JP2005070188A - フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 像担持体に対するクリーニング不良が低減されると共に安定して高画質の画像を得ることができる、フルカラー画像形成方法を提供する。
【解決手段】 フルカラー画像形成方法は、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成し、イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、マゼンタトナーの形状係数SF−1及びシアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下である。イエロートナーでの現像は、マゼンタトナーでの現像及びシアントナーでの現像より先である。
【選択図】 な し
【解決手段】 フルカラー画像形成方法は、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成し、イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、マゼンタトナーの形状係数SF−1及びシアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下である。イエロートナーでの現像は、マゼンタトナーでの現像及びシアントナーでの現像より先である。
【選択図】 な し
Description
本発明は、フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置に関する。
近年、プレゼンテーション用のソフトやツールの普及にともない、オフィスにおける文書のカラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の出力だけではなく、パーソナルコンピューターで作成したフルカラーの資料を、プレゼンテーション用として、多数枚出力する機会が増している。このような多数枚出力に対応するため、電子写真装置では、市場からの要求にともない、フルカラー複写機やフルカラープリンターなど、フルカラー対応の画像形成装置に対する需要が増加してきている。
このようなフルカラー対応の画像形成装置は、中間転写体を用いた画像形成装置と直接転写方式の画像形成装置に大別される。
中間転写体を用いた画像形成装置は、(1)潜像担持体上に形成されるトナー像を、中間転写体上に一次転写する工程を繰り返して各色トナー像を中間転写体上に重ね合わせた後、転写材上に一括して二次転写する画像形成装置と、(2)潜像担持体と現像手段からなる画像形成ユニットを複数配列し、潜像担持体上に形成されるトナー像を、中間転写体上に逐次重ね合わせた後、転写材上に一括して転写する画像形成装置に大別される。(1)の画像形成装置のうち、各色の現像手段が回転体ユニットに収納されている画像形成装置は、リボルバー型の画像形成装置と呼ばれ、(2)の画像形成装置は、中間転写方式を用いたタンデム型の画像形成装置と呼ばれる。
直接転写方式の画像形成装置は、(3)潜像担持体上に静電潜像を形成し、静電潜像を現像手段で現像し、潜像担持体上にトナー像を形成する工程を繰り返して各色トナー像を重ね合わせた後、転写材上に一括転写する画像形成装置と、(4) 潜像担持体と現像手段からなる画像形成ユニットを複数配列し、潜像担持体上に形成されるトナー像を、転写材上に逐次転写する画像形成装置に大別される。(3)の画像形成装置は、1ドラム直接転写方式を用いた画像形成装置と呼ばれ、(4)の画像形成装置は、直接転写方式を用いたタンデム型の画像形成装置と呼ばれる。
上記(1)〜(3)の画像形成装置のうち、中間転写方式による(1)及び(2)の画像形成装置においては、十分な画像濃度を得るためには、一次転写及び二次転写の各工程において、転写効率が90%以上であることが必要である。ところが、熱可塑性樹脂を顔料などと共に溶融混練した後、微粉砕し、更に分級する混練粉砕法により製造される従来の混練粉砕トナーを使用した場合には、本来転写されるべきトナーが、中間転写体上に一部残ってしまい、画像の一部にトナーが載っていない、いわゆる虫食い版画と呼ばれる異常画像が多く見られるという問題点がある。
また、上記(1)〜(3)の画像形成装置のうち、中間転写方式によらない(3)の1ドラム直接転写方式においても、4色の重ね合わせのトナー付着量が多いため、転写残トナーが多いという問題がある。
これらの課題に対しては、重合法によるトナーを用いることによって、ある程度改善される。すなわち、従来の粉砕法によって得られるトナーに対して、重合法によって得られるトナーは、粒子形成過程において表面張力が作用するため、トナー粒子の真球度が高く、潜像担持体との付着力が低いため、転写率が高い。また、転写チリ等の転写工程におけるトナー像の乱れも少なく、高精細の画質が得られる。更に、重合法により製造されるトナーは、形状及び粒径分布が均一であるため、転写工程でトナー層が圧接されても、虫食い版画が発生しにくい。このことは、孤立ドットにおいても同様で、トナー層が圧接されてもトナーが散らばらず、孤立ドットの形状が維持されるため、重合法によって製造されるトナーを用いた画像は粒状性が非常に良好である。
しかしながら、重合法によって製造されるトナーを用いた場合に、潜像担持体及び中間転写体などの像担持体上に残存した転写残トナーを、クリーニング工程においてブレードで掻き取ることが困難であるという重大な問題があった。特に、中間転写方式における二次転写工程及び1ドラム直接転写の如くトナー付着量が多い転写工程においては、重合法によって製造された重量平均粒子径6μm以下の小粒径トナーを用いた場合に、微量の転写残トナーが残存しやすい。さらに、ブレードをすり抜けた残留トナーが、像担持体に対するトナー融着を誘発し、経時で画像の転写性をさらに低下させる。このように、重合法によって製造された小粒径トナーを用いた場合には、像担持体に対するクリーニング不良及びトナー融着という悪循環が、重合法によって製造されたトナーを用いたフルカラー画像形成装置の信頼性を低下させる要因になっていた。
これに対して、特定の形状的特徴を有するトナーを使用して、トナーを転写材に良好に転写させると共に、像担持体に残留するトナーの除去性能を向上させたり、像担持体に対するトナーの融着を低減する試みがなされてきている。
例えば、静電潜像保持体上に、ルーゼックスで測定したSF−1が100〜110であり且つ低軟化点物質を5〜30重量%含有しているトナー粒子でトナー像を形成し、静電潜像保持体上のトナー像を中間転写体に転写し、転写ローラを転写材に接触させ、中間転写体上のトナー像を転写材へ転写し、転写材上のトナー像を、耐熱性高分子フィルムを介した面状発熱体を用いた加熱手段を用いて転写材に加熱定着するフルカラー画像形成方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、形状係数SF−1が100〜140、形状係数SF−2が100〜120であり、重量平均粒径が5〜11μm、好ましくは5〜7μmの実質的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーを用いる画像形成装置が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平7−152221号公報
特開2001−147549号公報
しかしながら、フルカラー画像形成装置において、上述した特許文献に開示された先行技術は、重合法によって製造されたトナーを用いた場合に、潜像担持体及び中間転写体などの像担持体におけるトナーのクリーニング不良及び像担持体に対するトナー融着を低減する効果が不十分であるか、又は画像形成装置の構成が複雑化してコストが高くなるという問題がある。すなわち、これらの先行技術は、像担持体におけるクリーニング不良及びそのクリーニング不良に起因する像担持体へのトナー融着を低減すると共に、トナーの良好な転写性並びに出力画像における良好な粒状性及びシャープ性を長期にわたって維持することは、困難であった。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、像担持体に対するクリーニング不良が低減されると共に安定して高画質の画像を得ることができる、フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成方法において、前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であるので、像担持体に対するクリーニング不良が低減されると共に安定して高画質の画像を得ることができる、フルカラー画像形成方法を提供することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のフルカラー画像形成方法において、像担持体に前記イエロートナーの像を形成した後に前記マゼンタトナーの像及び前記シアントナーの像を形成することを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、像担持体に前記イエロートナーの像を形成した後に前記マゼンタトナーの像及び前記シアントナーの像を形成するので、さらに色再現性もまた良好な画像を得ることができる、フルカラー画像形成方法を提供することができる。なお、請求項2記載の発明において、像担持体とは、例えば、中間転写方式による画像形成装置を使用して画像を形成する場合には、中間転写体であり、1ドラム直接転写方式による画像形成装置を使用して画像を形成する場合には、潜像担持体が該当する。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のフルカラー画像形成方法において、前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むので、像担持体に対するトナー融着がさらに低減されるフルカラー画像形成方法を提供することができる。
請求項4記載の発明は、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置において、前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であることを特徴とする。
請求項4記載の発明によれば、前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であるので、像担持体に対するクリーニング不良が低減されると共に安定して高画質の画像を得ることができる、フルカラー画像形成装置を提供することができる。
請求項5記載の発明は、請求項4記載のフルカラー画像形成装置において、前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする。
請求項5記載の発明によれば、前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むので、像担持体に対するトナー融着がさらに低減されるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、像担持体に対するクリーニング不良が低減されると共に安定して高画質の画像を得ることができる、フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置を提供することができる。
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
まず、本発明のフルカラー画像形成装置を図1、図2、及び図3と共に説明する。本発明のフルカラー画像形成装置は、単数又は複数の潜像担持体に形成された静電潜像を少なくともイエロー(黄色)トナー、マゼンタ(赤紫色)トナー、及びシアン(緑青色)トナーの3色のトナーを用いて現像してフルカラーの画像を形成するフルカラー画像形成装置である。なお、これら3色のトナーに加えてブラック(黒色)トナーを用いて、4色のトナーで潜像担持体に形成された静電潜像を現像してもよい。以下では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナーでフルカラー画像を形成する装置について具体的に説明する。
図1は、中間転写方式を用いたリボルバー型のフルカラー画像形成装置の概略を示す。図1に示すように、中間転写方式を用いたリボルバー型のフルカラー画像形成装置は、潜像担持体1、帯電装置2、4色のトナーの各々を潜像担持体1の表面に供給する4つのい現像手段3a、3b、3c、3d、中間転写体4、潜像担持体用のクリーニング装置5、中間転写体用のクリーニング装置6、及び転写炉―ラ7などを有する。潜像担持体1は、帯電装置2によって帯電し、第一の色に対応する露光による書き込みで潜像担持体に静電潜像が形成される。次に、現像装置3aによって一色目のトナーによって、静電潜像は、一色目のトナー画像に顕像化され、顕像化された一色目のトナー画像は、潜像担持体1と中間転写体4との当接部にて中間転写体4へ一次転写される。潜像担持体1上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置5で回収される。他の3つのカラーについても、現像装置3b、3c、又は3dを用いて同様の行程を繰り返し、中間転写体4上にフルカラー画像を形成する。次に中間転写体4上に形成されたフルカラー画像は、転写ローラ7において紙などの転写材10上に一括して二次転写される。その後、転写材10は、定着行程を経てフルカラー画像として出力される。なお、中間転写体上に残像する転写残トナーは、クリーニング装置6で回収される。
図2は、中間転写方式を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置の概略を示す。図2に示すような、中間転写方式を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置は、4つのカラーに対応する4つの現像ユニット、中間転写体4、中間転写体用クリーニング装置6、及び転写ローラ8を有する。また、各現像ユニットは、潜像担持体1、帯電装置2、現像装置3a、中間転写体用の転写ローラ7、クリーニング装置5を有する。第一現像ユニットにおいて、潜像担持体1は、帯電装置2によって帯電し、第一の色に対応する露光による書き込みで潜像担持体1に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置3によってトナー画像に顕像化され、潜像担持体1と中間転写体4との当接部にて、トナー画像は、中間転写体4へ転写される。潜像担持体上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置5で回収される。他の3つのカラーについても、他の3つの現像ユニットを用いて同様の行程を繰り返し、中間転写体4上にフルカラー画像を形成する。中間転写体4上に形成されたフルカラー画像は、転写ローラ8を用いて紙などの転写材10上に一括して二次転写される。その後、転写材10は、定着行程を経てフルカラー画像として出力される。中間転写体上に残像する転写残トナーは、クリーニング装置6で回収される。
図3は、1ドラム直接転写方式を用いた画像形成装置の概略を示す。図3においては、背面露光方式を用いた画像形成装置を示すが、これに限定されるものではない。図3に示すように、背面露光方式を用いた画像形成装置は、潜像担持体1、4つの帯電装置2、4つの色に対応する現像装置3a、3b、3c、3d、潜像担持体用クリーニング装置5、及び転写ローラ7を有する。潜像担持体1は、第一の帯電装置2によって帯電し、第一の色に対応する背面露光により、潜像担持体1上に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置3aから供給される第一の色のトナーで第一の色のトナー画像に顕像化される。引き続き、他の3つの色についても同様にして、現像手段3b、3c、3dから供給される3つのカラートナーで潜像担持体1上にフルカラー画像が形成される。次に、潜像担持体1上に形成されたフルカラー画像は、転写ローラ7において紙などの転写材10上に一括して転写される。その後、転写材10は、定着行程を経てフルカラ−画像として出力される。なお、潜像担持体1上に残像する転写残トナーは、クリーニング装置5で回収される。
これらの画像形成装置のうち、図1及び図2に示す中間転写方式の画像形成装置は、各色の重ね合わせによる色ズレが少ない点で優れている。また、図2に示す中間転写方式を用いたタンデム型の画像形成装置、及び図3に示す1ドラム直接転写方式を用いた画像形成装置は、高速の画像出力が可能である点で優れている。
このような画像形成装置を用いることよって、本発明のフルカラー画像形成方法を実施することができる。本発明のフルカラー画像形成方法は、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成する。また、本発明のフルカラー画像形成方法は、これら3色のトナーを用いて画像を形成することに加えて、ブラックトナーも用いて画像を形成してもよい。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの4色のトナーを使用してフルカラー画像を形成する方法について説明することにする。
本発明のフルカラー画像形成装置においては、イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、マゼンタトナーの形状係数SF−1及びシアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下である。また、イエロー、マゼンタ、シアンの三色のトナーに加えてブラックトナーを使用する場合には、ブラックトナーの形状係数SF−1もまた、100以上120以下であることが好ましい。
ここで、「トナーの形状係数SF−1」について説明する。トナーの形状係数SF−1を説明するために、トナー粒子の形状係数を最初に説明する。トナー粒子の形状係数とは、トナー粒子の二次元投影像の円形からのズレを表すパラメータである。このトナー粒子の形状係数を、図4を用いて説明する。トナー粒子のトナー形状係数は、以下のようにして求められる。まず、トナー粒子の二次元投影像からトナー粒子の絶対最大長(トナー粒子の二次元投影像における最も離れた二点間の距離)MXLNGを求める。次に、トナー粒子の二次元投影像の面積AREAを求める。そして、トナー粒子の二次元投影像における絶対最大長を直径とする真円の面積(π(MXLNG/2)2)を二次元投影像の面積AREAで徐し100倍することにより、
次に、トナーの形状係数SF−1について説明する。トナーの形状係数SF−1は、トナーに含まれる無作為に選択された十分な(所定の)数のトナー粒子について測定されたトナー粒子の形状係数の平均値である。
上記のように定義されるトナーの形状係数SF−1が130以上160以下であるトナーを「異形トナー」と呼び、トナーの形状係数SF−1が100以上120以下であるトナーを「球形トナー」と呼ぶことにする。本発明において使用されるイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーのうち、イエロートナーは、異形トナーであり、マゼンタトナー及びシアントナーは、球形トナーである。また、ブラックトナーも球形トナーであることが好ましい。
このように、本発明においては、イエロートナーの形状係数SF−1のみが、130〜160であり、他のマゼンタ、シアン、及びブラックトナーの形状係数SF−1が、100〜120であることによって、潜像担持体又は中間転写体に対するクリーニング不良を生ずることなく、長期にわたって安定して高画質の画像を得ることができる。すなわち、中間転写方式における二次転写や1ドラム直接転写のようにトナー付着量が多い転写工程を有するフルカラー画像形成装置において、重合法によって製造された重量平均粒子径6μm以下の小粒径トナーを用いた場合であっても、潜像担持体又は中間転写体のクリーニング性が良好であり、潜像担持体のクリーニング不良又は中間転写体における転写チリの発生がない。また、長期間にわたる使用でトナーの転写性も良好であり、出力画像における良好な粒状性及びシャープ性を維持する画像形成装置を提供することができる。
このことは、第一に、本発明においては、異形トナーを使用していることによる。これにより、潜像担持体又は中間転写体のクリーニング部材としてクリーニングブレードを使用する場合であっても、異形トナーは、潜像担持体又は中間転写体から除去することが容易であり、潜像担持体又は中間転写体におけるトナーのクリーニング性を向上させることができる。すなわち、異形トナーでは、その形状が球形から外れているため、異形トナーは、クリーニングブレードを通過せず、潜像担持体又は中間転写体上に残留する異形トナーを効率的に除去することができる。
第二に、本発明においては、異形トナーが、イエロートナーであり、マゼンタトナー及びシアントナーが球形トナーであることによる。異形トナーは、球形トナーと比較して、転写の効率が低い。しかしながら、イエロー(黄色)は、画像が転写される転写材の色が白色である場合には、視認度の低い色であるため、イエロートナーの多少転写の効率が低くても、出力画像における粒状性及びシャープ性を大幅に低下させることはない。一方、白色の転写材に対してイエローと比較して相対的に視認度が高いマゼンタ及びシアンのトナーは、球形トナーであるため、マゼンタ及びシアンのトナーは、良好に転写材に転写される。その結果、出力画像における良好な粒状性及びシャープ性を維持することができる。
よって、異形トナーが、イエロー以外のトナーであり、転写材の色が白色である場合には、潜像担持体又は中間転写体におけるトナーのクリーニング性は改善されるが、出力画像における粒状性及びシャープ性などの画像品質(特に、フルカラー画像形成時の粒状性)が低下する。
さらに、本発明における異形トナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であるが、より好ましくは、130以上140以下である。異型トナーの形状係数SF−1が、130未満である場合には、一般に球形に近いトナー粒子が多いため、トナー粒子がクリーニングブレードを容易に通過してしまい、潜像担持体又は中間転写体におけるトナーのクリーニング性の向上が少ない。一方、異型トナーの形状係数SF−1が、160を超える場合には、一般に球形から大きく外れたトナー粒子が多く、球形から大きく外れたトナー粒子の転写性は低いため、出力画像の画像品質が低下する。また、球形トナーの形状係数SF−1が、120を超える場合にも、一般に球形から外れたトナー粒子が多く、球形から外れたトナー粒子の転写性は低いため、出力画像の画像品質が低下する。
また、本発明に用いるトナー粒子の重量平均粒径は、4μm以上6μm以下であることが好ましい。この場合には、高精細な出力画像が得られ、画像の粒状性が良好である。なお、トナー粒子の重量平均粒径は、例えば、試料であるトナーの懸濁液を調製し、ISOTON−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)を用いて測定することができる。
さらに、本発明の画像形成方法においては、像担持体に、異形トナーであるイエロートナーの像を形成した後に、球形トナーであるマゼンタトナーの像及び球形トナーであるシアントナーの像を形成することが好ましい。なお、像担持体とは、一般的には、静電潜像及び/又は現像剤によって現像された像を担持する画像形成装置の構成部品であるが、ここでは、特に、中間転写方式による画像形成装置の中間転写体、及び1ドラム直接転写方式による画像形成装置の潜像担持体を表す。
すなわち、図1及び図2に示すように中間転写方式を用いたフルカラー画像形成装置においては、異形トナーであるイエロートナーを、マゼンタトナー及びシアントナーより先に、最初に潜像担持体に供給すると共に、イエロートナー像を、最初に中間転写体に一次転写する。この場合には、中間転写体の表面上には異形トナーであるイエロートナー像が形成され、イエロートナー像の上にマゼンタトナー像及びシアントナー像が重なる。よって、中間転写体の表面上に転写された異形トナーであるイエロートナーは、中間転写体から除去され易いため、中間転写体におけるトナーのクリーニング性は、イエロートナー像よりもマゼンタトナー像又はシアントナー像を中間転写体に先に転写する場合よりも高くなる。一方、イエロートナー像をマゼンタトナー像及びシアントナー像よりも先に、最初に、中間転写体に一次転写するため、中間転写体から転写材上にフルカラー画像を転写したとき、転写体上には、イエロートナー像が最上になる。すなわち、白色の転写材に対する視認度の低いイエロートナー像を、マゼンタトナー像又はシアントナー像を介せずに、直接見ることができるため、転写材に形成されたフルカラー画像の色再現性が良く、高品質の画像を得ることができる。
また、図2に示す中間転写方式を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置においては、前側の現像ユニットにおいて中間転写体に一次転写されたトナー画像のトナーが、後側の現像ユニットの潜像担持体に逆転写されて、その潜像担持体上に残留する場合がある。例えば、3色に対応した3つの現像ユニットを用いて画像形成する場合には、最初の現像ユニットで一次転写されたトナー画像のトナーは、後の2つの現像ユニットにおける潜像担持体に逆転写される可能性がある。しかしながら、最初の現像ユニットで一次転写されるトナー画像がイエロートナー画像である場合には、たとえイエロートナー画像のトナーが、後のマゼンタトナー画像、及びシアントナー画像を形成するそれぞれの潜像担持体に逆転写されたとしても、イエローは、視認度が低いため、形成される画像における混色の悪影響を最小限に抑えることができる。
図3に示す1ドラム直接転写方式を用いた画像形成装置においては、異形トナーであるイエロートナーを、マゼンタトナー及びシアントナーより先に、最初に潜像担持体に供給して、イエロートナー像を最初に現像する。この場合には、潜像担持体の表面上には異形トナーであるイエロートナー像が形成され、イエロートナー像の上にマゼンタトナー像及びシアントナー像が重なる。よって、潜像担持体の表面上に現像された異形トナーであるイエロートナーは、潜像担持体から除去され易いため、潜像担持体におけるトナーのクリーニング性は、イエロートナー像よりも先にマゼンタトナー像又はシアントナー像を潜像担持体上で現像する場合よりも高くなる。一方、イエロートナー像をマゼンタトナー像及びシアントナー像よりも先に、最初に、潜像担持体上で現像するため、潜像担持体から転写材上にフルカラー画像を転写したとき、転写体上には、イエロートナー像が最上になる。すなわち、白色の転写材に対する視認度の低いイエロートナー像を、マゼンタトナー像又はシアントナー像を介せずに、直接見ることができるため、転写材に形成されたフルカラー画像の色再現性が良く、高品質の画像を得ることができる。
また、前側の現像装置によって潜像担持体上で現像されたトナー画像のトナーが、後側の現像装置に混入することが考えられる。例えば、3色に対応した3つの現像装置を用いて画像形成する場合には、最初の現像装置で現像されたトナー画像のトナーは、後の2つの現像装置に混入する可能性がある。しかしながら、最初の現像装置で現像されるトナー画像がイエロートナー画像である場合には、たとえイエロートナー画像のトナーが、後のマゼンタトナー画像及びシアントナー画像を形成するそれぞれの現像装置に混入したとしても、イエローは、視認度が低いため、形成される画像における混色の悪影響を最小限に抑えることができる。
次に、本発明で使用される球形トナー及び異形トナーの製造方法について説明する。本発明で使用される球形トナー及び異形トナーは、公知の製造方法で製造することができ、例えば、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、界面重合法、溶解懸濁法、及び転相乳化法等の湿式造粒による製造方法、並びに粉砕法によって得られた不定形トナーの(加熱処理等の)球形化処理などがあげられる。
球形トナーであるマゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーは、トナー組成物の溶融混練物を粉砕及び分級することによって得られる不定形トナーを加熱処理等の球形化処理することによって製造することもできるが、水系媒体中で粒子が形成されるような製造方法が好ましい。このような水系媒体中で粒子が形成される球形トナーの製造方法は、粉砕トナーの球形化処理よりも消費エネルギーが少なく、また、均一な粒径分布及び均一な粒子形状の球形トナーを得ることができる。水系媒体中で粒子を形成する方法のうち、特に、懸濁重合法及び分散重合法が望ましい。懸濁重合法又は分散重合法によれば、シャープな粒径分布を有する円形度の高いトナーを安定して得ることができ、またトナーの帯電制御も容易である。
異形トナーであるイエロートナーは、そのトナーの形状係数SF−1が130以上160以下であるように、トナー組成物の溶融混練物を粉砕及び分級することによって得られた不定形トナーを加熱処理等の球形化処理することによって、製造することができる。また、異形トナーを、水系媒体中で粒子が形成されるような製造方法によって得られた球形トナーを異形化することによって製造してもよい。ただし、懸濁重合法及び分散重合法によるトナーの製造方法では、本発明で使用する異形トナーを製造することが困難である。これに対して、溶解懸濁法は、本発明で使用する異形トナーを製造することができる。また、溶解懸濁法では、トナー粒子を形成する過程でトナー粒子の体積収縮を伴うため、トナー粒子の形状を制御することができる。さらに、溶解懸濁法では、ポリエステル樹脂を使用することができ、結果として、低温で転写材に定着する異形トナーを提供することができる。
加えて、本発明で使用する異形トナーであるイエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むように製造してもよい。より具体的には、異形トナーであるイエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル樹脂を含むトナー組成物、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を有機媒質に溶解又は分散させ、得られた溶解物又は分散物を、分散剤を含む水系媒質に分散させ、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル樹脂と活性水素基を有する伸長剤及び/又は架橋剤とを反応させ、得られた分散液から有機媒質を除去することによって得られる。活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル樹脂と伸長剤及び/又は架橋剤とが反応するとき、溶解物又は分散物の粘度の増加速度(増粘速度)を調整することで、トナーの形状を制御することができる。この増粘速度の調整によるトナー形状制御で得られた異形トナーでは、そのトナーが130以上160以下のトナーの形状係数SF−1を有すると共にそのトナー粒子の潜像担持体又は中間転写体への融着をさらに低減させることができる。
ここで、公知の、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法、粉砕法によるトナーの球形化処理、及び増粘速度の調整によるトナー形状制御について以下に簡単に説明する。
(懸濁重合法)
ビニル基を有する一種以上の重合性単量体に、分散安定剤、及び着色剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、及び離型剤等をボールミル等により均一に分散させた後、重合開始剤を加えて単量体相を得る。この単量体相とあらかじめ撹拌して作製しておいた水系分散媒相を、ホモジナイザー等により攪拌し、得られた懸濁液を窒素置換後に加熱して重合反応を完了させ、着色樹脂粒子を得る。この着色微粒子を洗浄及び乾燥することによって、円形度の高いトナー粒子を得ることができる。
ビニル基を有する一種以上の重合性単量体に、分散安定剤、及び着色剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、及び離型剤等をボールミル等により均一に分散させた後、重合開始剤を加えて単量体相を得る。この単量体相とあらかじめ撹拌して作製しておいた水系分散媒相を、ホモジナイザー等により攪拌し、得られた懸濁液を窒素置換後に加熱して重合反応を完了させ、着色樹脂粒子を得る。この着色微粒子を洗浄及び乾燥することによって、円形度の高いトナー粒子を得ることができる。
(分散重合法)
一種以上の親水性有機液体に、その親水性有機液体に溶解する高分子分散剤、その親水性有機液体に溶解するが、生成する重合体が親水性有機液体において膨潤するか又は殆ど溶解しない、一種以上のビニル単量体、及び重合開始剤を加える。なお、必要に応じて、親水性有機液体に架橋剤、無機微粉末、界面活性剤などを加えてもよい。次に、親水性有機液体においてビニル単量体を加熱により重合させる。なお、分散重合法においては、目的とする粒径よりは小さく粒度分布の狭い予め調製した重合体粒子を利用して、生成した重合体(種粒子)を生長させることも含まれる。種粒子である重合体の生長反応に利用する重合体粒子の単量体は、種粒子を製造した単量体と同一でも異なってもよいが、その重合体粒子は、親水性有機液体に溶解してはならない。重合の終了後、生成した重合体を染着することによって、カラートナーを製造することができる。すなわち、生成した重合体が溶解しない有機溶媒にその重合体を分散し、この重合体の分散前又は後にその有機溶媒中に染料を溶解させ、その染料を重合体の粒子中に浸透させて重合体の粒子を着色し、その有機溶媒を除去して染着されたカラートナーを得ることができる。
一種以上の親水性有機液体に、その親水性有機液体に溶解する高分子分散剤、その親水性有機液体に溶解するが、生成する重合体が親水性有機液体において膨潤するか又は殆ど溶解しない、一種以上のビニル単量体、及び重合開始剤を加える。なお、必要に応じて、親水性有機液体に架橋剤、無機微粉末、界面活性剤などを加えてもよい。次に、親水性有機液体においてビニル単量体を加熱により重合させる。なお、分散重合法においては、目的とする粒径よりは小さく粒度分布の狭い予め調製した重合体粒子を利用して、生成した重合体(種粒子)を生長させることも含まれる。種粒子である重合体の生長反応に利用する重合体粒子の単量体は、種粒子を製造した単量体と同一でも異なってもよいが、その重合体粒子は、親水性有機液体に溶解してはならない。重合の終了後、生成した重合体を染着することによって、カラートナーを製造することができる。すなわち、生成した重合体が溶解しない有機溶媒にその重合体を分散し、この重合体の分散前又は後にその有機溶媒中に染料を溶解させ、その染料を重合体の粒子中に浸透させて重合体の粒子を着色し、その有機溶媒を除去して染着されたカラートナーを得ることができる。
(溶解懸濁法)
溶解懸濁法は、樹脂を溶媒に溶解して油相を調製し、その油相を、水系媒体及びその水系媒体中で難溶の固体である固体微粒子分散剤を含む水相中で、乳化して、乳濁液を生成させた後に、その乳濁液に含まれる上記の溶媒及び水系媒体を除去して、樹脂粒子を得る方法である。着色剤(又は着色剤マスターバッチ)、離型剤、及び荷電制御剤は、油相を調製するとき、乳濁液を生成させたとき、樹脂粒子を形成するとき、及び樹脂粒子を形成した後のいずれにおいても添加することができる。また、乳濁液の生成のとき又は後に、界面活性剤又は高分子系保護コロイドを加えてもよい。
溶解懸濁法は、樹脂を溶媒に溶解して油相を調製し、その油相を、水系媒体及びその水系媒体中で難溶の固体である固体微粒子分散剤を含む水相中で、乳化して、乳濁液を生成させた後に、その乳濁液に含まれる上記の溶媒及び水系媒体を除去して、樹脂粒子を得る方法である。着色剤(又は着色剤マスターバッチ)、離型剤、及び荷電制御剤は、油相を調製するとき、乳濁液を生成させたとき、樹脂粒子を形成するとき、及び樹脂粒子を形成した後のいずれにおいても添加することができる。また、乳濁液の生成のとき又は後に、界面活性剤又は高分子系保護コロイドを加えてもよい。
溶解懸濁法では、得られた樹脂粒子を本発明で使用する球形トナー及び異形トナーの形状に形状制御することができる。
まず、得られた樹脂粒子の形状を制御して本発明で使用する異形トナーを得る方法について説明する。溶解懸濁法の過程において調製した乳濁液においては、通常、乳化した油滴の表面に固体微粒子が付着し、その油滴が球状に安定化されている。その後、油滴に含まれる溶媒及び乳濁液の水系溶媒などが除去される過程で、油滴の体積は減少するが、固体微粒子は、油滴に付着したまま残っている。このため、油滴の表面積の減少速度は、油滴の体積の減少速度と比較して遅く、油滴から生ずる樹脂粒子は、球状の形態を維持できずに、異形化する。このようにして、本発明で使用する異形トナーを製造することができる。
次に、得られた樹脂粒子の形状を制御して本発明で使用する球形トナーを得る方法について説明する。溶解懸濁法において、本発明で使用する球形トナーを得るためには、乳濁液に分散した油滴に含まれる溶媒及び乳濁液の水系媒体を除去するときに、油滴の界面に付着する固体微粒子の吸着力を弱めて、固体微粒子が油滴の界面から離脱することを促進することが必要である。固体微粒子を油滴の界面から離脱させることで、油滴の形態を球形に維持しながら油滴から樹脂粒子を生成させることが可能となる。具体的には、乳濁液に適切な界面活性剤若しくは高分子保護コロイドを添加して、これを固体微粒子に対して交換吸着させることによって、又は水系媒体のpHを調節することによって油滴の表面及び固体微粒子の荷電を変化させることによって、油滴の界面における固体微粒子の吸着力を弱めることができる。
(粉砕トナーの球形化処理)
粉砕及び分級法によって製造されるトナーは、そのままでは、不定形であり、粉砕方法にもよるが、トナーの形状係数SF−1は、一般に160〜190の範囲である。本発明で使用する球状トナー(トナーの形状係数SF−1:100〜120)及び異型トナー(トナーの形状係数SF−1:130〜160)を得るために、適当な粉砕装置をさらに使用する機械的処理によって、又はトナー粒子の表面を半溶融させるか若しくはトナー粒子を高温の液体中に浸漬する加熱処理によって、不定形トナーを球形化することができる。
粉砕及び分級法によって製造されるトナーは、そのままでは、不定形であり、粉砕方法にもよるが、トナーの形状係数SF−1は、一般に160〜190の範囲である。本発明で使用する球状トナー(トナーの形状係数SF−1:100〜120)及び異型トナー(トナーの形状係数SF−1:130〜160)を得るために、適当な粉砕装置をさらに使用する機械的処理によって、又はトナー粒子の表面を半溶融させるか若しくはトナー粒子を高温の液体中に浸漬する加熱処理によって、不定形トナーを球形化することができる。
(増粘速度の調整によるトナー形状制御)
本発明で使用される異形トナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂の存在下で、活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させても得られる。これにより、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)を伸長剤及び/又は架橋剤(B)と反応させて得られる変性ポリエステル系樹脂(i)、及びトナーバインダーとしての0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル系樹脂(ii)を含有するトナーが製造される。
本発明で使用される異形トナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂の存在下で、活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させても得られる。これにより、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)を伸長剤及び/又は架橋剤(B)と反応させて得られる変性ポリエステル系樹脂(i)、及びトナーバインダーとしての0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル系樹脂(ii)を含有するトナーが製造される。
ここで、変性されたポリエステル系樹脂(A)を伸長剤及び/又は架橋剤(B)と反応させたとき、変性されたポリエステル系樹脂(A)及び未変性ポリエステル系樹脂(ii)を有機溶媒に溶解又は分散させて得られる溶解物又は分散物の粘度の増加速度(増粘速度)がトナー形状と深く関係すること、及びその溶解物又は分散物の増粘速度が未変性ポリエステル系樹脂(ii)の酸価に大きく依存することを利用して、球状トナーから異形トナーまでトナー粒子の形状を調整することができる。
具体的には、溶解物又は分散物の増粘速度は、1000〜10000mPa・s/分、好ましくは3000〜8000mPa・s/分である。溶解物又は分散物の増粘速度が、1000mPa・s/分以下の場合には、変性されたポリエステル系樹脂(A)と伸長剤及び/又は架橋剤(B)の反応が緩やかに起こり、溶解物又は分散物を強く撹拌したとしてもせん断力が加わらず、トナー粒子の形状は、球形を保ったままで異形化することが困難である。一方、その増粘速度が10000mPa・s/分以上の場合は、変性されたポリエステル系樹脂(A)と伸長剤及び/又は架橋剤(B)の反応が急激に起こり、トナー粒子の形状を制御するのが非常に困難になる。また、撹拌によるせん断力を容易に加えることができるが、トナー粒子の形状がすぐに固定され、所望の粒径及び粒径分布を有するトナー粒子が得られない。なお、溶解物又は分散物の増粘速度は、米国ブルックフィールド社製デジタル粘度計(型式:DV−E)を用いて測定することができる。
トナーの製造に使用される活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーが好ましい。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとしては、ジオール及び/又は3価以上のポリオールとジカルボン酸及び/又は3価以上のポリカルボン酸の重縮合物で活性水素基を有するポリエステルを、ジイソシアネート化合物と反応させて得られる生成物などが挙げられる。なお、ポリエステルの有する活性水素基とは、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、及びメルカプト基などが挙げられ、好ましくは、アルコール性水酸基である。
ジオール及び/又は3価以上のポリオールは、好ましくは、ジオール単独、又はジオールと少量の3価以上のポリオールとの混合物である。
ジオールとしては、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など)、上記の脂環式ジオールのアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど)付加物、上記のビスフェノール類のアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましくは、炭素数2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物であり、特に好ましくは、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物、及びこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの混合物である。
3価以上のポリオールとしては、3〜8価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)、及び上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。
ジカルボン酸及び/又は3価以上のポリカルボン酸は、好ましくは、ジカルボン酸単独、及びジカルボン酸と少量の3価以上のポリカルボン酸との混合物である。
ジカルボン酸としては、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及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
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(トリメリト酸、ピロメリト酸など)などが挙げられる。
なお、ジカルボン酸及び/又は3価以上のポリカルボン酸の代わりに、上記のジカルボン酸及び/又は3価以上のポリカルボン酸の酸無水物又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)を用いてもよい。
ジオール及び/又は3価以上のポリオールとジカルボン酸及び/又は3価以上のポリカルボン酸との比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ジイソシアネート化合物としては、脂肪族ジイソシアネート(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)、脂環式ジイソシアネート(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、ジイソシアネート化合物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、及びこれらの混合物が挙げられる。
ジイソシアネート化合物の比率は、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、トナーの低温定着性が悪化する。[NCO]/[OH]が1未満では、変性ポリエステル(i)中の尿素結合が少なくなり、トナーの耐熱保存性が低下し、像担持体に対するトナー融着も起こり得る。
末端にイソシアネート基を有するプレポリマー中のジイソシアネート化合物に由来する成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。この含有量が0.5重量%未満では、トナーの耐熱保存性が低下する。また、この含有量が40重量%を超えるとトナーの低温定着性が低下する。
イソシアネート基を有するプレポリマー中の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。イソシアネート基が1分子当たり1個未満では、架橋及び/又は伸長後の変性ポリエステル系樹脂(i)の分子量が低くなり、トナーの耐熱保存性が低下し、像担持体に対するトナー融着も起こり得る。
伸長剤及び/又は架橋剤(B)としては、アミン類が好ましい。アミン類としては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、及びこれらの化合物のアミノ基をブロックしたものなどが挙げられる。ジアミンとしては、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、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど)、及び脂肪族ジアミン(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など)などが挙げられる。3価以上のポリアミンとしては、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。上記化合物のアミノ基をブロックしたものとしては、上記のアミン類及びケトン類(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。これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン、及びジアミンと少量の3価以上のポリアミンとの混合物、である。
アミン類の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー中のイソシアネート基[NCO]とアミン類中のアミノ基[NHx]との当量比[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を超えるか又は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、トナーの耐熱保存性が低下し、像担持体に対するトナー融着も起こり得る。
さらに、架橋及び/又伸長の停止剤としては、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)、及びそれらモノアミンをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
未変性ポリエステル(ii)としては、上述したような、ジオール又は3価以上のポリオールとジカルボン酸又は3価以上のポリカルボン酸の重縮合物で、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有するポリエステルである。また、変性ポリエステル(i)及び未変性ポリエステル(ii)は、少なくとも一部が相溶していることが、トナーの低温定着性及び耐熱保存性の点で好ましいため、変性ポリエステル(i)及び未変性ポリエステル(ii)は、類似の組成を有することが好ましい。
未変性ポリエステル(ii)が、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有することで、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)と伸長剤及び/又は架橋剤(B)との伸長及び/又は架橋反応に伴う溶解物又は分散物の粘度の増加速度(増粘速度)を適切に保つことができ、所望の形状の異型トナーを得ることができる。また、トナーの低温における定着性を良好に保つと共に像担持体に対するトナーの融着を低減することができる。
未変性ポリエステル(ii)の酸価が、0.5mgKOH/gより小さい場合は、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)と伸長剤及び/又は架橋剤(B)との伸長及び/又は架橋反応が急激に起こるため、トナーの形状、粒径、粒径分布などを制御することが困難である。また、伸長又は/及び架橋反応によって得られるポリエステル系樹脂(i)が多いため、トナーの低温定着性が著しく低減する。一方、未変性ポリエステル(ii)の酸価が30mgKOH/gより大きい場合は、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(A)と伸長剤及び/又は架橋剤(B)との伸長及び/又は架橋反応が不十分となり、溶解物又は分散物の粘度が低すぎて、トナーの形状を異形化することが困難となる。また、伸長又は/及び架橋反応により得られる変性ポリエステル系樹脂(i)が少ないため、トナーの耐熱保存性も低下し、像担持体に対するトナーの融着も起こり得る。
また、変性ポリエステル(i)と未変性ポリエステル(ii)との重量比は、通常5/95〜25/75、好ましくは10/90〜25/75、さらに好ましくは12/88〜25/75、特に好ましくは12/88〜22/78である。この重量比が5%未満では、トナーの耐熱保存性が低下し、像担持体に対するトナーの融着も起こり得る。
さらに、未変性ポリエステル(ii)のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。このピーク分子量が、1000未満ではトナーの耐熱保存性が低下して像担持体に対するトナーの融着も起こり易くなり、10000を超えるとトナーの低温定着性が悪化する。
加えて、未変性ポリエステル(ii)のガラス転移点(Tg)は、通常40〜70℃、好ましくは45〜55℃である。このガラス転移点が40℃未満である場合には、トナーの耐熱保存性が低下して像担持体に対するトナーの融着も起こり易くなり、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。実際には、架橋及び/又は伸長された変性ポリエステル樹脂(i)の共存により、得られるトナーのTgは、通常45〜75℃、好ましくは50〜60℃となる。
未変性ポリエステル(ii)のトナーバインダーの貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000ダイン/cm2となる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。TG’が100℃未満である場合には、トナーの耐熱保存性が低下し、像担持体に対するトナーの融着も起こり得る。未変性ポリエステル(ii)のトナーバインダーの粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。Tηが180℃を超えるとトナーの低温定着性が悪化する。すなわち、トナーが低温定着性と耐熱保存性の両方の条件を満たすためには、TG’がTηより高い、すなわち、TG’−Tηが0℃以上であることが好ましい。さらに好ましくはTG’−Tηが10℃以上であり、特に好ましくはそれが20℃以上である。
本発明で使用される異形トナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むトナー組成物を有機媒質に溶解又は分散させ、得られた溶解物又は分散物を、分散剤を含む水系媒質に分散させ、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル樹脂と活性水素基を有する伸長剤及び/又は架橋剤とを反応させて、得られた分散液から有機媒質を除去することによって得られる。なお、分散液を強く撹拌することで、分散液中の油滴に強いせん断力が加わり、トナーが紡錘形になってトナーの形状係数SF−1の制御が可能となる。
また、活性水素基を有する伸長剤及び/又は架橋剤との反応は、トナー組成物を水系媒体中に加える前でも後でもよい。さらに、分散液から、有機媒質だけでなく水系溶媒も合わせて除去してもよい。なお、分散液において、油滴を水系媒体中で安定化させるための分散剤として、公知の、界面活性剤、水に難溶の無機化合物、有機樹脂微粒子、高分子系保護コロイドなどを使用することができる。
また、活性水素基を有する伸長剤及び/又は架橋剤との反応は、トナー組成物を水系媒体中に加える前でも後でもよい。さらに、分散液から、有機媒質だけでなく水系溶媒も合わせて除去してもよい。なお、分散液において、油滴を水系媒体中で安定化させるための分散剤として、公知の、界面活性剤、水に難溶の無機化合物、有機樹脂微粒子、高分子系保護コロイドなどを使用することができる。
本発明で使用する球形トナー及び異形トナーの製造においては、着色剤を少なくとも結着樹脂と顔料分散剤と共に有機溶剤又は水の存在下で混練することにより、予めマスターバッチを調製しておくことが好ましい。トナーの製造にマスターバッチを用いることにより、得られるトナーにおいて、着色剤が均一に分散し、着色剤の粒径が小さく、良好な透明性が得られる。
本発明で使用される球形トナー及び異形トナーには、染料及び顔料のような公知の着色剤に加えて、必要に応じて、公知の、帯電制御剤、離型剤、無機微粒子、及び樹脂微粒子を添加及び混合してもよい。
さらに、本発明で使用される球形トナー及び異形トナーは、それぞれ、一成分現像剤としての磁性トナー若しくは非磁性トナーであってもよく、磁性キャリアと共に二成分現像剤として用いてもよい。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示す各成分量(部)は、いずれも重量基準である。
(各色トナー用マスターバッチの調製)
水30部にPigment Yellow 180(ベンズイミダゾロン顔料)50部、ポリエステル樹脂50部、顔料分散剤(ソルスパースS24000sc:Avecia製)15部、及び顔料分散助剤(ソルスパースS5000:Avecia製)2.5部を加え、これらをヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、顔料の凝集体に水が染み込んだ混合物を得た。2本ロールミルを用いて、得られた混合物を、120℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕し、イエロートナー用マスターバッチを得た。
水30部にPigment Yellow 180(ベンズイミダゾロン顔料)50部、ポリエステル樹脂50部、顔料分散剤(ソルスパースS24000sc:Avecia製)15部、及び顔料分散助剤(ソルスパースS5000:Avecia製)2.5部を加え、これらをヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、顔料の凝集体に水が染み込んだ混合物を得た。2本ロールミルを用いて、得られた混合物を、120℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕し、イエロートナー用マスターバッチを得た。
Pigment Yellow 180(ベンズイミダゾロン顔料)の代わりに、Pigment Red 122(キナクリドン系顔料)50部とする以外は同様の手順で、マゼンタトナー用マスターバッチを得た。
Pigment Yellow 180(ベンズイミダゾロン顔料)の代わりに、銅フタロシアニンブルー顔料50部とする以外は同様の手順で、シアントナー用マスターバッチを得た。
Pigment Yellow 180(ベンズイミダゾロン顔料)の代わりに、カーボンブラック(デグサ社製Printex70)50部とする以外は同様の手順で、ブラックトナー用マスターバッチを得た。
{トナー調製例1:溶解懸濁法によるトナーの調製}
(トナーバインダーの合成)
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管を備えた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物724部、テレフタル酸276部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間重縮合反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応させて、ピーク分子量5300のポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂100部を酢酸エチル100部に溶解及び混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。
(トナーバインダーの合成)
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管を備えた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物724部、テレフタル酸276部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間重縮合反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応させて、ピーク分子量5300のポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂100部を酢酸エチル100部に溶解及び混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。
(トナーの調製1)
密閉されたポット内に、上記のトナーバインダーの酢酸エチル溶液200部、カルナバワックス5部、イエロートナー用マスターバッチ6部、ジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛1部を入れ、5mmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミルにより分散させ、イエロートナー組成物を得た。
密閉されたポット内に、上記のトナーバインダーの酢酸エチル溶液200部、カルナバワックス5部、イエロートナー用マスターバッチ6部、ジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛1部を入れ、5mmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミルにより分散させ、イエロートナー組成物を得た。
ビーカー内に、イオン交換水600部、部分ケン化ポリビニルアルコール6部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3部を入れ、均一に溶解させ、分散させた。次に、ビーカー内の温度を20℃に保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)により12000rpmで溶液を攪拌しながら、上記のイエロートナー組成物を投入し3分間攪拌し乳化させた。次に、この混合液を攪拌棒及び温度計付のフラスコに移し、ラウリル硫酸ナトリウムを0.3部加え、30分間、室温で攪拌し溶解させた。次に、30℃、50mmHgの減圧下で溶剤を除去した。ガスクロマトグラフィーによって分散液を分析したところ、残存した酢酸エチルは、トナー粒子に対して50ppmであった。35%濃塩酸120部を加え、リン酸三カルシウムを溶解させた後に、濾別し、得られたケーキを蒸留水に再分散させてろ過する操作を3回繰り返して洗浄した後に、40℃で24時間、減圧乾燥させ、イエローの着色粒子を得た。
得られた着色粒子95重量部に、ヘンシェルミキサーを用いて、3重量部のシリカ、及び2重量部の酸化チタン粒子を2分間混合し、篩にかけ、イエロートナーを得た。得られたイエロートナーをイエロートナー(1−Y(1))と呼ぶことにする。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(1−Y(1))の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。調製した各トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表1に示す。
上記の(トナーの調製1)における水系媒体として、ビーカー内にイオン交換水600部、部分ケン化ポリビニルアルコール6部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3部を入れ均一に溶解分散し、ついで同様に乳化工程を施した他は、(トナーの調製1)と同様に操作してイエロートナーを得た。得られたイエロートナーをイエロートナー(1−Y(2))と呼ぶことにする。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(1−Y(2))の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。調製した各トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表2に示す。
スチレンモノマー 50.0重量部
n−ブチルメタクリレート 14.5重量部
1,3−ブタンジオールジメタクリレート 0.5重量部
t−ブチルアクリルアミドスルホン酸 3.0重量部
低分子量のポリエチレン 2.0重量部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
イエロートナー用マスターバッチ 8.0重量部
得られた分散液に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル及び亜硝酸ナトリウムをそれぞれ1重量部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの2%水溶液250重量部に加え、TKホモミキサー(特殊機化社製)により6000rpmで10分間撹拌して懸濁液を得た。得られた懸濁液をスリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、及び温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で30分間撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、90rpmで8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を生成させた。この粒子の100重量部を水:メタノール=1:1(重量比)の混合液に固形分30%になるよう再分散させ、荷電制御剤として3重量部のジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛を添加し、撹拌後、濾過乾燥し、着色粒子を得た。
n−ブチルメタクリレート 14.5重量部
1,3−ブタンジオールジメタクリレート 0.5重量部
t−ブチルアクリルアミドスルホン酸 3.0重量部
低分子量のポリエチレン 2.0重量部
(三井石油化学社製、三井ハイワックス210P)
イエロートナー用マスターバッチ 8.0重量部
得られた分散液に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル及び亜硝酸ナトリウムをそれぞれ1重量部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの2%水溶液250重量部に加え、TKホモミキサー(特殊機化社製)により6000rpmで10分間撹拌して懸濁液を得た。得られた懸濁液をスリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、及び温度計を取り付けた500mlの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で30分間撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70℃の湯浴中で、90rpmで8時間撹拌して重合を完了させ、懸濁重合粒子を生成させた。この粒子の100重量部を水:メタノール=1:1(重量比)の混合液に固形分30%になるよう再分散させ、荷電制御剤として3重量部のジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛を添加し、撹拌後、濾過乾燥し、着色粒子を得た。
得られた着色粒子95重量部に、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけイエロートナーを得た。
得られたイエロートナーをイエロートナー(2−Y)と呼ぶことにする。
得られたイエロートナーをイエロートナー(2−Y)と呼ぶことにする。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外はイエロートナー(2−Y)の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。調製した各トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表3に示す。
撹拌翼及び冷却器を取り付けた500mlの四つ口フラスコに、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(分子量40,000、GAF社製)3.5重量部及びメタノール100重量部を入れ、60℃で2時間撹拌し、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体を完全に溶解させ、分散安定剤を調製した。その後、室温まで冷却し以下の物質を投入した。
スチレン 60.0 重量部
メタクリル酸メチル 40.0 重量部
t−ドデシルメルカプタン 0.06重量部
1,3−ブタンジオールジメタクリレート 0.5 重量部
これらを撹拌しながらフラスコ内を窒素ガスでパージし、系内の残存酸素濃度が0.1%になるまで約1時間ゆるやかに撹拌(100rpm)を続けた。その後、恒温水槽の温度を60℃まで上昇させた後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を開始剤に用い、24時間重合を続けた。加熱後15分すると液は白濁し始め、24時間重合後も白濁した安定な分散液であった。その分散液の一部を採取してガスクロマトグラフィーで、内部標準法による測定を行った結果、重合率は95%であることが確認できた。得られた分散液を冷却し、遠心分離機にて2000rpmで遠心分離すると、重合体粒子は完全に沈降し、上部の液は透明であった。上澄み液を除き、新たにメタノール200gを加え、1時間撹拌して洗浄を行った。遠心分離によりメタノールで洗浄する操作を繰返し濾過した。濾別したものを50℃にて24時間、減圧乾燥し、90%の収率で白色粉末の樹脂粒子を得た。次に、メタノール100重量部中にイエロー染料Acid Yellow23(クラリアント製)2重量部を加熱分散した後、冷却し約1μmフィルターで濾別し、染料溶液を作製した。次に、上記の濾液に重合粒子を30重量部加えて分散させ、50℃で1時間、加熱撹拌した。その後、分散液を室温まで冷却し濾別し着色樹脂微粒子分散液を得た。続いて、着色樹脂粒子100重量部に対して、荷電制御剤として2重量部のジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛を、水/メタノール(1/1)混合溶媒に溶解させた。1時間攪拌後濾過し、乾燥させて着色粒子を得た。
得られた着色粒子95重量部に対して、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけ、イエロートナーを得た。得られたイエロートナーをイエロートナー(3−Y)と呼ぶことにする。
Acid Yellow23(クラリアント製)の代わりにオイルレッド5B(オリエント化学製)を用いる以外は同様の方法でマゼンタトナー3−Mを、Acid Blue9(クラリアント製)を用いる以外は同様の方法でシアントナー3−Cを、オイルブラック860(オリエン化学社製)を用いる以外は同様の方法でブラックトナー3−Bkを、それぞれ得た。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表4に示す。
スチレン−アクリル酸メチル共重合体 100.0重量部
イエロートナー用マスターバッチ 10.0重量部
ジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛 2.0重量部
(オリエント化学製ボントロンE−84)
カルナバワックス 5.0重量部
得られた混練物を2mmのスクリーンを装着したパルベライザーで粗粉砕した後、ラボジェットで粉砕し、100MZRで分級して着色粒子を得た。
イエロートナー用マスターバッチ 10.0重量部
ジ(tert−ブチル)サリチル酸亜鉛 2.0重量部
(オリエント化学製ボントロンE−84)
カルナバワックス 5.0重量部
得られた混練物を2mmのスクリーンを装着したパルベライザーで粗粉砕した後、ラボジェットで粉砕し、100MZRで分級して着色粒子を得た。
得られた着色粒子95重量部に対して、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけイエロートナーを得た。得られたイエロートナーをイエロートナー(4−Y(1))と呼ぶことにする。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(4−Y(1))の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。調製した各トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表5に示す。
上記の(トナーの調製1)で得られた添加剤を混合する前の着色粒子を、奈良機械製ハイブリダイザーを用いて、12000回転で10分間処理し、着色粒子を得た。得られた着色粒子95重量部に対して、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し篩にかけ各色トナーを得た。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表6に示す。
上記の(トナーの調製1)で得られた添加剤を混合する前の着色粒子を、日本ニューマチック製サーフュージョンシステムを用いて、熱処理温度250℃、熱風風量1000l/分、供給風量100l/分で2回処理し、着色粒子を得た。
得られた着色粒子95重量部に対して、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけ、各色トナーを得た。
得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表7に示す。
得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表7に示す。
(有機微粒子エマルションの合成)
撹拌棒及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シ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、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。加熱して、系内の温度を75℃まで昇温させ、5時間反応させた。さらに、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シ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(以下、[微粒子分散液1]と呼ぶことにする)を得た。[微粒子分散液1]のLA−920で測定した体積平均粒径は、105nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥させて、樹脂の成分を単離した。その樹脂の成分のガラス転移温度Tgは、59℃であり、重量平均分子量は、15万であった。
(水相の調製)
水990部、83部の[微粒子分散液1]、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、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。この乳白色の液体を[水相1]と呼ぶことにする。
水990部、83部の[微粒子分散液1]、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、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。この乳白色の液体を[水相1]と呼ぶことにする。
(低分子ポリエステル1(AV=1)の合成)
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物319部、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物449部、テレフタル酸243部、アジピン酸53部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリト酸7部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させ、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]の数平均分子量は、1900、重量平均分子量は、6100、ガラス転移温度Tgは、43℃、酸価は、1.1であった。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物319部、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物449部、テレフタル酸243部、アジピン酸53部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリト酸7部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させ、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]の数平均分子量は、1900、重量平均分子量は、6100、ガラス転移温度Tgは、43℃、酸価は、1.1であった。
(プレポリマーの合成)
冷却管、撹拌機、及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリト酸22部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応させて、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]の数平均分子量は、2100、重量平均分子量は、9500、ガラス転移温度Tgは、55℃、酸価は、0.5、水酸基価は、51であった。
冷却管、撹拌機、及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリト酸22部、及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応させて、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]の数平均分子量は、2100、重量平均分子量は、9500、ガラス転移温度Tgは、55℃、酸価は、0.5、水酸基価は、51であった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、410部の[中間体ポリエステル1]、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。得られた[プレポリマー1]における遊離イソシアネートの含有量は、1.53重量%であった。
(ケチミンの合成)
撹拌棒及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時間反応させ、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は、418であった。
撹拌棒及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時間反応させ、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は、418であった。
(油相の調製)
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、378部の[低分子ポリエステル1]、ワックス(合成エステルワックスWEP−5:日本油脂)110部、CCA(サリチル酸の金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌しながら80℃に昇温させ、温度80℃で5時間保持した後、1時間かけて30℃まで冷却した。次いで容器にイエロートナー用マスターバッチ500部、及び酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して、[イエロートナー原料溶液1]を得た。
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、378部の[低分子ポリエステル1]、ワックス(合成エステルワックスWEP−5:日本油脂)110部、CCA(サリチル酸の金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌しながら80℃に昇温させ、温度80℃で5時間保持した後、1時間かけて30℃まで冷却した。次いで容器にイエロートナー用マスターバッチ500部、及び酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して、[イエロートナー原料溶液1]を得た。
1324部の[イエロートナー原料溶液1]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/時、及びディスク周速度6m/秒で、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、顔料及びワックスの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[イエロー顔料/ワックス分散液1]を得た。[イエロー顔料/ワックス分散液1]の固形分の濃度(130℃、30分)は50%であった。
(乳化及び脱溶媒)
664部の[イエロー顔料/ワックス分散液1]、139部の[プレポリマー1]、及び5.9部の[ケチミン化合物1]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1200部の[水相1]を加え、TKホモミキサーを用いて、回転数13,000rpmで20分間混合して、[イエロー乳化スラリー1]を得た。
664部の[イエロー顔料/ワックス分散液1]、139部の[プレポリマー1]、及び5.9部の[ケチミン化合物1]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1200部の[水相1]を加え、TKホモミキサーを用いて、回転数13,000rpmで20分間混合して、[イエロー乳化スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[イエロー乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行って、[イエロー分散スラリー1]を得た。
(洗浄及び乾燥)
100部の[イエロー乳化スラリー1]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。
100部の[イエロー乳化スラリー1]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12,000rpm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12,000rpm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12,000rpmで10分間)した後、濾過する操作を2回行って、[イエロー濾過ケーキ1]を得た。
[イエロー濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩った後、得られた着色粒子95重量部に対して、3重量部のシリカ及び2重量部の酸化チタン粒子をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけイエロートナー(5−Y(1))を得た。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外はイエロートナー(5−Y(1))の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表8に示す。
(低分子ポリエステル3(AV=15)の合成)
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物196部、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物553部、テレフタル酸210部、アジピン酸79部及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリト酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させ、[低分子ポリエステル4]を得た。[低分子ポリエステル4]の数平均分子量は、2400、重量平均分子量は、6200、ガラス転移温度Tgは、43℃、酸価は、15であった。
[低分子ポリエステル1]を[低分子ポリエステル3]に変えること以外は、上記の(増粘速度の調整によるトナー形状制御1)と同様にして、イエロートナー(5−Y(2))を得た。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(5−Y(2))の調製と同様にして、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表9に示す。
(H/L=30/70)
581部の[イエロー顔料/ワックス分散液1]及び198部の[プレポリマー1]を、8.4部の[ケチミン化合物1]の比に変えること以外は、上記の(増粘速度の調整によるトナー形状制御1)と同様に乳化して、イエロートナー(5−Y(3))を得た。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(5−Y(3))の調製と同様に、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表10に示す。
(H/L=10/90)
747部のイエロー顔料/ワックス分散液1及び66部の[プレポリマー1]を、2.8部の[ケチミン化合物1]の比に変えること以外は、上記の(増粘速度の調整によるトナー形状制御1)と同様に乳化して、イエロートナー(5−Y(4))を得た。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色トナー用マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(5−Y(4))の調製と同様に、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表11に示す。
(低分子ポリエステル2(AV=40)の合成)
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物562部、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物75部、ビスフェノールAプロピレンオキシド3モル付加物87部、テレフタル酸143部、アジピン酸126部及び酸化ジブチルスズ2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリト酸69部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させ、[低分子ポリエステル2]を得た。[低分子ポリエステル2]の数平均分子量は、3700、重量平均分子量は、7200、ガラス転移温度Tgは、43℃、酸価は、40であった。
[低分子ポリエステル1]を[低分子ポリエステル2]に変えること以外は、(増粘速度の調整によるトナー形状制御1)と同様にして、イエロートナー(5−Y(5))を得た。イエロートナー用マスターバッチの代わりに他色マスターバッチを用いる以外は、イエロートナー(5−Y(5))の調製と同様に、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。調製した各色トナーの形状係数SF−1と重量平均粒径を表12に示す。
803部の[イエロー顔料/ワックス分散液1]に、[プレポリマー1]及び[ケチミン化合物1]を加えずに、1200部の[水相1]を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し、(増粘速度の調整によるトナー形状制御1)と同様にして、イエロートナー(5−Y(6))を得た。
イエロートナー用マスターバッチの代わりに、他色トナー用マスターバッチを用いた以外は、イエロートナー(5−Y(6))の調製と同様に、マゼンタ、シアン、及びブラックトナーを調製した。得られた各色トナーの形状係数SF−1及び重量平均粒径を表13に示す。
(評価項目)
1)転写性
定着性の評価と同様の複写機を用い、転写紙に転写している間に複写機を停止させ、感光体上に残存しているトナー量を目視で確認し以下に示すランク付けを行った。
1)転写性
定着性の評価と同様の複写機を用い、転写紙に転写している間に複写機を停止させ、感光体上に残存しているトナー量を目視で確認し以下に示すランク付けを行った。
◎:転写残トナーが非常に少なく転写性に優れる
○:転写残トナーが少なく転写性に優れる
△:従来のトナーと同等の転写性
×:転写残トナーが非常に多く転写性に劣る
2)転写チリの発生
◎:転写チリの発生が認められない
○:転写チリの発生が少ない
△:転写チリが発生している
×:転写チリが発生し画像品質が劣化している
3)中間転写ベルトのクリーニング性
クリーニングブレードを通過した中間転写体上の残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを◎(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。
○:転写残トナーが少なく転写性に優れる
△:従来のトナーと同等の転写性
×:転写残トナーが非常に多く転写性に劣る
2)転写チリの発生
◎:転写チリの発生が認められない
○:転写チリの発生が少ない
△:転写チリが発生している
×:転写チリが発生し画像品質が劣化している
3)中間転写ベルトのクリーニング性
クリーニングブレードを通過した中間転写体上の残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを◎(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。
4)中間転写ベルト上のトナー融着
中間転写体を目視が観察し、トナー融着の発生の有無を確認した。
中間転写体を目視が観察し、トナー融着の発生の有無を確認した。
◎:トナー融着の発生が認められない
○:トナー融着の発生が少ない
△:トナー融着が発生している
×:トナー融着多く発生している
5)粒状性
特定パターンの出力画像のハーフトーン部をルーペで拡大し、段階見本と照らし合わせて5〜1の五段階で評価した(ランク5が最も優れ、ランク1が最も劣る)。
○:トナー融着の発生が少ない
△:トナー融着が発生している
×:トナー融着多く発生している
5)粒状性
特定パターンの出力画像のハーフトーン部をルーペで拡大し、段階見本と照らし合わせて5〜1の五段階で評価した(ランク5が最も優れ、ランク1が最も劣る)。
6)シャープ性
特定の出力画像の文字部をルーペで拡大し、段階見本と照らし合わせて5〜1の五段階で評価した(ランク5が最も優れ、ランク1が最も劣る)。
特定の出力画像の文字部をルーペで拡大し、段階見本と照らし合わせて5〜1の五段階で評価した(ランク5が最も優れ、ランク1が最も劣る)。
(実施例1)
表14に示す組み合わせの二成分現像剤を用意し、図1に示すリボルバー型現像ユニットを有するフルカラープリンターにセットした。中間転写体への一次転写の順序はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順とした。
表14に示す組み合わせの二成分現像剤を用意し、図1に示すリボルバー型現像ユニットを有するフルカラープリンターにセットした。中間転写体への一次転写の順序はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順とした。
初期及び5万枚毎に1)〜6)の項目につき評価を行った。結果を表17に示す。
表32に示す組み合わせの二成分現像剤を用意し、図2に示すタンデム型現像ユニットを有する中間転写方式のフルカラープリンターにセットした。中間転写体への一次転写の順序は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順とした。
初期及び5万枚毎に1)〜6)の項目につき評価を行った。結果を表33に示す。
感光体への現像順序は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順とした。
1 感光体
2 帯電装置
3a、3b、3c、3d 現像装置
4 中間転写体
5 潜像担持体クリーニング装置
6 中間転写体クリーニング装置
7、8 転写ローラ
10 転写材
2 帯電装置
3a、3b、3c、3d 現像装置
4 中間転写体
5 潜像担持体クリーニング装置
6 中間転写体クリーニング装置
7、8 転写ローラ
10 転写材
Claims (5)
- 少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成方法において、
前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、
前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であることを特徴とするフルカラー画像形成方法。 - 像担持体に前記イエロートナーの像を形成した後に前記マゼンタトナーの像及び前記シアントナーの像を形成することを特徴とする請求項1記載のフルカラー画像形成方法。
- 前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のフルカラー画像形成方法。
- 少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いてフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置において、
前記イエロートナーの形状係数SF−1は、130以上160以下であり、
前記マゼンタトナーの形状係数SF−1及び前記シアントナーの形状係数SF−1は、100以上120以下であることを特徴とするフルカラー画像形成装置。 - 前記イエロートナーは、活性水素基と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂を、前記活性水素基を有する伸長及び/又は架橋剤と反応させて得られる樹脂、及び0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の酸価を有する未変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項4記載のフルカラー画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003296840A JP2005070188A (ja) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003296840A JP2005070188A (ja) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005070188A true JP2005070188A (ja) | 2005-03-17 |
Family
ID=34402895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003296840A Pending JP2005070188A (ja) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | フルカラー画像形成方法及びフルカラー画像形成装置 |
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JP (1) | JP2005070188A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007249084A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成方法及び画像形成装置 |
-
2003
- 2003-08-20 JP JP2003296840A patent/JP2005070188A/ja active Pending
Cited By (1)
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