JP2003167380A - 電子写真用トナー及びその製造方法及び静電荷像現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
電子写真用トナー及びその製造方法及び静電荷像現像剤及び画像形成方法Info
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Abstract
おける優れた画像保存性を有するトナー及びそのトナー
の製造方法、並びにそのトナーを含有する静電荷像現像
剤、及び画像形成方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂と着色剤とからなる
トナー母粒子を含有する電子写真用トナーは、前記結着
樹脂の主成分が融点50〜120℃の結晶性樹脂からな
り、前記トナー母粒子の体積平均粒径が3.0〜7.5
μmの範囲であり、前記トナー母粒子のBET比表面積
の平均値が0.6〜3.0m2/gの範囲である。ま
た、電子写真用トナーの製造方法は、結着樹脂粒子と着
色剤粒子との合一工程または会合工程の後、少なくとも
1℃/分以上の速度で結着樹脂の結晶化温度以下まで降
温してトナー粒子を生成する。
Description
ー、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子
写真装置に利用し得る電子写真用トナー及びその製造方
法、並びに電子写真用トナーを用いた画像形成方法に関
する。
ては、常温で圧力ロールのみを用いる圧力定着方式、加
熱ロール等を用いる接触加熱型定着方式や、オーブン加
熱によるオーブン定着方式、キセノンランプ等によるフ
ラッシュ定着方式、マイクロ波等による電磁波定着方
式、溶剤蒸気を用いる溶剤定着方式等の非接触定着方式
が挙げられるが、熱を用いたオーブン定着方式や接触加
熱型定着方式は信頼性や安全性の面から主に使用されて
いる。特に加熱ロールやベルト等を用いる接触加熱型定
着方式は、通常加熱源を設けた加熱ロールまたはベルト
と加圧ロールまたはベルトとから構成され、加熱ロール
またはベルト表面に被定着シートのトナー画像面を圧接
触させながら通過させることにより定着を行うものであ
り、加熱ロールまたはベルト表面と被定着シートのトナ
ー画像面が直接接触するため、熱効率が有効で迅速に定
着を行うことができるという特徴を有しており、広く採
用されている。
ら定着機の温度が使用温度まで迅速に上昇し定着可能な
状態となるまでの時間、いわゆるウォームアップタイム
の短縮とともに、エネルギー使用量を低減するためによ
り低温で定着できることが望まれている。特に近年では
省エネルギーの徹底のため使用時以外は定着機への通電
を停止することが望まれており、定着機温度は通電とと
もに瞬時に定着可能温度に達する必要があるため、より
一層低温での定着が必要となっている。また、定着温度
を低減することにより同じ消費電力であってもプリント
スピードの高速化が可能であり、さらに接触加熱型定着
方式では加熱ロールなどの定着部材の長寿命化が可能と
なり、コストの面からも好ましい。しかしながら、従来
の方法ではトナーの定着温度を低温化させることは、同
時にトナー粒子のガラス転移点をも低下させてしまうこ
とになり、トナーの保存性との両立が困難となる。従っ
て、低温定着化とトナー保存性の両立のためには、トナ
ーのガラス転移点をより高温に保ったまま、高温領域で
トナーの粘度が急速に低下するいわゆるシャープメルト
性をもつことが必要である。
すなわち非結晶の樹脂は、通常ある程度ガラス転移点、
分子量等に幅を持つため、前記シャープメルト性を得る
ためには、極端に樹脂の組成、分子量をそろえる必要が
あるものの、前記樹脂を得るためには、特殊な製法を用
いたり、樹脂をクロマトグラフィー等で処理をすること
により樹脂の分子量を整える必要が生じてしまい、この
場合樹脂作製のためのコストが高くならざるを得ず、ま
たその際に不要な樹脂が生じ、近年の環境保護の観点か
らも好ましくない。
結着樹脂として結晶性樹脂を使用する方法(特公昭56
−13943号公報、特公昭62−39428号公報、
特公昭63−25335号公報等)が検討されている。
結晶性樹脂を使用することにより、結晶の融点以下では
トナーの硬さが保持され、融点を超えたところで結晶の
融解とともに粘度が急激に低下することにより、低温定
着が図られる。しかし、上記開示技術、例えば特公昭5
6−13943号公報に開示された技術は、結晶性樹脂
の融点が62〜66℃であり若干融点が低すぎるため、
粉体や画像の信頼性に問題がある。また、特公昭62−
39428号公報、特公昭63−25335号公報に記
載の結晶性樹脂では紙への定着性能が十分ではないとい
う問題点があった。
としては、ポリエステル樹脂が挙げられる。結晶性ポリ
エステル樹脂をトナーに用いる例としては、特公昭62
−39428号公報等にある。これは、ガラス転移温度
40℃以上の非結晶性ポリエステルと、融点130℃〜
200℃の結晶性ポリエステルを混合して用いる方法が
提案されている。しかし、この方法は優れた粉砕性、耐
ブロッキング性を有するものの、結晶性ポリエステル樹
脂の融点が高いため、従来以上の低温定着性は達成でき
ない。また、結晶性樹脂の融点として110℃以下の樹
脂を用い、非結晶性樹脂を混合させトナーとして使用す
る例(特公平4−30014号公報等)もある。しかし
ながら、結晶性樹脂に対して非結晶性樹脂を混合する場
合には、トナーの融点降下を起こし、トナーブロッキン
グ、画像の保存性の悪化と、実用上問題である。また、
非結晶性樹脂成分の量が多い場合には、非結晶性樹脂成
分の特性が大きく反映されるため、定着温度が従来より
低下させることは難しい。よって、トナー用樹脂として
結晶性樹脂を単独で用いるか、非結晶性樹脂を混合して
もごくわずかの量を添加するかでないと実用は難しい。
るだけ単独で熱ロール定着に用いることが望ましい。結
晶性ポリエステル樹脂を用いる例として、特開平4−1
20554号公報、特開平4−239021号公報、特
開平5−165252号公報がある。しかし、これら
は、テレフタル酸のカルボン酸成分に対して、炭素数の
少ないアルキレングリコールや脂環族アルコールを用い
ている樹脂である。その中に結晶性ポリエステル樹脂と
言う記述はあるものの、部分結晶性ポリエステルであ
り、トナー(樹脂)の温度に対する粘度変化が急峻でな
く、ブロッキング性・定着後の画像保存性には問題がな
いものの、熱ロール定着において従来以上の低温定着を
実現できるものではなかった。
ー粒子は、通常トナー形状が不定形であり、また表面組
成も不均一になりやすい。使用材料の粉砕性や粉砕機、
または粉砕工程の条件により、トナー粒子の形状や表面
組成は微妙に変化するものの、意図的にこれらを所望の
程度に制御することは困難である。特に近年高画質化を
狙うためにトナー粒径は小径化する傾向にあるが、小径
化するために粉砕性の高い材料を用いて製造したトナー
粒子の場合、現像機内での剪断力等の機械力によりさら
に微粉化されたり、その形状が変化したりしやすくな
る。その結果、トナー粒子とキャリアとからなる2成分
現像剤においては、微粉のキャリア表面への固着により
現像剤の帯電劣化が加速されたり、トナー粒子からなる
1成分現像剤においては、粒度分布の拡大によりトナー
飛散が生じたり、トナー粒子の形状の変化による現像性
の低下が生じるため画質の劣化が生じやすくなることか
ら、トナー小粒径化には限界があった。
離型剤を多量に内添してトナー化する場合、樹脂に対し
て離型剤が脆いため、離型剤がトナー粒子表面に露出す
ることが多くなる。そのため定着時の離型性や感光体上
からの未転写トナーのクリーニングには有利であるけれ
ども、トナー粒子表層の離型剤が機械力により、現像ロ
ール、感光体、キャリア等に容易に移行するために、現
像ロール、感光体及びキャリアの汚染が生じやすくな
り、信頼性の低下につながる。
合、流動化剤を添加しても流動性が十分ではなく、また
使用中に剪断力等の機械力により、前記流動化剤の微粒
子がトナー粒子における凹部へ移動してその内部へ埋没
し、経時的に流動性が低下したり、現像性、転写性、ク
リーニング性等が悪化したりするという問題がある。特
に転写性に関しては、トナー粒子が不定形である場合、
接触点数が増加する等の理由により付着力が増加するこ
とから、より一層転写性が悪化する傾向にある。これら
の問題を防ぐため、さらに流動化剤の量を増加すると感
光体上への黒点の発生や、2成分現像剤の場合にはキャ
リアへの流動化剤の付着から帯電性の低下を招くという
問題が生ずる。
鑑み、その問題点を解決することを目的としてなされた
ものである。
脂を結着樹脂の主成分として使用することで、従来に比
べ低温での定着が可能となり、定着工程におけるエネル
ギーの大幅低減、またウォームアップタイムの短縮化を
図ることを目的とする。さらに定着後の優れた画像保存
性を提供することを目的とする。
分散液と着色剤粒子分散液を混合し、凝集剤を添加して
粒子作製することで、トナーの形状を球形化し、それに
より現像性、転写性に優れた電子写真用トナーを提供す
ることを目的とする。
下の通りである。なお、下記<2>から<5>及び<9
>から<10>は、本発明の他の好ましい実施態様であ
る。
なるトナー母粒子を含有する電子写真用トナーにおい
て、前記該結着樹脂の主成分が融点50〜120℃の結
晶性樹脂からなり、前記トナー母粒子の体積平均粒径が
3.0〜7.5μmの範囲にあり、前記トナー母粒子の
BET比表面積の平均値が0.6〜3.0m2/gの範
囲にある電子写真用トナー。
ル樹脂である電子写真用トナー。
族結晶性ポリエステル樹脂である<1>に記載の電子写
真用トナー。
ルホン酸基を含むジカルボン酸、或いはジオールを共重
合成分として含有することを特徴とする<3>に記載の
電子写真用トナー。
平均値が110から140の範囲にある電子写真用トナ
ー。
着色剤粒子の分散液を混合し、前記結着樹脂粒子と着色
剤粒子とを凝集させる凝集工程と、凝集させた後に前記
結着樹脂粒子の融点以上の温度で合一させる工程と、合
一後に少なくとも1℃/分以上の速度で前記結着樹脂の
結晶化温度以下まで降温してトナー粒子を生成させる冷
却工程と、を有する電子写真用トナーの製造方法。
色剤粒子分散液を混合し、前記結着樹脂粒子の主成分で
ある結着樹脂の融点以上の温度まで昇温させながら、凝
集剤を添加し前記結着樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集合
一させる会合工程と、会合後に少なくとも1℃/分以上
の速度で前記結着樹脂の結晶化温度以下まで降温してト
ナー粒子を生成させる冷却工程と、を有する電子写真用
トナーの製造方法。
子写真用トナーにおいて、前記トナー粒子が<1>から
<5>のいずれかに記載の電子写真用トナーである静電
荷像現像剤。
を<1>に記載のトナーを含む現像剤により現像してト
ナー画像を形成する現像工程と、潜像担持体上に形成さ
れたトナー画像を転写材上に転写して転写画像を形成す
る転写工程と、転写材上に転写された転写画像を定着す
る定着工程とを有する画像形成方法。
ともシアン、マゼンタおよびイエローの3色からなるト
ナー画像を形成可能な電子写真用フルカラートナーであ
ること。
を0.5〜40重量部含有している電子写真用トナーで
あること。
用する電子写真用トナー(以下「トナー」という)は、
少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、該結着樹脂
の融点が50〜120℃の結晶性樹脂を主成分とする。
前記結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂が好
ましく、また適度な融点をもつ脂肪族系の結晶性ポリエ
ステル樹脂がより好ましい。以下、結晶性ポリエステル
樹脂を例に説明する。
ルボン酸)成分とアルコール(ジオール)成分とから合
成されるものであり、本発明において、「酸由来構成成
分」とは、ポリエステル樹脂の合成前には酸成分であっ
た構成部位を指し、「アルコール由来構成成分」とは、
ポリエステル樹脂の合成前にはアルコール成分であった
構成部位を指す。
合、即ち非晶性である場合には、良好な低温定着性を確
保しつつ、耐トナーブロッキング性、画像保存性を保つ
ことができない。従って、本発明において、「結晶性ポ
リエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定(DSC)に
おいて、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピー
クを有するものを指す。また、前記結晶性ポリエステル
主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成
分が50重量%以下の場合、この共重合体も結晶性ポリ
エステルと呼ぶ。
特に直鎖型のカルボン酸が望ましい。例えば、蓚酸、マ
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノ
ナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,
11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジ
カルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,1
4−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカ
ンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン
酸、など、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物
が挙げられるが、この限りではない。
族ジカルボン酸由来構成成分のほか、2重結合を持つジ
カルボン酸由来構成成分、スルホン酸基を持つジカルボ
ン酸由来構成成分等の構成成分が含まれているのが好ま
しい。
構成成分には、2重結合を持つジカルボン酸に由来する
構成成分のほか、2重結合を持つジカルボン酸の低級ア
ルキルエステル又は酸無水物等に由来する構成成分も含
まれる。また、前記スルホン酸基を持つジカルボン酸由
来構成成分には、スルホン酸基を持つジカルボン酸に由
来する構成成分のほか、スルホン酸基を持つジカルボン
酸の低級アルキルエステル又は酸無水物等に由来する構
成成分も含まれる。
2重結合を利用して樹脂全体を架橋させ得る点で、定着
時のホットオフセットを防ぐために好適に用いることが
できる。このようなジカルボン酸としては、例えば、フ
マル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−
オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定
されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無
水物等も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、
フマル酸、マレイン酸等が好ましい。
顔料等の色材の分散を良好にできる点で有効である。ま
た樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、トナー母粒子を
微粒子に作製する際に、スルホン酸基があれば、後述す
るように、界面活性剤を使用しないで乳化或いは懸濁が
可能である。このようなスルホン基を持つジカルボン酸
としては、例えば、2−スルホテレフタル酸ナトリウム
塩、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハ
ク酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限定され
ない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物
等も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、5−
スルホイソフタル酸ナトリウム塩等が好ましい。
分以外の酸由来構成成分(2重結合を持つジカルボン酸
由来構成成分及び/又はスルホン酸基を持つジカルボン
酸由来構成成分)の、酸由来構成成分における含有量と
しては、1〜20構成モル%が好ましく、2〜10構成
モル%がより好ましい。
は、顔料分散が良くなかったり、乳化粒子径が大きくな
り、凝集によるトナー径の調整が困難となることがあ
る。一方、20構成モル%を超えると、ポリエステル樹
脂の結晶性が低下し、融点が降下して、画像の保存性が
悪くなったり、乳化粒子径が小さ過ぎて水に溶解し、ラ
テックスが生じないことがある。
ポリエステル樹脂における各構成成分(酸由来構成成
分、アルコール由来構成成分)を1単位(モル)したと
きの百分率を指す。
しく、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパン
ジオール、1,4−ブタンジオール、1,5ペンタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタン
ジオール、1,8−オクタンジオール、1,9―ノナン
ジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ドデ
カンジオール、1,12−ウンデカンジオール、1,1
3−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオ
ール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エ
イコサンジオール、などが挙げられるが、この限りでは
ない。
ール由来構成成分の場合には、脂肪族ジオール由来構成
成分の含有量が80構成モル%以上であって、必要に応
じてその他の成分を含む。さらに前記アルコール由来構
成成分が脂肪族ジオール由来構成成分の場合、前記脂肪
族ジオール由来構成成分の含有量は90構成モル%以上
であるのが好ましい。
が、80構成モル%未満では、ポリエステル樹脂の結晶
性が低下し、融点が降下するため、耐トナーブロッキン
グ性、画像保存性及び、低温定着性が悪化してしまう。
は、2重結合を持つジオール由来構成成分、スルホン酸
基を持つジオール由来構成成分等の構成成分である。
−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジ
オール、4−ブテン−1,8−ジオール等が挙げられ
る。
は、1,4−ジヒドロキシ−2−スルホン酸ベンゼンナ
トリウム塩、1,3−ジヒドロキシメチル−5−スルホ
ン酸ベンゼンナトリウム塩、2−スルホ−1,4−ブタ
ンジオールナトリウム塩等が挙げられる。
成成分以外のアルコール由来構成成分を加える場合、す
なわち2重結合を持つジオール由来構成成分及び/又は
スルホン酸基を持つジオール由来構成成分を加える場
合、全アルコール由来構成成分における2重結合を持つ
ジオール由来構成成分及び/又はスルホン酸基を持つジ
オール由来構成成分の含有量は、1〜20構成モル%が
好ましく、2〜10構成モル%がより好ましい。
ルコール由来構成成分の含有量が、全アルコール由来構
成成分に対して1構成モル%未満の場合には、顔料分散
が良くなかったり、乳化粒子径が大きくなったり、凝集
によるトナー径の調整が困難となることがある。一方、
20構成モル%を超えると、ポリエステル樹脂の結晶性
が低下し、融点が降下して、画像の保存性が悪くなった
り、乳化粒子径が小さ過ぎて水に溶解し、ラテックスが
生じないことがある。
であり、好ましくは60〜110℃である。融点が50
℃より低いとトナーの保存性や、定着後のトナー画像の
保存性が問題となる。また、120℃より高いと、従来
のトナーに比べて十分な低温定着が得られない。
点の測定には、示差走査熱量計(DSC)を用い、室温
から150℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った
時のJIS K−7121に示す入力補償示差走査熱量
測定の融解ピーク温度として求めることができる。尚、
結晶性の樹脂には、複数の融解ピークを示す場合がある
が、本発明においては、最大のピークをもって融点とみ
なす。
は、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応
させる一般的なポリエステル重合法で製造することがで
き、例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマ
ーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とア
ルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アル
コール成分)としては、反応条件等によっても異なるた
め、一概には言えないが、通常1/1程度である。
180〜230℃の間で行うことができ、必要に応じて
反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコール
を除去しながら反応させる。
ない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解
させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を
留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモ
ノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノ
マーとそのモノマーと重縮合予定の酸又はアルコールと
を縮合させておいてから主成分と供に重縮合させるとよ
い。
な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金
属化合物、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類
金属化合物、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、ス
ズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物、亜リ
ン酸化合物、リン酸化合物、及び、アミン化合物等が挙
げられ、具体的には、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ス
テアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、
ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マ
ンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシ
ド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロ
ポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモ
ン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、
ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチ
ルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニ
ルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフ
テン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニ
ール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニ
ール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイ
ト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリ
エチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げら
れる。
かまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が好まし
い。好ましい顔料としては、カーボンブラック、アニリ
ンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロ
ムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレ
ッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、
フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、
ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベン
ジジンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、
C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメン
ト・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、
C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメン
ト・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー18
0、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグ
メント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー1
5:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の
顔料が使用できる。また、着色剤として磁性粉を使用す
ることもできる。磁性粉としては、コバルト、鉄、ニッ
ケルなどの強磁性金属、コバルト、鉄、ニッケル、アル
ミニウム、鉛、マグネシウム、亜鉛、マンガンなどの金
属の合金、酸化物などの公知の磁性体が使用できる。
組み合わせて使用してもよい。これら着色剤の含有量と
しては0.1〜40重量部が好ましく、1〜30重量部
がさらに好ましい。
により、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナ
ー、ブラックトナー等の各色トナーが得られる。
く、目的に応じて適宜選択でき、例えば、無機微粒子、
帯電制御剤、離型剤等の公知の各種添加剤等が挙げられ
る。
子を添加してもよい。前記無機微粒子としてはシリカ微
粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウ
ム微粒子、あるいはこれらの表面を疎水化処理した物等
公知の無機微粒子を単独または二種以上を組み合わせて
使用することができるが、発色性やOHP透過性等透明
性を損なわないという観点から屈折率が結着樹脂よりも
小さいシリカ微粒子が好ましい。またシリカ微粒子は種
々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップ
リング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル
等で表面処理したものが好ましい。
ナーの粘弾性を調整することができ、画像光沢度や紙へ
の染み込みを調整することができる。無機微粒子は原料
に対して0.5〜20重量%含有されることが好まし
く、1〜15重量%がさらに好ましい。
剤を添加してもよい。帯電制御剤としてはクロム系アゾ
染料、鉄系アゾ染料、アルミニウムアゾ染料、サリチル
酸金属錯体など使用できる。
するのが好ましい。離型剤を含有することで、定着工程
での離型性が向上するため、接触加熱型定着方式では定
着ロールに塗布する離型オイルを減少、またはなくすこ
とができるため、離型オイルによる定着ロール寿命の低
下やオイル筋等のディフェクトを回避することができ、
また低コスト化にもつながる。
ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィ
ン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイ
ン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ス
テアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワッ
クス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロ
ウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系
ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシ
ン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワック
ス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系
ワックスなどが挙げられる。
く、結着樹脂の融点以下であることがより好ましい。離
型剤の融点が50℃未満では離型剤の変化温度が低す
ぎ、耐ブロッキング性が劣ったり、複写機内温度が高ま
った時に現像性が悪化したりする。一方、120℃を超
える場合には、離型剤の変化温度が高過ぎ、結晶性樹脂
の低温定着性を損ねてしまう。
種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いても良
い。
重量部に対し好ましくは1〜20重量部、より好ましく
は2〜15重量部である。1重量部未満であると離型剤
添加の効果がなく、20重量部以上であると、帯電性へ
の悪影響が現れやすくなり、また現像機内部においてト
ナーが破壊されやすくなるため離型剤やトナー樹脂のキ
ャリアへのスペント化が生じ、帯電が低下しやすくなる
等の影響が現れるばかりでなく、例えばカラートナーを
用いた場合、定着時の画像表面への染み出しが不十分に
なり易く、画像中に離型剤が在留しやすくなってしまう
ため、透明性が悪化し好ましくない。
径は3.0〜7.5μmであり、3.5〜6.5μmが
より好ましく、3.8〜6.2μmがさらに好ましい。
体積平均粒子径が3.0μmより小さいと帯電性が十分
でなく、また流動性低下による帯電分布の広がりによ
り、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生
じやすくなる。体積平均粒子径が7.5μmより大きい
と、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくな
る。
ールターカウンター[TA−II]型(コールター社
製)を用いて、50μmのアパーチャー径で測定するこ
とにより得ることができる。この時、測定はトナーを電
解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波に
より30秒以上分散させた後に行う。
ー母粒子のBET比表面積の平均値は0.6〜3.0m
2/gであり、0.8〜2.5m2/gであることがより
好ましい。BET比表面積の平均値が0.6m2/g未
満の場合には、安定して製造することが困難であり、一
方BET比表面積の平均値が3.0m2/gを超える場
合には、不定形化による転写性の低下や流動性の低下、
粒子表面の凹凸化による外添剤の埋没という不具合があ
る。
によって行う。具体的にはSA3100比表面積測定装
置(コールター株式会社製)を用いて、3点法により測
定した。
1の値は110〜140であり、112〜135がより
好ましい。110未満では安定に製造することが困難で
あり、収率が低下しコストが上昇してしまう。また14
0を超えると転写性が低下するため、画質が低下し、ま
た転写効率が低下するため転写残トナーが増加しコスト
も上昇してしまう。さらに流動性も低下してしまう。
ゼックスIII、(株)ニレコ社製)を用いて測定するこ
とができる。スライドガラス上に散布したトナーの光学
顕微鏡画像を画像解析装置に取り込み、トナー粒子10
0個のそれぞれのSF1を求め、それらの平均値で算出
することができる。なおSF1は以下の式(1)で算出
される。
性>本発明の電子写真用トナーは、常温下で十分な硬さ
を有することが望まれる。具体的には、その動的粘弾性
が、角周波数1rad/sec、30℃において、貯蔵
弾性率GL(30)が1×106Pa以上であり、損失弾
性率GN(30)が1×106Pa以上であることが望ま
しい。なお、貯蔵弾性率GLおよび損失弾性率GNは、J
IS K−6900にその詳細が規定されている。
て、貯蔵弾性率GL(30)が1×106Pa未満であっ
たり、損失弾性率GN(30)が1×106Pa未満であ
ると、現像機内でキャリアと混合された時に、キャリア
から受ける圧力や剪断力によりトナーの粒子が変形し、
安定な帯電現像特性を維持することができないことがあ
る。また、潜像保持体(感光体)上のトナーがクリーニ
ングされる際に、クリーニングブレードから受ける剪断
力によって変形し、クリーニング不良をも生ずることが
ある。
おいて貯蔵弾性率GL(30)および損失弾性率GN(3
0)が上記範囲にある場合には、高速の電子写真装置に
用いた場合でも定着時の特性が安定し好ましい。
度変化による前記貯蔵弾性率GLおよび前記損失弾性率
GNの値の変動が、10℃の温度範囲で2桁以上となる
温度の区間(10℃温度を上昇させた際に、GLおよび
GNの値が100分の1もしくはそれより小さい値まで
変化するような温度の区間)を有することが好ましい。
前記貯蔵弾性率GLおよび前記損失弾性率GNが、前記温
度の区間を有しないと、定着温度が高くなり、その結
果、定着工程のエネルギー消費を低減するのに不十分と
なることがある。
弾性率の常用対数を温度に対してプロットした時に、融
点Tmから20℃高い温度(Tm+20℃)における貯
蔵弾性率をGL(Tm+20)、融点Tmから50℃高
い温度(Tm+50℃)に於ける貯蔵弾性率をGL(T
m+50)とした場合、下記式(2)を満たし、
た時に、融点Tmから20℃高い温度(Tm+20℃)
における損失弾性率をGN(Tm+20)、融点Tmか
ら50℃高い温度(Tm+50℃)に於ける損失弾性率
をGN(Tm+50)とした場合、下記式(3)
像光沢の不均一性を減少させるため好ましい。
粘度が融点以降では温度に対する依存性が緩やかである
ことを示し、粘弾性の温度依存性がより低くなることを
意味する。
しい特性を示すグラフである。図1において、縦軸は貯
蔵弾性率の常用対数logGL、あるいは、損失弾性率
の常用対数logGNを表し、横軸は温度を表す。この
ような特性を有する本発明の電子写真用トナーは、60
〜120℃の温度領域における融点において急激な弾性
率の低下が見られ、また、所定の範囲で、その弾性率が
安定することから、定着時の画像部位による温度分布か
ら生じる画像光沢の不均一性や、高温度になっても、紙
等の被転写体に対する過度の染み込みを防止することが
できる。
構成を有するため、耐トナーブロッキング性、画像の保
存性、及び低温定着性に優れる。
電子写真用トナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂粒
子分散液と着色剤粒子分散液を混合し、凝集剤を添加し
て粒子を成長させる湿式造粒法である。この湿式造粒法
の具体例としては以下の乳化凝集法が好適に挙げられ
る。以下、乳化凝集法を例に説明する。また、結晶性樹
脂として結晶性ポリエステル樹脂を例に説明する。
真用トナー」における「結着樹脂」の項において既に説
明した結晶性ポリエステル樹脂を乳化し乳化粒子(液
滴)を形成する乳化工程と、該乳化粒子(液滴)の凝集
体を形成する凝集工程と、該凝集体を該結晶性ポリエス
テル樹脂の融点以上の温度で融合させ熱合一させる合一
工程とを有する。または、前記凝集工程と合一工程の替
わりに、該結晶性ポリエステル樹脂の融点以上の温度で
凝集させることにより凝集と合一とを同時に行う、いわ
ゆる会合工程としても構わない。
樹脂の乳化粒子(液滴)は、水系媒体と、スルホン化等
したポリエステル樹脂及び必要に応じて着色剤を含む混
合液(ポリマー液)と、を混合した溶液に、剪断力を与
えることにより形成される。
上の温度に加熱することで、ポリマー液の粘性を下げて
乳化粒子を形成することができる。また、乳化粒子の安
定化や水系媒体の増粘のため、分散剤を使用することも
できる。以下、かかる乳化粒子の分散液のことを、「樹
脂粒子分散液」という場合がある。
アルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロース、ポリアクリル酸ナトリウム、の等の水溶性高分
子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデ
シル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル
酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界
面活性剤;ラウリルアミンアセテート、ラウリルトリメ
チルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性
剤;ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン
性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤
等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム
等の無機化合物等が挙げられる。
ステル樹脂(結着樹脂)100重量部に対して、0.0
1〜20重量部が好ましい。
テル樹脂に、スルホン酸基を有するジカルボン酸を共重
合させておく(即ち、酸由来構成成分中に、スルホン酸
基を持つジカルボン酸由来構成成分が好適量含まれる)
と、界面活性剤等の分散安定剤を減らすことができる、
或いは使用しなくても乳化粒子を形成できる。
としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加
圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙
げられる。前記ポリエステル樹脂の乳化粒子(液滴)の
大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒径)で
0.005〜1μmが好ましく、0.01〜0.4μm
がより好ましい。0.005μm以下では水中にほとん
ど溶解してしまうため、粒子作製が困難になり、また1
μm以上では所望の粒径である3.0〜7.5μmの粒
子を得ることが困難になる。
法、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを
有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般
的な分散方法を使用することができる。
ら着色剤の水分散液を調製することもできる。以下、か
かる着色剤の分散液のことを、「着色粒子分散液」とい
う場合がある。分散に用いる界面活性剤や分散剤として
は、前記ポリエステル樹脂を分散させる際に用い得る分
散剤と同様のものを用いることができる。
着色剤を混入させておくこともできる。樹脂に着色剤を
混入させる方法としては、ディスパーザー等を用いた溶
融分散が挙げられる。
子を、前記ポリエステル樹脂の融点付近の温度でかつ融
点以下の温度にて加熱して凝集し凝集体を形成する。
液のpHを酸性にすることによってなされる。前記pH
としては、2〜6が好ましく、2.5〜5がより好まし
い。この際、凝集剤を使用するのも有効である。
界面活性剤と逆極性の界面活性剤や、塩化ナトリウム、
炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウ
ム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸アルミニ
ウム等の無機金属塩の他、2価以上の金属錯体を好適に
用いることができる。
の攪拌下で、凝集体の懸濁液のpHを3〜7の範囲にす
ることにより、凝集の進行を止め、前記結晶性ポリエス
テル樹脂の融点以上の温度で加熱を行うことにより凝集
体を融合させ合一させる。加熱温度としては、前記結晶
性ポリエステル樹脂の融点以上であれば問題は無い。ま
た加熱の時間としては、合一が十分に為される程度行え
ばよく、0.2〜10時間程度行えばよい。その後、前
記結晶性ポリエステル樹脂の結晶化温度以下まで降温し
て、粒子を固化する際、降温速度によって粒子形状及び
表面性が変化する。例えば、早い速度で降温した場合に
は球形化及び表面が平滑化しやすく、逆にゆっくり降温
した場合は、粒子形状が不定形化し、粒子表面に凹凸が
生じやすい。そのため、少なくとも1℃/分以上の速度
で、好ましくは3℃/分以上の速度で前記結晶性ポリエ
ステル樹脂の結晶化温度以下まで降温するのが好まし
い。1℃/分以上の速度で降温して結着樹脂を結晶化す
ることで粒子形状を所望のBET比表面積2〜5及び形
状係数SF1 110〜140の範囲にすることができ
る。
前記会合工程では、前記ポリエステル樹脂の融点以上の
温度で加熱しながら凝集工程と同様にpHや凝集剤の添
加により粒子を成長させ、所望の粒径になったところで
合一工程の場合と同様に、少なくとも1℃/分の速度で
前記結晶性ポリエステル樹脂の結晶化温度以下まで降温
して、結晶化と同時に粒子成長を停止させる。また降温
の前後でpH調整を行ってもよい。このように会合工程
をとることで凝集工程と合一工程とを同時に行うことが
できるため、工程の簡略化の面で好ましい。また合一工
程と同様に停止時に1℃/分以上の速度で結晶化温度以
下まで降温することで、粒子を球形化するともに表面を
平滑化でき、粒子形状をより所望のBET比表面積2〜
5及び形状係数SF1 110〜140の範囲にするこ
とができる。
工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー
の粒子とすることができる。この場合、トナーとして十
分な帯電特性、信頼性を確保するために、洗浄工程にお
いて、十分に洗浄することが好ましい。
スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法
など、任意の方法を採用することができる。トナーの粒
子は、乾燥後の含水分率を1.5%以下、好ましくは
1.0%以下に調整することが望ましい。
は、前記結晶性ポリエステル樹脂が融点以上に加熱され
ている時に、あるいは合一が終了した後に、架橋反応を
行わせてもよい。架橋反応を行わせる場合には、例え
ば、結着樹脂として2重結合成分を共重合させた不飽和
スルホン化結晶性ポリエステル樹脂を用い、この樹脂に
例えば、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエ
ート等の重合開始剤を用いてラジカル反応を起こさせ架
橋構造を導入する。
リマーに混合しておいてもよいし、凝集工程で凝集塊に
取り込ませてもよい。さらには、合一や会合工程、或い
は合一や会合工程の後に導入してもよい。この場合に
は、有機溶剤に重合開始剤を溶解した液を、粒子分散液
(樹脂粒子分散液等)に加えてもよい。これらの重合開
始剤には、重合度を制御する目的で、公知の架橋剤、連
鎖移動剤、重合禁止剤等を添加してもよい。
製造方法によれば、トナー粒子形状及び表面の平滑性を
制御することができる。トナーの粒子形状としては、球
形に近いほうが好ましく、また表面は平滑であることが
好ましい。球形及び平滑にすることで非静電的付着力が
減少するため転写性が向上し、更に外添剤が埋没しにく
くなり、結果として転写効率及び粉体流動性も向上す
る。さらに、帯電性が向上するとともに帯電の維持性も
向上する。
化剤や助剤等の外添剤を添加処理してもよい。外添剤と
しては、表面を疎水化処理したシリカ微粒子、酸化チタ
ン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カー
ボンブラック等の無機微粒子やポリカーボネート、ポリ
メチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー微
粒子等、公知の微粒子が使用できるが、これらのうち少
なくとも2種以上の外添剤を使用し、該外添剤の少なく
とも1種は30nm〜200nmの、さらに好ましくは
30nm〜180nmの平均1次粒子径を有することが
好ましい。トナーが小粒径化することによって、感光体
との非静電的付着力が増大するため、転写不良やホロー
キャラクターと呼ばれる画像抜けが引き起こされ、重ね
合わせ画像等の転写ムラを生じさせる原因となるため、
平均1次粒子径が30nm〜200nmの大径の外添剤
を添加し、転写性を改善させることが好ましい。平均1
次粒子径が30nmより小さいと、初期的なトナーの流
動性は良好であるが、トナーと感光体との非静電的付着
力を十分に低減できず転写効率が低下し画像のぬけや、
画像の均一性を悪化させてしまい、また経時による現像
機内でのストレスによって微粒子がトナー表面に埋め込
まれ、帯電性が変化しコピー濃度の低下や背景部へのカ
ブリ等の問題を引き起こす。また、平均1次粒子径が2
00nmより大きいと、トナー表面から脱離しやすく、
また流動性の悪化にもつながる。
現像剤としてはトナーのみからなる一成分現像剤やトナ
ーとキャリアからなる二成分現像剤が挙げられるが、帯
電の維持性や安定性に優れる二成分現像剤が好ましい。
キャリアとしては、樹脂で被膜されたキャリアであるこ
とが好ましく、窒素含有樹脂で被膜されたキャリアであ
ることがさらに好ましい。
ミノエチルメタクリレート、ジメチルアクリルアミド、
アクリロニトリル等を含むアクリル系樹脂、ウレア、ウ
レタン、メラミン、グアナミン、アニリン等を含むアミ
ノ樹脂、またアミド樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。
またこれらの共重合樹脂でもかまわない。
樹脂の中から2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また前記窒素含有樹脂と窒素を含有しない樹脂とを組み
合わせて使用してもよい。また前記窒素含有樹脂を微粒
子状にし、窒素を含有しない樹脂中に分散して使用して
もよい。特にウレア樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹
脂、アミド樹脂は負帯電性が高く、また樹脂硬度が高い
ため被膜樹脂の剥がれなどによる帯電量の低下を抑制す
ることができ好ましい。
ることが必要であり、具体的には109〜1014Ωcm
程度の電気抵抗値が求められている。例えば鉄粉キャリ
アのように電気抵抗値が106Ωcmと低い場合には、
スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像
部へ付着したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ、潜
像の乱れや画像の欠損等を生じたりする等の問題が生じ
る。一方、絶縁性の樹脂を厚く被覆してしまうと電気抵
抗値が高くなりすぎ、キャリア電荷がリークしにくくな
り、その結果エッジの効いた画像にはなるが、反面大面
積の画像面では中央部の画像濃度が非常に薄くなるとい
うエッジ効果という問題が生じる。そのためキャリアの
抵抗調整のために樹脂被覆層中に導電性微粉末を分散さ
せることが好ましい。
銅のような金属や;カーボンブラック;更に酸化チタ
ン、酸化亜鉛のような半導電性酸化物;酸化チタン、酸
化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸
カリウム粉末等の表面を酸化スズやカーボンブラック、
金属で覆ったもの等が挙げられる。この中でも製造安定
性、コスト、導電性の良さからカーボンブラックが好ま
しい。
形成する方法としては、例えば、キャリア芯材の粉末を
被膜層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被膜層形成用溶
液をキャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリ
ア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被膜層形成
用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャ
リア芯材と被膜層形成用溶液を混合し溶剤を除去するニ
ーダーコーター法、被膜樹脂を微粒子化し被膜樹脂の融
点以上でキャリア芯材とニーダーコーター中で混合し冷
却して被膜させるパウダーコート法が挙げられるが、ニ
ーダーコーター法及びパウダーコート法が特に好ましく
用いられる。
均膜厚は、通常0.1〜10μm、好ましくは0.2〜
5μmの範囲である。
用いられる芯材(キャリア芯材)としては、特に制限は
なく、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、又
は、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラス
ビーズ等が挙げられるが、磁気ブラシ法を用いる観点か
らは、磁性キャリアであるのが望ましい。キャリア芯材
の平均粒径としては、一般的には10〜100μmが好
ましく、20〜80μmがより好ましい。
真用トナーと上記キャリアとの混合比(重量比)として
は、トナー:キャリア=1:100〜30:100程度
の範囲であり、3:100〜20:100程度の範囲が
より好ましい。
用現像剤を用いた画像形成方法について説明する。前記
画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する
潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された静電荷像現
像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像
を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像
保持体表面に形成されたトナー画像を紙等の被転写体表
面に転写する転写工程と、被転写体表面に転写されたト
ナー画像を熱定着する定着工程とを有するものであっ
て、前記静電荷像現像剤のトナー粒子として本発明の電
子写真用トナーを用いることを特徴とするものである。
前記潜像保持体としては、例えば、電子写真感光体およ
び誘電記録体等が使用できる。
の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様
に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する(潜像形成
工程)。
像を、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する着色
粒子からなるトナーにより現像してトナー画像を形成す
る工程であり、電子写真においては、潜像担持体に対向
して配置された現像剤担持体の表面に現像剤層を形成せ
しめ、該現像剤層により潜像担持体表面に形成された静
電潜像を現像する。トナーとキャリアからなる二成分現
像方式の場合、現像剤層は現像剤担持体表面に磁性キャ
リアがブラシ状に形成され、これにトナーが付着したい
わゆる磁気ブラシにより形成される(現像工程)。
器等を利用して、潜像担持体上に形成されたトナー画像
を紙等の被転写体表面に転写される。この場合現像工程
で得られたトナー画像をそのまま転写材に転写すること
の他、中間転写体を用い、該中間転写体に一旦転写した
後に転写材に転写する手段も採ることが可能である。
は、現像工程で少なくともシアン、マゼンタおよびイエ
ローの3色、さらに必要に応じてブラックの4色のトナ
ーを用いて現像されたトナー像を、積層して転写するこ
とにより行われる。この時中間転写材を用いて、中間転
写体上にこれらを一旦積層転写した後、一括して転写体
に転写することは、位置ずれのない、発色性の良好な画
像を得る上で好ましいものである。
で転写材上に転写される転写画像の画像面積率100%
領域におけるトナー重量(TMA)は、0.80mg/
cm 2以下が好ましく、0.60mg/cm2以下がさら
に好ましい(転写工程)。
画像は、加熱型定着器により熱定着され、最終的なトナ
ー画像が形成される。加熱型定着器としては加熱ロール
等を用いる接触加熱型定着方式や、オーブン加熱による
非接触加熱型定着方式が挙げられるが、信頼性や安全
性、また熱効率の観点から接触型定着装置を用いること
が好ましい。ここでいう接触型定着装置とは、定着ロー
ル等の定着部材が転写画像が形成されている転写材を圧
接することにより、転写材に転写画像を定着する方式の
定着装置をいい、従来公知の接触型定着装置を広く使用
することができる。圧接の方式としては、2つの接触す
るロール間または、接触するロールとベルト間等に、転
写画像が形成されている転写材を通過させ、ロール−ロ
ールまたはロール−ベルトのニップ領域で、転写画像を
圧接し定着する方法等が挙げられる(定着工程)。
としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター
等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。
向上させるには、前記被転写体の表面もできるだけ平滑
であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等
でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好
適に使用することができる。
で、従来に比べ大幅な低温定着が可能となり、定着工程
での消費エネルギーやウォームアップタイムの大幅な低
減を図ることができ、形成される画像の優れた保存性も
実現できる。またトナーの流動性や転写性に優れるた
め、優れた画質の画像を形成することができ、また帯電
の安定化を図ることもできる。さらに転写効率が向上す
るため、転写残のトナーが減少し低コスト化も実現でき
る。
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、
以下の実施例の記述において「部」とあるのは特に断りの
ない限り質量部を意味する。
4重量部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムジメチル
22.2量部、セバシン酸ジメチル213重量部、と触
媒としてジブチル錫オキサイド0.3重量部を入れた
後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活
性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を
行った。その後、減圧下にて220℃まで徐々に昇温を
行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷
し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂(1)2
20重量部を合成した。
(GPC)による分子量測定(ポリスチレン換算)で、
得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子
量(MW)は9700であり、数平均分子量(Mn)は5
400であった。
点(Tm)を、前述の測定方法により、示差走査熱量計
(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有
し、ピークトップの温度は69℃であった。
た、共重合成分(5−スルホイソフタル酸成分)とセバ
シン酸成分の含有比は7.5:92.5であった。
部中に入れ、85℃に加熱しながらホモジナイザー(I
KAジャパン社製:ウルトラタラクス)にて混合攪拌し
て、樹脂粒子分散液(1)を得た。
オール18.9重量部、5−スルホイソフタル酸ナトリ
ウムジメチル1.3重量部、ジメチルスルホキシド10
重量部、と触媒としてジブチル錫オキサイド0.03重
量部を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガ
スにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で
3時間攪拌を行った。減圧下、ジメチルスルホキシドを
留去し、窒素気流下、ドデカンジオイック酸ジメチル1
5.9重量部とを加え、180℃で1時間攪拌を行なっ
た。
温を行い30分時間攪拌し、粘稠な状態となったところ
で空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂
(2)33重量部を合成した。
算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂(2)の重量
平均分子量(MW)は7200であり、数平均分子量
(Mn)は4100であった。
点(Tm)を、前述の測定方法により、DSCを用いて
測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの
温度は93℃であった。
た、共重合成分(5−スルホイソフタル酸成分)とドデ
カンジオイック酸成分の含有比は7.7:92.3であ
った。
部中に入れ、99℃に加熱しながらホモジナイザー(I
KAジャパン社製:ウルトラタラクス)にて混合攪拌し
て、樹脂粒子分散液(2)を得た。
1)、アニオン界面活性剤20部(第一工業製薬社製:
ネオゲンRK)、イオン交換水730部を混合し、溶解
させた後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラ
クス)を用いて分散し、着色剤(シアン顔料)を分散さ
せてなる着色剤分散液(1)を調製した。
Y)、アニオン界面活性剤20部(第一工業製薬社製:
ネオゲンRK)、イオン交換水730部を混合し、着色
剤分散液(1)と同様の方法で溶解、分散し、着色剤
(マゼンタ顔料)を分散させてなる着色剤分散液(2)
を調製した。
ansa Brill.Yellow 5GX03)、ア
ニオン界面活性剤20部(第一工業製薬社製:ネオゲン
RK)、イオン交換水730部を混合し、着色剤分散液
(1)と同様の方法で溶解、分散し、着色剤(イエロー
顔料)を分散させてなる着色剤分散液(3)を調製し
た。
330)、アニオン界面活性剤20部(第一工業製薬社
製:ネオゲンRK)、イオン交換水730部を混合し、
着色剤分散液(1)と同様の方法で溶解、分散し、着色
剤(カーボンブラック)を分散させてなる着色剤分散液
(4)を調製した。
00、融点:68℃)、アニオン界面活性剤15部(第
一工業製薬社製:ネオゲンRK)、イオン交換水635
部を混合し、ウォータ−バス上にて90℃に加熱させた
ままホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラクス)
を用いて分散し、離型剤分散液を調製した。
52部、離型剤分散液66部、塩化カルシウム5部(和
光純薬社製)、イオン交換水100部、を丸型ステンレ
ス製フラスコ中に収容させ、pH4.0に調整した後、
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT5
0)を用いて分散させた後、加熱用オイルバス中で65
℃まで攪拌しながら加熱した。65℃で3時間保持した
後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.0μ
mである凝集粒子が形成されていることが確認された。
更に1時間、65℃で加熱攪拌を保持した後、光学顕微
鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集
粒子が形成されていることが確認された。
た。そこで炭酸ナトリウム(和光純薬社製)を0.5重
量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを5.0
に調整した。この凝集粒子分散液を攪拌を継続しながら
80℃まで昇温して30分間保持した後、光学顕微鏡に
て観察すると、合一した球形粒子が観察された。その後
イオン交換水を添加しながら10℃/分の速度で30℃
まで降温して粒子を固化させた。
水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させる
ことにより電子写真用着色粒子(1)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.5μm、個数平均粒子径は
4.6μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は121であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.41m2/gであ
った。
理した、平均1次粒子径40nmのシリカ微粒子(日本
アエロジル社製疎水性シリカ:RX50)0.8wt%
と、メタチタン酸100重量部にイソブチルトリメトキ
シシラン40重量部、トリフルオロプロピルトリメトキ
シシラン10重量部で処理した反応生成物である平均1
次粒子径20nmのメタチタン酸化合物微粒子1.0w
t%とを、ヘンシェルミキサーにて5分間添加混合し
た。その後45μmの篩分網で篩分して電子写真用トナ
ー(1)を作製した。
52部、離型剤分散液66部、塩化カルシウム5部(和
光純薬社製)、イオン交換水100部、を丸型ステンレ
ス製フラスコ中に収容させ、pH4.0に調整した後、
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT5
0)を用いて分散させ、加熱用オイルバス中で88℃ま
で攪拌しながら加熱した。88℃で3時間保持した後、
光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約4.2μmで
ある凝集粒子が形成されていることが確認された。更に
1時間、88℃で加熱攪拌を保持した後、光学顕微鏡に
て観察すると、平均粒径が約5.2μmである凝集粒子
が形成されていることが確認された。
た。そこで炭酸ナトリウム(和光純薬社製)を0.5重
量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを5.0
に調整した。この凝集粒子分散液を攪拌を継続しながら
97℃まで昇温して30分間保持した後、光学顕微鏡に
て観察すると、合一した球形粒子が観察された。その後
イオン交換水を添加しながら10℃/分の速度で30℃
まで降温して粒子を固化させた。
水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させる
ことにより電子写真用着色粒子(2)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.9μm、個数平均粒子径は
5.0μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は123であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.38m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(2)を得た。
52部、離型剤分散液66部を丸型ステンレス製フラス
コ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルト
ラタラックスT50)を用いて分散させた後、加熱用オ
イルバス中で80℃まで攪拌しながら加熱した。塩化カ
ルシウム5部(和光純薬社製)をイオン交換水100部
に溶解した水溶液を3時間かけて添加した後に光学顕微
鏡にて観察すると、平均粒径が約5.6μmである粒子
が形成されていることが確認された。その後イオン交換
水を添加しながら10℃/分の速度で30℃まで降温し
て粒子を固化させた。
を0.5重量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、p
Hを5.0に調整した。
水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させる
ことにより電子写真用着色粒子(3)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.8μm、個数平均粒子径は
5.2μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は120であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.31m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(3)を得た。
(1)と同様にして電子写真用着色粒子(4)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.7μm、個数平均粒子径は
4.7μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は126であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.68m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(4)を得た。
2重量部に替えた以外は、電子写真用着色粒子(1)と
同様にして電子写真用着色粒子(5)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.6μm、個数平均粒子径は
4.7μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は122であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.48m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(5)を得た。
20重量部に替えた以外は、電子写真用着色粒子(1)
と同様にして電子写真用着色粒子(6)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.9μm、個数平均粒子径は
5.0μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は120であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.39m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(6)を得た。
は、電子写真用着色粒子(1)と同様にして電子写真用
着色粒子(7)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径6.2μm、個数平均粒子径は
5.4μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は120であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.34m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(7)を得た。
で降温させた以外は、電子写真用着色粒子(1)と同様
にして電子写真用着色粒子(8)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャ径:50μm、コールター社製)を用いて測定したと
ころ、体積平均粒子径5.9μm、個数平均粒子径は
4.9μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は127であった。着
色粒子のBET比表面積は4.26m2/gであった。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(8)を得た。
凍結粉砕による粒子調製)― 結晶性ポリエステル樹脂(1)とシアン顔料部(大日精
化社製:ECB−301)と離型剤部(理研ビタミン社
製:リケマールB−200、融点:68℃)を80℃の
温度でディスパーザーを用いて溶融混合した。得られた
混合樹脂を液体窒素を用いて凍結させ、さらにジェット
式粉砕機にて凍結粉砕した。得られた粉砕品を風力分級
機により分級し、電子写真用着色粒子(9)を得た。
て、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチ
ャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した
ところ、体積平均粒子径5.4μm、個数平均粒子径は
3.0μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察した
ところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は150であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は3.12m2/gであ
った。
写真用トナー(1)の調製例と同様の方法で、外添剤を攪
拌混合し電子写真用トナー(9)を得た。
− 加熱乾燥した二口フラスコに、ポリオキシエチレン
(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン35モル部と、ポリオキシプロピレン(2,
2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン65モル部と、テレフタル酸80モル部と、n−ドデ
セニルコハク酸10モル部と、トリメリット酸10モル
部と、これらの酸成分(テレフタル酸、n−ドデセニル
コハク酸、トリメリット酸)に対して0.05モル部の
ジブチル錫オキサイドと、を入れ、容器内に窒素ガスを
導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150〜23
0℃で約12時間共縮重合反応させ、その後、210〜
250℃で徐々に減圧して、非結晶性ポリエステル樹脂
(1)を合成した。
算)で、得られた非結晶性ポリエステル樹脂(1)の重
量平均分子量(MW)は10200であり、数平均分子
量(Mn)は5400であった。
DSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして測
定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量
変化が観察された。階段状の吸熱量変化の開始点をとっ
たガラス転移点(Tg)は62℃であった。
懸濁)− 得られた非結晶性ポリエステル樹脂(1)82重量部
と、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)
18重量部と、をバンバリー型混練機を用いて溶融混練
し、高濃度の着色樹脂組成物を得た。該着色樹脂組成物
25重量部と、非結晶性ポリエステル樹脂(1)75重
量部と、を酢酸エチル100重量部に分散・溶解させ分
散溶液を調製した。
ルロース1重量部と、炭酸カルシウム20重量部と、水
100重量部と、の混合液中に加え、ミキサーを用いて
高速撹拌して分散させ、乳化液を得た。この乳化液をビ
ーカーに移し、約5倍量の水を加え、撹拌しながら43
℃の温浴中で10時間保持し、前記酢酸エチルを蒸発さ
せた。炭酸カルシウムを塩酸で溶かし、水洗を繰り返し
た後、水とトナーとの混合物を得た。最後に、水を凍結
乾燥機で蒸発させ、電子写真用着色粒子(10)を得
た。
いて、コールターカウンター[TA−II]型(アパー
チャー径:50μm;コールター社製)を用いて測定し
たところ、体積平均粒子径5.5μm、個数平均粒子径
は4.0μmであった。この粒子を光学顕微鏡で観察し
たところ、形状は球形であった。
求めた着色粒子の形状係数SF1は126であった。ま
た、着色粒子のBET比表面積は1.87m2/gであ
った。
子写真用トナー(1)と同様の外添処方を施し、電子写
真用トナー(10)を得た。
VXC-72、キャボット社製)0.12重量部を混合
し、サンドミルで20分攪拌分散したカーボン分散液に
3官能性イソシアネート80重量%酢酸エチル溶液(タ
ケネートD110N:武田薬品工業社製)1.25重量
部を混合攪拌したコート剤樹脂溶液と、mn−mg−S
rフェライト粒子(平均粒径;35μm)をニーダーに
投入し、常温で5分間混合攪拌した後、常圧にて150
℃まで昇温し溶剤を留去した。さらに30分混合攪拌
後、ヒーターの電源を切り50℃まで降温した。得られ
たコートキャリアを75μmメッシュで篩分し、キャリ
アを作製した。
− パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)を用い、上
段より目開き53μm、45μm、及び、38μmのふ
るいを直列的に配置し、53μmのふるい上に正確に秤
量した2gの電子写真用トナー(1)を投入し、振幅1
mmで90秒間振動を与え、振動後の各ふるい上のトナ
ー重量を測定し、それぞれに0.5、0.3、及び、
0.1の重みをかけて加算し、百分率で算出した。試料
(電子写真用トナー(1))は45℃/50%RHの環
境下で約24時間放置したものを用い、測定は25℃/
50%RHの環境下で行った。結果を表1に示す。尚、
本発明において、前記粉体凝集性は前記振動後のトナー
重量が40以下であれば、通常実用上問題無く使用でき
るが、好ましくは30以下であり、さらに好ましくは2
0以下である。
をVブレンダーにいれ20分間攪拌した後、105μm
メッシュで篩分し、電子写真用現像剤(1)を作製し
た。
1250(富士ゼロックス(株)製)に入れ、25℃
/50%RHの環境下のもと、以下の条件で未定着画像
を採取し、この時の転写効率を測定した。また25℃/
50%RHの環境下のもと10000枚複写を行い、同
様に転写効率を測定した。なお転写効率はソリッド像を
使用し、以下の式で算出した。結果を表1に示す。
ナー量+感光体上の転写残トナー量)
(J紙)
画質を下記評価基準で目視評価した。結果を表1に示
す。
(株)製)の定着機を定着温度が可変となるように改造
し、上記未定着画像を用いて電子写真用トナー(1)の
低温定着性の評価を行った。設定した定着機温度におい
て定着画像を作製した後、得られた各定着画像の画像面
を谷折りにし、折れ目部の画像のはがれ度合いを観察
し、画像が殆んどはがれない最低の定着温度をmFT
(℃)として測定し、低温定着性の評価とした。結果を
表1に示す。
た記録紙2枚を、画像面を重ね合わせ、温度60℃、湿
度85%の環境下に荷重100g/cm2をかけた状態
で、7日間放置した。重ね合わせた画像をはがし、記録
紙間における画像同士の融着、非画像部に転写があるか
否かを目視にて観察し、下記評価基準により評価した。
結果を表1に示す。
子写真用トナー(2)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(3)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(4)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(5)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(6)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(7)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(8)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
子写真用トナー(9)に替えた以外は実施例1と同様に
して評価を実施した。結果を表1に示す。
量部を電子写真用トナー(10)9重量部に、キャリア
95重量部を91重量部に替えた以外は実施例1と同様
にして評価を実施した。結果を表1に示す。
ロッキング性)の測定・評価では、実施例1〜7及び比
較例1〜3のいずれも良好な粉体凝集性を示したが、実
施例1が比較例1及び2よりも粉体凝集性が優れること
から、球形化や表面平滑化(BET比表面積及び形状係
数が小さい)により、より一層粉体凝集性が向上してい
ることがわかる。
が小さい実施例1〜7及び比較例3は初期及び1000
0枚プリント後も良好な転写効率を示した。それに比較
して比較例1はBET比表面積が大きく、表面が凹凸で
あり、外添剤が埋没しやすいため、初期の転写効率も低
く、また、10000枚プリント後では大幅に転写効率
が低下していた。比較例2は不定形であり、BET比表
面積及び形状係数が大きいため、初期の転写効率も低
く、また10000枚プリント後では大幅に転写効率が
低下していた。これら10000枚プリント後のトナー
表面をSEMで拡大観察すると、実施例1〜7及び比較
例3は外添剤が表面にあまり埋まり込まずに残っている
のに対し、比較例1は表面の凹凸により外添剤が埋没
し、比較例2は凹部に外添剤が残り、凸部の外添剤が減
少していることが観察された。また10000枚プリン
ト後の画質評価からも、実施例1〜7及び比較例3は転
写性が低下しないため、転写むらによるソリッド画像の
むらが見られなかった。
比較例3に対して、実施例1〜7及び比較例1〜2は結
晶性ポリエステル樹脂を使用しているため著しく低温定
着性が達成できている。また、定着画像の保存性も全く
問題ないレベルであった。
程によらず良好なトナー特性が得られることがわかる。
また、実施例1と実施例5〜7の比較から色剤種によら
ず良好なトナー特性が得られることがわかる。
より著しく低温で加熱定着ができるため、消費エネルギ
ー及びウォームアップタイムを大幅に低減することがで
きる。また流動性や定着後の画像保存性も優れる。さら
に転写性の向上により、廃トナーを低減でき、かつ画質
の向上を図ることができる。また本発明のトナー製造方
法により上記トナーを安定して製造することができる。
性を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂と着色剤とからなる
トナー母粒子を含有する電子写真用トナーにおいて、前
記結着樹脂の主成分が融点50〜120℃の結晶性樹脂
からなり、前記トナー母粒子の体積平均粒径が3.0〜
7.5μmの範囲にあり、前記トナー母粒子のBET比
表面積の平均値が0.6〜3.0m2/gの範囲にある
電子写真用トナー。 - 【請求項2】 少なくとも粒径が1μm以下の結着樹脂
粒子の分散液と着色剤粒子の分散液を混合し、凝集剤を
添加して前記結着樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させる
凝集工程と、 凝集させた後に前記結着樹脂粒子の主成分である結着樹
脂の融点以上の温度で合一させる合一工程と、 合一後に少なくとも1℃/分以上の速度で前記結着樹脂
の結晶化温度以下まで降温してトナー粒子を生成させる
冷却工程と、を有することを特徴とする電子写真用トナ
ーの製造方法。 - 【請求項3】 少なくとも粒径が1μm以下の結着樹脂
粒子の分散液と着色剤粒子の分散液を混合し、前記結着
樹脂粒子の主成分である結着樹脂の融点以上の温度まで
昇温させながら、凝集剤を添加し前記結着樹脂粒子と着
色剤粒子とを凝集合一させる会合工程と、 会合後に少なくとも1℃/分以上の速度で前記結着樹脂
の結晶化温度以下まで降温してトナー粒子を生成させる
冷却工程と、を有することを特徴とする電子写真用トナ
ーの製造方法。 - 【請求項4】 トナー粒子とキャリアとからなる静電荷
像現像剤において、前記トナー粒子が請求項1に記載の
電子写真用トナーであることを特徴とする静電荷像現像
剤。 - 【請求項5】 潜像担持体上に形成された静電潜像を請
求項1項に記載の電子写真用トナーを含む静電荷像現像
剤により現像してトナー画像を形成する現像工程と、 前記潜像担持体上に形成されたトナー画像を転写材上に
転写して転写画像を形成する転写工程と、 転写材上に転写された転写画像を定着する定着工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。
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