが70部との割合で、ヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分する。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーC〕を作成した。
混合して得られたトナー粒子Aが30部と、トナー粒子Bが70部との割合で、ヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分する。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーC〕を作成した。
一方、キャリアは下記処方によりコーティング液を調整した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
トルエン 1200部
上記コーティング液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後この被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が5%になるように前記トナ−Cとキャリアの合計量が1000gになるように計量して現像剤を作成した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
トルエン 1200部
上記コーティング液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後この被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が5%になるように前記トナ−Cとキャリアの合計量が1000gになるように計量して現像剤を作成した。
定着性の評価
imagio Neo C455(リコー社製複写機)の定着部を使用する。
(線速=162mm/sec)
使用紙:タイプ6000(リコー社製)
未定着画像:トナー付着量が0.8±0.1mg/cm2の3cm×8cmのベタ画像を作成する。
定着温度が120℃から5℃きざみに昇温していき、そのたびに、前記未定着画像を通紙する。その定着画像から定着下限温度及びホットオセット発生温度を求める。
imagio Neo C455(リコー社製複写機)の定着部を使用する。
(線速=162mm/sec)
使用紙:タイプ6000(リコー社製)
未定着画像:トナー付着量が0.8±0.1mg/cm2の3cm×8cmのベタ画像を作成する。
定着温度が120℃から5℃きざみに昇温していき、そのたびに、前記未定着画像を通紙する。その定着画像から定着下限温度及びホットオセット発生温度を求める。
定着下限温度の測定:スミア試験器(摩擦試験機I型、JIS L0823、摩擦子径:φ15)の摩擦子に、25mm×25mmの白綿布(JIS L0803、綿3号)を繊維方向が摩擦子の可動方向と水平になるように両面テープで貼り付け、前記ベタ画像面を5往復、連続動作にて擦った後、白綿布をはがし、画像が付着している摩擦子跡における任意の3箇所の画像濃度を、分光計(X−Rite社製、938 スペクトロデンシメータ)を用いて測定し、その平均値を算出することによりスミアIDを測定する。このスミアIDは0.35の値が定着下限温度とする。
ホットオセット発生温度の測定:目視によりベタ画像面がオフセットしている温度を記録する。
ホットオセット発生温度の測定:目視によりベタ画像面がオフセットしている温度を記録する。
測定の結果:定着下限温度は130℃、ホットオフセット発生温度は245℃であった。そして、imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー製複写機)のマシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4紙を横送りで100,000枚の連続通紙をした。結果を表2に示す。
〔実施例2〕
(1)トナー母体D
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤: カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44,三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機により70分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Dを得た。
(1)トナー母体D
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤: カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44,三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、110℃に加熱した二本ロール混練機により70分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Dを得た。
(2)トナー母体粒子E
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 :カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 :カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、130℃に加熱した二本ロール混練機にて20分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Eを得た。
各トナー母体粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡により10000倍の倍率でトナー粒子断面の観察をしながら写真撮影をした。この写真の中で50個のワックスから平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子Dは0.6μm、トナー母体粒子Eは3.0μmであった。
トナー母体粒子D 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。トナー母体粒子E 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。
前記で混合したトナー粒子Dが95部、トナー粒子Eが5部の割合でヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分する。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーF〕を作成した。
前記で混合したトナー粒子Dが95部、トナー粒子Eが5部の割合でヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分する。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーF〕を作成した。
一方、キャリアは下記処方によりコーティング液を調整した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーテング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後この被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が5(重量)%になるように前記トナ−とキャリアの合計量が1000gに計量して現像剤を作成した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
トルエン 1200部
上記液を回転円盤型流動層コーテング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後この被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が5(重量)%になるように前記トナ−とキャリアの合計量が1000gに計量して現像剤を作成した。
定着性評価(実施例1と同じ方法で測定する。)
測定の結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は235℃である。
imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)のマシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ良好な画像が得られた。その後、A4版の紙を横送りで100,000枚の連続通紙をした。結果を表2に示す。
測定の結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は235℃である。
imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)のマシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ良好な画像が得られた。その後、A4版の紙を横送りで100,000枚の連続通紙をした。結果を表2に示す。
〔実施例3〕
(1)トナー母体粒子G
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、120℃に加熱した二本ロール混練機にて80分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Gを得た。
(1)トナー母体粒子G
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44、三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、120℃に加熱した二本ロール混練機にて80分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Gを得た。
(2)トナー母体粒子H
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44,三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、120℃に加熱した二本ロール混練機にて20分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Hを得た。
結着樹脂:部分架橋ポリエステル樹脂 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加アルコール、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、MW15000、ガラス転移温度:61℃)
離型剤 : カルナウバワックス 5部
荷電制御剤 :アゾ錯体染料 2部
着色剤 :カーボンブラック(#44,三菱化学社製) 13部
上記組成の混合物を、120℃に加熱した二本ロール混練機にて20分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整して平均粒径7.0μmのトナー母体粒子Hを得た。
各トナー母体粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡により10,000倍の倍率でトナー断面の観察をしながら写真撮影をした。この写真の中で50個のワックスから平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子Gは0.1μm、トナー母体粒子Hは2.0μmであった。
トナー母体粒子G 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。トナー母体粒子H 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部とイソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.5部を、ヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。
前記のように混合したトナー粒子G 95部と、トナー粒子H 5部の割合でヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分行った。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーI〕を作成した。
キャリアは実施例1のものを使用して実施例1と同じようにテストしたところ、実施例1と同じ結果を得た。
前記のように混合したトナー粒子G 95部と、トナー粒子H 5部の割合でヘンシェルミキサーで20m/secにてプレ混合を2分行った。混合した後63μmの篩にかけて〔トナーI〕を作成した。
キャリアは実施例1のものを使用して実施例1と同じようにテストしたところ、実施例1と同じ結果を得た。
〔実施例4〕
実施例1〜3のトナー母体粒子A、B、D、E及びHを使用して、トナー粒子中のワックス分散径(DWB)の割合を変化させて、実施例3と同じようにして、外添剤を混合した(WDAが小さい母体には外添剤・粒径が大きいものを混合し、WDBが大きな母体には外添剤・粒径が小さいものを混合する。)。このトナーのホットオフセットが195℃以上で発生するDWBの割合を、表1に示す。表1において、(DWA×DWB)と、DWBとの関係を図1に示す。このように、本発明では、図1に示す関係があるトナーが好ましい。
実施例1〜3のトナー母体粒子A、B、D、E及びHを使用して、トナー粒子中のワックス分散径(DWB)の割合を変化させて、実施例3と同じようにして、外添剤を混合した(WDAが小さい母体には外添剤・粒径が大きいものを混合し、WDBが大きな母体には外添剤・粒径が小さいものを混合する。)。このトナーのホットオフセットが195℃以上で発生するDWBの割合を、表1に示す。表1において、(DWA×DWB)と、DWBとの関係を図1に示す。このように、本発明では、図1に示す関係があるトナーが好ましい。
表1の1〜6のトナーでは、195℃以下でホットオフセットが発生せず、良好なトナーである。図1に示すように、DWA=0.5μm、DWB=2.0μmの組み合わせのそれぞれのトナー粒子を混合したトナーにおいて、DWB量を50部含有したトナー粒子を用いたトナーであると、トナーのオフセット発生温度になると、実機で定着部への巻きつきが発生する要因になりにくい。しかしトナー流動性が良くないので現像スリーブへ現像剤が汲み上げられにくくなり、画像濃度が低くなったり、地汚れ等で画像品質が著しく不安定になる。また、潜像像担持体へのフィルミングおよびトナー保存性が問題となる。また、DWA==0.5μm、DWB=2.0μmの組み合わせのそれぞれのトナー粒子を混合したトナーにおいて、DWB量を10部含有したトナー粒子を用いたトナーであると、オフセットが発生温度が低くなって、実機では定着部への巻きつきが発生する要因になってしまう。表1に示す1〜6のトナーでは、オフセット発生温度は実機での使用において、定着部では温度コントロール、使用環境の変動、転写紙の種類、トナー付着量等がバラツいても使用に耐えられる。
〔実施例5〕
実施例1において、トナーの荷電制御剤をアゾ金属錯体染料からサリチル酸金属亜鉛誘導体(E−84:オリエント化学社製)に変更した以外は実施例1と同じようにしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同じようにしてテストしたところ、実施例1と同じような結果が得られた。
実施例1において、トナーの荷電制御剤をアゾ金属錯体染料からサリチル酸金属亜鉛誘導体(E−84:オリエント化学社製)に変更した以外は実施例1と同じようにしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同じようにしてテストしたところ、実施例1と同じような結果が得られた。
〔実施例6〕
実施例1において、トナーの荷電制御剤をアゾ金属錯体染料から含フッ素4級アンモニウム塩(コピーチャージNXVP434:ヘキスト社製)に変更した以外は実施例1と同じようにしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同じようにしてテストしたところ、実施例1と同じような結果が得られた。
実施例1において、トナーの荷電制御剤をアゾ金属錯体染料から含フッ素4級アンモニウム塩(コピーチャージNXVP434:ヘキスト社製)に変更した以外は実施例1と同じようにしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同じようにしてテストしたところ、実施例1と同じような結果が得られた。
〔実施例7〕
実施例1において、トナー母体粒子の粒径を7.0μmから4.1μmに粉砕した。
本実施例において、トナー母体粒子への添加剤の混合のみを、次のように変更した。
トナー母体粒子A 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.1部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。トナー母体粒子B 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.4部、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.8部を、ヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。
前記したようにして混合したトナー粒子A 30部とトナー粒子B70部との割合でヘンシェルミキサー20m/secによりプレ混合を2分行った。混合した後に63μmの篩にかけてトナーを作成した以外は実施例1と同じようにし、作成されたトナーに対して実施例1と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
実施例1において、トナー母体粒子の粒径を7.0μmから4.1μmに粉砕した。
本実施例において、トナー母体粒子への添加剤の混合のみを、次のように変更した。
トナー母体粒子A 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.1部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。トナー母体粒子B 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.4部、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.8部を、ヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。
前記したようにして混合したトナー粒子A 30部とトナー粒子B70部との割合でヘンシェルミキサー20m/secによりプレ混合を2分行った。混合した後に63μmの篩にかけてトナーを作成した以外は実施例1と同じようにし、作成されたトナーに対して実施例1と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
〔実施例8〕
実施例1において、トナー粒径を7.0μmから9.1μmに粉砕した。
本実施例においてトナー母体粒子への添加剤の混合のみを、次のように変更した。
トナー母体粒子A 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.5部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。トナー母体粒子B 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径15nmのチタン微粉体0.4部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記したようにして混合したトナー粒子A30部と、トナー粒子B70部との割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secによりプレ混合を2分行った。混合した後に63μmの篩にかけてトナーを作成した。上記した以外は実施例1と同じようにしてトナーを作成した。作成されたトナーを用いて実施例と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
実施例1において、トナー粒径を7.0μmから9.1μmに粉砕した。
本実施例においてトナー母体粒子への添加剤の混合のみを、次のように変更した。
トナー母体粒子A 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.5部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。トナー母体粒子B 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径15nmのチタン微粉体0.4部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記したようにして混合したトナー粒子A30部と、トナー粒子B70部との割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secによりプレ混合を2分行った。混合した後に63μmの篩にかけてトナーを作成した。上記した以外は実施例1と同じようにしてトナーを作成した。作成されたトナーを用いて実施例と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
〔実施例9〕
次に、カラートナーの実施例を示す。
(1)マスターバッチ顔料の製造
1.イエロートナーマスターバッチの製造例1
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(イミダゾロン系イエロー顔料:C.I.Pigment yellow 180)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Aを得た。
次に、カラートナーの実施例を示す。
(1)マスターバッチ顔料の製造
1.イエロートナーマスターバッチの製造例1
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマル酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(イミダゾロン系イエロー顔料:C.I.Pigment yellow 180)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Aを得た。
2.マゼンタトナーマスターバッチの製造例2
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにより混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Bを得た。
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにより混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Bを得た。
3.シアントナーマスターバッチの製造例3
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(銅フタロシアニン系シアン顔料:C.I.Pigment Blue 15:3)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーを用いて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練し、マスターバッチ顔料Cを得た。
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(銅フタロシアニン系シアン顔料:C.I.Pigment Blue 15:3)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーを用いて混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練し、マスターバッチ顔料Cを得た。
4.ブラックトナーマスターバッチの製造例4
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(カーボン系ブラック顔料:C.I.Pigment Bulack 1)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにより混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Dを得た。
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 50部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤 50部
(カーボン系ブラック顔料:C.I.Pigment Bulack 1)
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにより混合した後、ロール表面温度を130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料Dを得た。
(2)トナーの作成
各マスターバッチ顔料A、B、C及びDのそれぞれを用いて下記処方によりイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを作成した。
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤:マスターバッチ顔料(各A〜D) 15部
離型剤(カルナウバワックス:融点92℃、Mw/Mn=1.1) 5部
帯電制御剤(サリチル酸誘導体亜鉛塩) 2.5部
上記原材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、110℃に設定した3本ロール混練機で60分間、溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて粒径6.5μmのイエロー母体粒子J、マゼンタ母体粒子L、シアン母体粒子N及びブラック母体粒子Pの各トナー母体粒子を作成した。
さらに、原材料をヘンシェルミキサーを用いて混合後、130℃に設定した3本ロール混練機で20分間、溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて粒径6.5μmのイエロー母体粒子K、マゼンタ母体粒子M、シアン母体粒子O及びブラック母体粒子Qの各トナー母体粒子を作成した。各色トナー母体粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化し、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡を用いて10,000倍の倍率でトナー母体粒子断面の観察をしながら写真撮影をした。
この撮影した写真の中、50個のワックスからワックスの平均分散径を求めた結果、イエロートナー母体粒子J、マゼンタトナー母体粒子L、シアントナー母体粒子N及びブラックトナー母体粒子Pの平均分散径は、いずれも0.4μmであった。また、イロートナー母体粒子K、マゼンタトナー母体粒子M、シアントナー母体粒子O及びブラックトナー母体粒子Qの平均分散径は、それぞれ1.5μmであった。
各マスターバッチ顔料A、B、C及びDのそれぞれを用いて下記処方によりイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを作成した。
結着樹脂:ポリエステル樹脂A 100部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、フマール酸から合成されたポリエステル樹脂、軟化点:95℃)
着色剤:マスターバッチ顔料(各A〜D) 15部
離型剤(カルナウバワックス:融点92℃、Mw/Mn=1.1) 5部
帯電制御剤(サリチル酸誘導体亜鉛塩) 2.5部
上記原材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、110℃に設定した3本ロール混練機で60分間、溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて粒径6.5μmのイエロー母体粒子J、マゼンタ母体粒子L、シアン母体粒子N及びブラック母体粒子Pの各トナー母体粒子を作成した。
さらに、原材料をヘンシェルミキサーを用いて混合後、130℃に設定した3本ロール混練機で20分間、溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて粒径6.5μmのイエロー母体粒子K、マゼンタ母体粒子M、シアン母体粒子O及びブラック母体粒子Qの各トナー母体粒子を作成した。各色トナー母体粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化し、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡を用いて10,000倍の倍率でトナー母体粒子断面の観察をしながら写真撮影をした。
この撮影した写真の中、50個のワックスからワックスの平均分散径を求めた結果、イエロートナー母体粒子J、マゼンタトナー母体粒子L、シアントナー母体粒子N及びブラックトナー母体粒子Pの平均分散径は、いずれも0.4μmであった。また、イロートナー母体粒子K、マゼンタトナー母体粒子M、シアントナー母体粒子O及びブラックトナー母体粒子Qの平均分散径は、それぞれ1.5μmであった。
(イエロートナーRの作成)
イエロートナー母体粒子J 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、イエロートナー母体粒子K 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記のように混合したイエロートナー粒子J 50部と、イエロートナー粒子K 50部の割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔イエロートナーR〕を作成した。
イエロートナー母体粒子J 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、イエロートナー母体粒子K 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記のように混合したイエロートナー粒子J 50部と、イエロートナー粒子K 50部の割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔イエロートナーR〕を作成した。
(マゼンタトナーSの作成)
マゼンタトナー母体粒子L 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、マゼンタトナー母体粒子M 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記のように混合したマゼンタトナー粒子L 50部と、マゼンタトナー粒子M 50部の割合でヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔マゼンタトナーS〕を作成した。
マゼンタトナー母体粒子L 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、マゼンタトナー母体粒子M 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
前記のように混合したマゼンタトナー粒子L 50部と、マゼンタトナー粒子M 50部の割合でヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔マゼンタトナーS〕を作成した。
(シアントナーTの作成)
シアントナー母体粒子N 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、シアントナー母体粒子O 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理) 1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
混合して得られたシアントナー粒子N 50部と、シアントナー粒子O 50部との割合でヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔シアントナーT〕を作成した。
シアントナー母体粒子N 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、シアントナー母体粒子O 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理) 1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
混合して得られたシアントナー粒子N 50部と、シアントナー粒子O 50部との割合でヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔シアントナーT〕を作成した。
(ブッラックトナーUの作成)
ブラックトナー母体粒子P 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、ブラックトナー母体粒子Q 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
混合して得られたブラックトナー粒子P 50部と、ブラックトナー粒子Q 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔ブッラックトナーU〕を作成した。
ブラックトナー母体粒子P 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。また、ブラックトナー母体粒子Q 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とを、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。
混合して得られたブラックトナー粒子P 50部と、ブラックトナー粒子Q 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用いて20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔ブッラックトナーU〕を作成した。
一方、キャリアは下記処方により、コーティング液を調整した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
シランカップリング剤 10部
(γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
トルエン 1200部
上記コーティング液1500gを、回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後得られた被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が6.5%になるように前記トナ−とキャリアの合計量が1000gに計量して現像剤を作成した。
シリコン樹脂 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
シランカップリング剤 10部
(γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
トルエン 1200部
上記コーティング液1500gを、回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後得られた被覆物を装置より取り出して、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。トナー濃度が6.5%になるように前記トナ−とキャリアの合計量が1000gに計量して現像剤を作成した。
定着性評価(実施例1と同じ方法で測定する。)
測定の結果:イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共に定着下限温度は135℃であり、また、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共にホットオフセット発生温度は230℃である。
imagio Neo C285(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)マシンに各色の現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで100,000枚の連続通紙をした。結果を表2に示す。
測定の結果:イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共に定着下限温度は135℃であり、また、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共にホットオフセット発生温度は230℃である。
imagio Neo C285(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)マシンに各色の現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで100,000枚の連続通紙をした。結果を表2に示す。
〔実施例10〕
(架橋反応又は伸長反応の少なくともいずれかの反応によるトナー製造例)
1.ブラックトナーの製造例
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、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(エレミノールRS−30;三洋化成工業社製)11部、メタクリル酸166部、アクリル酸ブチル110部、および過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3,800回転/分の回転速度で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この乳濁液を加熱して、系内温度を75℃まで昇温し4時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成して、ビニル系樹脂(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)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920;島津製)で測定したところ、その体積平均粒径は、110nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。単離された樹脂分のTgは58℃であり、重量平均分子量は13万(スチレン換算)であった。
(架橋反応又は伸長反応の少なくともいずれかの反応によるトナー製造例)
1.ブラックトナーの製造例
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、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(エレミノールRS−30;三洋化成工業社製)11部、メタクリル酸166部、アクリル酸ブチル110部、および過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3,800回転/分の回転速度で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この乳濁液を加熱して、系内温度を75℃まで昇温し4時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成して、ビニル系樹脂(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)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920;島津製)で測定したところ、その体積平均粒径は、110nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。単離された樹脂分のTgは58℃であり、重量平均分子量は13万(スチレン換算)であった。
〜水相の調整〜
水990部、[微粒子分散液1]83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48.3%水溶液(エレミノールMON−7;三洋化成工業社製)37部、および酢酸エチル90部を混合して撹拌し、乳白色の液体を得た。この液を[水相1]とする。
水990部、[微粒子分散液1]83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48.3%水溶液(エレミノールMON−7;三洋化成工業社製)37部、および酢酸エチル90部を混合して撹拌し、乳白色の液体を得た。この液を[水相1]とする。
〜低分子ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機およ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3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧下で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、常圧、180℃で3時間反応して、[低分子ポリエステル1]を得た。この[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機およ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3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧下で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、常圧、180℃で3時間反応して、[低分子ポリエステル1]を得た。この[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25mgKOH/gであった。
〜中間体ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機およ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部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧下で5時間反応して、[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg54℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価525mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機およ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]410部、イソホロンジイソシアネート89部、および酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。この[プレポリマー1]の遊離イソシアネート(%)は、1.53%であった。
冷却管、撹拌機およ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部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧下で5時間反応して、[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg54℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価525mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機およ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]410部、イソホロンジイソシアネート89部、および酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。この[プレポリマー1]の遊離イソシアネート(%)は、1.53%であった。
〜ケチミンの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で4時間半反応し、[ケチミン化合物1]を得た。得られた[ケチミン化合物1]のアミン価は417mgKOH/gであった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で4時間半反応し、[ケチミン化合物1]を得た。得られた[ケチミン化合物1]のアミン価は417mgKOH/gであった。
〜マスターバッチの合成〜
水1200部、カーボンブラック(Printex35;デクサ社製)540部(DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5)、およびポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合し、得られた混合物を、2本ロールを用いて130℃で1時間混練し、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して、[マスターバッチ1]を得た。
水1200部、カーボンブラック(Printex35;デクサ社製)540部(DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5)、およびポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合し、得られた混合物を、2本ロールを用いて130℃で1時間混練し、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して、[マスターバッチ1]を得た。
〜油相の作製〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナウバワックス100部と、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下に80℃に昇温し、80℃を維持したまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部と、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して、[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1] 1324部を容器に移し、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%充填して、3パスの条件で、カーボンブラック、前記ワックスの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液を1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・ワックス分散液1]を得た。得られた[顔料・ワックス分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナウバワックス100部と、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下に80℃に昇温し、80℃を維持したまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部と、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して、[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1] 1324部を容器に移し、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%充填して、3パスの条件で、カーボンブラック、前記ワックスの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液を1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・ワックス分散液1]を得た。得られた[顔料・ワックス分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
〜乳化、脱溶剤〜
[顔料・ワックス分散液1]749部、[プレポリマー1]115部、および[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで25分間混合して、[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で7時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
[顔料・ワックス分散液1]749部、[プレポリマー1]115部、および[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで25分間混合して、[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で7時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
〜洗浄、乾燥〜
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下のように行った。
(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)した後に濾過した。
(2) (1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、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。
(3) (2)の濾過ケーキに10重量%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後に濾過した。
(4) (3)で得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後に濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。この[濾過ケーキ1]を循風乾燥機により45℃で48時間乾燥した。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下のように行った。
(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)した後に濾過した。
(2) (1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、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。
(3) (2)の濾過ケーキに10重量%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後に濾過した。
(4) (3)で得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後に濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。この[濾過ケーキ1]を循風乾燥機により45℃で48時間乾燥した。
この母体トナー粒子100部にサリチル酸亜鉛(E−84;オリエント化学社製)0.6部の割合でミキサーを用いて混合した。そして、目開き75μmメッシュで篩い、重量平均粒径(D4)6.1μm、個数平均粒径(Dn)5.5μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=135、形状係数SF−2=118、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9の〔トナー母体粒子JJ〕を得た。
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子JJと同じようにしてトナー母体粒子KKを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果はトナー母体粒子JJが0.5μm、トナー母体粒子KKが1.2μmであった。
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子JJと同じようにしてトナー母体粒子KKを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果はトナー母体粒子JJが0.5μm、トナー母体粒子KKが1.2μmであった。
2.イエロートナーの製造例
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロー180(PV Fast Yellow HG;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、イエロートナーを作製した。
トナー母体粒子は、以下のとおりである。
重量平均粒径(D4)6.0μm、個数平均粒径(Dn)5.4μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=132、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、イエロー、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子AAと同じようにしてトナー母体粒子BBを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めたところ、トナー母体粒子AAが0.5μmであり、トナー母体粒子BBが1.2μmであった。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロー180(PV Fast Yellow HG;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、イエロートナーを作製した。
トナー母体粒子は、以下のとおりである。
重量平均粒径(D4)6.0μm、個数平均粒径(Dn)5.4μm、D4/Dn=1.11、平均円形度0.97、形状係数SF−1=132、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、イエロー、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子AAと同じようにしてトナー母体粒子BBを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めたところ、トナー母体粒子AAが0.5μmであり、トナー母体粒子BBが1.2μmであった。
3.マゼンタトナーの製造例
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド122(Hostaperm Pink E;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、マゼンタトナーを作製した。
マゼンタトナーの母体粒子DDの物性は、以下のとおりであった。
重量平均粒径(D4)6.5μm、個数平均粒径(Dn)5.6μm、D4/Dn=1.16、平均円形度0.96、形状係数SF−1=137、形状係数SF−2=117、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、マゼンタ、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子DDと同じようにして、トナー母体粒子EEを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子DDが0.5μm、トナー母体粒子EEが1.2μmであった。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド122(Hostaperm Pink E;クラリアント社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、マゼンタトナーを作製した。
マゼンタトナーの母体粒子DDの物性は、以下のとおりであった。
重量平均粒径(D4)6.5μm、個数平均粒径(Dn)5.6μm、D4/Dn=1.16、平均円形度0.96、形状係数SF−1=137、形状係数SF−2=117、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、マゼンタ、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子DDと同じようにして、トナー母体粒子EEを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子DDが0.5μm、トナー母体粒子EEが1.2μmであった。
4.シアントナーの製造例
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3(Lionol Blue HG−7351;東洋インキ社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、シアントナーを作製した。
シアントナーの母体粒子GGは、重量平均粒径(D4)6.2μm、個数平均粒径(Dn)5.5μm、D4/Dn=1.13、平均円形度0.97、形状係数SF−1=134、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、シアン、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子GGと同じようにしてトナー母体粒子HHを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子GGが0.5μmであり、トナー母体粒子HHが1.2μmであった。
マスターバッチの合成において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3(Lionol Blue HG−7351;東洋インキ社製)を用いた以外は、ブラックトナーの製造例と同様にして、シアントナーを作製した。
シアントナーの母体粒子GGは、重量平均粒径(D4)6.2μm、個数平均粒径(Dn)5.5μm、D4/Dn=1.13、平均円形度0.97、形状係数SF−1=134、形状係数SF−2=115、短軸(r2)/長軸(r1)=0.8、厚さ(r3)/短軸(r2)=0.9
また〜油相の作製〜時、1パスの条件で、シアン、ワックスの分散を行った以外はトナー母体粒子GGと同じようにしてトナー母体粒子HHを得た。実施例9と同じようにして平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子GGが0.5μmであり、トナー母体粒子HHが1.2μmであった。
〜外添剤処理〜
イエロートナー母体粒子AA 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。その後、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、イエロートナー母体粒子BB 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理) 1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とをさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
前記のようにして混合したイエロートナー粒子AA 50部と、イエロートナー粒子BB 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔イエロートナーCC〕を作成した。
イエロートナー母体粒子AA 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速20m/secで混合した。その後、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、イエロートナー母体粒子BB 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理) 1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とをさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
前記のようにして混合したイエロートナー粒子AA 50部と、イエロートナー粒子BB 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔イエロートナーCC〕を作成した。
マゼンタトナー母体粒子DD 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を加え、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、マゼンタトナー母体粒子EE 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径15nmのチタン微粉体0.7部とをさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
前記のようにして混合したマゼンタトナー粒子DD 50部と、マゼンタトナー粒子EE 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにより混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔マゼンタトナーFF〕を作成した。
前記のようにして混合したマゼンタトナー粒子DD 50部と、マゼンタトナー粒子EE 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにより混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔マゼンタトナーFF〕を作成した。
シアントナー母体粒子GG 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、シアントナー母体粒子HH 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部をヘンシェルミキサーで周速20m/secで混合した。その後、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とをさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
混合して得られたシアントナー粒子GG 50部と、シアントナー粒子HH 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔シアントナーII〕を作成した。
混合して得られたシアントナー粒子GG 50部と、シアントナー粒子HH 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔シアントナーII〕を作成した。
ブラックトナー母体粒子JJ 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、ブラックトナー母体粒子KK 100部に対して、サリチル酸亜鉛系金属錯体(E−84・オリエント化学工業社製)5部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。その後、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部と、イソブチルトリメトキシシランで処理した粒径が15nmのチタン微粉体0.7部とをさらに添加して、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
混合して得られたブラックトナー粒子JJ 50部と、ブラックトナー粒子KK 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔ブッラックトナーLL〕を作成した。
混合して得られたブラックトナー粒子JJ 50部と、ブラックトナー粒子KK 50部との割合で、ヘンシェルミキサーを用い20m/secにて混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔ブッラックトナーLL〕を作成した。
一方、キャリアは下記処方によりコーティング液を調整した。
シリコン樹脂: 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
シランカップリング剤: 10部
(γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
トルエン 1200部
上記コーティング液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、この被覆物を装置より取り出し、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。前記トナー濃度6%になるように、トナ−とキャリアの合計量が1000gになるように計量して、現像剤を作成した。
シリコン樹脂: 300部
(SR2411、トーレダウコーニング社製、固形分20%)
シランカップリング剤: 10部
(γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
トルエン 1200部
上記コーティング液を回転円盤型流動層コーティング装置に、平均粒径50μmのフェライト芯材・キャリア5Kgと共に入れ、キャリアを被覆した。その後、この被覆物を装置より取り出し、250℃で2時間加熱し、膜を熟成した。前記トナー濃度6%になるように、トナ−とキャリアの合計量が1000gになるように計量して、現像剤を作成した。
物性評価(実施例1と同じ方法で測定する。)
測定の結果:イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共に定着下限温度は135℃であり、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共にホットオフセット発生温度は230℃である。
imagio Neo C285(ブレードクリーニング装置を付帯したリコー製複写機)マシンに各色の現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで100,000枚、連続通紙をした。結果を表2に示す。
測定の結果:イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共に定着下限温度は135℃であり、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー共にホットオフセット発生温度は230℃である。
imagio Neo C285(ブレードクリーニング装置を付帯したリコー製複写機)マシンに各色の現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで100,000枚、連続通紙をした。結果を表2に示す。
〔実施例11〕
懸濁重合によるトナー実施例
(1)トナーMM
スチレンモノマー40部に、カーボンブラックMA100(三菱化成社製)20部と、重合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.5部とを、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500ml四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、6時間60rpmで撹拌して、グラフトカーボンブラックを得た。
次の混合物をボールミルで10時間分散して分散液を調製した。
スチレンモノマー 50.0部
n−ブチルメタクリレート 14.5部
1,3−ブタンジオールジメタアクリレート 0.5部
t−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 3.0部
低分子量ポリエチレン 2.0部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
前記グラフトカーボンブラック 30.0部
懸濁重合によるトナー実施例
(1)トナーMM
スチレンモノマー40部に、カーボンブラックMA100(三菱化成社製)20部と、重合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.5部とを、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500ml四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、6時間60rpmで撹拌して、グラフトカーボンブラックを得た。
次の混合物をボールミルで10時間分散して分散液を調製した。
スチレンモノマー 50.0部
n−ブチルメタクリレート 14.5部
1,3−ブタンジオールジメタアクリレート 0.5部
t−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 3.0部
低分子量ポリエチレン 2.0部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
前記グラフトカーボンブラック 30.0部
この調製した分散液に2,2′−アゾビスイソブチロニトリルおよび亜硝酸ナトリウムをそれぞれ1部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの2%水溶液250部に加え、TKホモミキサー(特殊機化社製)により6000rpmで10分間撹拌して懸濁液を得た。
得られた懸濁液を、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、90rpm8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を作製した。この作成した粒子100重量部を水/メタノール=1/1(重量比)の混合液に固形分30%になるよう再分散し、荷電制御剤としてジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩を3重量部添加し、撹拌後濾過乾燥して平均粒径6.1μmの〔トナー母体粒子MM〕を得た。
得られた懸濁液を、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、90rpm8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を作製した。この作成した粒子100重量部を水/メタノール=1/1(重量比)の混合液に固形分30%になるよう再分散し、荷電制御剤としてジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩を3重量部添加し、撹拌後濾過乾燥して平均粒径6.1μmの〔トナー母体粒子MM〕を得た。
(2)トナーNN
スチレンモノマー40部にカーボンブラックMA100(三菱化成社製)20部と、重合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.5部とを、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500ml四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌してフラスコ内を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中に6時間60rpmで撹拌して、グラフトカーボンブラックを得た。
スチレンモノマー40部にカーボンブラックMA100(三菱化成社製)20部と、重合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.5部とを、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500ml四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌してフラスコ内を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中に6時間60rpmで撹拌して、グラフトカーボンブラックを得た。
次の混合物をボールミルで10時間分散して分散液を得た。
スチレンモノマー 50.0部
n−ブチルメタクリレート 14.5部
1,3−ブタンジオールジメタアクリレート 0.5部
t−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 3.0部
低分子量ポリエチレン 2.0部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
前記グラフトカーボンブラック 30.0部
スチレンモノマー 50.0部
n−ブチルメタクリレート 14.5部
1,3−ブタンジオールジメタアクリレート 0.5部
t−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 3.0部
低分子量ポリエチレン 2.0部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
前記グラフトカーボンブラック 30.0部
得られたこの分散液に2,2′−アゾビスイソブチロニトリルおよび亜硝酸ナトリウムをそれぞれ1部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの2%水溶液250部に加え、TKホモミキサー(特殊機化社製)により3500rpmで10分間撹拌して懸濁液を得た。
得られた上記懸濁液を、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中に90rpm、8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を作製した。
この作成した粒子100部を水/メタノール=1/1(重量比)の混合液に固形分30%になるように再分散し、荷電制御剤としてジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩を3部添加し、撹拌後濾過乾燥して平均粒径6.1μmのトナー母体粒子NNを得た。各トナー粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡により10,000倍の倍率でトナー母体粒子断面の観察をしながら写真撮影をした。この写真中の50個のワックスから、平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子MMのワックスの平均分散径は0.6μmであり、トナー母体粒子NNのワックスの平均分散径は1.5μmであった。
得られた上記懸濁液を、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下に室温で30分間撹拌して、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中に90rpm、8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を作製した。
この作成した粒子100部を水/メタノール=1/1(重量比)の混合液に固形分30%になるように再分散し、荷電制御剤としてジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩を3部添加し、撹拌後濾過乾燥して平均粒径6.1μmのトナー母体粒子NNを得た。各トナー粒子はエポキシ樹脂に包埋して、約100μmの薄い切片化して、四酸化ルテニウムによって染色した後、透過型電子顕微鏡により10,000倍の倍率でトナー母体粒子断面の観察をしながら写真撮影をした。この写真中の50個のワックスから、平均分散径を求めた結果、トナー母体粒子MMのワックスの平均分散径は0.6μmであり、トナー母体粒子NNのワックスの平均分散径は1.5μmであった。
トナー母体粒子MM 100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。トナー母体粒子NN 100部に対して、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
混合して得られたトナー粒子MM 30部と、トナー粒子NN 70部との割合でヘンシェルミキサーを用い20m/secにてプレ混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔トナーOO〕を作成した。キャリアは実施例1と同様のものを使用し、実施例1と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
混合して得られたトナー粒子MM 30部と、トナー粒子NN 70部との割合でヘンシェルミキサーを用い20m/secにてプレ混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけて〔トナーOO〕を作成した。キャリアは実施例1と同様のものを使用し、実施例1と同様にテストしたところ、実施例1と同様な結果を得た。
〔比較例1〕
実施例1において、トナー粒子Aとトナー粒子Bの混合比率30部/70部を、トナー粒子A 100部/トナー粒子B 0部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様なテストをしたところ以下のようになった。
(i)測定結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は160℃であった。
(ii)imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯リコー製複写機)マシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、ホットオフセットの発生が激しく1,000枚の通紙で中止した。結果を表2に示す。
実施例1において、トナー粒子Aとトナー粒子Bの混合比率30部/70部を、トナー粒子A 100部/トナー粒子B 0部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様なテストをしたところ以下のようになった。
(i)測定結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は160℃であった。
(ii)imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯リコー製複写機)マシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、ホットオフセットの発生が激しく1,000枚の通紙で中止した。結果を表2に示す。
〔比較例2〕
実施例1において、トナー粒子Aとトナー粒子Bの混合比率30部/70部を、トナー粒子A 0部/トナー粒子B 100部に変更した以外は、実施例1と同じようにトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様にテストしたところ、以下のようになった。
(i)測定結果:定着下限温度は130℃、ホットオフセット発生温度は245℃である。
(ii)imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯したリコー社製複写機)のマシンに現像剤をセットし、初期の画像出しをしたところ、画像濃度が薄い画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、現像ムラが激しく、画像濃度が低く、1,000枚の通紙で中止した。現像部を取り出して、現像スリーブを観察したところ、現像剤が現像スリーブに均一に汲み上げられていないことが確認された。結果を表2に示す。
実施例1において、トナー粒子Aとトナー粒子Bの混合比率30部/70部を、トナー粒子A 0部/トナー粒子B 100部に変更した以外は、実施例1と同じようにトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様にテストしたところ、以下のようになった。
(i)測定結果:定着下限温度は130℃、ホットオフセット発生温度は245℃である。
(ii)imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯したリコー社製複写機)のマシンに現像剤をセットし、初期の画像出しをしたところ、画像濃度が薄い画像が得られた。その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、現像ムラが激しく、画像濃度が低く、1,000枚の通紙で中止した。現像部を取り出して、現像スリーブを観察したところ、現像剤が現像スリーブに均一に汲み上げられていないことが確認された。結果を表2に示す。
〔比較例3〕
実施例2において、トナー母体粒子D 100部に対し、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、トナー母体粒子E100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
前記のようにして混合したトナー粒子D 95部と、トナー粒子E 5部との割合でヘンシェルミキサーを用い20m/secにてプレ混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけてトナーを作成した。実施例1と同様にしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様に以下のようにテストして以下のような結果を得た。
測定結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は235℃である。
imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)マシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。
その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、現像ムラが激しく画像濃度が低かった。潜像担持体を取り出して表面を観察したところ、遊離した外添剤により引っかき傷が著しく発生し汚れも多く、1,000枚の通紙で中止した。また、現像部を取りだして現像スリーブを観察したところ、現像剤がスリーブに均一に汲み上げられていないことが確認された。
実施例2において、トナー母体粒子D 100部に対し、平均粒径15nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)1.2部を、ヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。また、トナー母体粒子E100部に対して、平均粒径120nmのシリカ微粉体(ジメチルシロキサン処理)0.8部をヘンシェルミキサーを用い周速20m/secで混合した。
前記のようにして混合したトナー粒子D 95部と、トナー粒子E 5部との割合でヘンシェルミキサーを用い20m/secにてプレ混合を2分行った。混合後、63μmの篩にかけてトナーを作成した。実施例1と同様にしてトナー及びキャリアを作成し、実施例1と同様に以下のようにテストして以下のような結果を得た。
測定結果:定着下限温度は135℃、ホットオフセット発生温度は235℃である。
imagio Neo451(ブレードクリーニング装置を付帯して/リコー社製複写機)マシンに現像剤をセットして初期の画像出しをしたところ、良好な画像が得られた。
その後、A4版の用紙を横送りで連続通紙をしたところ、現像ムラが激しく画像濃度が低かった。潜像担持体を取り出して表面を観察したところ、遊離した外添剤により引っかき傷が著しく発生し汚れも多く、1,000枚の通紙で中止した。また、現像部を取りだして現像スリーブを観察したところ、現像剤がスリーブに均一に汲み上げられていないことが確認された。
100 複写装置本体(画像形成装置 本体)
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
10 中間転写体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム型画像形成装置
21 露光手段
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写装置
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
10 中間転写体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム型画像形成装置
21 露光手段
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写装置
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
Claims (13)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び外添剤を含有するトナーにおいて、
前記トナーは、
1個当たりの平均分散粒径が0.1μm以上0.6μm以下である離型剤を含む第1のトナ−母体粒子に粒径が30〜300nmの外添剤が添加された第1のトナー粒子と、
1個当たりの平均分散粒径が0.8μm以上3.0μm以下である離型剤を含む第2のトナ−母体粒子に粒径が5〜25nmの外添剤が添加された第2のトナー粒子と、
からなることを特徴とするトナー。 - 請求項1に記載のトナーにおいて、前記第1のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWA(μm)、前記第2のトナー粒子における1個当たりの離型剤の平均分散粒径をDWB(μm)としたとき、トナー中に占める前記第2のトナー粒子の割合(XB)(重量%)が下記式を満たすことを特徴とするトナー。
−23.5(DWA×DWB)+43.4≦XB≦−30.8(DWA×DWB)+68.3 - 請求項1又は2に記載のトナーにおいて、前記トナーは荷電制御剤を有し、前記荷電制御剤はアゾ金属錯体化合物、4級アンモニウム塩、サリチル酸金属錯体化合物から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とするトナー。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重量平均粒径が4.0〜9.5μmの範囲にあり、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(Dn)との比(D4/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とするトナー。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とするトナー。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は重合法によって得られることを特徴とするトナー。
- 請求項1ないし6いずれかに記載のトナーにおいて、前記第1および第2のトナー母体粒子は、略球形であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする)、前記短軸r2と前記長軸r1との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、前記厚さr3と前記短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とするトナー。
- 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、請求項1ないし7のいずれかに記載のトナーと、磁性体からなるキャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
- 像担持体上の静電潜像を現像する現像剤であって、前記現像剤は、請求項1ないし7のいずれかに記載のトナーと、樹脂で被覆された磁性キャリアとを含有することを特徴とする現像剤。
- 静電潜像を担持する像担持体に対向して配置される現像装置において、
前記現像装置は、請求項8又は9に記載の現像剤を用いることを特徴とする現像装置。 - 電子写真方式の画像形成方法であって、感光体を一様に帯電させる帯電工程と、前記一様に帯電した感光体上に光を走査して潜像を書き込む工程と、前記潜像が形成された感光体に請求項8又は9に記載の現像剤を用いて現像する像形成工程と、前記像形成工程により形成された画像を転写する転写工程と、前記転写工程後に前記感光体である像担持体をクリーニングするクリーニング工程とを有し、
前記像担持体のクリ−ニング工程はブレードクリーニング法であることを特徴とする画像形成方法。 - 静電潜像を担持する像担持体と、少なくとも、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項10に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 少なくとも、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に対向して配置される現像装置とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項10に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007174802A JP2009014881A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | トナー、現像剤、画像形成方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007174802A JP2009014881A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | トナー、現像剤、画像形成方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009014881A true JP2009014881A (ja) | 2009-01-22 |
Family
ID=40355869
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007174802A Pending JP2009014881A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | トナー、現像剤、画像形成方法、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009014881A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103907063A (zh) * | 2011-08-25 | 2014-07-02 | 森村化学株式会社 | 外添用电荷控制剂组合物和静电图像显影调色剂 |
JP2015045862A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-03-12 | キヤノン株式会社 | トナー及び画像形成方法 |
-
2007
- 2007-07-03 JP JP2007174802A patent/JP2009014881A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2749953A1 (en) * | 2011-08-25 | 2014-07-02 | Morimura Chemicals, Ltd. | Charge control agent composition for external addition and electrostatic image developing toner |
EP2749953A4 (en) * | 2011-08-25 | 2015-04-22 | Morimura Chemicals Ltd | COMPOSITION OF CHARGE CONTROL AGENT FOR EXTERNAL ADDING AND ELECTROSTATIC IMAGE DEVELOPING TONER |
US9280077B2 (en) | 2011-08-25 | 2016-03-08 | Morimura Chemicals Limited | Charge control agent composition for external addition and electrostatic image developing toner |
JP2015045862A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-03-12 | キヤノン株式会社 | トナー及び画像形成方法 |
US10409186B2 (en) | 2013-07-31 | 2019-09-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and image forming method |
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