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JP4925776B2 - 画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDF

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JP4925776B2
JP4925776B2 JP2006252518A JP2006252518A JP4925776B2 JP 4925776 B2 JP4925776 B2 JP 4925776B2 JP 2006252518 A JP2006252518 A JP 2006252518A JP 2006252518 A JP2006252518 A JP 2006252518A JP 4925776 B2 JP4925776 B2 JP 4925776B2
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Description

本発明は、電子写真の画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。さらに本発明は、電子写真技術を応用した複写機、プリンタ等に使用する静電荷現像用トナー組成物を用いる画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
従来より転写後の静電潜像担持体上残存トナーを回収する方法として、クリーニング部材を使用し、廃トナーとして収容する容器に回収する方式が広く採用されている。クリーニング方式として代表される接触クリーニング方式では、弾性体を静電潜像担持体に接触させ、廃トナーを容器に回収する方式が採用されている。
これらクリーニング部材を用いて転写後の静電潜像担持体上残存トナーを回収する方式は廃トナーを発生するという観点から当分野において求められている環境対応には適さない方式であり、また、収容容器のスペースを確保する必要があり、小型化、省スペース化に適さない。
この環境問題に対応するための技術の一つとして、クリーナレス画像形成方法がある。これは、転写後の残存トナーをクリーニングする装置を用いることなく画像記録を行う画像形成方法である。このクリーナレス画像形成方法を用いることにより、クリーニング装置を除外することが可能となる上、静電潜像担持体上に残存したトナーを再度、画像形成時に使用することができ、環境負荷を和らげることができる画像形成デバイスとして、きわめて有用な技術である。
また、これらのクリーナレス画像形成方法は、収容容器を用いない為、装置を小型化できるという側面を有する。すなわち、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機への要望の一つである装置の小型化というニーズを満たすことが可能となる。従って、クリーナレス画像形成方法は、環境負荷に対応でき、かつ画像形成装置の小型化にも寄与できるきわめて有効な技術となるものである。
そのクリーナレス画像形成方法は、例えば、特許文献1乃至4等によって知られている。
しかしながら、特許文献1又は2に記載の方式では転写後残存トナーの帯電が著しく低下し、未帯電もしくは逆帯電しているため、ブラシ帯電器にトナーが付着した場合、除去することが困難になる。また、特許文献3又は4では、残存トナーを本来のトナー極性と逆極性に帯電する方式である為、帯電極性を完全に揃えることが困難である。
現像されたトナーが静電潜像担持体から転写された後、静電潜像担持体面上に残存するトナーは帯電が著しく低下し、未帯電もしくは逆帯電している。このトナーはクリーニング部材が付与されていない画像形成装置/プロセスカートリッジについては次工程の静電潜像担持体帯電付与部材部へ搬送され、接触方式の静電潜像担持体帯電付与部材部に付着する。付着したトナーは静電潜像を帯電する際、帯電むらを引き起こす要因となる。
この付着したトナーを除去することが必要になるが、この方法として静電潜像担持体帯電付与部材と静電潜像担持体に電位差を生じさせ静電潜像担持体上に付着、現像工程で回収する方式が考えられる。この方式の場合、トナーは電位差により移動する為には同極性に揃った帯電を有し、逆極性トナーが少ないことが必要となる。また、現像工程での回収の際には転写前トナーと同等以上の帯電を有し、逆極性トナーが少ないことが必要となる。
現像工程での回収方法としては現像ローラと静電潜像担持体に電位差を生じさせ現像ローラに付着、回収する方式が考えられる。しかしながら、逆極性トナーが多いと電位差で回収しきれず、静電潜像担持体上に残留する。残留したトナーは地汚れ、部材汚染を引き起こし、耐久による画像安定性が得られない。
特開平10−161400号公報 特開平11−184216号公報 特開平8−227253号公報 特開平8−137368号公報
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、静電潜像担持体上に残留したトナーを回収破棄せず、再利用し、さらに静電潜像担持体帯電付与部材の汚染を防止し、現像工程での該残留トナーの回収を容易にし、優れた画像安定性の得られる耐久劣化も少ない画像形成方法、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である。
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体から転写後に、静電潜像担持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部を通過させた後、現像工程において現像装置内に回収する画像形成方法において、トナー組成物は、少なくとも顔料、結着樹脂、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、前記トナー組成物及び/又は前記トナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒するトナーを使用し、転写後で前記帯電付与部通過前の逆荷電トナー量をRa、前記帯電付与部通過後で前記現像装置通過前の逆荷電トナー量をRb、及び転写前で前記現像装置通過後の逆荷電トナー量をRcとするとき、
Rb<Rc
Rb/Ra<0.2
とすることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記RbとRcを、
Rb/Rc≦1
とすることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記帯電付与部は、前記静電潜像担持体表面に圧接されている導電シートであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記導電シートは、ナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれた1つであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記導電シート厚みは、0.05〜0.5mmであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記導電シート抵抗は、10〜10Ωであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記導電シートに印加される電圧は、−1.4〜0kVであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記導電シートが前記静電潜像担持体と接触しているニップ幅は、1〜10mmであることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物とすることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、前記トナー組成物、トナー組成物前駆体を含む油相、モノマー相から選ばれる1以上中の固形分中に0.05〜2%含有されることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、さらに、前記トナーの酸価は、0.5〜40.0(KOHmg/g)であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体から転写後に、静電潜像担持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部を通過させた後、現像工程において現像装置内に回収する画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、トナー組成物は、少なくとも顔料、結着樹脂、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、前記トナー組成物及び/又は前記トナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒するトナーであり、転写後で前記帯電付与部通過前の逆荷電トナー量をRa、前記帯電付与部通過後で前記現像装置通過前の逆荷電トナー量をRb、及び転写前で前記現像装置通過後の逆荷電トナー量をRcとするとき、
Rb<Rc
Rb/Ra<0.2
であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記RbとRcが、
Rb/Rc≦1
であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記帯電付与部は、前記静電潜像担持体表面に圧接されている導電シートであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記導電シートは、ナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれた1つであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記導電シート厚みは、0.05〜0.5mmであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記導電シート抵抗は、10〜10Ωであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記導電シートに印加される電圧は、−1.4〜0kVであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記導電シートが前記静電潜像担持体と接触しているニップ幅は、1〜10mmであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、前記トナー組成物、トナー組成物前駆体を含む油相、モノマー相から選ばれる1以上中の固形分中に0.05〜2%であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記トナーの酸価は、0.5〜40.0(KOHmg/g)であることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを有することを特徴とする。
本発明は、前記解決するための手段によって、静電潜像担持体上に残留したトナーを回収破棄せず、再利用し、さらに静電潜像担持体帯電付与部材の汚染を防止し、現像工程での該残留トナーの回収を容易にし、優れた画像安定性の得られる耐久劣化も少ない画像形成方法、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が可能となった。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。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り、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明のトナー組成物は、少なくとも顔料、結着樹脂、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有しており、トナーは、前記トナー組成物及び/又は前記トナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒することで製造される。
さらに、本発明では、前記トナーを使用し、転写後で前記帯電付与部通過前の逆荷電トナー量をRa、前記帯電付与部通過後で前記現像装置通過前の逆荷電トナー量をRb、及び転写前で前記現像装置通過後の逆荷電トナー量をRcとするとき、Rb<Rc、Rb/Ra<0.2とすることを特徴とする。
Rb≧Rcであると、現像器での回収性が悪く地汚れが悪化するが、Rb<Rcとすることにより、それらを防止できる。また、Rb/Ra≧0.2であると、さらに現像回収性が悪化するが、Rb/Ra<0.2とすることにより、それを防止できる。
また、前記RbとRcを、Rb/Rc≦1とすることを特徴とする。Rb/Rcが、1より小さいと、現像後逆荷電トナー量より良好なトナーが回収されることになり、地汚れ悪化を防止することができる。
本発明のトナーについて説明する。
<層状無機鉱物>
層状無機鉱物とは、厚さ数nmの層が重ね合わさってできている無機鉱物のことをいい、変性するとはその層間に存在するイオンに有機物イオンを導入することをいう。
層状無機鉱物としては、スメクタイト族(モンモリロナイト、サポナイトなど)、カオリン族(カオリナイトなど)、マガディアイト、カネマイトが知られている。変性層状無機鉱物はその変性された層状構造により親水性が高い。そのため、層状無機鉱物を変性すること無しに水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いると、水系媒体中に層状無機鉱物が移行し、トナーを異形化することができないが、変性することにより、親水性が高くなって、造粒時に容易に表面に存在し、分散して微細化し、電荷調整機能を十分に発揮する。このとき、トナー材料中の変性層状無機鉱物の含有量は、0.05〜2質量%であることが好ましい。
本発明に用いる変性した層状無機鉱物は、スメクタイト系の基本結晶構造を持つものを有機カチオンで変性したものが望ましい。また、層状無機鉱物の2価金属の一部を3価の金属に置換することにより、金属アニオンを導入することが出来る。しかし、金属アニオンを導入すると親水性が高いため、金属アニオンの少なくとも一部を有機アニオンで変性した層状無機化合物が望ましい。
前記層状無機鉱物が有するイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の、有機物イオン変性剤としては第4級アルキルアンモニウム塩、フォスフォニウム塩やイミダゾリウム塩などが挙げられるが、第4級アルキルアンモニウム塩が望ましい。前記第4級アルキルアンモニウムとしては、トリメチルステアリルアンモニウム、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウム、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムなどが挙げられる。
前記有機物イオン変性剤としては分岐、非分岐または環状アルキル(C1〜C44)、アルケニル(C1〜C22)、アルコキシ(C8〜C32)、ヒドロキシアルキル(C2〜C22)、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を有する硫酸塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩、またはリン酸塩が上げられる。エチレンオキサイド骨格を持ったカルボン酸が望ましい。
層状無機鉱物を少なくとも一部を有機物イオンで変性することにより、適度な疎水性を持ち、トナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相が非ニュトニアン粘性を持ち、トナーを異形化することが出来る。このとき、トナー材料中の一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の含有量は、0.05〜2質量%であることが好ましい。
一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、適宜選択することができるが、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、トナー特性に影響を与えず、容易に粘度調整ができ、添加量を少量とすることができることから有機変性モンモリロナイト又はベントナイトが好ましい。
一部を有機カチオンで変性した層状無機鉱物の市販品としては、Bentone 3、Bentone 38、Bentone 38V(以上、レオックス社製)、チクソゲルVP(United catalyst社製)、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXL(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18ベントナイト;Bentone 27(レオックス社製)、チクソゲルLG(United catalyst社製)、クレイトンAF、クレイトンAPA(以上、サザンクレイ社製)等のステアラルコニウムベントナイト;クレイトンHT、クレイトンPS(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18/ベンザルコニウムベントナイトが挙げられる。特に好ましいのはクレイトンAF、クレイトンAPAがあげられる。また一部を有機アニオンで変性した層状無機鉱物としてはDHA−4A(協和化学工業社製)に下記一般式(1)で表される有機アニオンで変性させたものが特に好ましい。下記一般式(1)は例えばハイテノール330T(第一工業製薬社製)が上げられる。
一般式(1) R(OROSO
式中、Rは炭素数13を有するアルキル基、Rは炭素数2から6を有するアルキレン基を表す。nは2から10の整数を表し、Mは1価の金属元素を表す。
変性層状無機鉱物を用いることにより、適度な疎水性を持つため、液滴界面に存在しやすくなることより、表面偏在し、帯電性を発揮できる。
<トナー用樹脂>
本発明で使用されるトナー用樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、などが特に好適に挙げられる。
本発明ではポリエステル樹脂が好適に用いられ、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、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。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。
なお、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。
なお、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。
<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質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40質量%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、カドミウムレッド、カドミ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質量%、好ましくは3〜10質量%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。
<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質量%に対して5〜15質量%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、トナー規制部材や静電潜像担持体に付着し、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質量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0質量%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)
静電潜像担持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>
トナー材料を含有する液体を用いて水系媒体中でトナー材料を乳化又は分散させる際には、攪拌しながらトナー材料を含有する液体を水系媒体中に分散させることが好ましい。
分散には、公知の分散機等を適宜用いることができる。分散機の具体例としては、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられる。中でも、分散体(油滴)の粒子径を2〜20μmに制御することができることから、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。回転数は、1000〜30000rpmであることが好ましく、5000〜20000rpmがより好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合は、0.1〜5分であることが好ましく、分散温度は、加圧下において、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、一般に、分散温度が高温である方が分散は容易である。
トナーの母粒子を形成する方法は、公知の方法の中から適宜選択することができる。具体的には、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法等を用いてトナーの母粒子を形成する方法、接着性基材を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法等が挙げられるが、これらの中でも、接着性基材を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法が好ましい。ここで、接着性基材とは、紙等の記録媒体に対する接着性を有する基材である。
接着性基材を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法は、トナー材料が活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体を含有し、水系媒体中で、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体を反応させることにより接着性基材を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法である。なお、接着性基材は、この他に公知の結着樹脂をさらに含有してもよい。
このようにして得られるトナーは、着色剤を含有することが好ましく、必要に応じて適宜選択される離型剤、帯電制御剤等のその他の成分をさらに含有してもよい。
接着性基材の質量平均分子量は、3000以上であることが好ましく、5000〜1000000がより好ましく、7000〜500000が特に好ましい。質量平均分子量が、3000未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
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芳香族基含有ポリエステル骨格を有する結着樹脂、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造粒する工程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。
<造粒工程>
(有機溶媒)
芳香族基含有ポリエステル骨格を有する結着樹脂、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。
(芳香族基含有ポリエステル骨格を有する結着樹脂の溶解又は分散)
芳香族基含有ポリエステル骨格を有する結着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。芳香族基含有ポリエステル骨格を有する結着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、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質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。50質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質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。
<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、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、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1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おいて使用することができる。本発明は、転写後の残存トナーをクリーニングする装置を用いることなく画像記録を行う画像形成方法である。このクリーナレス画像形成方法を用いることにより、クリーニング装置を除外することが可能となる上、静電潜像担持体1上に残存したトナーを再度、画像形成時に使用することができ、環境負荷を和らげることができる画像形成デバイスとして、きわめて有用な技術である。
また、これらのクリーナレス画像形成方法は、収容容器を用いない為、装置を小型化できるという側面を有する。すなわち、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機への要望の一つである装置の小型化というニーズを満たすことが可能となる。従って、クリーナレス画像形成方法は、環境負荷に対応でき、かつ画像形成装置の小型化にも寄与できるきわめて有効な技術となるものである。
本発明においては、静電潜像担持体1、静電潜像帯電手段5、現像手段6、静電潜像担持体1から次工程へ転写後に静電潜像担持体1面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部3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。特に、帯電付与部材3は、静電潜像担持体1と共に一体に支持され、画像形成装置本体に対し着脱自在に形成され、この他に静電潜像帯電手段5、現像手段6を含んで構成してもよい。
図1に示したプロセスカートリッジは、静電潜像担持体1、静電潜像帯電手段5、静電潜像担持体1から次工程へ転写後に静電潜像担持体1面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部3、現像手段6、を備えている。
動作を説明すると、静電潜像担持体1が所定の周速度で回転駆動される。静電潜像担持体1は回転過程において、帯電手段5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、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして静電潜像担持体1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6によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から静電潜像担持体1と転写手段7との間に静電潜像担持体1の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段7により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は静電潜像担持体1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。像転写後の静電潜像担持体1の表面は、静電潜像担持体1から次工程へ転写後に静電潜像担持体1面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部材3によって転写残りトナーが再帯電され、静電潜像担持体帯電部を通過し、現像工程で回収され、繰り返し画像形成に使用される。
<帯電付与部材>
静電潜像担持体1から次工程へ転写後に静電潜像担持体1面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部材3は、トナー付着性を考慮した場合、絶縁であるとチャージアップによる付着が生じるため、導電性であることが好ましい。
抵抗は10〜10Ωが好ましい。また、形状はローラ、ブラシ、シート等が挙げられ、さらに好ましくは付着したトナーのリセット性を考慮し、シート構成が好ましい。
帯電付与部材はナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれたシートであることが望ましく、トナー帯電性の観点から、PTFE、PVDFであることがより好ましい。
帯電付与部材が導電シートの場合、静電潜像担持体との接触圧力の観点から厚みが0.05〜0.5mmであることが好ましい。帯電付与部材が導電シートの場合、トナーの帯電付与する際の接触時間の観点から潜像担持体と接触しているニップ幅が1〜10mmであることが好ましい。帯電付与部材に印加される電圧がトナーの帯電付与の観点から−1.4〜0kVであることが好ましい。
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ホン酸塩)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2.0040.30μm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質量平均分子量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、ガラス転移を示す曲線部分の接線との交点で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。
(逆極性トナー量)
レーザドップラー法を用いたイースパートアナライザー((株)ホソカワミクロン製)を用いて各工程の静電潜像担持体上の逆極性トナー量測定を初期と1000枚印字後で行う。帯電量分布測定結果例を図2に示す。
(1)測定条件
FIELD VOLTAGE(測定部電圧):0.1kV
Particle Density:1.1
GAS SUPPLY(供給部噴射N圧力):0.03Mpa
測定部吸引流量:0.35L/min
測定個数:3000個
(2)測定方法
(2)−1.Ra測定
A4縦全面黒べた印字を行い、先端から5cm程度転写されたタイミングでマシンを強制的に停止する。静電潜像担持体と転写部材の接触部から5cm以内の静電潜像担持体上に残留したトナーの帯電量分布を測定する。
(2)−2.Rb測定
A4縦全面黒べた印字を行い、転写後、静電潜像担持体上に残留したトナーが静電潜像担持体帯電部材に達する手前のタイミングでマシンを強制的に停止する。静電潜像担持体帯電部材から5cm以内の静電潜像担持体上に残留したトナーの帯電量分布を測定する。
(2)−3.Rc測定
A4縦全面黒べた印字を行い、静電潜像担持体上へ5cm程度現像したタイミングでマシンを強制的に停止する。静電潜像担持体と現像部材の接触部から5cm以内、転写部材接触部分より手前の静電潜像担持体上トナーの帯電量分布を測定する。
<評価手法>
(クリーナレス適性評価:現像回収性)
リコー製IPSIO CX3000の帯電ローラをブラシローラに置き換え、また静電潜像担持体クリーニングブレードを取り除き、そこへ導電性シートを静電潜像担持体表面に接触させるように設置し下記の概要図のような静電潜像担持体クリーナレスシステムとした。モノクロモードで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1000枚連続印字した。この際、クリーナレス適性評価として現像回収性をランク評価した。
現像回収性は1000枚印字終了した時点の感光体上に残留しているトナーをテープで剥離し、分光濃度計Xrite 939でL*を測定した。
◎:90以上
○:85以上90未満
△:80以上85未満
×:80未満
(実施例)
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46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220質量平均分子量5600、Tg43℃、酸価13であった。
<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、質量平均分子量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質量%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・ワックス分散液(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]378部、パラフィンワックス(HNP9)120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]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、ワックスの分散を行った。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・ワックス分散液1]を得た。[顔料・ワックス分散液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953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25質量%水性分散液88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)90部、酢酸エチル113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・ワックス分散液1]967部、表1に示されている層状無機鉱物を2%(トナー固形分換算)添加し、アミン類としてイソホロンジアミン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]137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。
<洗浄から乾燥>
[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。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2〜10)
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1の層状無機鉱物種・量を変更した以外は、実施例1と同様に行い実施例2〜10の現像剤を得た。
(実施例11)
<着色剤分散液1の調製>
カーボンブラック(デグサ社製:Printex35)125部、アジスパーPB821(アジノモトファインテック社製)18.8部、酢酸エチル(和光純薬(株)製:特級)356.2部、以上をウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて溶解/分散し、着色剤(黒顔料)を分散させてなる[着色剤分散液1]を調製した。
<離型剤分散液(ワックス成分A)の調製>
カルナウバワックス(融点:83℃、酸価8mgKOH/g、けん化価80mgKOH/g)30部、酢酸エチル(和光純薬(株)製:特級)270部、以上をウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いてで湿式粉砕し、[離型剤分散液1]を調製した。
<有機カチオンで変性した層状無機鉱物分散液1の調製>
クレイトンAPA(Southern Clay Products社製)30部、酢酸エチル(和光純薬(株)製:特級)270部、以上をウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いてで湿式粉砕し、[層状無機鉱物分散液1]を調製した。
<A液の調製>
ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、テレフタル酸誘導体からなるポリエステル樹脂(Mw50,000、Mn3,000、酸価15mgKOH/g、水酸基価27mgKOH/g Tg55℃、軟化点112℃)350部、[着色剤分散液1]245部、[離型剤分散液1]800部、[層状無機鉱物分散液1]400部、疎水性酸化珪素微粒子(アエロジル社製R972)17.8部、以上を混合し均一になるまでよく撹拌し、この液を[A液]とした。
<B液の調製>
炭酸カルシウム微粒子40部を水60部に分散した炭酸カルシウム分散液100部とセロゲンBS−H(第一工業製薬(株)製)の1%水溶液200部と水157部をT.K.ホモディスパーfmodel(プライミックス社製)を用いて3分間撹拌した。この液を[B液]とした。
<トナーの作成>
T.K.ホモミキサーmark2 fmodel(プライミックス社製)を用いて前記B液345部と前記A液250部を10,000rpmで2分間攪拌し混合液を懸濁した後、室温、常圧で48時間プロペラ型攪拌機で撹拌し溶媒を除去した。次に塩酸を加えて、炭酸カルシウムを除去した後、水洗、乾燥、分級してトナーを得た。トナーの平均粒径は6.2μmであった。
(実施例12)
イオン交換水500部に、5部のNaPOを導入し、60℃に加温した後、クレアミックス高速撹拌機(エムテクニック社製、周速22m/s)で撹拌した。これに、イオン交換水15部に2部のCaClを溶解した水溶液をすばやく添加して、Ca(POを含む水系分散媒体を得た。
一方、重合性単量体 スチレン85部、n−ブチルアクリレート20部、着色剤C.I.ピグメントブルー15:3 7.5部 、荷電制御剤E−88(オリエント化学工業社製)1部 、極性樹脂 飽和ポリエステル5部 酸価10mgKOH/g、ピーク分子量:7,500)、離型剤エステルワックス(DSCにおける最大吸熱ピーク温度72℃)15部、クレイトンAPA(Southern Clay Products社製) 2部を60℃に加温し、撹拌して、重合性単量体に各材料を均一に溶解又は分散させた。これに、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3部を加え、重合性単量体組成物を調製した。
前記水系分散媒体中に前記重合性単量体組成物を導入し、その後、60℃、N雰囲気下において、クレアミックス高速撹拌機(エムテクニック社製、周速22m/s)にて15分間撹拌し、水系分散媒体中に重合性単量体組成物の粒子を生成した。分散後、撹拌装置を停止し、フルゾーン撹拌翼(神鋼パンテック社製)を具備した重合用装置へ導入した。重合装置11では、温度60℃、N雰囲気下で、撹拌翼を撹拌最大周速:3m/sで撹拌させつつ、重合性単量体を5時間反応させた。その後、温度を80℃に昇温して更に5時間重合性単量体を反応させた。重合反応終了後、水洗、乾燥、分級してトナーを得た。トナーの平均粒径は5.8μmであった。
(比較例1〜3)
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の層状無機鉱物種・量を変更した以外は、実施例1と同様に行い比較例1〜3の現像剤を得た。
なお、上記で製造された高極性樹脂の樹脂物性を表1の製造樹脂一覧に、実施例1〜12及び比較例1〜3で製造した現像剤の特性と評価結果を表1のトナー評価結果にそれぞれまとめた。
Figure 0004925776
本発明のプロセスカートリッジを示す図である。 帯電量分布測定結果例を示す図である。
符号の説明
1 静電潜像担持体
3 帯電付与部
5 静電潜像帯電手段
6 現像手段
7 転写手段

Claims (23)

  1. 静電潜像担持体から転写後に、静電潜像担持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部を通過させた後、現像工程において現像装置内に回収する画像形成方法において、
    トナー組成物は、少なくとも顔料、結着樹脂、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、
    前記トナー組成物及び/又は前記トナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒するトナーを使用し、
    転写後で前記帯電付与部通過前の逆荷電トナー量をRa、前記帯電付与部通過後で前記現像装置通過前の逆荷電トナー量をRb、及び転写前で前記現像装置通過後の逆荷電トナー量をRcとするとき、
    Rb<Rc
    Rb/Ra<0.2
    とする
    ことを特徴とする画像形成方法。
  2. 請求項1に記載の画像形成方法において、
    前記RbとRcを、
    Rb/Rc≦1
    とする
    ことを特徴とする画像形成方法。
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成方法において、
    前記帯電付与部は、前記静電潜像担持体表面に圧接されている導電シートである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  4. 請求項3に記載の画像形成方法において、
    前記導電シートは、ナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれた1つである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  5. 請求項3又は4に記載の画像形成方法において、
    前記導電シート厚みは、0.05〜0.5mmである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  6. 請求項3乃至5のいずれかに記載の画像形成方法において、
    前記導電シート抵抗は、10〜10Ωである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  7. 請求項3乃至6のいずれかに記載の画像形成方法において、
    前記導電シートに印加される電圧は、−1.4〜0kVである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  8. 請求項3乃至7のいずれかに記載の画像形成方法において、
    前記導電シートが前記静電潜像担持体と接触しているニップ幅は、1〜10mmである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  9. 請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法において、
    前記層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物とする
    ことを特徴とする画像形成方法。
  10. 請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成方法において、
    層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、前記トナー組成物、トナー組成物前駆体を含む油相、モノマー相から選ばれる1以上中の固形分中に0.05〜2%含有される
    ことを特徴とする画像形成方法。
  11. 請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法において、
    前記トナーの酸価は、0.5〜40.0(KOHmg/g)である
    ことを特徴とする画像形成方法。
  12. 静電潜像担持体から転写後に、静電潜像担持体面上に残存するトナーを再度帯電させるための帯電付与部を通過させた後、現像工程において現像装置内に回収する画像形成装置に使用するプロセスカートリッジにおいて、
    トナー組成物は、少なくとも顔料、結着樹脂、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を有し、
    前記トナー組成物及び/又は前記トナー組成物前駆体を含む油相及び/又はモノマー相を水系媒体に分散及び/又は乳化して造粒するトナーであり、
    転写後で前記帯電付与部通過前の逆荷電トナー量をRa、前記帯電付与部通過後で前記現像装置通過前の逆荷電トナー量をRb、及び転写前で前記現像装置通過後の逆荷電トナー量をRcとするとき、
    Rb<Rc
    Rb/Ra<0.2
    である
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  13. 請求項12に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記RbとRcが、
    Rb/Rc≦1
    である
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  14. 請求項12又は13に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記帯電付与部は、前記静電潜像担持体表面に圧接されている導電シートである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  15. 請求項14に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記導電シートは、ナイロン、PTFE、PVDF、ウレタンから選ばれた1つである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  16. 請求項14又は15に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記導電シート厚みは、0.05〜0.5mmである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  17. 請求項14乃至16のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記導電シート抵抗は、10〜10Ωである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  18. 請求項14乃至17のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記導電シートに印加される電圧は、−1.4〜0kVである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  19. 請求項14乃至18のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記導電シートが前記静電潜像担持体と接触しているニップ幅は、1〜10mmである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  20. 請求項12乃至19のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記層状無機鉱物は、少なくとも層状無機鉱物が有する層間のカチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性した層状無機鉱物である
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  21. 請求項12乃至20のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、前記トナー組成物、トナー組成物前駆体を含む油相、モノマー相から選ばれる1以上中の固形分中に0.05〜2%である
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  22. 請求項12乃至21のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記トナーの酸価は、0.5〜40.0(KOHmg/g)である
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  23. 請求項12乃至22のいずれかに記載のプロセスカートリッジを有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
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