JP2004295100A - カラートナー - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明の目的は、転写効率が高く、飛び散りが抑制されており、さらに容易に良好なクリーニングが可能であり、美しいピクトリアルなフルカラー画像の形成を容易にするカラートナーを提供することである。
【解決手段】 本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するカラートナーであって、(i)該結着樹脂が少なくともポリエステルユニットを含み、(ii)該カラートナーは、重量平均粒径が6.5μmより大きく11μm以下であり、(iii)該カラートナーは、平均円形度Aが0.915≦A≦0.960であり、(iv)該カラートナーは、メタノール45体積%水溶液における透過率B(%)が、10≦B≦70であり、(v)該カラートナーは、最大吸熱ピークの温度Tscが、65℃<Tsc<105℃であることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法及びトナージェット法の如き画像形成方法に用いられるカラートナー、特にオイルレスに適したカラートナーに関する。
近年複写装置やプリンターは、省スペース、省エネなどの要求から、より小型、より軽量そしてより高速、より高信頼性が厳しく追求されてきており、機械は種々な点でよりシンプルな要素で構成されるようになってきている。その結果、トナーに要求される性能はより高度になり、トナーの性能向上が達成できなければよりすぐれた機械が成り立たなくなってきている。
例えばトナー像を紙などのシートに定着する工程に関して、種々の方法や装置が開発されている。従来、定着部材表面にトナーを付着させない目的で、トナーを離型性の優れた材料で形成し、さらにその表面にオフセット防止及びローラー表面の疲労を防止するためにシリコーンオイルの如き離型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが行われている。
しかしながら、この方法はトナーのオフセットを防止する点では極めて有効であるが、オフセット防止用液体を供給するための装置が必要なため、定着装置が複雑になる等の問題点を有している。これは小型化、軽量化と逆方向であり、しかもシリコーンオイルなどが熱により蒸発し、機内を汚染する場合がある。そこでシリコーンオイルの供給装置などを用いずに、かわりにトナー中から加熱時にオフセット防止液体を供給しようという試みから、トナー中に低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンなどの離型剤を添加する方法が提案されている。
トナー中に離型剤を含有させることによる効果は、定着時に圧力があまりかからず、溶融によって離型剤をトナー表面に析出させて、定着させる定着構成において顕著に現れるが、トナー表面近傍に離型剤が存在しないと、定着部材との離型性を十分発揮できず定着性が劣るものとなる。そして特に今日のカラー化においては、混色させて色を表現するため、どうしても多量のトナーを一度に定着させるため、定着に有効な低融点の離型剤の使いこなしが課題となる。
さらに粉砕法による離型剤を含むトナーにとって、トナー表面近傍に存在する離型剤は樹脂などと大きく帯電性能が異なっているため、どんなに帯電能の高い材料を樹脂中に入れようが、所詮帯電均一にすることは難しかった。またトナー表面近傍に多量の離型剤が偏って存在すると、長期複数枚数印刷するうちに、現像スリーブやキャリアなど、トナーが強く摩擦する帯電付与部材に離型剤が汚染し、現像性を低下させることがあった。以上のようにトナー表面近傍の離型剤の量は、電子写真特性全般に影響するため、トナー表面近傍にバランスよく存在させることが重要となる。
また中間転写体を用いた装置においては、トナーの形状が与える転写への影響は大きい。特に複数回転写を繰り返すことによる転写残トナーの影響は大きく、転写残トナーが多いと回収システムなど本体への負荷は大きく、また一枚あたりに使用するトナーが増加するため、ランニングコストも高くなる。そこでできるだけ球形に近い形状にすることで、転写効率を上げる方法が有効となる。
一方、フルカラー用転写材として通常の紙やオーバーヘッドプロジェクター用フィルム(OHP)以外に厚紙やカード、葉書等の小サイズ紙等への多様なマテリアル展開の必要性が増してきているため、中間転写体を用いた転写方法が有効になってきている。通常中間転写体を用いる系においては、トナーの顕色像を感光体から中間転写体に一旦転写後、更に中間転写体から転写材上に再度転写することが必要であり、従来の方法と比べるとトナーの転写効率を従来以上に高める必要がある。特に複数のトナー像を現像後転写せしめるフルカラー複写機を用いた場合においては、白黒複写機に用いられる一色の黒トナーの場合と比較し感光体上のトナー量が増加し、単に従来のトナーを用いただけでは転写効率を向上させることが困難である。
そこで転写効率を上げる手法の一つとして、トナー形状を球形に近づけることが近年行われてきている。例えば懸濁重合や乳化重合などの重合トナーや、粉砕トナーを溶剤中で球形化する方法(例えば、特許文献1参照)、熱風により球形化する方法(例えば、特許文献2参照)、機械的衝撃力で球形化する方法(例えば、特許文献3参照)等が知られている。これら技術は、転写効率向上には非常に有効な技術である。
しかしながら、重合トナーにおいてはどうしても離型剤が内包化されるため、定着時に圧力をあまりかけられない場合(例えば、サーフ定着の場合)、離型剤がトナー表面に出にくいため定着性が劣るものになる。また、粉砕トナーを球形化したものは、離型剤が溶媒や熱によりトナー表面に溶出しやすく、必要以上に離型剤の表面存在量が多くなってしまう。これまでトナーの製造において一般的に用いられてきた奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステム、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等に代表される、機械的衝撃力を与える装置は、一見熱量がさほどかからないように思えるが、実際は球形に近い粒子を得ようとすると、かなりの熱量を被処理粒子に与えてしまい、得られるトナー粒子の電子写真特性に悪影響を及ぼしてしまうのが実状であった。更に、粉砕の過程で発生する微粉がトナー表面に付着したり、打ち込まれたりすることで、球形化を進める弊害となり、さらに熱量を上げて処理しなければ、球形に近い粒子が得られなくなるといった課題もあった。これらの微粉を処理しない場合には、このような微粉は分級しづらいため、そのままトナーとして製品に混入するのを避けられず、これらも電子写真特性に悪影響を及ぼしてしまうこととなる。
以上のことから、粉砕法における離型剤を含むトナーにとってさらなる改良が、特に低融点の離型剤を含むトナーは、電子写真特性に大きな影響を与えるため、該トナーのさらなる改良が求められていた。
特開平11−44969号公報 特開2000−029241号公報 特開平7−181732号公報
本発明は、上記の課題を解決するために提案されたものである。
また、本発明の目的は、現像スリーブの汚染に対して優れ、且つ十分な定着可能領域を有するカラートナーを提供することである。
また、本発明の目的は、連続耐久においても、十分な現像性が得られるカラートナーを提供することである。
また、本発明の目的は、転写効率が高く、飛び散りが抑制されており、さらに容易に良好なクリーニングが可能であり、美しいピクトリアルなフルカラー画像の形成を容易にするカラートナーを提供することである。
すなわち、本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するカラートナーであって、
(i)該結着樹脂が少なくともポリエステルユニットを含み、
(ii)該カラートナーは、重量平均粒径が6.5μmより大きく11μm以下であり、
(iii)該カラートナーは、円相当径3μm以上の粒子において、平均円形度Aが0.915≦A≦0.960であり、
(iv)該カラートナーは、メタノール45体積%水溶液における透過率B(%)が、10≦B≦70であり、
(v)該カラートナーは、示差熱分析(DSC)測定における吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲に1個又は複数の吸熱ピークを有し、該吸熱ピーク中の最大吸熱ピークの温度Tscが、65℃<Tsc<105℃であることを特徴とするカラートナーに関する。
本発明によると、転写効率が高く、飛び散りが抑制されており、さらに容易に良好なクリーニングが可能であり、美しいピクトリアルなフルカラー画像の形成を容易にするカラートナーを得ることができる。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、カラートナーの形状とカラートナー表面に存在する各種材料の存在量をバランスよくすることで、前述の課題を解決するカラートナーが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明において所望のカラートナーの形状とは、カラートナーの円相当径3μm以上の粒子において、平均円形度Aが0.915≦A≦0.960であり、好ましくは0.920≦A≦0.945、更に好ましくは0.923≦A≦0.943である。Aの値が0.915未満であると転写性、特に転写効率に劣り、逆に0.960より大きいと、感光ドラムのクリーニングにおいて、クリーニングブレードをすり抜けてしまい、クリーニング不良に起因する画像不良が生じやすくなる。
また本発明においては、カラートナーの表面における離型剤の量をコントロールしている。
カラートナー表面近傍の離型剤の量は、メタノール45体積%水溶液における透過率を測定することで、カラートナー粒子全体に関して簡易且つ精度の高く把握することができる。この測定方法では、カラートナーを一度混合溶媒中で強制分散させて、カラートナー粒子一粒一粒の離型剤の表面存在量の影響を出やすくした上で、一定時間後の透過率を測定することで、カラートナー全体における離型剤の表面存在量を正確に把握できる。つまり疎水性である離型剤がトナー表面に多く存在すると、溶媒に分散しにくくなり凝集するため、透過率が高い値になる。逆に離型剤がトナー表面に存在しないと、親水性である結着樹脂のポリエステルユニットが凡そ表面を占めるため、均一分散し透過率が小さな値になる。
本発明において所望の透過率とは、メタノール45体積%水溶液における透過率B(%)が、10≦B≦70であり、好ましくは15≦B≦50の範囲である。Bの値が10より少ないとトナー表面の離型剤が少なく定着時に離型効果が現れにくいため、省エネの観点から望まれる低温定着を行うことが困難となり、また定着構成においてもかなりの圧力を要する負荷を必要とする。また逆に70より大きいとトナー表面の離型剤が多く、トナーが接触する部材を汚染し、例えば現像スリーブ上に融着することで高抵抗化し、現像にかかる実際の現像バイアスの効力が下がり、画像濃度の低下する場合がある。
ここで従来のカラートナーの物性と比較すると、離型剤を使用していないカラートナーや重合トナーにおいては、疎水性の離型剤がトナー表面に存在しないため、透過率は小さくなり、透過率Bは10未満となる。また離型剤を使用していても、少量であったり、トナーの融点または最大吸熱ピークが105℃以上になるものを使用すると、透過率は小さくなり、透過率Bは10%未満となり、定着性に対して不十分なものになる。
また本発明は、上記のようにカラートナーの他の性能、具体的にはカラートナーの吸熱ピークの温度についても規定している。
本発明において所望の吸熱ピークの温度とは、本発明のカラートナーの示差熱分析(DSC)測定における吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲に1個又は複数の吸熱ピークを有し、該吸熱ピーク中の最大吸熱ピークのピーク温度Tscが、65℃<Tsc<105℃の範囲であり、より好ましくは、70℃<Tsc<90℃の範囲である。Tscが65℃以下だとブロッキング特性に劣り、105℃以上であると省エネの観点から望まれる低温定着が困難となり、また定着器構成においてもかなりの圧力を要することになるためである。
尚、このカラートナーの最大吸熱ピークのピーク温度Tscの値を決定する一番の要因は、離型剤であり、離型剤の種類等を考慮することにより吸熱ピークの値を適宜調整することができる。
本発明において、上記のような所望の形状や性能を有するカラートナーを得るのに、カラートナーを製造する工程において、発生する微粉を系外に排出しながら、機械的衝撃力を与える工程(該工程の詳しい内容は以下で記載する)を施すことが有効であることを本発明者らは確認した。つまり粉砕工程や球形化工程においては、それぞれの工程を単独で行う場合であっても両工程を同時に行う場合であっても、発生する微粉を系外に排出しながら行わなければ、粉砕時や球形化処理時に生じるかなり小さな微粉が凝集してしまい、粒子形状に凹凸を生じさせるため、所望の球形度にするには必要以上に機械的衝撃力が必要となり、結果余分な熱量を与えトナー表面の離型剤量が多くなってしまい、弊害が生じる原因となる。また小さな微粉は二成分現像剤で用いるキャリアへのスペントを悪化させる大きな要因の一つとなる。機械的衝撃力により粉砕された粒子をそのまま気流にのせて、気流を止めることなく分級部に導入して分級を行うと、微粉は再凝集することなく効率良く系外に排出される。以上のことから、発生する微粉を系外に排出しながら、機械的衝撃力を与えると、トナー形状と微粉量、そして離型剤の存在量を所望のものにコントロールすることができる。こうして、単に球形化するのではなく、その球形の度合いとカラートナーの表面の離型剤等の存在量とのバランスを考慮することにより得られた上記の要件を満足する本発明のカラートナーは、上述した従来のカラートナーが有する問題点を解決することができる。
尚、上記製造方法とは異なる方法でカラートナーを製造した場合、本発明で規定する平均円形度Aや透過率Bの値は例えば以下のようになる。
離型剤を使用しているカラートナーにおいて、エアージェット方式でカラートナーを製造した場合、所望の透過率Bの範囲である10≦B≦70にできるものの、平均円形度Aは0.915未満となり所望の値は得られない。
奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステムなどの球形化方法でカラートナーを製造した場合、粉砕時に生じるかなり小さな微粉を取り除けないため、必要以上に回転数をアップしたり、または滞留時間を多くしたりする等、結果として熱量を多く与えすぎてしまい、トナー表面におけるワックスの存在量が多くなり、透過率Bの値は70を超えるものとなってしまう。
また粉砕と球形化を同時に行う川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等を用いカラートナーを製造した場合、上記と同様粉砕時に生じるかなり小さな微粉を取り除けないため熱量を多く与えすぎてしまい、透過率Bの値は70を超えてしまう。
また球形化するために熱を与えて行う、例えば日本ニューマチック社製のサーフュージングシステムを用いてカラートナーを製造した場合、当然であるがかなりの熱量のため、透過率Bの値は70を超えてしまう。
また本発明のカラートナーにおいて、上記した要件に加え、トナーの粒径と球形度の高いトナーの比率とを関係を規定した要件も満足させると、さらに好ましいカラートナーを得ることができる。
本発明のカラートナーは、重量平均粒径が6.5μmより大きく、11μm以下である。重量平均粒径が6.5μm以下である場合には、トナーの凝集やカブリが生じやすくなる傾向にあり、重量平均粒径が11μmを超える場合には、高精細な画像を得ることが困難となってしまう。また、本発明カラートナーは、重量平均粒径が、6.7〜9.5μmであることが好ましい。
また、本発明のカラートナーにおいて、カラートナー粒径と球形度の高いカラートナーの比率との関係をコントロールすることによって、本発明の効果をより高めることができる。具体的には、例えば図1でも示すように、カラートナーの重量平均粒径X(μm)と円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Y(%)が、−X+20≦Y≦−X+70を満たすことが好ましい。更には、−X+20≦Y≦−X+50を満たすことが好ましい。この式の意味するところは、カラートナーの大きさと、カラートナー中の球形度の高いカラートナーの比率を規定したものであり、現像性と転写性の両立を図る上で好適な領域を示したものである。現像性を高めるためには現像スリーブへの汚染を低減させることが重要であり、そのためにはトナーのパッキング性が低いことが好ましく、カラートナー粒径が大きいか、カラートナーの球形度が低い方が良い。一方、転写効率や飛び散りといった転写性を高めるためには、カラートナー球形度の高い方が好ましい。また、カラートナー粒径が小さいほうがドット再現性などの画質に関しては良い。具体的には、円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値が60%より大きいと、カラートナーのパッキング性が高まり、現像スリーブへの離型剤汚染が高まる傾向にあり、また逆に円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値が9%未満だと、転写効率が低下したり、飛び散りが顕著となる傾向にある。
本発明において、上記平均円形度A、透過率B、重量平均粒径X、及び円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Y、最大吸熱ピーク温度Tscの測定は、以下のようにして行う。尚、後述の実施例においても同様に測定した。
<平均円形度A及び0.960以上の粒子の個数基準累積値Yの測定>
カラートナーの円相当径、円形度及びそれらの頻度分布とは、カラートナー粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いるものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
Figure 2004295100
Figure 2004295100
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたカラートナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該カラートナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。本発明における円形度はカラートナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、カラートナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
本発明において、円形度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、頻度をfciとすると、次式から算出される。
Figure 2004295100
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その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加えた後、更に測定試料を0.02g加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「Tetora 150型」(日科機バイオス社製)を用い、2分間分散処理を用い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。
カラートナー粒子の形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のカラートナー粒子濃度が3000〜1万個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整し、カラートナー粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、3μm以下のデータをカットして、カラートナー粒子の平均円形度Aや円形度頻度分布から0.960以上の粒子の個数基準累積値Yを求める。
<メタノール45体積%水溶液における透過率B>
(i)カラートナー分散液の調製
メタノール:水の体積混合比が45:55の水溶液を作成する。この水溶液10mlを30mlのサンプルビン(日電理化硝子:SV−30)に入れ、カラートナー20mgを液面上に侵しビンのフタをする。その後、ヤヨイ式振とう器(モデル:YS−LD)により150往復/分で5秒間振とうさせる。この時、振とうする角度は、振とう器の真上(垂直)を0度とすると、前方に15度、後方に20度、振とうする支柱が動くようにする。そして、前方と後方に一度ずつ振とうされ、真上に戻った時に1往復とカウントする。サンプルビンは支柱の先に取り付けた固定用ホルダー(サンプルビンの蓋が支柱中心の延長上に固定されたもの)に固定する。サンプルビンを取り出した後、30秒静置後の分散液を測定用分散液とする。
(ii)透過率測定
(i)で得た分散液を1cm角の石英セルに入れて分光光度計MPS2000(島津製作所社製)を用いて、10分後の分散液の波長600nmにおける透過率(%)(次式参照)を測定する。
透過率B(%)=I/I×100
(Iは入射光束であり、Iは透過光束である。)
<カラートナーの粒径の測定>
本発明において、カラートナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いることも可能である。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液を用いればよく、例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液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、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、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、2.00μm以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し、重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求める。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
<カラートナーの最大吸熱ピークTscの測定>
カラートナーの最大吸熱ピークTscは、示差走査熱量計(DSC測定装置)、DCS−7(パーキンエルマー社製)やDSC2920(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いて、ASTM D3418−82に準じて測定する。
測定試料は5〜20mg、好ましくは10mgを精密に秤量する。それをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、下記の如くに温度を昇降させる。
温度曲線:昇温I (30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
降温I (200℃〜30℃、降温速度10℃/min)
昇温II(30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
カラートナーの最大吸熱ピークは、昇温IIの過程で、カラートナーのTgの吸熱ピーク以上の領域のベースラインからの高さが一番高いものを、若しくはカラートナーのTgの吸熱ピークが別の吸熱ピークと重なり判別し難い場合、その重なるピークの極大ピークの高さが一番高いものを本発明のカラートナーの最大吸熱ピークとする。
次に、本発明のカラートナーに含有される結着樹脂について説明する。
本発明のカラートナーに含有される結着樹脂は、下記(a)〜(f)の群;
(a)ポリエステル樹脂、
(b)ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有するハイブリッド樹脂、
(c)ハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物、
(d)ポリエステル樹脂とビニル系重合体との混合物、
(e)ハイブリッド樹脂とポリエステル樹脂との混合物、
(f)ポリエステル樹脂、ハイブリッド樹脂及びビニル系重合体との混合物、
から選ばれることが好ましい。特には、ハイブリッド樹脂を含有する結着樹脂を用いることが好ましい。
なお、本発明において「ポリエステルユニット」とはポリエステルに由来する部分を示し、「ビニル系重合体ユニット」とはビニル系重合体に由来する部分を示す。ポリエステルユニットを構成するポリエステル系モノマーとしては、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分であり、ビニル系重合体ユニットを構成するビニル系モノマーとは、ビニル基を有するモノマー成分である。尚、モノマー中に多価カルボン酸成分とビニル基を有するモノマー、または多価アルコール成分とビニル基を有するモノマーについては「ポリエステル系モノマー」として定義する。
結着樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、メインピーク(MP)を分子量3,500〜30,000に有していることが好ましく、分子量5,000〜20,000に有していることがより好ましい。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が5.0以上であることが好ましい。
メインピークが分子量3,500未満の領域にある場合には、トナーの耐ホットオフセット性に劣るようになりやすく、一方、メインピークが分子量30,000を超える領域にある場合には、トナーの低温定着性に関して劣るようになりやすく、高速定着への適用が難しくなる。また、Mw/Mnが5.0未満である場合には良好な耐オフセット性を得ることが難しくなる。
本発明において、GPC測定による分子量分布の測定は、以下のようにして行う。尚、後述の実施例においても同様に測定した。
<GPC測定による分子量分布>
樹脂成分におけるGPCによる分子量分布は、下記の通り、試料をTHF(テトラヒドロフラン)溶媒に溶解させて得られたTHF可溶成分を用いて、GPCにより測定する。
すなわち、試料をTHF中に入れ、数時間放置した後十分に振とうしTHFと良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に12時間以上静置する。このときTHF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルタ(ポアサイズ 0.45〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−5 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマンサイエンスジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、GPCの試料とする。また試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
上記の方法で調製された試料のGPCの測定は、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数(リテンションタイム)との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはPressure Chemical Co.製の分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
カラムとしては、10〜2×10の分子量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせて用いるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807の組み合わせや、Waters社製のμ−styragel 500、10、10、10の組み合わせを挙げることができる。
次に、結着樹脂の材料について説明する。
ポリエステル樹脂或いはポリエステルユニットを生成するためのポリエステル系モノマーとしては、アルコールとカルボン酸、カルボン酸無水物、又はカルボン酸エステル等が原料モノマーとして使用できる。
具体的には、例えば2価アルコール成分としては、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、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、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、ポリオキシプロピレン(2.0)−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、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、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グリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
3価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換されたこはく酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;が挙げられる。
尚、上記の中でも、特に、下記一般式(1)で表されるビスフェノール誘導体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が、良好な帯電特性を有するので好ましい。
Figure 2004295100
さらに本発明において、結着樹脂としてポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂を用いる場合、さらに良好な離型剤分散性と、低温定着性,耐オフセット性の向上が期待できる。
前記結着樹脂において、「ハイブリッド樹脂成分」とは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットが化学的に結合された樹脂を意味する。具体的には、ポリエステルユニットと(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーを重合したビニル系重合体ユニットとがエステル交換反応によって形成されるものであり、好ましくはビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体(あるいはブロック共重合体)を形成するものである。
ビニル系樹脂或いはビニル系樹脂ユニットを生成するためのビニル系モノマーとしては、次のようなものが挙げられる。スチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。
さらに、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、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。
本発明でいう結着樹脂のビニル系樹脂或いはビニル系重合体ユニットは、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、以下のものが挙げられる。
芳香族ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたものが挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられる。
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
本発明ではビニル系重合体成分及び/又はポリエステル樹脂成分中に、両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
ビニル系重合体とポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、先に挙げたビニル系重合体及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好ましい。
本発明のビニル重合体を製造する場合に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(−2メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート,ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートがあげられる。
次に、本発明の結着樹脂に用いられるハイブリッド樹脂の製造方法を説明する。以下の(1)〜(5)に示す製造方法等で本発明のハイブリッド樹脂が製造できる。
(1)ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って合成する。
(2)ビニル系重合体製造後に、ビニル系重合体の存在下でポリエステル樹脂及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分は、ビニル系重合体(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)及びポリエステル樹脂のいずれか一方との反応、又は両方との反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(3)ポリエステル樹脂製造後に、これの存在下にビニル系重合体及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分はポリエステルユニット(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマーとの反応により製造される。
(4)ビニル系重合体及びポリエステル樹脂製造後に、これらの重合体ユニット存在下にビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)のいずれか一方又は両方を添加することによりハイブリッド樹脂成分が製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(5)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重合体ユニット、ポリエステル樹脂及びハイブリッド樹脂成分が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
更に、上記(1)乃至(4)の製造方法によりハイブリッド樹脂成分を製造後、ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)のいずれか一方又は両方を添加して、付加重合及び縮重合反応の少なくともいずれか一方を行うことによりビニル系重合体及びポリエステル樹脂を付加しても良い。
上記(1)乃至(5)の製造方法において、ビニル系重合体及びポリエステルユニットには複数の異なる分子量、架橋度を有する重合体ユニットを使用することができる。
本発明のカラートナーに含有される結着樹脂のガラス転移温度は40〜90℃が好ましく、より好ましくは45〜85℃である。また、結着樹脂の酸価は1〜40mgKOH/gであることが好ましい。
尚、本発明において、結着樹脂中のポリエステルユニットの占める割合は、50〜100質量%の範囲であるとよい。
次に、本発明に用いられる離型剤としては次のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物;カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
そしてベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
特に好ましく用いられるワックスとしては、分子鎖が短く、且つ立体障害が少なくモビリティに優れる、パラフィンワックス、ポリエチレン、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスである。
ワックスの分子量分布では、メインピークが分子量350〜2400の領域にあることが好ましく、400〜2000の領域にあることがより好ましい。このような分子量分布をもたせることによりカラートナーに好ましい熱特性を付与することができる。また、ワックスの最大吸熱ピークの温度は、63℃以上105℃未満であることが好ましく、70℃以上90℃未満であることがより好ましい。
本発明に用いられる離型剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対し、1〜10質量部含有させることが好ましく、より好ましくは2〜8質量部含有させるとよい。1質量部より少ないと、溶融時にカラートナー表面に出て離型性を発揮させるには量が少ないため、かなりの熱量及び圧力が必要となるからである。逆に10質量部を超えるとカラートナー中での離型剤量が多すぎ、透明性や帯電特性が劣るようになりやすい。
次に、本発明のカラートナーに含有させる着色剤について説明する。
本発明に用いられる着色剤としては、顔料及び/又は染料を用いることができる。
マゼンタ用着色顔料としては、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,49,50,51,52,53,54,55,57,58,60,63,64,68,81,83,87,88,89,90,112,114,122,123,163,202,206,207,209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1,2,10,13,15,23,29,35等が挙げられる。
かかる顔料を単独で使用しても構わないが、染料と顔料と併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
マゼンタ用染料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,23,24,25,27,30,49,81,82,83,84,100,109,121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40、C.I.ベーシックバイオレット1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28等の塩基性染料が挙げられる。
その他の着色顔料である、シアン用着色顔料としては、C.I.ピグメントブルー2,3,15,16,17、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。
また、イエロー用着色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,23,65,73,74、83、155、180、C.I.バットイエロー1,3,20等が挙げられる。
尚、着色剤の使用量は結着樹脂100質量部に対して、0.1〜60質量部、好ましくは0.5〜50質量部含有させるとよい。
また本発明のカラートナーにおいては、公知の電荷制御剤を含有させることもできる。
例えば、該電荷制御剤として、有機金属錯体、金属塩、キレート化合物で、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、ヒドロキシカルボン酸金属錯体、ポリカルボン酸金属錯体、ポリオール金属錯体などがあげられる。そのほかには、カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、エステル類などのカルボン酸誘導体や芳香族系化合物の縮合体などもあげられる。またビスフェノール類、カリックスアレーンなどのフェノール誘導体なども用いられるが、好ましくは、芳香族カルボン酸の金属化合物を用いると、帯電立ち上りの観点からよい。
本発明に用いられる電荷制御剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対し、0.3〜10質量部、好ましくは0.5〜7質量部含有させるとよい。
0.3質量部未満であると帯電立ち上りの効果が得られず、逆に10質量部より多いと環境変動が大きくなるためである。
また本発明のカラートナーは、流動化剤が含有されていてもよい。
例えば、粉砕・分級工程を経た後、流動化剤などをヘンシェルミキサーの如き混合機で混合させると流動性に優れたカラートナーを得ることができる。
流動化剤としては、着色剤含有結着樹脂粒子に添加することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得るものであれば、どのようなものでも使用可能である。例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらをシラン化合物、及び有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等がある。
上記乾式製法シリカとは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術によって製造されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次の様なものである。
SiCl+2H+O→SiO+4HCl
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。その粒径は、平均の一次粒径として、0.001〜2μmの範囲内であることが望ましく、特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範囲内のシリカ微粉体である。
また、上記酸化チタン微粉体としては、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化合物例えばチタンアルコキシド,チタンハライド,チタンアセチルアセトネートの低温酸化法(熱分解,加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が用いられる。結晶系としてはアナターゼ型,ルチル型,これらの混晶型,アモルファスのいずれのものも用いることができる。
また、上記アルミナ微粉体としては、バイヤー法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法、有機アルミニウム加水分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、塩化アルミニウムの火焔分解法により得られるアルミナ微粉体が用いられる。結晶系としてはα,β,γ,δ,ξ,η,θ,κ,χ,ρ型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いられ、α,δ,γ,θ,混晶型,アモルファスのものが好ましく用いられる。
また、上記の表面処理を施されたシリカとしては、無機微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的、または物理的に処理することにより得られるものが用いられる。具体的には、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物の例としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ρ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
また、本発明に用いられる流動化剤として、前述した乾式製法シリカを、アミノ基を有するカップリング剤或いは、シリコーンオイルで処理して用いてもかまわない。
本発明に用いられる流動化剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m/g以上、好ましくは50m/g以上のものが良好な結果を与える。カラートナー100質量部に対して流動化剤0.01〜8質量部、好ましくは0.1〜4質量部含有させるとよい。
以上、上記のようにして構成された本発明のカラートナーは、帯電立ち上り性が良いポリエステルユニットを含有する結着樹脂を使用しており、且つ透過率Bの値を所望の範囲に設定していることでスリーブ汚染を低減させ、現像性を相乗的に良化することができる。また平均円形度Aの値を所望の範囲に設定していることで、転写効率を高め、ランニングコストを低減することができる。また、DSC測定におけるTscの値を所望の範囲に設定していることで、低温定着性に優れ省エネにも寄与することができる。
更にまた、重量平均粒径Xと円形度の比率を表すYとの関係を規定した要件を満足する本発明のカラートナーは、パッキング性が抑制され、スリーブ汚染が軽減され、現像性が高められたものとなる。
上述してきたカラートナーは非磁性一成分現像にも好適に使用できるものである。
<本発明のカラートナーを有する二成分系現像剤について>
本発明のカラートナーを二成分系現像剤として用いる場合は、カラートナーは磁性キャリアと混合して使用される。磁性キャリアとしては、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子及びフェライト等が使用できる。
上記磁性キャリア粒子の表面を樹脂で被覆した被覆キャリアは、現像スリーブに交流バイアスを印加する現像法において特に好ましく使用できる。被覆方法としては、樹脂の如き被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて調製した塗布液を磁性キャリアコア粒子表面に付着せしめる方法、磁性キャリアコア粒子と被覆材とを粉体で混合する方法等、従来公知の方法が適用できる。
磁性キャリアコア粒子表面への被覆材料としては、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が挙げられる。これらは、単独或いは複数で用いる。
上記被覆材料の処理量は、キャリアコア粒子に対し0.1〜30質量%(好まくは0.5〜20質量%)が好ましい。これらキャリアの平均粒径は10〜100μm、好ましくは20〜70μmを有することが好ましい。
本発明のカラートナーと磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のカラートナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。カラートナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
また本発明のカラートナーを一成分現像に用いても、スリーブ汚染に強いことからも良好な結果が得られる。
<本発明のカラートナーの製造方法について>
次に、本発明のカラートナーを製造する手順について説明する。
まず、原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等が挙げられる。
更に、上記で配合し、混合したトナー原料を溶融混練して、結着樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させる。その溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
そして一般的には上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕される。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、重量平均粒径4〜11μmの分級品を得る。
必要に応じて、表面改質工程で表面改質(=球形化処理)を行うことのできる、例えば奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムを行い、分級品とすることもできる。
但し、本発明のカラートナーの好ましい製造工程としては、粉砕工程で機械式粉砕は用いず、エアージェット式粉砕機にて粉砕した後、図2及び図3に示す分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を同時に行う装置Aを用いて重量平均粒径4〜11μmの分級品を得ることである。
尚、必要に応じて風力式篩のハイボルター(新東京機械社製)等の篩分機を用いても良い。更に、外添剤で処理する場合には、分級されたトナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速撹拌機を外添機として用いることができる。そして、撹拌・混合すれば、本発明のカラートナーを得ることができる。
ここで本発明で用いられる上記装置Aについて以下詳しく述べる。
図2に示すように表面改質装置では、ケーシング30、冷却水或いは不凍液を通水できるジャケット(図示しない)、ケーシング30内にあって中心回転軸に取り付けられており、上面に角型のディスク或いは円筒型のピン40を複数個有し、高速で回転する円盤状の回転体である分散ローター36(表面改質手段、図3も参照)、分散ローター36の外周に一定間隔を保持して配置されている表面に多数の溝が設けられているライナー34(尚、ライナー表面上の溝はなくても構わない)、更に、表面改質された原料を所定粒径に分級するための手段である分級ローター31、更に、冷風を導入するための冷風導入口35、被処理原料を導入するための原料供給口33、更に、表面改質時間を自在に調整可能となるように、開閉可能なように設置された排出弁38、処理後の粉体を排出するための粉体排出口37、微粉を排出する微粉排出口32、更に、分級手段である分級ローター31と表面改質手段である分散ローター36−ライナー34との間の空間を、分級手段へ導入される前の第一の空間41と、分級手段により微粉を分級除去された粒子を表面処理手段へ導入するための第二の空間42に仕切る案内手段である円筒形のガイドリング39とから構成されている。分散ローター36とライナー34との間隙部分が表面改質ゾーンであり、分級ローター31及びローター周辺部分が分級ゾーンである。
このように上記回分式の表面改質装置は、所定粒径以下の微粉を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、機械式衝撃力を用いる表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を該分級手段へ導入される前の第一の空間と該分級手段により微粉を分級除去された粒子を該表面処理手段へ導入するための第二の空間に仕切る案内手段とを有している。
そして、この表面改質装置を用いて、微粉砕物を第一の空間に導入し、分級手段により所定粒径以下の微粉を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返す工程を施すと、所定粒径以下の微粉が除かれた、所望の形状及び性能を有する表面改質処理されたカラートナーを得ることができる。
図2及び3を用いて、より具体的に工程を説明する。
排出弁38を閉とした状態で原料供給口33から微粉砕品を投入すると、投入された微粉砕品は、まずブロワー(図示しない)により吸引され、分級ローター31で分級される。その際、分級された所定粒径以下の微粉は装置外へ連続的に排出除去され、所定粒径以上の粗粉は遠心力によりガイドリング39の内周(第二の空間42)に沿いながら分散ローター36により発生する循環流にのり表面改質ゾーンへ導かれる。表面改質ゾーンに導かれた原料は分散ローター36とライナー34間で機械式衝撃力を受け、表面改質処理される。表面改質された表面改質粒子は、機内を通過する冷風にのって、ガイドリング39の外周(第一の空間41)に沿いながら分級ゾーンに導かれ、分級ローター31により、再度微粉は機外へ排出され、粗粉は、循環流にのり、再度表面改質ゾーンに戻され、繰り返し表面改質作用を受ける。一定時間経過後、排出弁38を開とし、排出口37より表面改質粒子を回収する。
本発明者らが検討した結果、排出弁開放までの時間(サイクルタイム)と分散ローターの回転数が、球形度と表面離型剤量をコントロールする上で重要なことが分かった。球形度を上げるには、サイクルタイムを長くするか、分散ローターの周速を上げるのが効果的である。また表面離型剤量を低く抑えようとするなら、逆にサイクルタイムを短くするか、周速を下げることが有効である。その中でも特に分散ローターの周速がある一定以上にならないと効率的に球形化できないため、サイクルタイムを長くする必要があるが、その際、表面離型剤量との関係を考慮し、周速やサイクルタイムを設定する必要がある。本発明では、周速は1.2×10mm/sec以上であり、サイクルタイムは5〜60秒が有効である。
以下、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(ハイブリッド樹脂製造例)
ビニル系重合体ユニットを形成するモノマーとしてスチレン2.0mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.14mol、α−メチルスチレンの2量体0.03molと、重合開始剤としてジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れる。また、ポリエステルユニットを形成するモノマーとして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7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸1.9mol、フマル酸5.0molと、触媒として酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取り付けマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系モノマー及び重合開始剤を4時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4時間反応せしめてハイブリッド樹脂を得た。GPCによる分子量測定の結果を表1に示す。
(ポリエステル樹脂製造例)
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3.6mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.6mol、テレフタル酸1.7mol、無水トリメリット酸1.4mol、フマル酸2.4mol及び酸化ジブチル錫0.12gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取り付けマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、215℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂を得た。GPCによる分子量測定の結果を表1に示す。
(スチレン−アクリル樹脂製造例)
・スチレン 70質量部
・アクリル酸n−ブチル 24質量部
・マレイン酸モノブチル 6質量部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド 1質量部
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し120℃に昇温させた後3.5時間かけて滴下した。更にキシレン還流後下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、スチレン−アクリル樹脂を得た。GPCによる分子量測定の結果を表1に示す。
Figure 2004295100
次に、本実施例に用いたワックスを表2に示す。
Figure 2004295100
<実施例1>
以下の方法でトナー1を調製した。
・ハイブリッド樹脂 100質量部
・ワックスA 3質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 2質量部
・シアン顔料(Pigment Blue15:3) 5質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で20μm以下の粒径に微粉砕した。表3に示すように、さらに得られた微粉砕物を図2及び図3に示す分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理とを同時に行う装置Aにて粉砕し、表3の製造条件にてシアン粒子1(分級品)を得た。
上記シアン粒子100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(MT−100T:テイカ社製、BET=62m/g、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量部をヘンシェルミキサーにより外添してシアントナー1とした。該シアントナー1の重量平均粒径は7.0μm、平均円形度Aは0.925であり、さらに円形度が0.960以上の粒子の個数基準累積値Yは24.0%であった。このときのメタノール45体積%水溶液における透過率Bは、30%であった。
さらに、シアントナー1と、シリコーン樹脂で表面被覆した磁性フェライトキャリア粒子(体積平均粒径45μm:Mn−Mgフェライト)とを、トナー濃度が7.0質量%になるように混合し、二成分系シアン現像剤1とした。現像剤の測定結果を表4に示す。
この二成分系シアン現像剤1を用いて、カラー複写機CLC−1000(キヤノン製)の定着ユニットのオイル塗布機構を取り外した改造機を用い、単色モードで常温低湿度環境下(23℃/5%)で、画像面積比率5%のオリジナル原稿を用いて1万枚の耐刷試験の評価を行った。1万枚の耐久後でも初期との帯電変動も小さく、クリーニング性、スリーブ汚染に関しても問題なく、カブリのないオリジナルを忠実に再現するシアン画像が得られた。また、別途、転写効率、飛び散り、定着可能領域、耐ブロッキング性の評価を行ったところ、表4に示すように、いずれに関しても良好な結果が得られた。
また、本実施例で製造されたトナーにおける、重量平均粒径Xと円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Yの関係を図1に示す。
尚、本実施例で使用した摩擦帯電量の測定法、各評価の評価基準は以下のとおりである。
<カラートナーの摩擦帯電量の測定方法>
摩擦帯電量を測定する装置の概略図を図4に示す。底に500メッシュのスクリーン53のある金属製の測定容器52に、現像スリーブ上から採取した二成分系現像剤を約0.5〜1.5g入れ金属製のフタ54をする。この時の測定容器52全体の重量を秤りW1(kg)とする。次に吸引機51(測定容器52と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口57から吸引し風量調節弁56を調整して真空計55の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行い、トナーを吸引除去する。この時の電位計59の電位をV(ボルト)とする。ここで58はコンデンサーであり容量をC(mF)とする。また、吸引後の測定容器全体の重量を秤りW2(kg)とする。この試料の摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如く算出される。
試料の摩擦帯電量(mC/kg)=C×V/(W1−W2)
スタートから1万枚の耐久のおける帯電変化について以下のようになる。
A:2mC/kg未満。
B:2mC/kg以上4mC/kg未満。
C:4mC/kg以上6mC/kg未満。
D:6mC/kg以上8mC/kg未満。
E:8mC/kg以上。
<転写効率>
カラー複写機CLC−1000(キヤノン社製)を使用し、丸または帯の画像を複数個形成できるチャートを用いて、ドラム上の転写残部分をテーピングし紙上に貼った濃度をD1、紙上に転写された上にテーピングした濃度をD2とし、下式の如く算出する。
転写効率(%)=D2/(D1+D2)×100
A:96%以上。
B:93%以上96%未満。
C:90%以上93%未満。
D:87%以上90%未満。
E:87%未満。
<定着可能領域>
レーザージェット4100(ヒューレットパッカード社製)の定着器の改造機を用い、定着ユニットは手動で定着温度が設定できるように改造した状態で定着試験を行う。定着温度を120℃から順に10℃ずつ上げ、オフセットや巻きつきが生じない温度幅を定着可能領域とする。未定着画像は、常温常湿度環境下(23℃/60%)において、CLC1000を用い、単色モードで、紙上のトナー載り量が1.2mg/cmになるよう現像コントラストを調整して作成した。画像は、面積比率25%の画像とし、転写紙としては、TKCLA4(キヤノン製)を用いた。
A:定着可能温度幅が40℃以上。
B:定着可能温度幅が30℃以上40℃未満。
C:定着可能温度幅が20℃以上30℃未満。
D:定着可能温度幅が20℃未満。
E:定着可能温度幅が全くない。
<飛び散り>
画像飛び散りの評価は上記画出し試験機を用いて、4ドットの横ラインを176ドットスペースおきに印字した横ラインパターンの画像飛び散りを評価する。
A:拡大観察によっても画像飛び散りの殆どない。
B:拡大観察によっても画像飛び散りが少ない。
C:飛び散りにより、文字が多少にじむ。
D:飛び散りにより、ラインの太さにむらが出る。
E:飛び散りにより、細かな文字の一部につぶれが見られる。
<クリーニング性>
1万枚の耐刷試験において、残トナーに起因するたて筋や斑点が画像上に見えた時、クリーニング不良発生となる。
A:画像欠陥はまったくない。
B:斑点状の模様が1〜3点発生。
C:斑点状あるいは筋状の模様が若干発生。
D:斑点状、筋状の模様、濃度ムラが発生している。
E:汚れの影響が大きく、濃度ムラ,帯電ムラも発生し、画像が乱れている。
<耐ブロッキング性>
約10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、50℃で3日放置した後、目視で評価する。
A:凝集物は見られない。
B:凝集物はわずかに見られるが容易に崩れる。
C:凝集物は見られるが容易に崩れる。
D:凝集物は見られるが振れば崩れる。
E:凝集物をつかむことができ容易に崩れない。
<カブリ測定>
耐久試験終了後、カブリの評価を行った。カブリの測定は次の通りに行った。
シアン画像の場合、画出し前の普通紙の平均反射率Dr(%)をアンバーフィルターを搭載したリフレクトメーター(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定する。一方、普通紙上にベタ白画像を画出しし、次いでベタ白画像の反射率Ds(%)を測定する。下記式によりカブリ(Fog(%))を算出する。
Fog(%)=Dr(%)−Ds(%)
またマゼンタ画像の場合はグリーンフィルター、そしてイエロー画像の場合はブルーフィルターで上記の測定を行って算出する。
A:0.7%未満。
B:0.7以上1.2% 未満。
C:1.2以上1.5% 未満。
D:1.5以上2.0% 未満。
E:2.0%以上。
<スリーブ汚染>
現像剤を入れる前の現像スリーブ上をテーピングし、そのテープを紙上に貼り付けた反射濃度をDiniとする。
現像剤を入れ、1万枚の耐刷試験を終えた後、現像スリーブの空回転を行いながら現像剤を現像器のトナー槽の底から回収する。そして現像スリーブ上に残ったトナーをテーピングし、紙上に貼り付けた反射濃度をDlastとする。反射濃度の測定は反射濃度計X−RITE500series(X−RITE,Inc.)を用いる。
下記式のように耐久前後での現像スリーブ上テーピングの濃度差を算出し、Sl汚染とする。
スリーブ汚染=Dini−Dlast
Figure 2004295100
Figure 2004295100
<実施例2>
実施例1において、表3に示すようにワックスBにし、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー2を得た。得られたシアントナー2を用いて、二成分系シアン現像剤2を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにクリーニング、定着可能領域とスリーブ汚染、そして帯電変化が若干劣るものの良好な結果であった。
<実施例3>
実施例1において、表3に示すようにワックスCにし、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にシアントナー3を得た。得られたシアントナー3を用いて、二成分系シアン現像剤3を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように転写効率、定着可能領域、ブロッキングと帯電変化が若干劣るものの良好な結果であった。
<実施例4>
実施例3において、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー4を得た。得られたシアントナー4を用いて、二成分系シアン現像剤4を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにクリーニング性とスリーブ汚染、ブロッキングと帯電変化が劣るものの他の項目は良好な結果であり、総合的に良好な結果を示した。
<実施例5>
実施例2において、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー5を得た。得られたシアントナー5を用いて、二成分系シアン現像剤5を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように転写効率と定着可能領域、そして飛び散りが劣るものの他の項目は良好な結果であり、総合的に良好な結果を示した。
<実施例6>
実施例1において、表3に示すようにワックスDを使用し、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー6を得た。得られたシアントナー6を用いて、二成分系シアン現像剤6を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように転写効率と定着可能領域、ブロッキングと帯電変化とカブリが劣るものの、総合的に評価すると良好な結果を示した。
<実施例7>
実施例1において、ワックスEを用いて製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー7を得た。得られたシアントナー7を用いて、二成分系シアン現像剤7を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにクリーニング、定着可能領域とスリーブ汚染、帯電変化、カブリが劣るものの、総合的に評価すると良好な結果を示した。
<実施例8>
実施例2において、表3に示すように樹脂をポリエステル樹脂とハイブリッド樹脂を各50部ずつ使用し、製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー8を得た。得られたシアントナー8を用いて、二成分系シアン現像剤8を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように転写効率、定着可能領域と飛び散りが劣るものの、総合的に評価すると良好な結果を示した。
<実施例9>
実施例2において、表3に示すようにポリエステル樹脂を用いて製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー9を得た。得られたシアントナー9を用いて、二成分系シアン現像剤9を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにクリーニング、定着可能領域、スリーブ汚染、帯電変化、カブリが劣るものの、総合的に評価すると良好な結果を示した。
<実施例10>
実施例1において、表3に示すようにPigment Yellow 180を使用することを除いて、あとはほぼ同様にしてイエロートナー1を得た。得られたイエロートナー1を用いて、二成分系イエロー現像剤1を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように良好な結果であった。
<実施例11>
実施例1において、表3に示すようにPigment Red 122を使用することを除いて、あとはほぼ同様にしてマゼンタトナー1を得た。得られたマゼンタトナー1を用いて、二成分系マゼンタ現像剤1を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように良好な結果であった。
<比較例1>
実施例9において、球形化処理を装置Aではなく、日清エンジニアリング社製のスーパーローターと球形化を行わない分級装置(エルボジェット分級機)を用いることを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー10を得た。得られたシアントナー10を用いて、二成分系シアン現像剤10を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにスリーブ汚染と帯電変化、そしてカブリに関しては劣る結果であった。
<比較例2>
実施例9において、球形化処理を装置Aではなく、球形化を行わない分級装置(エルボジェット分級機)を行った後、奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステムを用いることを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー11を得た。得られたシアントナー11を用いて、二成分系シアン現像剤11を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにスリーブ汚染と帯電変化、そしてカブリに関しては劣る結果であった。
<比較例3>
実施例9において、球形化処理を装置Aではなく、球形化を行わない分級装置(エルボジェット分級機)を行った後、日本ニューマチック社製のサーフュージングシステムを用いることを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー12を得た。得られたシアントナー12用いて、二成分系シアン現像剤12を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにクリーニング、スリーブ汚染、ブロッキングと帯電変化、そしてカブリに関しては劣る結果であった。
<比較例4>
実施例9において、スチレン−アクリル樹脂を用いて製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー13を得た。得られたシアントナー13を用いて、二成分系シアン現像剤13を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように帯電変化、そしてカブリに関して劣る結果であった。
<比較例5>
実施例9において、ワックスFを用いて製造条件を変更することを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー14を得た。得られたシアントナー14を用いて、二成分系シアン現像剤14を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように定着可能領域が非常に狭くなった。
<比較例6>
実施例9において、ワックスGを用いることを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー15を得た。得られたシアントナー15を用いて、二成分系シアン現像剤15を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すようにスリーブ汚染、ブロッキング、帯電変化、そしてカブリに関しては劣る結果であった。
<比較例7>
実施例9において、球形化処理を装置Aではなく、球形化を行わない分級装置(エルボジェット分級機)を行うことを除いて、あとはほぼ同様にしてシアントナー16を得た。得られたシアントナー16を用いて、二成分系シアン現像剤16を調製し、実施例1と同様に各種評価したところ、表4に示すように転写効率が低くなった。
<実施例12>
二成分系シアン現像剤1、二成分系イエロー現像剤1、及び、二成分系マゼンタ現像剤1を用いて、YMCカラー評価を行った。各現像器の転写効率、クリーニング、スリーブ汚染、ブロッキング、帯電変化は実施例1、10、そして11と同様に良好であった。また定着可能領域試験においては、シアントナー1とイエロートナー1とを約50%ずつ載せた画像領域においても、実施例1と同様良好であった。また同様に、シアントナー1とマゼンタトナー1との組み合わせ、イエロートナー1とマゼンタトナー1との組み合わせ、シアントナー1とイエロートナー1とマゼンタトナー1とを約1/3ずつ用いた試験においても、実施例1と同様良好であった。画像については、シアントナー1とイエロートナー1とマゼンタトナー1とを用いての飛び散りはB、カブリは1.2程度であった。
<実施例13>
シアントナー1とイエロートナー1とマゼンタトナー1とを用いて、YMCカラー一成分現像評価を行った。用いた装置はLBP−2040(キヤノン社製)にクリーナーユニットを取り付けた改造機で行った。各現像器の転写効率、クリーニング、スリーブ汚染、ブロッキングは全て「A」で良好であり、帯電変化はBで良好であった。また定着可能領域試験においては、実施例12と同様どの組み合わせにおいても良好であった。画像については、シアントナー1とイエロートナー1とマゼンタトナー1とを用いての飛び散りはB、カブリは1.8程度であった。
以上、上記各実施例の結果から明らかなように、カラートナー粒子表面における離型剤の存在量やカラートナー形状に寄与する条件をコントロールすること、帯電部材の汚染低減と高速複写の低温定着に優れ、さらに耐ブロッキングと連続複写による帯電安定性に優れたカラートナーを得ることができる。
重量平均粒径Xと円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Yの関係を示す図である。 本発明のカラートナーを製造するために使用される表面改質装置の一例を示す概略図である。 図2に示す分散ローターの上面図の一例を示す概略図である。 トナーの摩擦帯電量を測定するための装置の一例を示す概略図である。

Claims (13)

  1. 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するカラートナーであって、
    (i)該結着樹脂が少なくともポリエステルユニットを含み、
    (ii)該カラートナーは、重量平均粒径が6.5μmより大きく11μm以下であり、
    (iii)該カラートナーは、円相当径3μm以上の粒子において、平均円形度Aが0.915≦A≦0.960であり、
    (iv)該カラートナーは、メタノール45体積%水溶液における透過率B(%)が、10≦B≦70であり、
    (v)該カラートナーは、示差熱分析(DSC)測定における吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲に1個又は複数の吸熱ピークを有し、該吸熱ピーク中の最大吸熱ピークの温度Tscが、65℃<Tsc<105℃であることを特徴とするカラートナー。
  2. 該カラートナーは、重量平均粒径X(μm)と円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Y(%)とが、下記関係式
    −X+20≦Y≦−X+70
    を満たすことを特徴とする請求項1に記載のカラートナー。
  3. 該カラートナーが、重量平均粒径Xと円形度0.960以上の粒子の個数基準累積値Yに関し、下記関係式
    −X+20≦Y≦−X+50
    を満たすことを特徴とする請求項1に記載のカラートナー。
  4. 該結着樹脂は、下記(a)〜(f)の群:
    (a)ポリエステル樹脂、
    (b)ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有するハイブリッド樹脂、
    (c)ハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物、
    (d)ポリエステル樹脂とビニル系重合体との混合物、
    (e)ハイブリッド樹脂とポリエステル樹脂との混合物、
    (f)ポリエステル樹脂、ハイブリッド樹脂及びビニル系重合体との混合物、
    から選ばれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカラートナー。
  5. 該結着樹脂が、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカラートナー。
  6. 該離型剤が、炭化水素系ワックスであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のカラートナー。
  7. 該カラートナーが、芳香族カルボン酸の金属化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のカラートナー。
  8. 該カラートナーが、円相当径3μm以上の粒子において、平均円形度Aが0.920≦A≦0.945であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のカラートナー。
  9. 該カラートナーが、メタノール45体積%水溶液における透過率Bが、15≦B≦50であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のカラートナー。
  10. 該吸熱ピーク中の最大吸熱ピークの温度Tscが、70℃<Tsc<90℃であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のカラートナー。
  11. 該カラートナーが、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のカラートナー。
  12. 該カラートナーが、キャリアと混合されて二成分現像剤として用いられることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載のカラートナー。
  13. 該カラートナーが、回分式の表面処理装置を用いて表面処理されたトナーであって、
    該表面処理装置が、所定粒径以下の微粉を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、
    機械式衝撃力を用いてトナー粒子の表面処理を行う表面処理手段と、
    該分級手段と該表面処理手段との間の空間を、第一の空間と第二の空間に仕切る案内手段とを有する装置であって、
    被処理粒子を第一の空間に導入して該分級手段により分級を行い、分級された粒子を第二の空間を経由し、該表面処理手段へ導入して表面処理を行い、更に、表面処理された粒子を再び該第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返すことによって表面処理を行ったトナーであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のカラートナー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057787A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Canon Inc トナー、二成分系現像剤及び画像形成方法
WO2007055240A1 (ja) 2005-11-08 2007-05-18 Canon Kabushiki Kaisha トナー及び画像形成方法
JP2016112494A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 株式会社アーステクニカ 粉体処理装置および粉体処理設備

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287159A (ja) * 1988-09-22 1990-03-28 Konica Corp 磁性トナー
JPH0915903A (ja) * 1995-06-27 1997-01-17 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法
JPH10207116A (ja) * 1996-06-27 1998-08-07 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像剤用トナー、その製造方法、静電潜像現像剤及び画像形成方法
JPH11231572A (ja) * 1998-02-10 1999-08-27 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像剤、および画像形成方法
JP2001117273A (ja) * 1999-10-21 2001-04-27 Fuji Xerox Co Ltd トナー及びその製造方法、現像剤、並びに画像形成方法
JP2001350383A (ja) * 2000-06-05 2001-12-21 Konica Corp 画像形成方法及び画像形成装置
JP2002233787A (ja) * 2001-12-20 2002-08-20 Hosokawa Micron Corp 粉体処理装置および粉体処理方法
JP2002304006A (ja) * 2000-09-29 2002-10-18 Ricoh Co Ltd 画像形成用トナー、画像形成方法及び画像形成装置
JP2002323793A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Canon Inc 画像形成方法およびプロセスカートリッジ
JP2002372802A (ja) * 2001-04-10 2002-12-26 Canon Inc 乾式トナー、トナーの製造方法、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP2003035967A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Mitsui Takeda Chemicals Inc 静電荷像現像用トナー及びその製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287159A (ja) * 1988-09-22 1990-03-28 Konica Corp 磁性トナー
JPH0915903A (ja) * 1995-06-27 1997-01-17 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法
JPH10207116A (ja) * 1996-06-27 1998-08-07 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像剤用トナー、その製造方法、静電潜像現像剤及び画像形成方法
JPH11231572A (ja) * 1998-02-10 1999-08-27 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像剤、および画像形成方法
JP2001117273A (ja) * 1999-10-21 2001-04-27 Fuji Xerox Co Ltd トナー及びその製造方法、現像剤、並びに画像形成方法
JP2001350383A (ja) * 2000-06-05 2001-12-21 Konica Corp 画像形成方法及び画像形成装置
JP2002304006A (ja) * 2000-09-29 2002-10-18 Ricoh Co Ltd 画像形成用トナー、画像形成方法及び画像形成装置
JP2002372802A (ja) * 2001-04-10 2002-12-26 Canon Inc 乾式トナー、トナーの製造方法、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP2002323793A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Canon Inc 画像形成方法およびプロセスカートリッジ
JP2003035967A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Mitsui Takeda Chemicals Inc 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
JP2002233787A (ja) * 2001-12-20 2002-08-20 Hosokawa Micron Corp 粉体処理装置および粉体処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057787A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Canon Inc トナー、二成分系現像剤及び画像形成方法
JP4549259B2 (ja) * 2005-08-24 2010-09-22 キヤノン株式会社 カラートナー
WO2007055240A1 (ja) 2005-11-08 2007-05-18 Canon Kabushiki Kaisha トナー及び画像形成方法
JP2016112494A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 株式会社アーステクニカ 粉体処理装置および粉体処理設備

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