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JP4908804B2 - 静電荷像現像用トナー、その製造方法、それを使用する画像形成装置、その容器、それを充填したプロセスカートリッジ - Google Patents

静電荷像現像用トナー、その製造方法、それを使用する画像形成装置、その容器、それを充填したプロセスカートリッジ Download PDF

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JP4908804B2 JP2005256356A JP2005256356A JP4908804B2 JP 4908804 B2 JP4908804 B2 JP 4908804B2 JP 2005256356 A JP2005256356 A JP 2005256356A JP 2005256356 A JP2005256356 A JP 2005256356A JP 4908804 B2 JP4908804 B2 JP 4908804B2
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Description

本発明は、静電荷像現像用トナー、その製造方法、それを使用する画像形成装置、その容器、それを充填したプロセスカートリッジに関する。
従来よりトナーの定着方式としては、熱ロール定着方式等の接触加熱定着方式が広く採用されている。熱ロール定着方式に使用される定着装置は、加熱ロールと加圧ロールとを備えており、トナー像を担持した記録シートを、加熱ロールと加圧ロールとの圧接部(ニップ部)を通過させることにより、トナー像を溶融させて記録シートに定着させる。
熱ロール定着方式に代表される接触加熱定着方式では、記録シート上のトナー像に接触加熱定着装置の加熱部材(例えば加熱ロール)の表面を接触させて定着を行うため、加熱部材にトナー像の一部が付着し、それが次の記録シートに転移して汚してしまうオフセット現象を防止する必要がある。
オフセット現象を防止するために定着装置の加熱ロールや加圧ロールにシリコーンオイル等の定着オイルを塗布あるいは含浸させる技術が知られているが、定着装置の小型化や低コスト化の観点から、定着オイル付与機構を省略したオイルレス定着装置や定着オイルの塗布量を低減させたタイプの定着装置が採用されている。このような定着装置を採用する場合には、オフセット防止剤として離型剤がトナーに添加される。
また、加熱定着方式の場合、省エネルギー化のためには加熱温度はできる限り低い方が好ましいが、これを達成するためにトナーを構成する結着樹脂の熱特性を低く設計しすぎると、耐熱保管性が悪化し、ブロッキング等の問題が発生する。これを両立させるためには、結着樹脂にポリエステル樹脂を用いるのが有利である。ポリエステル樹脂はビニル系共重合樹脂と比較して、粘度が低く弾性が高いため、低温定着性に優れ耐熱保管性も良い。
しかしながら、オフセット防止のために充分な量の離型剤が添加されたトナーを従来の粉砕法で製造すると、離型剤がトナーの表面に多く露出し、フィルミングやブロッキングなどの問題が発生する。一方、重合反応性モノマーを水系媒体中で重合する懸濁重合法や、あらかじめ乳化重合で微粒子を作製して凝集させる乳化凝集法といった、所謂重合法が知られている。これら重合法は粉砕法と比較して、より多くの離型剤を含有させることが可能である。さらに懸濁重合法については、通常の造粒を終えた後に引き続き重合性単量体を加えて重合することにより、構造を制御したトナーの記載がある(特許文献1)。また、乳化凝集法については、通常の凝集による造粒を終えた後に引き続き乳化微粒子を加えて凝集させることにより、構造を制御したトナーの記載がある(特許文献2)。しかしながら、これら懸濁重合法や乳化凝集法は水系媒体中で重合を行うため、ビニル系共重合樹脂が用いられており、200℃前後の高温で重合されるポリエステル樹脂を用いるのは困難である。
また、ポリエステル樹脂を用いてトナーを造粒する方法に、あらかじめ重合した樹脂を有機溶媒に溶解し水系媒体中で造粒する、所謂溶解懸濁法が知られている。この方法では、仕込み時の樹脂の分子量がそのままトナーの分子量となり、トナーの熱特性を調整するためには低分子量樹脂と高分子量樹脂を混合して用いるのが一般的であるが、高分子量の樹脂を投入すると溶液の粘度が高くなりすぎて造粒性が悪化するなどの問題があり、高分子量樹脂は多く使用できない。そのため低分子量樹脂の分子量を高めにせざるをえず、低温定着には不利になる。
これを解決するため、高分子量樹脂を投入する代わりに、反応性基を持たせた変性ポリエステルを造粒後に伸長および/または架橋反応させて分子量を調節する方法がある。この方法を用いるとトナーの熱特性の調整は可能になるが、トナー構造の制御が充分ではなく、着色剤や離型剤などが表面に露出する傾向があり、特に1成分現像においては帯電性が不十分で連続使用によって地汚れが発生してしまう問題があった。
以上のように、低温定着性と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れ、トナー構造の制御が可能であり、現像装置等を汚染することなく帯電性が良好なトナーはこれまで実現できていなかった。
特許第3195362号公報 特開2002−116574公報
本発明は上記諸問題に鑑みなされたものであり、低温定着生と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れ、トナー構造の制御が可能であり、現像装置等を汚染することなく十分な帯電性を維持しつづけ、長期間の使用による地汚れなどの画像劣化が少ない静電荷像現像用非磁性トナー、およびその製造方法、ならびに該トナーを用いた現像剤、トナー容器、プロセスーカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、a)シェル部分の樹脂を特定の分子量の範囲にすることでシェル層の平滑性を高めることが出来、現像過程において十分な帯電性を維持しつづけ、長期間の使用による地汚れなどの画像劣化が少ないトナーを得ることができ、またb)コア部分のポリエステル樹脂がFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法による特定の波数の間にピークを有し、更にc)シェル部分の樹脂を差走査熱量計(DSC)によって測定されるガラス転移点Tgが45℃以上80℃以下とすることにより低温定着性と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れたトナーが得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
[1] 少なくとも着色材、離型材及びポリエステル樹脂からなるコア層とビニル重合で得られる樹脂からなるシェル層で構成されるコアシェル構造を有する静電荷現像用トナーにおいて、下記a)、b)及びc)で規定され、且つ前記少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は変性ポリエステル樹脂と変性されていないポリエステル樹脂を含み、変性ポリエステル樹脂と変性されていないポリエステル樹脂の重量比(変性ポリエステル樹脂/変性されていないポリエステル樹脂)が5/100〜80/20であることを特徴とする静電荷現像用トナー。
a)シェル層樹脂の分子量が8000<Mw<18000を満足する。
5000<Mw<20000 Mw:トナー20mgをTHF5mlに1分間浸漬後、ろ液中の溶解物をゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)測定し得られたポリスチレン換算分子量
b)コア層のポリエステル樹脂が、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によって850cm−1と783cm−1の間にピークを有する。
c)シェルを形成させるビニル樹脂の差走査熱量計(DSC)によって測定されるガラス転移点Tgが45℃以上80℃以下である。
[2] 上記シェル層のビニル重合で得られる樹脂が2個以上の不飽和結合を有する単量体を少なくとも1種以上含む2元以上の共重合体であることを特徴とする[1]記載の静電荷現像用トナー。
[3] 上記シェル層のビニル重合で得られる樹脂が−OH,−COOH,−CONR1R2,−NHCONR1R2(前記R1,R2は水素原子、炭素数1−8の置換または無置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基、脂環式基を表す)であらわされる官能基が末端に結合している炭素数2−22の直鎖アルキル基を有する単量体を1種以上含む2元以上の共重合体であることを特徴と
する[1]または[2]記載の静電荷現像用トナー。
[4] 上記トナーの円形度が0.95以上0.99未満で体積平均粒子径が4.5μm以上8μmミクロン未満であり、芯部分に対する芯部分中の着色剤の割合(以下、RA(P)と表す。)および芯部分中の離型剤の割合(以下、RA(W)と表す。)に対して、殻部分に対する殻部分中の着色剤の割合(以下、RB(P)と表す。)および殻部分中の離型剤の割合(以下、RB(P)と表す。)が関係式RA(P)×0.5>RB(P)かつ RA(W)×0.5>RB(W)を満たすことを特徴とする[1]、[2]または[3]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
[5] 上記コア層となるコア粒子が少なくとも着色材、離型材及びポリエステル樹脂をHansen溶解度パラメーターが19.5以下となる有機溶媒に溶解または分散させた油相を水系媒体に分散または乳化させて得られることを特徴とする[1]から[4]の何れかに記載の静電荷現像用トナーの製造方法。
[6] 上記の水系媒体が水または/及び水溶性有機溶媒、Hansen溶解度パラメーターが19.5以下となる有機溶媒、界面活性剤、粘度調整剤、乳化・分散安定化微粒子、pH調整剤または無機塩から選択される組み合わせから成ることを特徴とする[5]記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[7] 水系媒体中でコア粒子を形成後、少なくともビニル系共重合樹脂微粒子が分散された水系分散液を添加して該コア粒子に該微粒子を付着させてシェル層を形成させコアシェル構造をすることを特徴とする[5]または[6]に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[8] 前記微粒子を付着させる前に前記有機溶媒を除去し、次いで樹脂微粒子が分散された水系分散液を添加して該微粒子を付着させることを特徴とする[7]記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[9] 前記微粒子を付着させた後に前記有機溶媒を除去することを特徴とする[7]記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[10] 前記微粒子を付着させた後に、加熱し微粒子を融着させることを特徴とする[7]から[9]の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[11] 上記トナーが、水系媒体中でトナー粒子形成後に洗浄用水系媒体で洗浄処理を施され、次いで乾燥処理により得られることを特徴とする[5]から[11]の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
[12] 上記コア層のポリエステル樹脂がガラス転移温度40℃以上のポリエステル樹脂からなることを特徴とする[1]から[4]何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
[13] 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂はウレタンまたは/及びウレア結合によって伸張されたポリエステル樹脂を含有することを特徴とする[1]から[4]、または[12]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
[14] 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂とアミン類との反応によって形成されるポリエステル樹脂成分を含有することを特徴とする[1]から[4]、[12]または[13]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
[15] 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は変性されていないポリエステル樹脂を含有することを特徴とする上記[1]から[4]、[12]、[13]または[14]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
16] 上記トナーが離型剤としてパラフィン類、合成エステル類、ポリオレフィン類、カルナウバワックス、またはライスワックスから選択される単独または2種以上を3〜30重量%含有することを特徴とする[1]から[4]、または[12]から[15]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
17] 上記トナーが帯電制御剤を含有することを特徴とする[1]から[4]、または[12]から[16]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
18] 上記トナーが非磁性一成分現像用トナーであることを特徴とする[1]から[4]、または[12]から[17]の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
19] トナーを具備する画像形成装置であって、該トナーとして上記[18]に記載の非磁性一成分現像用トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
20] 上記画像形成装置が多色画像を形成する装置であることを特徴とする[19]記載の画像形成装置。
21] 上記画像形成装置が無端型の中間転写手段を有することを特徴とする[19]または[20]記載の画像形成装置。
22] 上記画像形成装置が感光体または/及び中間転写手段に残存トナークリーニング手段としてブレードを設けないことを特徴とする[19]から[21]の何れかに記載の画像形成装置。
23] 上記画像形成装置がブレードクリーニング手段を有することを特徴とする[19]〜[21]の何れかに記載の画像形成装置。
24] 上記画像形成装置が加熱装置を具備したローラーによる定着手段を有することを特徴とする[19]〜[23]の何れかに記載の画像形成装置。
25] 上記画像形成装置が加熱装置を具備したベルトによる定着手段を有することを特徴とする[19]〜[23]の何れかに記載の画像形成装置。
26] 上記画像形成装置が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着手段を有することを特徴とする[19]から[25]の何れかに記載の画像形成装置。
27] 上記[1]から[4]、または[12]から[16]の何れかに記載の静電荷像現像用トナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
28] 上記[18]に記載の非磁性一成分現像用トナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
29] 感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段は、トナー(現像剤)を保持し、該トナー(現像剤)は、[1]から[4]、または[12]から[18]の何れかに記載の静電荷現像用トナーを充填したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
に関する。
本発明によれば、前記a)に示すMwの範囲にすることでシェル層の平滑性を高めることが出来、現像過程において十分な帯電性を維持しつづけ、長期間使用による地汚れなどの画像劣化が少ないトナーを提供できる。また前記b)及び前記c)により低温定着生と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れたトナー及びその製造方法を提供できる。
また、そのトナーを使用した画像形成装置、トナー容器、プロセスカートリッジを提供することができる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも着色剤、離型剤および結着樹脂(A)が含有されている芯(コア)部分と、該芯部分を覆う結着樹脂(B)からなる殻(シェル)部分を持つ構造を有しており、結着樹脂(A)はポリエステル樹脂が主成分であり、結着樹脂(B)はビニル系共重合樹脂であり、本発明の静電荷像現像用トナーは、こうした構造を有することにより、低温定着性と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れ、トナー構造の制御が可能であり、現像装置等を汚染することなく帯電性が良好で使用耐久による地汚れを改善できる。
本発明のトナーの構造を図1に模式的に示す。
図1に示すように、本発明のトナー1は、少なくとも着色剤2、離型剤3および結着樹脂(A)が含有されている芯部分4と、該芯部分を覆う結着樹脂(B)からなる殻部分5を持つ構造を有しており、結着樹脂(A)はポリエステル樹脂が主成分であり、結着樹脂(B)はビニル系樹脂である。即ち、トナーの主成分となる芯部分は、樹脂自体の特性として低温定着性と耐熱保管性の両立に有利なポリエステル樹脂であり、また、トナーの帯電性に大きく影響するトナーの表面部分である殻部分は、帯電性の制御に有利なビニル系樹脂である。
ビニル系樹脂としては、帯電性制御の点でビニル系共重合樹脂が好ましい。ビニル系共重合樹脂が帯電性の制御に有利な理由は、(1)複数種のモノマーを混合して重合でき、かつモノマー種の選択の自由度が高く、例えばカルボン酸スルホン酸等の極性基を導入するのが容易である、(2)例えば乳化重合や懸濁重合では、モノマーの極性によってポリマー粒子内の構造化が可能であり、効率よく所望のモノマー種由来の官能基を粒子表面に偏在できる、などが挙げられる。
従って、低温定着性などの定着特性と、帯電性が影響する現像性や転写性において良好なトナーが得られる。また、上記芯部分と殻部分の重量比は0.05〜0.5であることが好ましく、0.07〜0.4がより好ましく、0.1〜0.3がさらに好ましい。芯部分と殻部分の重量比が0.05より小さいとビニル系共重合樹脂である結着樹脂(B)の効果が充分に発揮できず、また、0.5より大きいとポリエステル樹脂である結着樹脂(A)が少なくなり過ぎ、定着特性が悪化する。また、トナーの体積平均粒径が3〜8μmが好ましく、4〜7μmがより好ましい。トナーの体積平均粒径が3μmより小さいと画像形成の各プロセスに支障が生じ、また8μmより大きいと画像の解像度が悪化する。
本発明のトナーは、コアシェル構造の効果をより高めるため、芯部分に対する芯部分中の着色剤の割合(以下、RA(P)と表す。)および芯部分中の離型剤の割合(以下、RA(W)と表す。)に対して、殻部分に対する殻部分中の着色剤の割合(以下、RB(P)と表す。)および殻部分中の離型剤の割合(以下、RB(P)と表す。)が、次の関係を満たすことが好ましい。
RA(P)×0.5>RB(P) かつ RA(W)×0.5>RB(W)
また、次の関係を満たすことがより好ましい。
RA(P)×0.2>RB(P) かつ RA(W)×0.2>RB(W)
また、次の関係を満たすことが更に好ましい。
RA(P)×0.01>RB(P) かつ RA(W)×0.01>RB(W)
即ち、着色剤および離型剤のトナー表面近傍の存在割合が低く、トナー表面に露出していないことが望ましい。このことにより、離型剤による感光体などへのフィルミングが発生せず、また、耐環境性に優れた帯電性が得られ、フルカラートナーにおいては各色の着色剤の差による帯電性の違いを最小限に留めることができる。
本発明のシェルを形成させるビニル樹脂を適切なTg及び分子量範囲に設計することで長期間の使用による地汚れが改善されるが、Tgは耐熱保管性を満足できる45℃〜80℃であるのが好ましく、特に好ましくは50〜70℃で、80℃を超えると低温定着性が悪化する。一方、トナー20mgをTHF5mlに1分間浸漬後、ろ液中の溶解物をゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)測定し得られたポリスチレン換算分子量でシェル層樹脂の分子量を求めることが出来、5000<Mw<20000が好ましく、特に好ましくは8000≦Mw≦18000である。尚、Mwが5000より低くなるとTgの制御及びビニル重合樹脂粒子の製造が困難になり不適である。また、Mwが20000以上となると均一な被膜化が進行しにくくなり、十分に平滑性を高めることが困難となる。
Mwを5000<Mw<20000とすることにより、シェル層の平滑性を高めることができるものと推定され、現像過程において十分な帯電性を維持しつづけ、長時間の使用による地汚れなどの画像劣化の少ないトナーを得ることができる。
<ポリエステル樹脂>
本発明でコア層に使用されるポリエステル樹脂の種類としては特に制限なく、少なくともポリエステル樹脂骨格を有する樹脂であればいかなるものでも使用することができるが、コア層のポリエステル樹脂がFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によって850cm−1と783cm−1の間にピークを有することが好ましい。このピークは、ポリエステル樹脂の芳香族構造に由来するもので、このピークを有するポリエステルを使用することでトナー強度や負帯電性の発現に有利に作用する。
また数種のポリエステル樹脂を混合して使用しても良い。また、例えばポリエステル骨格とスチレン−アクリル骨格の双方を有する樹脂を使用してもよい。
ポリエステル樹脂としては例えば、以下のポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物が挙げられる。
(ポリオールについて)
ポリオール(1)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、3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類など);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。
更に、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。
尚、上記ポリオールは1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリカルボン酸)
ポリカルボン酸(2)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、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリフルオロメチルイソフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物など)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。さらに3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)、また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)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
尚、上記ポリカルボン酸は1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリオールとポリカルボン酸の比)
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。
(ポリエステル樹脂の分子量)
ピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、30000を超えると低温定着性が悪化する。
<ビニル系樹脂>
本発明で使用されるビニル系樹脂の種類としては特に制限なく、いかなるものでも使用することができるが、ビニル系樹脂はビニル系共重合樹脂が好ましい。また数種のビニル系共重合樹脂を混合して使用しても良い。
ビニル系共重合樹脂は、ビニル系モノマーを共重合したポリマーである。ビニル系モノマーとしては、下記(1)〜(11)が挙げられる。
(1)ビニル系炭化水素:
脂肪族ビニル系炭化水素:アルケン類、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ぺンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、前記以外のα一オレフィン等;アルカジエン類、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン。
脂環式ビニル系炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン類、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン等;テルペン類、例えばピネン、リモネン、インデン等。
芳香族ビニル系炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン等;およびビニルナフタレン。
(2)カルボキシル基含有ビニル系モノマー及びその塩:
炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニル系モノマー。
(3)スルホン基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル化物及びこれらの塩:
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えはビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸;およびその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸、ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(エチレン、プロピレン、ブチレン:単独、ランダム、ブロックでもよい)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等]、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル、
(4)燐酸基含有ビニル系モノマー及びその塩:
(メタ)アクリロイルオキシアルキル燐酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、フェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸類、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸;ならびにそれらの塩等。
なお、上記(2)〜(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。
(5)ヒドロキシル基含有ビニル系モノマー:
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテル等。
(6)含窒素ビニル系モノマー:
アミノ基含有ビニル系モノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロ一ル、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール、ならびにこれらの塩等。
アミド基含有ビニル系モノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン等。
ニトリル基含有ビニル系モノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレ一ト等。
4級アンモニウムカチオン基含有ビニル系モノマー:ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニル系モノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)。
ニトロ基含有ビニル系モノマー:ニトロスチレン等。
(7)エポキシ基含有ビニル系モノマー:
グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(8)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン、ビニルスルホン類:
ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチル−α−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等。ビニル(チオ)エーテル、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、ヒニルブチルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル−2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒトロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2'−ビニロキシジエチルエーテル、ビニル−2−エチルメルカプトエチルエーテル、アセトキシスチレン、フェノキシスチレン。ビニルケトン、例えはビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニルケトン;ビニルスルホン、例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルフォン、ジビニルスルフォン、ジビニルスルフォキサイド等。
(9)その他のビニル系モノマー:
イソシアナートエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
(10)フッ素含有ビニル系モノマー:
4−フルオロスチレン、2,3,5,6−テトラフルオロスチレン、ペンタフルオロフェニル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロベンジル(メタ)アクリレート、ペルフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ペルフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,4H−ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、ペルフルオロオクチル(メタ)アクリレート、2−ペルフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、トリヒドロペルフルオロウンデシル(メタ)アクリレート、ペルフルオロノルボニルメチル(メタ)アクリレート、 1H−ペルフルオロイソボルニル(メタ)アクリレート、2−(N−ブチルペルフルオロオクタンスルホンアミド)エチル(メタ)アクリレート、2−(N−エチルペルフルオロオクタンスルホンアミド)エチル(メタ)アクリレート、並びにα−フルオロアクリル酸から誘導された対応する化合物; ビス−ヘキサフルオロイソプロピル イタコネート、ビス−ヘキサフルオロイソプロピル マレエート、ビス−ペルフルオロオクチル イタコネート、ビス−ペルフルオロオクチル マレエート、ビス−トリフルオロエチル イタコネートおよびビス−トリフルオロエチル マレエート;ビニルヘプタフルオロブチレート、ビニルペルフルオロヘプタノエート、ビニルペルフルオロノナノエートおよびビニルペルフルオロオクタノエート等。
(11)画像耐性の優れたトナーを与えることの出来る極性モノマー
上記記載のビニルモノマーの内、本発明の画像耐性に優れたトナーを与えることが可能上記段落0031〜004なビニル系モノマーとしては、−OH,−COOH,−CONR1R2,−NHCONR1R2(R1,R2:水素原子、炭素数1−8の置換または無置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基、脂環式基)であらわされる官能基が末端に結合している炭素数2−22の直鎖アルキル基を有するモノマー(単量体)であって、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、12−ヒドロキシドデシルアクリレート、6−(p−カルボキシフェノキシ)ヘキシルメタクリレート、アクリロイルオキシ(3−カルボキシプロパン)、17−アリルオキシステアリン酸アミド、18−(ビニルフェノキシ)ステアリルウレア、21−アリルオキシベヘン酸(N−メチル)アミドなどが挙げられ、単独または2種以上のモノマーとともに用いても良い。
これらの官能基を有するモノマーを使用することにより、トナーと紙との密着性高めることができる。
(ビニル系共重合体)
ビニル系モノマーの共重合体としては、上記(1)〜(11)の任意のモノマー同士を、2つまたはそれ以上の個数で、任意の割合で共重合したポリマーが挙げられるが、例えはスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸、ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
<ビニル系共重合樹脂微粒子>
トナー製造の際使用される、上記ビニル系共重合樹脂は、水系媒体中に分散されたビニル系共重合樹脂微粒子を使用するのがより好ましい。ビニル系共重合樹脂微粒子は一般的な乳化重合などによって容易に製造することができる。また、本発明のトナーにおける前記結着樹脂(B)は、ビニル系共重合樹脂からなる微粒子が凝集及び/又は融着したものであることがより好ましい。前記殻部分として微粒子が凝集したものを用いることにより、より隙間無く前記芯部分を被覆することができ、また、融着したものであればさらに隙間なく被覆でき、トナー表面が滑らかで均一になり、帯電量分布が安定したり、転写性が向上するといった効果が出る。
<変性ポリエステル樹脂>
本発明に使用される前記結着樹脂(A)は、オフセット防止などの目的で粘弾性調整のために、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有していても良い。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂の含有割合は、前記結着樹脂(A)中、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。含有割合が20%より多くなると低温定着性が悪化する。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂は、直接結着樹脂(A)に混合しても良いが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性ポリエステル樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂(A)に混合し、造粒中/又は造粒後に鎖伸長又は/及び架橋反応して該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂となる方が好ましい。こうすることにより、粘弾性調整のための比較的高分子量の変性ポリエステル樹脂を芯部分に含有させることが容易となる。
(プレポリマー)
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(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)と反応させたものなどが挙げられる。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。
(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(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);イソシアヌレート類;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。
(イソシアネート基と水酸基の比)
ポリイソシアネート(3)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、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
(プレポリマー中のイソシアネート基の数)
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有す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、鎖伸長及び/又は架橋後の変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。
(鎖伸長及び/又は架橋剤)
本発明において、鎖伸長及び/又は架橋剤として、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、次のものが挙げられる。
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、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミンなど);
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、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミンなど)など
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。
(停止剤)
さらに、必要により鎖伸長及び/又は架橋反応は停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステルの分子量を調整することができる。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。
(アミノ基とイソシアネート基の比率)
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。
<着色剤>
本発明の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、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。
<着色剤のマスターバッチ化>
本発明で用い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ー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、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;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;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、脂肪族叉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。
<マスターバッチ作製方法>
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
<離型剤>
また、本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。本発明においては、
トナー中のワックス含有量が、樹脂成分100重量%に対して5〜15重量%であることがより好ましい。トナー全量に対するワックス量が5%未満だと、ワックスによる離型効果がなくなり、オフセット防止の余裕度がなくなることがある。一方、15%を超えると、ワックスは低温で溶融するため、熱エネルギー、機械エネルギーの影響を受けやすく、現像部での攪拌時などにワックスがトナー内部から染み出し、トナー規制部材や感光体に付着し、画像ノイズを発生させることがある。また、ワックスの示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温時の吸熱ピークは、65〜115℃でトナーの低温定着が可能になるが、融点が65℃未満では流動性が悪くなり、115℃より高いと定着性が悪くなる傾向がある。
<帯電制御剤>
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、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、四級アンモニウム塩(フッ素変性四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、第四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)、第四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)、第四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、第四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、四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。
<外添剤>
(無機微粒子)
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素/酸化マグネシウムや酸化ケイ素/酸化アルミニウムなどの複合酸化物、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
(高分子系微粒子)
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。
(外添剤の表面処理)
このような流動化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悪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。
(クリーニング助剤)
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するための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、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、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、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
<トナーの製造方法>
本発明のトナーの製造方法としてはこれに制限されるものではないが、以下の製造方法により好適に製造される。
本発明のトナーの製造方法は、有機溶媒中に少なくともポリエステル樹脂、着色剤および離型剤を溶解又は分散させた後、該溶解物又は分散物を水系媒体中に分散させ芯粒子を造粒する工程と、少なくともビニル系樹脂微粒子が分散された水系分散液を添加して該芯粒子に該微粒子を付着させる工程と、を少なくとも含むことからなる。
より具体的には、以下の通りである。
<芯粒子の造粒>
(有機溶媒)
ポリエステル樹脂、着色剤および離型剤を溶解又は分散させる有機溶媒としては、「POLYMER HANDBOOK」4th Edition,WILEY−INTERSCIENCE のVolume 2,Section VII記載のHansen溶解度パラメーターが19.5以下となるものが好ましく沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、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。ポリエステル樹脂、着色剤および離型剤は同時に溶解又は分散させても良いが、通常それぞれ単独で溶解又は分散され、その際使用する有機溶媒はそれぞれ異なっていても同じでも良いが、後の溶媒処理を考慮すると同じ方が好ましい。
(ポリエステル樹脂の溶解又は分散)
ポリエステル樹脂の溶解又は分散液は、樹脂濃度が40%〜80%程度であることが好ましい。濃度が高すぎると溶解又は分散が困難になり、また粘度が高くなって扱いづらい。また、濃度が低すぎるとトナーの製造量が少なくなる。ポリエステル樹脂に前記末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂を混合する場合は、同じ溶解又は分散液に混合しても良いし、別々に溶解又は分散液を作製しても良いが、それぞれの溶解度と粘度を考慮すると、別々の溶解又は分散液を作製する方が好ましい。
(着色剤の溶解又は分散)
着色剤は単独で溶解又は分散しても良いし、前記ポリエステル樹脂の溶解又は分散液に混合しても良い。また必要に応じて、分散助剤やポリエステル樹脂を添加しても良いし、前記マスターバッチを用いても良い。
(離型剤の溶解又は分散)
離型剤としてワックスを溶解又は分散する場合、もしワックスが溶解しない有機溶媒を使用する場合は分散液として使用することになるが、分散液は一般的な方法で作製される。即ち、有機溶媒とワックスを混合し、ビーズミルの如き分散機で分散すれば良い。また、有機溶媒とワックスを混合した後、一度ワックスの融点まで加熱し、攪拌しながら冷却した後、ビーズミルの如き分散機で分散した方が、分散時間が短くて済むこともある。また、ワックスは複数種を混合して使用しても良いし、分散助剤やポリエステル樹脂を添加しても良い。
(水系媒体)
用いる水系媒体としては、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。更には、上記油相で使用したHansen溶解度パラメーターが19.5以下の有機溶媒を混合してもよく、好ましくは水に対する飽和量付近の添加量が油相の乳化または分散安定性を高めることができる。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。トナー組成物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組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。また、2000重量部を超えると経済的でない
(無機分散剤および有機樹脂微粒子)
上記水系媒体中に、前記トナー組成物の溶解物または分散物を分散させる際、無機分散剤または有機樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体中に分散させておくことにより、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えはビニル系樹脂、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等が挙げられる。これらの樹脂は、2種以上を併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいという観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
(有機樹脂微粒子の水系への分散方法)
樹脂を有機樹脂微粒子の水性分散液にする方法は、特に限定されないが、以下の(a)〜(h)が挙げられる。
(a)ビニル系樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を製造する方法。
(b)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂微粒子の水性分散体を製造する方法。
(c)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化しても良い。)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
(d)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(e)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(f)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(g)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去する方法。
(h)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
(界面活性剤)
また、トナー組成物が含まれる油性相を水系媒体中に乳化、分散させるために、必要に応じて、界面活性剤等を用いることもできる。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陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、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)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−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)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)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)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)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)−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)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。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)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。
(保護コロイド)
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−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、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。なお、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、微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。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、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
(分散の方法)
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。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。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは20〜80℃である。
(脱溶)
得られた乳化分散体から有機溶剤を除去するために、公知の方法を使用することができる。例えば、常圧または減圧下で系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
<微粒子付着工程>
主にポリエステル樹脂からなる芯粒子に、ビニル系樹脂からなる微粒子を該芯粒子に付着させる工程について説明する。この工程では少なくともビニル系樹脂微粒子が分散された水系分散液を使用するのが好ましい。この分散液は通常の乳化重合法で容易に製造することができ、そのまま前記付着工程に用いても良い。芯粒子および微粒子のある程度の分散安定化のために、例えば界面活性剤などを添加しても良い。微粒子を投入するタイミングは、有機溶媒を除去した後が好ましい。
前記付着させる工程では、より効率良く付着させるために、水酸化ナトリウムや塩酸などでpH調整を行っても良い。また、凝集剤として一価〜三価の金属塩を添加しても良い。塩を構成する一価の金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウムなどが挙げられる。二価の金属としては、カルシウム、マグネシウムが挙げられる。三価の金属としては、アルミニウムが挙げられる。塩を構成する陰イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオンが挙げられる。また、加熱して付着を促進しても良いが、該微粒子のガラス転移温度以下で付着させても良いし、ガラス転移温度以上でも良い。ただし、ガラス転移温度付近もしくはそれ以下の温度で付着させた場合は、微粒子同士の凝集又は/及び融着がほとんど進行しない場合があるので、その後でより高い温度に加熱することにより凝集又は/及び融着を促進させ、芯粒子の被覆の促進および殻部分の表面を均一化することが好ましい。しかしながら、表面均一化の度合いの調整や、トナー粒子としての球形度調整の観点から、加熱温度および加熱時間は適宜調整される。
<伸長又は/及び架橋反応>
ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を導入する目的で、末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂およびこれと反応可能なアミン類を添加する場合は、水系媒体中にトナー組成物を分散する前に油相中でアミン類を混合しても良いし、水系媒体中にアミン類を加えても良い。上記反応に要する時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造と、加えたアミン類との反応性により選択されるが、通常1分〜40時間、好ましくは1〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは20〜98℃である。この反応は、前記微粒子付着工程の前に行っても良いし、微粒子付着工程中に同時進行させても良い。また、微粒子付着工程が終了してからでも良い。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。
<洗浄、乾燥工程>
水系媒体に分散されたトナー粒子を洗浄、乾燥する工程は、公知の技術が用いられる。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
<外添処理>
得られた乾燥後のトナー粉体と前記帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。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。
<プロセスカートリッジ>
本発明の現像剤は、例えば図2に示すようなプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に於いて使用することができる。
本発明においては、上述の感光体、帯電手段、現像手段及びクリ−ニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
図2に示したプロセスカートリッジは、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段を備えている。動作を説明すると、感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレ−ザ−ビ−ム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナ−現像され、現像されたトナ−像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピ−)又は印刷物(プリント)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリ−ニング手段によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化され、更除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
トナーの分析及び評価は下記のように行った。尚、以下は一成分現像剤として評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリヤを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。
<測定方法>
(粒子径)
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。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、更に測定試料を固形分にして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、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dp)を求めることができる。
チャンネルとしては、例えば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未満の粒子を対象とすることができる。
(平均円形度)
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測した値である。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フォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/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。
(分子量)
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などの分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M x 3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.01ml注入
以上の条件で測定したトナー樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して重量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×100〜7.5×1000000の範囲のものを10点使用した。
(ガラス転移点)
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などのガラス転移点の測定としては、例えば示差走査熱量計(例えばDSC−6220R:セイコーインスツル社)を用いて、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分から求めることができる。
(微粒子粒径)
使用するビニル系共重合樹脂微粒子などの粒径は、例えばLA−920(堀場製作所)又はUPA−EX150(日機装)などの測定装置を用いて、分散体のまま測定することができる。
<評価手法>
(定着分離評価)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、A4縦通紙で先端3mmに幅36mmのべた帯画像(付着量9g/m)を印字した未定着画像を作製した。この未定着画像を以下の定着装置を用いて、130℃〜190℃の範囲で10℃刻みの定着温度で定着させ、分離可能/非オフセット温度域を求めた。当該温度域は、加熱ローラからの紙の分離が良好に行われ、オフセット現象が発生せず、かつ容易に画像はがれが起きない定着温度範囲をいう。使用ペーパー及び通紙方向は、分離性に不利な45g/m紙のY目の縦通紙で行った。定着装置周速は120mm/secであった。
定着装置は、図3に示すようなフッ素系表層剤構成のソフトローラタイプのものである。詳しくは、加熱ローラ11は、外径40mmで、アルミ芯金13上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層14及びPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)表層15を有しており、アルミ芯金内部にヒーター16を備えている。加圧ローラ12は、外径40mmで、アルミ芯金17上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層18及びPFA表層19を有している。なお、未定着画像20が印字されたペーパー21は図のように通紙される。
○:分離可能/非オフセット温度域が50℃以上であった;
△:分離可能/非オフセット温度域が30℃以上50℃未満であった;
×:分離可能/非オフセット温度域が30℃未満であった。
(フィルミング評価)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の2000枚連続印字後(耐久後)に、感光体および中間転写体ベルト上を目視で観察評価した。判断基準は以下の通りである。
○:感光体上および中間転写体上にはフィルミングの発生がなく、全く問題なかった;
△:感光体上および中間転写体上、どちらか片方でフィルミングの発生が見られたが、複写画像上には見えず、実用上問題なかった;
×:感光体上および/または中間転写体上にフィルミングの発生があり、画像上でも確認でき、実用上問題があった
(耐ストレス性評価及び地汚れ評価)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の50枚および2000枚連続印字後(耐久後)に、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、50枚後及び2000枚後の帯電量差を評価した。また、感光体の地汚れ評価については、現像後未クリーニング部分に無色透明テープを貼り感光体上の地汚れトナーを剥離し白紙貼り付け後の濃度を目視評価した(評価レベル:○全く地汚れなし、△若干地汚れあるが気にならない、×地汚れ目立つ)。
耐ストレス性評価
○:帯電量差の絶対値が10μC/g以下
△:帯電量差の絶対値が10μC/g〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g以上
(耐熱保存性)
トナーを50℃×8時間保管後、42メッシュの篩にて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性の指標とした。耐熱保存性は以下の4段階で評価した。
×:30%以上
△:20〜30%
○:10〜20%
◎:10%未満
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、「部」とあるのはすべて質量部を意味する。
<ポリエステルの合成>
(ポリエステル1)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553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196部、テレフタル酸220部、アジピン酸45部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル1]を得た。[ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量5600、Tg43℃、酸価13であった。
<ビニル系樹脂微粒子の合成>
(ビニル系樹脂微粒子V−1)冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム1.6部、イオン交換水492部を入れ、80℃に加熱した後、重合開始剤としてKPS(過硫酸カリウム)2.5部をイオン交換水100部に溶解したものを加え、その15分後にモノマー組成としてスチレンモノマー152部、ブチルアクリレート38部、メタクリル酸10部、分子量調整剤としてNOM(n−オクチルメルカプタン)3.5部の混合液を90分かけて滴下し、その後さらに60分80℃に保った。その後冷却して、[ビニル系樹脂微粒子V−1]の分散液を得た。微粒子の平均粒径は50nmであった。分散液を少量シャーレに取り、分散媒を蒸発させて得た固形物を測定したところ、数平均分子量11000、重量平均分子量18000、Tg65℃であった。
(ビニル系共重合樹脂微粒子V−2〜V−7)表1の製造樹脂一覧に記載されているように、モノマー組成、分子量調整剤及び重合重合開始剤を変更し、上記(ビニル系樹脂微粒子V−1)の合成と同様に行った。
尚、ビニル系樹脂微粒子V−1〜V−7のモノマー組成及び物性を表1の製造樹脂一覧にまとめた。
<プレポリマーの合成>
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、無水トリメリツト酸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8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[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2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49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]411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。
<マスターバッチの合成>
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成RS−801 酸価10、Mw20000、Tg64℃):60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
(実施例1)
<顔料・WAX分散液(油相)の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]543.5部、カルナウバワックス181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル100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]1500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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液655部加え、上記条件のビーズミルで1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)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<水相の調製>
イオン交換水968部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)150部、酢酸エチル98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。
<乳化工程>
[顔料・WAX分散液1]976部、アミン類としてイソホロンジアミン2.6部、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[プレポリマー1]88部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
<脱溶剤>
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時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
<微粒子付着工程>
前記[分散スラリー1]に、[ビニル系樹脂微粒子V−1]の分散液を固形分比で1:0.15になるように加え、73℃まで30分かけて加熱した。イオン交換水100部に塩化マグネシウム6水和物100部を溶解した液を少量ずつ加えながら73℃に保ち、4時間後塩酸水溶液を加えてpH5に調整した後、80℃に加熱した。2時間後冷却し、[分散スラリー1−2]を得た。
<洗浄⇒乾燥>
[分散スラリー1−2]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。体積平均粒径(Dv)は5.8μm、個数平均粒径(Dp)は5.2μmで、Dv/Dpは1.12、平均円形度は0.973であった。ついで、この母体トナー100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[現像剤1]を得た。
(実施例2〜7)
表2のトナー評価結果に示されているように上記実施例1の微粒子付着工程で使用するビニル系樹脂微粒子を変更した以外は、実施例1と同様に行い実施例2〜7の現像剤を得た。
(実施例8)
<顔料・WAX分散液(油相)の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]543.5部、カルナウバワックス181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル10部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
[原料溶解液2]1500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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液538部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液2]を得た。[顔料・WAX分散液2]の固形分濃度(130℃、30分)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
[顔料・WAX分散液2]976部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[乳化スラリー2]を得た。
<脱溶剤>
実施例1と同様の手順で、[分散スラリー2]を得た。
<微粒子付着工程>
前記[分散スラリー8]に、[ビニル系樹脂微粒子V−4]の分散液を固形分比で1:0.2になるように加え、73℃まで30分かけて加熱した。イオン交換水150部に塩化マグネシウム6水和物150部を溶解した液を少量ずつ加えながら73℃に保ち、6時間後塩酸水溶液を加えてpH5に調整した後、80℃に加熱した。2時間後冷却し、[分散スラリ−8−2]を得た。
この後、実施例1と同様の手順で[現像剤8]を得た。
(実施例9〜10)
表2のトナー評価結果に示されているように上記実施例8の微粒子付着工程で使用するビニル系樹脂微粒子を変更した以外は、実施例8と同様に行い実施例9〜10の現像剤を得た。
(比較例1〜2)
表2のトナー評価結果に示されているように上記実施例1の微粒子付着工程で使用するビニル系樹脂微粒子を変更した以外は、実施例1と同様に行い比較例1〜2の現像剤を得た。
(比較例3及び4)
表2のトナー評価結果に示されているように実施例1及び実施例8の粒子付着工程を除いた以外は、実施例1及び実施例8と同様に行い比較例3及び4の現像剤を得た。
(比較例5)
<着色剤分散液>
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R)50部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液33部、イオン交換水587部を容器に入れ、TKホモミキサーを用いて分散し、[着色剤分散液R5]を得た。
<離型剤分散液>
カルナウバワックス50部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液25部、イオン交換水275部を容器に入れ、TKホモミキサーを用いて分散し、さらに0.5mmのジルコニアビーズを用いたビーズミルで分散し、[離型剤分散液R5]を得た。
<凝集工程>
[ビニル系樹脂微粒子V−3]1600部、[着色剤分散液R5] 474部、[離型剤分散液R5]225部、イオン交換水2300部、を容器に入れ、攪拌しながら水酸化ナトリウム水溶液でpH6に調整した。その後加熱して45℃〜50℃に保持し、凝集状態を観察しながら少しずつ水酸化ナトリウム水溶液を添加した。平均粒径が約5.0μmになったところでドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液40部を加え、さらにpH5に調整して、[分散スラリーR5]を得た。 <洗浄⇒乾燥>
[分散スラリーR5]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。体積平均粒径(Dv)は5.8μm、個数平均粒径(Dp)は5.2μmで、Dv/Dpは1.12、平均円形度は0.973であった。ついで、この母体トナー100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、比較例5の現像剤を得た。
(比較例6)
上記比較例5の凝集工程の後に下記の微粒子付着工程を追加した以外は、比較例5と同様に行い、比較例6の現像剤を得た。
<微粒子付着工程>
得られた[分散スラリーR6]に、[ビニル系樹脂微粒子V−4]の分散液を固形分比で1:0.2になるように加え、73℃まで30分かけて加熱した。イオン交換水100部に塩化マグネシウム6水和物100部を溶解した液を少量ずつ加えながら73℃に保ち、5時間後塩酸水溶液を加えてpH5に調整した後、80℃に加熱した。2時間後冷却し、[分散スラリーR6−2]を得た。

尚、上記で製造されたビニル系樹脂微粒子V−1〜V−7の樹脂物性を表1の製造樹脂一覧に、実施例1〜10及び比較例1〜6で製造した現像剤の特性と評価結果を表2のトナー評価結果にそれぞれまとめた。
Figure 0004908804
Figure 0004908804
評価結果によると、本発明のトナーである実施例のトナーは電子写真プロセス全般において非常に良好な結果が得られた。しかしながら本発明の好ましい分子量またはTgを有しない樹脂によるシェル(殻)構造からなる比較例1〜2のトナーは、耐久後の地汚れが悪化する、または耐熱保管性が劣ってしまう。また、シェルを有しない比較例3〜5のトナーは特に地汚れが悪くフィルミングや定着性も劣っている。さらにポリエステル樹脂をコア層に含まない比較例5および6のトナーは、定着性(低温定着)と耐熱保管性(ブロッキング)の両立において満足な結果ではなかった。
本発明のトナーは低温定着生と耐熱保管性を両立し、耐オフセット性に優れ、トナー構造の制御が可能であり、現像装置等を汚染することなく帯電性が良好であるので、電子写真装置や静電記録装置等における画像形成用のトナーとして好適に使用することができる。
本発明のトナーの構造を示す図である。 本発明の画像形成装置において用いるプロセスカートリッジの一例を示す図である。 本発明の画像形成装置において用いる定着装置の一例を示す図である。

Claims (29)

  1. 少なくとも着色材、離型材及び少なくともポリエステル骨格を有する樹脂からなるコア層とビニル重合で得られる樹脂からなるシェル層で構成されるコアシェル構造を有する静電荷現像用トナーにおいて、下記a)、b)及びc)で規定され、且つ前記少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は変性ポリエステル樹脂と変性されていないポリエステル樹脂を含み、変性ポリエステル樹脂と変性されていないポリエステル樹脂の重量比(変性ポリエステル樹脂/変性されていないポリエステル樹脂)が5/100〜80/20であることを特徴とする静電荷現像用トナー。
    a)シェル層樹脂の分子量が8000<Mw<18000を満足する。
    Mw:トナー20mgをTHF5mlに1分間浸漬後、ろ液中の溶解物をゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)測定し得られたポリスチレン換算分子量
    b)コア層のポリエステル樹脂が、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によって850cm−1と783cm−1の間にピークを有する。
    c)シェルを形成させるビニル樹脂の差走査熱量計(DSC)によって測定されるガラス転移点Tgが45℃以上80℃以下である。
  2. 上記シェル層のビニル重合で得られる樹脂が2個以上の不飽和結合を有する単量体を少なくとも1種以上含む2元以上の共重合体であることを特徴とする請求項1記載の静電荷現像用トナー。
  3. 上記シェル層のビニル重合で得られる樹脂が−OH,−COOH,−CONR1R2,−NHCONR1R2(前記R1,R2は水素原子、炭素数1−8の置換または無置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基、脂環式基を表す)であらわされる官能基が末端に結合している炭素数2−22の直鎖アルキル基を有する単量体を1種以上含む2元以上の共重合体であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の静電荷現像用トナー。
  4. 上記トナーの円形度が0.95以上0.99未満で体積平均粒子径が4.5μm以上8μm未満であり、芯部分に対する芯部分中の着色剤の割合(以下、RA(P)と表す。)および芯部分中の離型剤の割合(以下、RA(W)と表す。)に対して、殻部分に対する殻部分中の着色剤の割合(以下、RB(P)と表す。)および殻部分中の離型剤の割合(以下、RB(P)と表す。)が関係式RA(P)×0.5>RB(P)かつ RA(W)×0.5>RB(W)を満たすことを特徴とする請求項1、2または3の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 上記コア層となるコア粒子が少なくとも着色材、離型材及びポリエステル樹脂をHansen溶解度パラメーターが19.5以下となる有機溶媒に溶解または分散させた油相を水系媒体に分散または乳化させて得られることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の静電荷現像用トナーの製造方法。
  6. 上記の水系媒体が水または/及び水溶性有機溶媒、Hansen溶解度パラメーターが19.5以下となる有機溶媒、界面活性剤、粘度調整剤、乳化・分散安定化微粒子、pH調整剤または無機塩から選択される組み合わせから成ることを特徴とする請求項5記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  7. 水系媒体中でコア粒子を形成後、少なくともビニル系共重合樹脂微粒子が分散された水系分散液を添加して該コア粒子に該微粒子を付着させてシェル層を形成させコアシェル構造をすることを特徴とする請求項5または6に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  8. 前記微粒子を付着させる前に前記有機溶媒を除去し、次いで樹脂微粒子が分散された水系分散液を添加して該微粒子を付着させることを特徴とする請求項7記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  9. 前記微粒子を付着させた後に前記有機溶媒を除去することを特徴とする請求項7記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  10. 前記微粒子を付着させた後に、加熱し微粒子を融着させることを特徴とする請求項7から9の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  11. 上記トナーが、水系媒体中でトナー粒子形成後に洗浄用水系媒体で洗浄処理を施され、次いで乾燥処理により得られることを特徴とする請求項5から10の何れかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  12. 上記コア層のポリエステル樹脂がガラス転移温度40℃以上のポリエステル樹脂からなることを特徴とする請求項1から4何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  13. 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂はウレタンまたは/及びウレア結合によって伸張されたポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1から4、または12の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  14. 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂とアミン類との反応によって形成されるポリエステル樹脂成分を含有することを特徴とする請求項1から4、12または13の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  15. 少なくともポリエステル骨格を有する樹脂は、ポリエステル樹脂であり、当該ポリエステル樹脂は変性されていないポリエステル樹脂を含有することを特徴とする上記請求項1から4、12,13または14の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  16. 上記トナーが離型剤としてパラフィン類、合成エステル類、ポリオレフィン類、カルナウバワックス、またはライスワックスから選択される単独または2種以上を3〜30重量%含有することを特徴とする請求項1から4、または12から15の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  17. 上記トナーが帯電制御剤を含有することを特徴とする請求項1から4、または12から16の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  18. 上記トナーが非磁性一成分現像用トナーであることを特徴とする請求項1から4、または12から17の何れかに記載の静電荷像現像用トナー。
  19. トナーを具備する画像形成装置であって、該トナーとして上記請求項18に記載の非磁性一成分現像用トナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
  20. 上記画像形成装置が多色画像を形成する装置であることを特徴とする請求項19記載の画像形成装置。
  21. 上記画像形成装置が無端型の中間転写手段を有することを特徴とする請求項19または20記載の画像形成装置。
  22. 上記画像形成装置が感光体または/及び中間転写手段に残存トナークリーニング手段としてブレードを設けないことを特徴とする請求項19から21の何れかに記載の画像形成装置。
  23. 上記画像形成装置がブレードクリーニング手段を有することを特徴とする請求項1921の何れかに記載の画像形成装置。
  24. 上記画像形成装置が加熱装置を具備したローラーによる定着手段を有することを特徴とする請求項1923の何れかに記載の画像形成装置。
  25. 上記画像形成装置が加熱装置を具備したベルトによる定着手段を有することを特徴とする請求項1923の何れかに記載の画像形成装置。
  26. 上記画像形成装置が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着手段を有することを特徴とする請求項19から25の何れかに記載の画像形成装置。
  27. 上記請求項1から4、または12から16の何れかに記載の静電荷像現像用トナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
  28. 上記請求項18に記載の非磁性一成分現像用トナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
  29. 感光体と、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像手段は、トナー(現像剤)を保持し、該トナー(現像剤)は、請求項1から4、または12から18の何れかに記載の静電荷現像用トナーを充填したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
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JP2009150954A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Ricoh Co Ltd 画像形成用トナー
JP5106137B2 (ja) * 2008-01-11 2012-12-26 キヤノン株式会社 トナー用樹脂組成物及びトナー
JP5365143B2 (ja) * 2008-11-04 2013-12-11 株式会社リコー トナー
US8871417B2 (en) 2009-08-28 2014-10-28 Ricoh Company, Ltd. Toner, image forming apparatus, and process cartridge
JP5644215B2 (ja) * 2010-07-05 2014-12-24 株式会社リコー トナー、並びに現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成方法、画像形成装置、及びトナーの製造方法
JP5790208B2 (ja) * 2011-06-30 2015-10-07 株式会社リコー マゼンタトナー及びイエロートナー、並びに、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2014224872A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 シャープ株式会社 カプセルトナーおよびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3702736B2 (ja) * 2000-01-21 2005-10-05 三菱化学株式会社 静電荷像現像用トナーの製造方法及び画像形成方法
JP4392207B2 (ja) * 2003-08-20 2009-12-24 株式会社リコー 画像形成用トナー
JP4203467B2 (ja) * 2003-12-24 2009-01-07 株式会社リコー 画像形成装置及び画像形成方法
JP4297795B2 (ja) * 2004-01-26 2009-07-15 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP4536390B2 (ja) * 2004-02-03 2010-09-01 株式会社リコー プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP4352924B2 (ja) * 2004-02-16 2009-10-28 富士ゼロックス株式会社 電子写真用トナーおよびその製造方法、電子写真用現像剤、並びに、画像形成方法

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