JP2009020269A - 画像形成装置、それに用いられるトナー、キャリア、現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置において、システム速度が400〜3000mm/secであり、かつ定着装置の定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーが、少なくともアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂と着色剤と離型剤とを含有するトナーであって、かつ結晶性ポリエステル樹脂のトナー中における結晶成分比が0.10〜20%である画像形成装置。
【選択図】なし
Description
このように高速化というキーワード一つとってもそこから引き起こされる各種副作用、例えば前述の定着性だけでなく、現像性(帯電性)、トナーとしての耐熱保存性、感光体汚染性(フィルミング)等、従来の装置ではとてもそれらの課題の同時達成は困難であった。
システム速度が高速になるとともに、定着性を維持するため定着温度を上げることが考えられるが、機内温度上昇による各種副作用、定着部材消耗寿命、省エネルギーの観点他の点で、問題があり、定着改善の対応として不適切であった。そこで、特に超高速機において、トナーの定着性能と対感光体汚染性の向上が求められ、定着装置で高速作像、低熱量でも良好な定着性を有するトナーおよび定着装置および画像形成装置が必要とされている。
例えば、トナー自体の定着性能を向上させるため、樹脂そのものの熱特性をコントロールすることなどの方法が知られている。しかし、樹脂の低Tg(ガラス転移温度)化は耐熱保存性や定着強度を悪化させる原因となり、また樹脂の低分子量化による軟化温度の低下では、ホットオフセットの発生と光沢が高すぎる(光沢制御性)などの問題が生じる。このため、樹脂そのものの熱特性をコントロールすることにより低温定着性に優れ、かつ、耐熱保存性、耐オフセット性に良好なトナーを得るには至っていない。
(1)記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置において、システム速度が400〜3000mm/secであり、かつ定着装置の定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーが、少なくともアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂と着色剤と離型剤とを含有するトナーであって、かつ結晶性ポリエステル樹脂のトナー中における結晶成分比が0.10〜20%であることを特徴とする画像形成装置。
(3)前記定着媒体表面が、少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有する組成であることを特徴とする前記(1)又は(2)記載の画像形成装置。
(4)前記定着装置の定着ニップ幅が、4mm〜20mmであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(6)前記トナーが、結晶性保持成分として少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃に一つ以上存在することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置。
(7)前記結晶性ポリエステル樹脂のTgピークと脂肪酸アミド化合物のTgピークの差が50℃以内である事を特徴とする前記(6)記載の画像形成装置。
(8)前記離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも40℃〜130℃に一つ以上存在することを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の画像形成装置。
(9)前記ワックスが、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有することを特徴とする前記(8)に記載の画像形成装置。
(11)前記トナ−は、平均円形度が0.94以上1.00未満であるトナーであることを特徴とする前記(1)〜(10)のいずれかに記載の画像形成装置。
(12)前記トナ−は、体積平均粒径が2.0〜7.0μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.3の範囲にあるトナーであることを特徴とする前記(1)〜(11)のいずれかに記載の画像形成装置。
(14)前記画像形成装置は、潜像担持体と少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする前記(1)〜(13)のいずれかに記載の画像形成装置。
(15)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とするトナー。
(16)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくとも磁性を有するキャリア。
(17)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくともトナーとキャリアを含有する現像剤。
有する現像剤。
また本発明により、上記画像形成装置並びにそれに用いるトナー、キャリア、現像剤、プロセスカートリッジを提供することができる。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置としての複写機を示す。この複写機11は、複写対象となる原稿を読み取る原稿読取部12と、印刷用の用紙がストックされる給紙部13と、給紙部13から供給される用紙に原稿読取部12からの画像信号に基づいてトナー像を形成する画像形成部14と、そのトナー像をなすトナーを用紙に定着させる定着装置としての定着部15と、トナー定着後の用紙を機外に排出するための排紙部16とを有する。
そして、図3に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ14,15,16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
また、3つのなかで第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。
そのタンデム画像形成装置20の上には、図3に示すように、更に露光装置21を設ける。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、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上の画像をシートに転写する。
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。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、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。
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上へと移動して後、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更に反射して第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、原稿内容を読み取る。
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で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55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56で排紙トレイ57上に排出する。
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。
図4は、本発明のプロセスカートリッジを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。
本発明においては、感光体、帯電装置手段、現像手段およびクリーニング手段等の構成要素のうち、少なくとも感光体および現像手段をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
本発明において、システム線速は以下のようにして測定した。A4紙、縦方向通紙(通紙方向紙の長さ297mm)、連続100枚、該当画像形成装置で出力し、スタートから終了までの出力時間をA秒とし、システム速度をBとした場合、下記式にて、システム速度を求めた。
B(mm/sec)=100枚×297mm÷A秒
(定着面圧)
本発明における定着加圧面圧は、一般的な圧力センサーを使用することで測定できる。
本発明のトナー中の結晶成分比はZeiss社製 Ultra55 ショットキー型サーマルFE−SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて評価した。トナーはエポキシ樹脂に包埋してウルトラミクロトーム(Leica社製 ULTRACUT UCT、ダイヤナイフ使用)により断面を作成した。その後四酸化オスミウム(OsO4)ガスに24時間暴露することで、トナー中の結晶性ポリエステル成分をOsO4染色した。反射電子像の原子番号効果により重元素であるOsを白いコントラストとして検出することで結晶性ポリエステルのトナー内部の分散状態および、その結晶性成分の存在比を求めた。ここであらかじめトナー含有成分を原材料にてOsO4染色して結晶性ポリエステルのみが均一で白いコントラストで染色されることは確認している。同じポリエステルでも結晶構造を有するポリエステルのみが染色されることからその結晶構造に選択的に物理付着、吸着、結合、あるいは化学反応して染色していると推定される。
結晶成分比(%)= ポリエステル樹脂の結晶成分面積/トナー全体の面積×100
(1)式
本発明における離型剤、樹脂のTgピークは、いわゆる軟化点に近い特性で、示差走査型熱量測定(DSC)において、そのDSC曲線の最大吸熱量を示したピークトップで決定される。また測定は島津製作所製TA−60WS、及びDSC−60を用い、次に示す測定条件で測定した。
測定条件
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/min)
温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:200℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:200℃
本発明の定着媒体の表面コート樹脂としては、フッ素系樹脂が好ましい。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等を挙げることができる。
さらに好ましくは少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有する組成の樹脂であることがより好ましい。
本発明のトナー中に含有する離型剤としては、融点が40〜170℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
より好ましくは、該離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも40℃〜130℃に一つ以上存在するワックスがより好ましい。
さらに好ましくは、該離型剤が、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有するワックスが挙げられる。
本発明のトナーは、さらに好ましくは、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性保持成分として少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃、より好ましくは、90℃〜150℃に一つ以上存在する脂肪酸アミド化合物が挙げられる。
脂肪酸アミド化合物として、R1−CO−NR2R3で表される化合物が適用される。式中、R1は炭素数10〜30の脂肪族炭化水素基であり、R2、R3は各々独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数7〜10のアラルキル基である。ここで、R2、R3のアルキル基、アリール基、アラルキル基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基等の通常不活性な置換基で置換されていても良い。但し、更に好ましくは無置換のものである。
本発明では、上記脂肪酸アミド化合物の中でも、アルキレンビス脂肪酸アミドが特に好適に用いられる。
アルキレンビス飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスベヘン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサエチレンビスパルミチン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド等を挙げることができる。これらのうちでは、エチレンビスステアリン酸アミドが最も好ましい。
トナーの結着樹脂としては、特にフルカラートナー用結着樹脂として発色性、画像強度の点からも好適なポリエステル樹脂、特にアモルファスポリエステル樹脂がより好ましく用いられる。カラー画像は、数種のトナー層が幾重にも重ねられるため、トナー層が厚くなってしまい、トナー層の強度不足による画像の亀裂や欠陥が生じたり、適度な光沢が失われたりする。このことから適度な光沢や優れた強度を保持させるためポリエステル樹脂が用いられる。ポリエステル樹脂は、一般に多価アルコールと多価カルボン酸とのエステル化反応により得ることができる。
ポリオールとしては、ジオール(g)および3価以上のポリオール(h)が、ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(i)および3価以上のポリカルボン酸(j)が挙げられ、それぞれ2種以上を併用してもよい。
(AX1):(g)および(i)を用いた線状のポリエステル樹脂
(AX2):(g)および(i)とともに(h)および/または(j)を用いた非線状の
ポリエステル樹脂
(AY1):(AX2)に(c)を反応させた変性ポリエステル樹脂
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、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物およびこれらの併用であり、とくに好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物、炭素数2〜4のアルキレングリコールおよびこれらの2種以上の併用である。
なお、上記および以下において水酸基価および酸価は、JIS K 0070に規定の方法で測定される。
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の脂肪族多価アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物(付加モル数2〜30)であり、とくに好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物である。
ヒドロキシカルボン酸(k)としては、ヒドロキシステアリン酸、硬化ヒマシ油脂肪酸などが挙げられる。ラクトン(l)としては、カプロラクトンなどが挙げられる。
(c)のエポキシ当量は、好ましくは50〜500である。下限は、さらに好ましくは70、とくに好ましくは80であり、上限は、さらに好ましくは300、とくに好ましくは200である。エポキシ基数とエポキシ当量が上記範囲内であると、現像性と定着性が共に良好である。上述の1分子当たりのエポキシ基数およびエポキシ当量の範囲を同時に満たせばさらに好ましい。
また、(a)の触媒効果を損なわない範囲で他のエステル化触媒を併用することもできる。他のエステル化触媒の例としては、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド)、三酸化アンチモン、(a)以外のチタン含有触媒(例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタニルカリウム、およびテレフタル酸チタン)、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、ゲルマニウム含有触媒、アルカリ(土類)金属触媒(例えばアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のカルボン酸塩:酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、および安息香酸カリウムなど)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの他の触蝶の添加量としては、得られる重合体の重量に対して、0〜0.6%が好ましい。0.6%以内とすることで、ポリエステル樹脂の着色が少なくなり、カラー用のトナーに用いるのに好ましい。添加された全触媒中の(a)の含有率は、50〜100重量%が好ましい。
(c)と反応させる(AX2)の酸価は、好ましくは1〜60、さらに好ましくは5〜50である。酸価が1以上であると、(c)が未反応で残存して樹脂の性能に悪影響を及ぼす恐れがなく、60以下であると、樹脂の熱安定性が良好である。
また、(AY1)を得るのに用いる(c)の量は、低温定着性および耐ホットオフセット性の観点から、(AX2)に対して、好ましくは0.01〜10重量%、さらに好ましくは0.05〜5重量%である。
他の樹脂としては、スチレン系樹脂[スチレンとアルキル(メタ)アクリレートの共重合体、スチレンとジエン系モノマーとの共重合体等]、エポキシ樹脂(ビスフェノールAジグリシジルエーテル開環重合物等)、ウレタン樹脂(ジオールおよび/または3価以上のポリオールとジイソシアネートの重付加物等)などが挙げられる。
トナーバインダーにおける他の樹脂の含有量は、好ましくは0〜40重量%、さらに好ましくは0〜30重量%、とくに好ましくは0〜20重量%である。
本発明で用いる結晶性を有するポリエステル樹脂Aは、その分子主鎖中に下記一般式(2)で表されるエステル結合を含有する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂からなることが好ましい。
−OOC−R−COO−(CH2)n− (2)
前記式中、Rは直鎖状不飽和脂肪族2価カルボン酸残基を示し、炭素数2〜20、好ましくは2〜4の直鎖状不飽和脂肪族基である。nは2〜20、好ましくは2〜6の整数である。一般式(2)の構造の存在は固体C13NMR(核磁気共鳴分析)により確認することが出来る。
さらにその分子主鎖中にエステル結合を少なくとも60モル%以上含有する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂であることがより好ましい。
前記一般式(2)において、(CH2)nは直鎖状脂肪族2価アルコール残基を示す。
この場合の直鎖状脂肪族2価アルコール残基の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状脂肪族2価アルコールから誘導されたものを示すことができる。結晶性ポリエステル樹脂(A)は、その酸成分として、直鎖状不飽和脂肪族ジカルボン酸を用いたことから、芳香族ジカルボン酸を用いた場合に比べて結晶構造を形成し易いという作用効果を示す。
この場合、多価カルボン酸成分には、必要に応じ、少量の他の多価カルボン酸を添加することができる。この場合の多価カルボン酸には、(i)分岐鎖を有する不飽和脂肪族二価カルボン酸、(ii)飽和脂肪族2価カルボン酸や、飽和脂肪族3価カルボン酸等の飽和脂肪族多価カルボン酸の他、(iii)芳香族2価カルボン酸や芳香族3価カルボン酸等の芳香族多価カルボン酸等が包含される。これらの多価カルボン酸の添加量は、全カルボン酸に対して、通常、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
前記多価アルコール成分には、必要に応じ、少量の脂肪族系の分岐鎖2価アルコールや環状2価アルコールの他、3価以上の多価アルコールを添加することができる。その添加量は、全アルコールに対して、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加される多価アルコールを例示すると、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、グリセリン等が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂(A)についての前記分子量分布は、横軸をlog(M:分子量)とし、縦軸を重量%とする分子量分布図に基づくものである。本発明で用いるポリエステル樹脂(A)の場合、この分子量分布図において、3.5〜4.0(重量%)の範囲に分子量ピークを有することが好ましく、また、そのピークの半値幅が1.5以下であることが好ましい。
混合温度が低すぎると充分に混合できず、不均一となることがある。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合温度が高すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
溶融混合する場合の混合時間は、好ましくは10秒〜30分、さらに好ましくは20秒〜10分、とくに好ましくは30秒〜5分である。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合時間が長すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
粉体混合する場合の混合条件としては、混合温度は、好ましくは0〜80℃、さらに好ましくは10〜60℃である。混合時間は、好ましくは3分以上、さらに好ましくは5〜60分である。混合装置としては、へンシェルミキサー、ナウターミキサー、およびバンパリーミキサー等が挙げられる。好ましくはへンシェルミキサーである。
また、結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、紙と樹脂との親和性の観点から、目的とする低温定着性を達成するためにはその酸価が20mgKOH/g以上であることが好ましく、一方、ホットオフセット性を向上させるには45mgKOH/g以下のものであることが好ましい。
更に、結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価については、所定の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには5〜50mgKOH/gのものが好ましい。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、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、ポ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、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。前記着色剤の前記トナー材料における含有量は0.1〜50質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。
本発明のトナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(SYSMEX社製)により測定できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水120ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.3ml加え、更に測定試料を0.2g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約2分間分散処理を行ない、分散液濃度を約5000個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
本発明のトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)、その比(Dv/Dn)は、以下の方法で測定できる。トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)等を用いて測定することができる。特に本発明ではコールターマルチサイザーIIを使用した。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、本発明の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分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る。逆に、トナーの体積平均粒径が本発明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と共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。しかしながら、Dv/Dnが1.30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。
本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーとしては、粉砕トナー、懸濁重合法、乳化重合凝集法、分散重合法等の重合トナーいずれのトナーでも使用できる。
したがって、本発明のトナーを製造する方法としては特に限定されるものではなく、溶融混練粉砕法および重合法、イソシアネート基含有プレポリマーを用いた重付加反応法、溶剤溶解し脱溶剤して粉砕する方法のほか、溶融スプレー法によっても製造することができる。これらの製造方法のうち、溶融混練法、結晶性ポリエステル樹脂および重合性単量体を含有する単量体組成物を水相中で直接的に重合する重合法(懸濁重合法・乳化重合法)、結晶性ポリエステル樹脂およびイソシアネート基含有プレポリマーを含有する組成物を水相中でアミン類で直接的に伸長/架橋する重付加反応法、溶剤溶解し脱溶剤して粉砕する方法を採用することが好ましく、従来公知の製造方法が使用できる。
本発明の粉砕トナーの製造方法は、混練工程と、粉砕工程と、分級工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
−混練工程−
前記混練工程は、少なくとも結着樹脂(アモルファスポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂)、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤等を含むトナー材料を混練する工程である。帯電制御剤、離型剤、着色剤はマスターバッチ、結着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。
以上のトナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所社製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所社製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕工程は、前記混練工程で得られた混練物を粉砕する工程である。この粉砕工程においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級工程は、前記粉砕工程で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する工程である。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中で分級し、もって所定の粒径、例えば平均粒径が2〜20μmのトナーを製造する。
ここで、前記製品となる粒子以外の粉末(微粉トナー)とは、溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子を意味する。
前記微粉トナーの含有量は、前記トナー材料に対し1〜20質量%であり、5〜15質量部がより好ましい。前記微粉トナーが1質量%未満であると、微粉トナーの消費量が少なくなるためコスト低減に寄与することができないことがあり、20質量%を超えると、原因は明らかになってはいないがトナーの凝集性が高くなり、白スジが発生するという不具合を引き起こすことがある。
結晶性ポリエステル樹脂およびイソシアネート基含有プレポリマーを含有する組成物を水相中でアミン類で直接的に伸長/架橋する重付加反応法により得られる本発明のトナーは、例えば以下のように製造することができる。
(変性ポリエステル樹脂)
本発明において、アモルファスポリエステル樹脂として、以下に示す変性ポリエステル系樹脂が使用できる。例えばイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを用いることが出来る。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)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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。
本発明において、架橋剤及び/又は伸長剤として、アミン類を用いることができる。アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(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。ジアミン(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価以上のポリアミン(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より大きかったり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明においては、前記変性されたポリエステル(A)単独使用だけでなく、この(A)と共に、変性されていないポリエステル(C)をトナーバインダー成分として含有させることが重要である。(C)を併用することで、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向上する。(C)としては、前記(A)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(A)と同様である。また、(C)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(A)と(C)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、(A)のポリエステル成分と(C)は類似の組成が好ましい。(A)を含有させる場合の(A)と(C)の重量比は、通常5/95〜75/25、好ましくは10/90〜25/75、さらに好ましくは12/88〜25/75、特に好ましくは12/88〜22/78である。(A)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。
本発明では、必要に応じて樹脂微粒子も含有させることができる。使用される樹脂微粒子は、ガラス転移点(Tg)が40〜100℃であり、重量平均分子量が9千〜20万がより好ましく、前述したようにガラス転移点(Tg)が40℃未満、及び/又は重量平均分子量が9千未満の場合、トナーの保存性が悪化してしまい、保管時および現像機内でブロッキングを発生してしまう。ガラス転移点(Tg)が100℃以上、及び/又は重量平均分子量が20万以上の場合、樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、定着下限温度が上がってしまう。
樹脂微粒子の残存率は、トナー粒子に起因せず樹脂微粒子に起因する物質を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計で分析し、そのピーク面積から算出し測定することができる。検出器としては、質量分析計が好ましいが、特に制限はない。
トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。
(水系媒体中でのトナー製造法)
本発明に用いる水性相には、予め樹脂微粒子を添加することにより使用する。水性相に用いる水は、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
また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一テル類、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、ピニルビリジン、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窒素原子、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エニルエーテル、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。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および/または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
また有機溶媒を除去する方法として、ロータリーエバポレータ等でエアーを吹き込み除去させることが可能である。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
<重合法>
(1)重合性モノマー、結晶性ポリエステル樹脂、必要に応じて重合開始剤、着色剤、離型剤等を水性分散媒中で造粒する。
(2)造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
(3)上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
(4)適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥してアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂と着色剤と離型剤とを含有する母体粒子を得る。
(1)アモルファスポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、必要に応じて着色剤、離型剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
(2)トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
(3)シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
(4)上記により得たカプセルをろ過後、乾燥してアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂と着色剤と離型剤とを含有する母体粒子を得る。
本発明の画像形成用トナーは必要に応じ帯電制御剤を該トナー中に含有させることができる。
例えば、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料、例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.Basic Red 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue 25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、或いはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう帯電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
本発明において、トナーに添加する外添剤である無機微粒子としては、条件を満たせば公知のものすべて使用可能である。例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど)、金属酸化物(チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)、フルオロポリマー等を含有してもよい。
特に好適な添加剤としては、疎水化されたシリカ、チタニア、酸化チタン、アルミナ微粒子があげられる。シリカ微粒子としては、HDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK21、HDK H 1303(以上ヘキスト)やR972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(以上日本アエロジル)がある。また、チタニア微粒子としては、P−25(日本アエロジル)やSTT−30、STT−65C−S(以上チタン工業)、TAF−140(富士チタン工業)、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(以上テイカ)などがある。特に疎水化処理された酸化チタン微粒子としては、T−805(日本アエロジル)やSTT−30A、STT−65S−S(以上チタン工業)、TAF−500T、TAF−1500T(以上富士チタン工業)、MT−100S、MT−100T(以上テイカ)、IT−S(石原産業)などがある。
この他高分子系微粒子たと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ポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
外添剤の混合方式であるが、外添剤の母体トナーへの外添は、母体トナーと外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される乾式混合でも良い。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。これら添加条件として、ミキサー類の羽形状、回転数、混合時間、混合回数、外添剤量、母体トナー量、母体トナーの表面性(凹凸、硬度、粘弾性、他)が重要となる。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアとトナーを混合して用いれば良く、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20〜200μm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、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよ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、ポリスチレン樹脂およ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およ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、およ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。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。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
トナー容器としては、前記本発明の画像形成用トナーを含む現像剤を充填したものであり、その形状は従来公知のものを使用することができる。
(評価機)
(評価機1)
評価機1として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機2として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が400mm/secになるように、現像ギャップは1.40mm、ドクタブレードギャップは1.8mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧90N/cm2と、定着ニップ幅4mmとした。定着媒体表面はシリコン樹脂を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機3として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が1900mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧5N/cm2と、定着ニップ幅20mmとした。定着媒体表面はポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)樹脂を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機4として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が1000mm/secになるように、現像ギャップは1.31mm、ドクタブレードギャップは1.7mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39N/cm2と、定着ニップ幅3mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機5として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が3000mm/secになるように、現像ギャップは1.20mm、ドクタブレードギャップは1.5mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39N/cm2と、定着ニップ幅22mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機6として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が380mm/secになるように、現像ギャップは1.45mm、ドクタブレードギャップは1.9mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機7として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が3200mm/secになるように、現像ギャップは1.14mm、ドクタブレードギャップは1.3mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機8として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧4N/cm2と、定着ニップ幅20mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機9として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、システム速度が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧93N/cm2と、定着ニップ幅4mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜45℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
上記の評価機の条件をまとめた結果を表3に示した。
2成分系現像剤で画像評価する場合は、下記の製造例で得られたシリコーン樹脂により0.5μmの平均厚さでコーティングされた平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、キャリア100重量部に対し各色トナー5重量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、現像剤を作成した。
(キャリア1)
・シリコーン樹脂 167部
[固形分23重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.66部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・トルエン 300部
をホモミキサーで10分間分散し、シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径;50μm焼成Mnフェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.5μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて300℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き63μmの篩を用いて解砕し[キャリア1]を得た。
キャリアの結着樹脂膜厚測定は、FIB(集束イオンビーム)でキャリア断面を作成後、TEM(透過型電子顕微鏡)、STEM(走査型透過電子顕微鏡)等にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
―結晶性ポリエステル樹脂1の合成―
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに以下原材料を入れ、160℃で6時間反応させた後、180℃に昇温して1.5時間反応させ、さらに8.3KPaにて2時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂1を得た。該結晶性ポリエステル樹脂1のTgピークは、110℃であった。
1,4−ブタンジオール: 23.75モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 22.75モル
無水トリメリット酸: 1.65モル
ハイドロキノン: 5.1g
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに以下原材料を入れ、160℃で5時間反応させた後、170℃に昇温して1時間反応させ、さらに8.3KPaにて2時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂2を得た。該結晶性ポリエステル樹脂2のTgピークは、77℃であった。
1,6−ヘキサンジオール: 23.75モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 24.40モル
ハイドロキノン: 5.1g
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに以下原材料を入れ、160℃で8時間反応させた後、180℃に昇温して1.5時間反応させ、さらに8.3KPaにて4時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂3を得た。該結晶性ポリエステル樹脂3のTgピークは、135℃であった。
1,4−ブタンジオール: 21.75モル
1,6−ヘキサンジオール: 2.00モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 22.75モル
無水トリメリット酸: 1.65モル
ハイドロキノン: 5.1g
―シリカ1の合成―
気相法によって製造されたBET比表面積300m2/gのシリカ微粉末100gを反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら水2.0gを噴霧した。これにヘキサメチルジシラザン10gを噴霧し、150℃で1時間加熱撹拌し、その後冷却した。そしてジェットミルで解砕して1次平均粒径10nmのシリカ粒子を得た。その後、乾式分級機TC−40II(日清エンジニアリング製)により分級処理を行い、粒径50μm以上の凝集体を除去し、シリカ1を得た。
−アモルファスポリエステル樹脂aの合成−
[線状ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拝機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのPO2モル付加物430部、ビスフェノールAのPO3モル付加物300部、テレフタル酸257部、イソフタル酸65部、無水マレイン酸10部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)2部を入れ、200℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら7時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が5になった時点で取り出し、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂(AX1−1)を得た。(AX1−1)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は7、水酸基価は12、Tgは48℃、Mnは5940、Mpは18200であった。分子量1500以下の成分の比率は1.1%であった。
冷却管、撹拝機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのEO2モル付加物350部、ビスフェノールAのPO3モル付加物326部、テレフタル酸278部、無水フタル酸40部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)2部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら7時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸62部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエステル樹脂(AX2−1)を得た。
(AX2−1)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は35、水酸基価は17、Tgは57℃、Mnは3700、Mpは11200であった。分子量1500以下の成分の比率は0.8%であった。
前述のポリエステル(AX1−1)800部とポリエステル(AX2−1)200部をコンテイニアスニーダーにて、ジャケット温度140℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂をスチールベルト冷却機を使用して、4分間で30℃まで冷却後粉砕して本発明のポリエステル樹脂aを得た。
得られたポリエステル樹脂aは、数平均分子量(Mn)が2,800、重量平均分子量(Mw)が7,200、ガラス転移温度(Tg)が55℃であった。
−トナーAの作製−
・アモルファスポリエステル樹脂a ・・・90部
・結晶性ポリエステル1 ・・・10部
・C.I.Pigment Blue15:3 ・・・5部
・帯電制御剤(ビス(3,5−ジ・ターシャリ−ブチルサリチラト−O1,O2)亜鉛)
・・・2部
・カルナバワックス(Tgピーク81℃)、商品名;WA−03(東亜化成株式会社製)
・・・3部
・脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、
商品名;EB−P(花王株式会社製)) ・・・2部
その後、着色粒子100部、シリカ1を1.5部と一次平均粒径13nmの疎水化処理酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製 FM20C)にて混合してトナーを得た。混合条件は、周速30m/secで、120秒回転、60秒回転停止、のセットを5回繰り返して混合してトナーを得た。
得られたトナー7重量部に対してキャリア1を100重量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、現像剤を作成した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた評価機1を評価機2とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例3>
実施例1において、用いた評価機1を評価機3とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例4>
実施例1において、用いた評価機1を評価機4とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例5>
実施例1において、用いた評価機1を評価機5とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、結晶性ポリエステル1の処方量を8部として、かつ脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、商品名;EB−P(花王株式会社製))を1.5部に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。評価結果は表2に示した。
<実施例7>
実施例1において、結晶性ポリエステル1の処方量を25部として、かつ脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、商品名;EB−P(花王株式会社製))を4部に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーのワックスをカルナバワックスの代わりにパラフィンワックス(Tgピーク48℃)、商品名;パラフィンワックス115(日本精蝋株式会社製)を用い、さらに分級後の着色粒子を機械式回転粉砕機に供給せずに着色粒子を製造した。その後の処理は実施例1と同様にして製造して評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例9>
実施例1において、用いたトナーのワックスをカルナバワックスの代わりにポリプロピレンワックス(Tgピーク143℃)、商品名;ビスコール660−P(三洋化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの脂肪酸アミド化合物をエチレンビスステアリン酸アマイドの代わりにオレイン酸アマイド(Tgピーク69℃)、商品名;ニュートロン(日本精化株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例11>
実施例1において、用いたトナーの脂肪酸アミド化合物をエチレンビスステアリン酸アマイドの代わりにエチレンビスカプリン酸アマイド(Tgピーク161℃)、商品名;スリパックスC10(日本化成株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの結晶性ポリエステル1の代わりに結晶性ポリエステル2を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
<実施例13>
実施例1において、用いたトナーの結晶性ポリエステル1の代わりに結晶性ポリエステル3を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの以下のように作成した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
〜有機微粒子エマルションの合成〜
製造例1
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、三洋化成工業製)11部、メタクリル酸166部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3800回転/分で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し3時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、70℃で5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LA−920で測定した体積平均粒径は、75nm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。該樹脂分のTgは60℃であり、重量平均分子量は11万であった。
製造例2
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):三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
製造例3
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、常圧で230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[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25であった。
製造例4
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg54℃、酸価0.5、水酸基価52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、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。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
製造例5
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時間半反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は417であった。
製造例6
水600部、Pigment Blue 15:3含水ケーキ(固形分50%)、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)で混合し、混合物を2本ロールを用いて120℃で45分間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
製造例7
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、[結晶性ポリエステル1]100部、カルナバ/ライスワックス(Tgピーク81℃)、商品名;WA−05(東亜化成株式会社製)80部、脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、商品名;EB−P(花王株式会社製))20部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[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、3パスの条件で、顔料、WAX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1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
製造例8
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000rpm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13000rpmで25分間混合し[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。
製造例9
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
1:濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過した。
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12000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
3:2の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過した。
4:3の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12000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。
その後下記フッ素化合物(2)を1wt%濃度で分散させた水溶媒曹中で、トナー母体に対して下記フッ素化合物(2)が0.1wtになるように混合し、下記フッ素化合物(2)を付着(結合)させた後、循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥させた後、さらに30℃で10時間棚段にて乾燥させた。その後目開き75μmメッシュで篩い[トナー母体粒子1]を得た。
実施例1において、評価機1を評価機6に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<比較例2>
実施例1において、評価機1を評価機7に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<比較例3>
実施例1において、評価機1を評価機8に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
<比較例4>
実施例1において、評価機1を評価機9に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、結晶性ポリエステルと脂肪酸アミド化合物を含有させなかった以外は実施例1と同様にトナーを製造して評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
<比較例6>
実施例1において、結晶性ポリエステル1の処方量を5部として、かつ脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、商品名;EB−P(花王株式会社製))を1.0部に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。評価結果は表2に示した。
<比較例7>
実施例1において、結晶性ポリエステル1の処方量を35部として、かつ脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃、商品名;EB−P(花王株式会社製))を7部に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。評価結果は表2に示した。
1)低温定着性
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを10,000枚出力した後、定着ロールの温度を5℃づつ変化させ、画像出しをし、定着後から3日間経時した時点での定着性を測定した。転写紙はリコーフルカラーPPC用紙タイプ6200を用いた。
定着単体機の定着温度を変え、マクベス濃度計による画像濃度が1.2となるようなコピー画像を得た。各温度のコピー画像を砂消しゴムを装着したクロックメーターにより50回擦り、その前後の画像濃度を測定し、下記式にて定着率を求めた。
定着率(%)=〔(砂消しゴム10回後の画像濃度)/(前の画像濃度)〕×100
定着率70%以上を達成する温度を、定着下限温度とした。低温定着性の判定基準は次の通りである。
評価結果は以下のように示した。
◎:非常に低温で定着し始め定着下限温度が低く、非常に低温定着性に優れる
○:低温定着性にかなり優れる
△:低温定着性が従来のシステムより優れる
×:従来のシステム(imagio NEO C600未改造品)より、定着下限性
が劣る
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを出力し、初期及び100,000枚、及び300,000枚でそれぞれ評価画像である黒ベタ(A3)3枚を出力する。感光体にトナーがフィルミングすることによる白抜け画像部分の程度を目視で評価した。白抜け画像部分が多いほど、画像品質が悪い。評価結果はベタ画像全体対して白抜け部分多さで目視評価し、以下のようにランク評価した。
◎:白抜け画像部分が少なくかなり優れる
○:白抜け画像部分が少なく比較的に優れる
△:白抜け画像部分が普通
△△:白抜け画像部分が少し多い
×:白抜け画像部分がとても多い
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを10,000枚出力した後、定着ロールの温度を5℃づつ変化させ、画像を出し定着ローラへの紙の巻き付き性を評価した。特に巻き付き評価の強制試験として、紙搬送を定着途中で一時停止して熱の供給を一時的に多くして、その後定着を継続させる方法により、巻く付きに対してより厳しい評価条件とした。
転写紙はリコーフルカラーPPC用紙タイプ6200を用いた。
評価結果は以下のように示した。
◎:非常に高温巻き付き性が高く、高温定着性に優れる
○:高温巻き付き性にかなり優れる
△:高温巻き付き性が従来のシステムより優れる
×:従来のシステム(imagio NEO C600未改造品)より、高温巻き付
き性が劣る
トナーを10gずつ計量し、20mlのガラス容器に入れ、ガラス瓶をタッピングマ装置にて100回タッピングした後、温度55℃、湿度80%にセットした恒温槽に24時間放置した後、針入度試験器(日科エンジニアリング マニュアル記載条件)にて針入度を測定した。また低温低湿(10℃、15%)環境に保存したトナーも同様に針入度を評価し、高温高湿、低温低湿環境で、より針入度が小さい方の値を採用して評価した。良好なものから、◎:20mm以上、○:15mm以上20mm未満、△:10mm以上〜15mm未満、×:10mm未満、とした。
11 複写機(画像形成装置)
15 定着部
21 感光体ドラム(感光体)
23 レーザー光源(露光手段)
24 現像ローラ(現像手段)
25 転写ローラ(転写手段)
29 加熱定着ローラ(定着媒体)
32 加圧ローラ(当接部材)
図2中の説明
36 芯金
37 離型層
P 用紙(記録体)
T,T’ トナー
10 中間転写体
14、15、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 タンデム画像形成部
21 露光装置
22 2次転写装置(転写ローラ)
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト(定着フィルム)
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
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 読み取りセンサ
40 感光体
41 現像ベルト
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、48 給紙路
47 搬送ローラ
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 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
100 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
Claims (17)
- 記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置において、システム速度が400〜3000mm/secであり、かつ定着装置の定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーが、少なくともアモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂と着色剤と離型剤とを含有するトナーであって、かつ結晶性ポリエステル樹脂のトナー中における結晶成分比が0.10〜20%であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記定着媒体表面が、少なくともフッ素樹脂を含有する組成であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記定着媒体表面が、少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有する組成であることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記定着装置の定着ニップ幅が、4mm〜20mmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂のTgピークが、少なくとも80℃〜130℃に一つ以上存在することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナーが、結晶性保持成分として少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃に一つ以上存在することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂のTgピークと脂肪酸アミド化合物のTgピークの差が50℃以内である事を特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 前記離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも40℃〜130℃に一つ以上存在することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記ワックスが、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、カラートナーであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナ−は、平均円形度が0.94以上1.00未満であるトナーであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナ−は、体積平均粒径が2.0〜7.0μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.3の範囲にあるトナーであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段とを備えることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、潜像担持体と少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とするトナー。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくとも磁性を有するキャリア。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくともトナーとキャリアを含有する現像剤。
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