JP2004310018A - 電子写真用トナーおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも、官能基含有ポリエステル系樹脂が溶解され、かつ、樹脂微粒子(A)が分散されている有機溶媒相と、活性水素含有化合物とを、樹脂微粒子(B)が分散されている水系媒体相中に分散させて、前記官能基含有ポリエステル系樹脂と前記活性水素含有化合物とを伸長反応および/または架橋反応させることにより得られた分散液から形成された、内部に前記樹脂微粒子(A)を含有する電子写真用トナー。
【選択図】 なし
Description
[有機溶媒相]
本発明で有機溶媒相の形成に用いられる有機溶媒は、少なくとも後記官能基含有ポリエステル樹脂を溶解することができ、また、後記樹脂微粒子(A)を均一に分散させることができるものであれば、特に限定することなく使用することができる。中でも、後述する水系媒体相中への有機溶媒相の分散工程の後、該有機溶媒は留去される必要があることから、該留去工程を容易なものとするため、沸点が150℃未満の揮発性の有機溶媒を用いることが好ましい。本発明で用いられる有機溶媒の具体例としては、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、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、これらは1種単独でも2種以上組合せても使用することができる。これらの中でも、特に、安全性の面から、非ハロゲン系溶媒である酢酸メチル、酢酸エチルが好ましい。
トナー組成物100部に対する溶剤の使用量は、通常40〜300部、好ましくは60〜140部、更に好ましくは80〜120部である。
本発明で用いる官能基含有ポリエステル系樹脂は、上記有機溶媒に溶解し、後述するように、水系媒体中において、後記活性水素含有化合物と伸長反応および/または架橋反応して、より高分子量のトナーバインダーを形成する成分である。
本発明においては、トナーバインダー成分として、上記官能基含有ポリエステル系樹脂と後記活性水素化合物との伸長反応および/または架橋反応生成物のみではなく、非反応性のポリエステル(PE)を有機溶媒相中に溶解して併用することができる。このPEを併用することで、本発明のトナーの低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、前記伸長反応および/または架橋反応生成物を単独で使用する場合よりも好ましい。PEとしては、上記のポリイソシアネート(PIC)との反応に供されるポリエステルと同様のポリオールとポリカルボン酸との重縮合物等が挙げられ、好ましいものについても上記と同様である。
樹脂微粒子(A)は、有機溶媒相に分散され、トナー形成の過程で主として内添剤として機能し、本発明を特徴付ける最も重要な成分である。
本発明では、上記樹脂微粒子(A)とともに、有機溶媒相に分散されトナー形成の過程で主として内添剤として機能する無機微粒子を併用することが好ましい。この無機微粒子の使用により、トナーの流動性および帯電特性を更に良好にし、トナーの高温保存時またはトナー強撹拌劣化時にも外添剤の埋没が生じない等の優れた効果が発揮される。この有機溶媒相に分散された状態の無機微粒子の平均粒径は、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、20〜500m2/gであることが好ましい。
この範囲内とすることで、トナー表面上に露出した無機微粒子がトナーの流動性を良好にし、また、適切な帯電特性と環境変動による帯電安定性に優れた効果を発揮する。これらの無機微粒子は、1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
測定には、XPS(X線光電子分光法)法を用いる。ここでは特にトナー表面数nm程度の極表面の領域である。測定方法、装置の種類、条件等は同様な結果が得られるのであれば特に制限されないが、以下の条件が好ましい。
X線源:MgKα(400W)
分析領域:0.8×2.0mm
前処理:試料はアルミ皿内に詰め込み、カーボンシートで試料ホルダに接着させて測定した。
表面原子濃度算出:PHI社提供の相対感度因子を用いた。
また、用いる無機微粒子が2種類以上の場合は、それぞれ無機微粒子由来の元素濃度の総和を、求める分析値とした。
上記方法での分析結果によれば、トナー母体粒子において、XPS法によって求められる無機微粒子に由来する元素濃度が、0.1〜15atomic%(原子個数%)であり、より好ましくは0.5〜5atomic%であることが望ましい。
後述するように、上記のイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)は、活性水素化合物と伸長反応および/または架橋反応させることによりより高分子量のものとされる。
本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル中に、ウレア結合(-NH(CO)NH-)と共にウレタン結合(-O(CO)NH-)を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常、100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、更に好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明では、上記のとおり、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応によって得られるウレア変性ポリエステル系樹脂をトナーバインダーとして用いることを特徴としており、また、非反応性ポリエステル等の他の成分(後記着色剤マスターバッチの調製の際に用いる樹脂を含む)も併用される。
<水系媒体>
本発明において、後記樹脂微粒子(B)を分散させて水系媒体相を形成す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。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等)、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(メチルセルソルブ等)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
本発明において、水系媒体中に分散されて用いられる樹脂微粒子(B)は、上記有機溶媒相に分散される樹脂微粒子(A)よりも、その平均粒径が大きく、通常、5〜300nm、好ましくは20〜200nmのものである。そして、該樹脂微粒子(B)は、上記樹脂微粒子(A)とは異なり、水系媒体相に上記有機媒体が分散されて形成される分散粒子の表面乃至表層部に結合し、形成されるトナー粒子を被覆する外添剤的に機能する成分である。
<着色剤>
本発明で用いる着色剤としては、公知の染料および顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。
また、着色剤またはマスターバッチは、上記有機溶媒相中に溶解または分散させることができるが、これに限定されるものではない。
本発明のトナーに対しては、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。ワックス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ックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックス等);カルボニル基含有ワックス等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、多価アルコールカルボン酸エステル(カルナバワックス、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等);多価カルボンエステル(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等);多価アミンカルボン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミド等);多価カルボン酸アミド(トリメリット酸トリステアリルアミド等);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトン等)等が挙げられる。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、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の多価アルコールカルボン酸エステルである。本発明で用いるワックスの融点は、通常、40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、更に好ましくは60〜90℃である。前記融点が低すぎるワックスは、耐熱保存性に悪影響を与え、逆に前記融点が高すぎるワックスは、低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000mPa・sが好ましく、更に好ましくは10〜100mPa・sである。前記溶融粘度が高すぎるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。
また、ワックス(離型剤)は、上記有機溶媒相中に溶解または分散させることができるが、これに限定されるものではない。
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、4級アンモニウム塩(フッ素変性4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、サリチル酸金属塩および、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。
トナー粒子(母体)は、下記の方法によって調製することができる。
<有機溶媒相の分散・反応>
上記のとおり、トナー粒子は、上記ポリエステルプレポリマー(A)を含む有機溶媒相をアミン類(B)とともに、上記水系媒体相中に分散させて、水系媒体相中で伸長反応および/または架橋反応させ、ウレア変性ポリエステルを形成する工程を経て形成する。
所望のトナー粒子の形状を得るためには、上記伸長および/または架橋反応後のウレア変性ポリエステルを含有する分散液に、増粘剤、活性剤等を加えた高粘度の水溶液を更に混合し、この混合分散液にホモミキサー、エバラマイルダー等のせん断力を与える装置を使用して、油相と水相の粘度差を利用して分散粒子を変形させることができる。このときの条件としては、装置のせん断力を調整する方法、例えば、処理時間または処理回数、もしくは、油相・水相間の粘度差を調整する方法(例えば、油相内の非水溶性有機溶媒の濃度、温度、水相内の増粘剤、活性剤、温度を最適化すること)によって制御することができる。
上述のとおりの操作・工程により得られたトナー粒子(母体)は、更にその表面を外添剤により処理して、流動性、現像性、帯電性等が向上された本発明のトナーが得られる。前記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、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナー粒子に対してその0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
<円形度および円形度分布>
本発明におけるトナーは、特定の形状と形状の分布を有することが好ましく、その平均円形度が0.950〜0.990であるものが好ましく、平均円形度が0.960〜0.985で円形度が0.94未満の粒子が15%以下であるものがより好ましい。前記平均円形度の範囲内の実質上球形のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である。前記平均円形度が低すぎて、球状からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、転写性が満足されず、また、チリのない高画質画像が得られない。また、逆に前記平均円形度が高すぎてより球体に近いものである場合には、ブレードクリーニング等を採用しているシステムにおいて、感光体上および転写ベルト等のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い現像乃至転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が特に問題となることはないが、カラー写真画像等画像面積率の高いものの場合、更には、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、これが蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等をも汚染してしまい、本来の帯電能力が発揮されなくなってしまうという問題がある。
本発明のトナーは、その体積平均粒径(Dv)が2〜7μmであることが好ましく、更に3〜7μmであることがより好ましい。また、その数平均粒径(Dn)との比[Dv/Dn]の値が、1.25以下であることが好ましく、更に1.10〜1.25、特に1.10〜1.20の範囲内であることが好ましい。ここで、体積平均粒径は、Dv=〔(Σ(nD3)/Σn〕1/3(式中、nは粒子個数、Dは粒子径である)と定義される。
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましく、更に5〜10重量部の範囲とすることが好ましい。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー、または非磁性トナーとしても用いることができる。
以下、本発明の電子写真用トナー、または前記トナーとキャリアからなる二成分系現像剤を使用する画像形成装置について説明する。
本発明における転写システムの中間転写体の1実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム(以下、感光体という)10の回りには、帯電装置としての帯電ローラ20、露光装置30、クリーニングブレードを有するクリーニング装置60、除電装置としての除電ランプ70、現像装置40、中間転写体としての中間転写体50とが配設されている。該中間転写体50は、複数の懸架ローラ51によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印方向に無端状に走行するように構成されている。この該懸架ローラ51の一部は、中間転写体へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加される。また、該中間転写体50のクリーニングブレードを有するクリーニング装置90も配設されている。また、該中間転写体50に対向し、最終転写材としての転写紙100に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ80が配設され、該転写ローラ80は図示しない電源装置により転写バイアスを供給される。そして、上記中間転写体50の周りには、電荷付与手段としてのコロナ帯電器52が設けられている。
図7に接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示した。被帯電体,像担持体としての感光体は矢印の方向に所定の速度(プロセススピード)で回転駆動される。この感光ドラムに接触させた帯電部材である帯電ローラーは芯金とこの芯金の外周に同心一体にローラー上に形成した導電ゴム層を基本構成とし、芯金の両端を不図示の軸受け部材等で回転自由に保持させると供に、不図示の加圧手段によって感光ドラムに所定の加圧力で押圧させており、本図の場合はこの帯電ローラーは感光ドラムの回転駆動に従動して回転する。帯電ローラは、直径9mmの芯金上に100,000Ω・cm程度の中抵抗ゴム層を被膜して直径16mmに形成されている。
本発明に用いられる電子写真用感光体としては、導電性支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体(以下、「a−Si系感光体」と称する)を用いることができる。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
図8(b)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503とから構成されている。図8(c)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層504とから構成されている。図8(d)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、光導電層502が設けられている。該光導電層502はa−Si:H,Xからなる電荷発生層505ならびに電荷輸送層506とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層503が設けられている。
本発明における定着装置は、図9に示すような、定着フィルムを回転させて定着する、いわゆるサーフ定着装置を用いた。以下詳説すると、定着フィルムはエンドレスベルト状耐熱フィルムであり、該フィルムの支持回転体である駆動ローラと、従動ローラと、この両ローラ間の下方に設けたヒータ支持体に保持させて固定支持させて配設した加熱体と、に懸回張設してある。
本発明の実施例に用いる現像装置において、現像時、現像スリーブには、電源により現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。背景部電位と画像部電位は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって現像部に向きが交互に変化する交互電界が形成される。この交互電界中で現像剤のトナーとキャリアが激しく振動し、トナーが現像スリーブおよびキャリアへの静電的拘束力を振り切って感光体ドラムに飛翔し、感光体ドラムの潜像に対応して付着する。
図10に、本発明の実施例で用いた、プロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す。図において、aはプロセスカートリッジ全体を示し、bは感光体、cは帯電手段、dは現像手段、eはクリーニング手段を示す。
本発明のタンデム型カラー画像形成装置の実施形態について説明する。タンデム型の電子写真装置には、図3に示すように、各感光体1上の画像を転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送するシートsに順次転写する直接転写方式のものと、図4に示すように、各感光体1上の画像を1次転写装置2によりいったん中間転写体4に順次転写して後、その中間転写体4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置5は転写搬送ベルトであるが,ローラ形状の方式もある。
図5は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400は更にその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。複写装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。
この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。また、以下の例おいて、「部」および「%」は、特に断りのない限り重量基準である。
実施例および比較例で得られたトナーの形状については、次のとおりに測定した。
(1)体積平均粒子径(Dv)および[Dv/Dn]値の測定
体積平均粒径(Dv)および体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)との比[Dv/Dn]の測定は、COULTER TA−II(COULTER ELECTRONICS,INC製)により測定した。またアパーチャー径は100μmであった。
平均円形度は、(株)SYSMEX製フロー式粒子像分析装置FPIA−2100を用いて測定することができる。測定は次のようにして行う。
1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液に調整した後0.45μmのフィルターを通した液50〜100mlに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加え、試料を1〜10mg加える。これを、超音波分散機で1分間の分散処理を行い、粒子濃度を5000〜15000個/μlに調整した分散液を用いて測定を行なった。CCDカメラで撮像した2次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で0.6μm以上をCCDの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
本実施例および比較例において複写画像の画質等を評価する場合、二成分系現像剤として本発明のトナーの性能を評価した。
下記実施例および比較例で得られたトナーは、4色の現像部が現像剤を1つのベルト感光体に各色順次現像し、中間転写体に順次転写し、紙等に4色を一括転写する方式のフルカラーレーザープリンター イプシオ 8000(リコー社製)に接触式の帯電装置、アモルファスシリコン感光体、サーフ定着装置を設けて、現像バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加されるように改良を施し、更には前記感光体、前記帯電装置、前記現像手段およびクリ−ニング装置をプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成して改良した評価機Aと、評価機Aの定着装置をオイルレスのサーフ定着装置に改良した評価機Bにより評価した。なお、本実施例・比較例では4色の現像部それぞれに同一の現像剤を入れ、単色モードで画質等の評価を行った。
下記項目について、実施例および比較例で得たトナーの性能を評価した。
複写画像の画質の評価については、いずれも7%画像面積の画像チャートを10,000枚ランニング出力した後に評価を行った。
40℃、80%の環境で1週間保存した後、評価機Aの現像ユニット中で1時間撹拌した後のトナー表面をFE−SEM(日立製、電界放出型走査型電子顕微鏡 S−4200)で観察して、外添剤の埋没状態を観察した。埋没が少ないものが良好であり、表2に、ほとんど埋没が確認できない状態である場合は◎で、全てではないが一部埋没が確認できる状態である場合は○で、ほとんどの外添剤が埋没しているが、トナー表面に外添剤の存在が確認できる状態である場合は△で、および、ほとんど全ての外添剤が埋没しており、トナー表面に外添剤の存在が確認できない状態である場合は×で表示した。
評価機Bを用いて、画像面積率5%チャート連続100,000枚出力耐久試験を実施して、帯電量の変化を評価した。現像剤1gを計量し、ブローオフ法により帯電量変化を求めた。表2に、帯電量の変化が、5μC/g以下の場合は◎で、5μC/gを超え10μC/g以下の場合は○で、および、10μC/gを超える場合は×で表示した。
評価機Aを用い、単色モードで50%画像面積の画像チャートを150,000枚ランニング出力した後、ベタ画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定を行った。表2に、測定値が、1.8以上2.2未満の場合は◎で、1.4以上1.8未満の場合は○で、1.2以上1.4未満の場合は△で、および、1.2未満の場合は×で表示した。
評価機Bを用い、単色で写真画像の出力を行い、粒状性および鮮鋭性の度合を目視にて評価した。表2に、前記度合いが、オフセット印刷並の場合は◎で、オフセット印刷よりわずかに悪い程度の場合は○で、オフセット印刷よりかなり悪い程度の場合は△で、および、従来の電子写真画像程度で非常に悪い場合は×で表示した。
評価機Aを用い、単色モードで50%画像面積の画像チャートを30,000枚ランニング出力した後、白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定を行った。前記両画像濃度の差が少ないものが地肌汚れがなく良好であり、表2に、測定される画像濃度が0.02以下である場合は◎で、0.03〜0.06である場合は○で、0.07〜0.12である場合は△で、および、0.13以上である場合は×で表示した。
評価機Aを用い、単色モードで50%画像面積の画像チャートを30,000枚ランニング出力した後、文字部画像をリコー社製タイプDXのOHPシートに出力させ、文字部の線画像内部が抜けるトナー未転写頻度を段階見本と比較し、ランク1〜5の5段階で評価した。また、ランク5が最も白抜けが少なく、ランク1が最も白抜けが多い。表2に、ランク5である場合は◎で、ランク4である場合は○で、ランク3である場合は△で、および、ランク2もしくは1である場合は×で表示した。
パウダーテスター(PT−N型、ホソカワミクロン製)に、上から順に目開き75μm、45μm、および22μmのメッシュを重ねて装填し、トナー母体粒子を、一番上側の75μmメッシュ上に2g入れ、縦方向に1mmの振動を10秒間与え、各メッシュ上のトナー残存量からトナー母体粒子の流動性(凝集度)の程度を次式により算出し、評価した。
(なお、トナー母体粒子2gの全てが22μmメッシュを透過する場合、前記凝集度は0%となり、また、全てが75μmメッシュ上に残る場合、前記凝集度は100%となる)
表2に、前記凝集度が8%以下の場合は◎で、8%を超え15%以下の場合は○で、15%を超え25%以下の場合は△で、25%を超え40%以下の場合は×で、および、40%を超える場合は××で表示した。
評価機Aを用い、普通紙および厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200およびNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像で、0.85±0.1mg/cm2のトナー付着量で定着性能を評価した。定着ベルトの温度を変化させて定着試験を行い、普通紙でホットオフセットの発生しない上限温度を定着上限温度とした。また厚紙で定着下限温度を測定した。定着下限温度は、得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。定着上限温度については、表2に、190℃以上の場合は◎で、180℃以上で190℃未満の場合は○で、170℃以上で180℃未満の場合は△で、および、170℃未満の場合は×で表示した。また、定着下限温度については、表2に、135℃以下の場合は◎で、135℃を超え145℃以下の場合は○で、145℃を超え155℃以下の場合は△で、および、155℃を超える場合は×で表示した。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、および過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。これを加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(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)の水性分散液を得た。これを[微粒子分散液1]とする。
水990部、[微粒子分散液1]80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)37部、および酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を仕込み、常圧で230℃で8時間反応し、更に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44部を加えて、180℃、常圧で2時間反応してポリエステルを得た。これを[低分子ポリエステル1]とする。この[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2500、重量平均分子量6700、Tg43℃、および酸価25であった。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を仕込み、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応してポリエステルを得た。これを[中間体ポリエステル1]とする。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、および水酸基価51であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、アミンのブロック化体を得た。これを[ケチミン化合物1]とする。この[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
水1200部、カーボンブラック(キャボット社製、リーガル400R)40部、ポリエステル樹脂(三洋化成製、RS801)60部を、更には水30部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、カーボンブラックマスターバッチを得た。これを[マスターバッチ1]とする。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]400部、カルナバワックス110部、および酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃にまで冷却した。次いで、容器に[マスターバッチ1]500部、および酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して溶解物を得た。これを[原料溶解液1]とする。
[顔料・ワックス分散液1]648部、[プレポリマー1]154部、および[ケチミン化合物1]8.5部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)を用いて5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数10,000rpmで20分間混合して、水系媒体分散液を得た。これを、[乳化スラリー1]とする。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。これを[分散スラリー1]とする。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1) 濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過した。
(2) (1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3) (2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過した。
(4) (3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。
この濾過ケーキを循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子を得た。これを[トナー母体1]とする。
上記で得られた[トナー母体1]100重量部と、外添剤として疎水性シリカ(HDK H2000、クラリアントジャパン製)1.0重量部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き38μmの篩を通過させて凝集物を取り除くことによって、トナーを得た。これを[トナー1]とする。
上記キャリア100重量部に対し[トナー1]7重量部を、容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、現像剤を作成した。表2に、上記評価項目についての各評価結果を示した。
実施例1に記載の(油相の調製)において、樹脂微粒子(A)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして[トナー母体11]、[トナー11]を得た。実施例1と同様にして各測定値および評価結果を、表1および表2に示した。
20 帯電ローラ
30 露光装置
40 現像装置
41 現像ベルト
42 現像タンク
43 汲み上げローラ
44 塗布ローラ
45 現像ユニット
50 中間転写体
51 懸架ローラ
52 コロナ帯電器
53 定電流源
60 クリーニング装置
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
100 転写紙
Claims (18)
- 少なくとも、官能基含有ポリエステル系樹脂が溶解され、かつ、樹脂微粒子(A)が分散されている有機溶媒相と、
活性水素含有化合物とを、
樹脂微粒子(B)が分散されている水系媒体相中に分散させて、
前記官能基含有ポリエステル系樹脂と前記活性水素含有化合物とを伸長反応および/または架橋反応させることにより得られた分散液から形成される電子写真用トナーであって、
内部に前記樹脂微粒子(A)を含有することを特徴とする電子写真用トナー。 - 前記樹脂微粒子(A)がスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、又は(メタ)アクリル酸エステル系重合体から成ることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 前記電子写真用トナー中の前記樹脂微粒子(A)の含有量が、0.1〜30重量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真用トナー。
- 前記樹脂微粒子(A)の平均粒径が0.15〜2.0μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 樹脂微粒子(A)とともに、更に無機微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記無機微粒子が、シリカおよび/または酸化チタンであることを特徴とする請求項5に記載の電子写真用トナー。
- 前記トナーの母体粒子において、蛍光X線分析法によって求められる無機微粒子の全量が、トナーの母体粒子に対して0.1〜30重量%であることを特徴とする請求項5または6に記載の電子写真用トナー。
- 前記トナーの母体粒子において、XPS法によって求められるトナーの母体粒子表面の無機微粒子に由来する元素濃度が、0.1〜15atomic%(原子個数%)であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記電子写真用トナーが、体積平均粒径(Dv)が2〜7μmであり、体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)との比:Dv/Dnの値が1.25以下の粒子であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記電子写真用トナーが、平均円形度が0.950〜0.990である実質的に球状の粒子であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子写真用トナーと磁性粒子からなるキャリアとを含む二成分系電子写真用現像剤。
- 静電荷像担持体上の静電荷像を静電荷像現像手段により現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体表面に被記録材を介し転写手段を当接させ該トナー像を該被記録材に静電転写する画像形成装置において、現像剤として請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子写真用トナーを使用することを特徴とする画像形成装置。
- 静電荷像担持体上の静電荷像を静電荷像現像手段により現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体表面に被記録材を介し転写手段を当接させ該トナー像を該被記録材に静電転写する画像形成装置において、現像剤として請求項11に記載の二成分系電子写真用現像剤を使用することを特徴とする画像形成装置。
- 前記静電荷像担持体に帯電部材を接触させ、該帯電部材に電圧を印加することによって前記静電荷像担持体の帯電を行うことを特徴とする請求項12または13に記載の画像形成装置。
- 前記静電荷像担持体上の潜像を現像する際に、前記帯電部材に交互電界を印加することを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記静電荷像担持体がアモルファスシリコン製の静電荷像担持体であることを特徴とする請求項12〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 静電転写後に未定着画像が形成させた被記録材を、発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して該加熱体と圧接する加圧部材とを有する定着手段の、前記フィルムと前記加圧部材の間を通過させて前記未定着画像を加熱定着することを特徴とする請求項12〜16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置の一部を構成し、着脱自在であるプロセスカ−トリッジであって、少なくとも静電荷像担持体と現像手段とが内部に一体的に支持されており、前記現像手段が請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子写真用トナーを使用することを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
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