JP2005301261A - トナー及びこれを用いる画像形成装置 - Google Patents

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慎也 中山
Fumihiro Sasaki
文浩 佐々木
Masaru Mochizuki
賢 望月
Akihiro Koban
昭宏 小番
Yasuo Asahina
安雄 朝比奈
Osamu Uchinokura
理 内野倉
Hisashi Nakajima
久志 中島
Sonoo Matsuoka
園生 松岡
Takuya Saito
拓也 斉藤
Tomoyuki Ichikawa
智之 市川
Koichi Sakata
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Abstract

【課題】 適度な画像光沢を与えるとともに色再現性に優れ、定着ローラに離型オイルを塗布しない又はオイル塗布量をごく微量とした定着装置でも十分なオフセット防止性があると同時に、画像形成装置内における耐熱保存性に優れたトナー及びこのトナーを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中で粒子を形成するトナーにおいて、前記トナーは、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm1>Tm2)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面近傍の離型剤の含有量が7〜30vol%であるトナーとする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる静電潜像現像用トナーに関するものであり、また、このトナーを用いる画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体の表面に放電によって電荷を与える帯電工程と、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、感光体表面に形成された静電潜像の極性と逆の極性を有するトナーを供給して現像する現像工程とを経て感光体上にトナー像が形成される。感光体上に形成されたトナー像は、その後、一旦中間転写体に転写され、中間転写体から紙等の記録部材に転写されるか、あるいは感光体から記録部材に直接転写される転写工程を経て、転写された記録部材上のトナー像に熱と圧をかけて定着させる定着工程によって記録部材上に固定される。
上記定着工程では、内部にヒータを有するローラ状あるいはベルト状の一対の定着部材により、記録部材を挟み込んで、トナーを加熱溶融すると共に圧力をかけて記録部材上に定着させる。このとき、加熱温度が高すぎると、トナーが過剰に溶融し、定着部材に融着する問題(ホットオフセット)が発生する。また、加熱温度が低すぎるとトナーが十分に溶融せず定着が不十分になる問題が発生する。省エネルギー化、画像形成装置の小型化の観点から、よりホットオフセット発生温度が高く(ホットオフセット性)、かつ定着温度が低い(低温定着性)トナーが求められている。また、トナーが保管中及び装置内の雰囲気温度下でブロッキングしないこと(耐熱保存性)が必要である。
とりわけフルカラー複写機、フルカラープリンターにおいては、その画像の光沢性及び混色性が必要なことから、トナーはより低溶融粘度であることが必要であり、シャープメルト性のポリエステル系のトナーバインダが用いられている。このようなトナーでは、ホットオフセットの発生が起こりやすいことから、従来からフルカラー用の機器では、定着部材にシリコーンオイルなどを塗布することが行われている。しかしながら、定着部材にシリコーンオイルを塗布するためには、オイルタンク、オイル塗布装置が必要であり、装置が複雑、大型となる。また、定着部材の劣化をも引き起こし、一定期間毎のメンテナンスが必要とされる。さらに、コピー用紙、OHP(オーバーヘッドプロジェクター)用フィルム等にオイルが付着することが不可避であり、とりわけOHPにおいては付着オイルによる色調の悪化の問題がある。
そこで、定着部材にオイル塗布することなくトナーの融着を防ぐために、トナーに離型剤を添加する方法が一般的に用いられている。しかしながら、その離型効果は離型剤のバインダ中での分散状態によって大きく左右される。離型剤がバインダ中に相溶してしまうと離型性を発現できず、非相溶なドメイン粒子として存在することにより初めて離型性を向上させることができる。
また、ドメイン粒子としての離型剤の分散状態も重要である。離型剤が分散せずトナー内部に凝集してしまうと、十分な離型性を得ることができない。したがって、十分な離型性を得るためには、離型剤がトナー粒子の表面付近にも分散していることがよい。しかしながら、離型剤が分散していても、トナー粒子表面近傍に存在する離型剤の割合が相対的に増加すると、トナー表面に離型剤が露出してしまう。表面に露出した離型剤は、凝集性を示してトナー流動性を悪化させたり、二成分系現像剤の場合は、長期の使用において磁性キャリアに移行して帯電性を低下させたり、感光体に移行してフィルミングを生じたりする原因となる。また、耐熱保存性を低下させ、トナーの長期保存安定性が得られない。逆に、分散径が小さすぎると、離型剤が過度に微分散されて十分な離型性が得られない。
したがって、トナーに添加される離型剤は、含有量とその分散状態が非常に重要である。
特許文献1には、極性基を有する物質と離型剤を含有する重合性単量体系を水中で懸濁重合してトナーを製造することにより、粉砕法トナーでは使用できない低融点の離型剤を含有させることができるとの記載がされている。離型剤のような非極性成分は、極性成分とは逆にトナー粒子の表面付近には存在せず、表面の極性成分に覆われた擬似カプセル状の構造をとるとしている。しかしながら、トナー粒子内部における離型剤の分布については分析されておらず、不明である。
特許文献2には、離型剤の含有量を0.1〜40重量%とし、トナー表面に露出する離型剤の存在割合が表面に露出する構成化合物の1〜10重量%であるトナーが記載されている。トナー表面に露出する離型剤の割合をESCAによって測定し、規定しているものである。しかしながら、ESCAによる分析は、トナーの最表面から0.1μm程度の深さに限られるため、更に内側に存在し、定着工程で離型性を発揮するに相応しい離型剤の分散状態を知るには及ばない。
特許文献3には、離型剤がトナー粒子に内包されかつ粒子表面に局在化するトナーが記載されている。しかしながら、トナー表面近傍の離型剤の詳細な分散状態は不明である。
特許第2663016号公報 特許第3225889号公報 特開2002−6541号公報
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、適度な画像光沢を与えるとともに色再現性に優れ、定着ローラに離型オイルを塗布しない又はオイル塗布量をごく微量とした定着装置でも十分なオフセット防止性があると同時に、画像形成装置内における耐熱保存性に優れたトナー及びこのトナーを用いる画像形成装置をを提供することである。
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明のトナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中で粒子を形成するトナーにおいて、前記トナーは、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm1>Tm2)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面近傍の離型剤の含有量が7〜30vol%であることを特徴とする。
2.また、本発明のトナーは、さらに、コア部分が主に低分子量ポリエステル樹脂で形成され、シェル部分が主に高分子量ポリエステル樹脂で形成されていることを特徴とする。
3.また、本発明のトナーは、さらに、低分子量ポリエステル樹脂と高分子量ポリエステル樹脂との重量比が3〜5%の範囲にあることを特徴とする。
4.また、本発明のトナーは、さらに、低分子量ポリエステル樹脂のピーク分子量が1000〜30000であることを特徴とする。
5.また、本発明のトナーは、さらに、低分子量ポリエステル樹脂の酸価が10〜40mgKOH/gであることを特徴とする。
6.また、本発明のトナーは、さらに、低分子量ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)が40〜70℃であることを特徴とする。
7.また、本発明のトナーは、さらに、ガラス転移温度(Tg)が45〜75℃であることを特徴とする。
8.また、本発明のトナーは、さらに、1/2流出温度Tm1が145〜200℃の範囲あり、溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2が110〜135℃の範囲にあることを特徴とする。
9.また、本発明のトナーは、さらに、離型剤の含有量が、DSC(示差走査熱量計)法で、3〜20wt%の範囲にあることを特徴とする。
10.また、本発明のトナーは、さらに、また、本発明のトナーは、さらに、少なくとも有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、離型剤、着色剤を溶解又は分散させ、溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を架橋又は伸長反応させることを特徴とする。
11.また、本発明のトナーは、さらに、平均円形度が0.94以上であることを特徴とする。
12.また、本発明のトナーは、さらに、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
13.また、本発明のトナーは、さらに、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする。
14.また、本発明のトナーは、さらに、紡錘形状で、かつ、前記紡錘形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする。
15.本発明の定着装置は、記録部材上に形成されたトナーによる可視像を熱及び/又は圧力で定着させる定着装置において、前記定着装置は、定着ローラと加圧ローラと、これらのいずれかのローラをクリーニングするクリーニングローラとを有する定着装置であって、少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中でトナー粒子を形成するトナーであって、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm2>Tm1)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面の離型剤量が3〜5%であるトナーが用いられることを特徴とする。
16.また、本発明の定着装置は、さらに、上述した2ないし13に記載のトナーが用いられることを特徴とする。
17.本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写装置と、像担持体上の未転写の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラと、これらのいずれかのローラをクリーニングするクリーニングローラとを有する定着装置であって、少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中でトナー粒子を形成するトナーであって、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm2>Tm1)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面の離型剤量が3〜5%であるトナーが用いられることを特徴とする。
18.また、本発明の定着装置は、さらに、上述した16に記載の定着装置を用いることを特徴とする。
上記解決するための手段によって、本発明のトナーは、定着下限温度を低いままにしてオフセット発生の温度を高くしてオフセットの発生を抑える定着性が向上し、かつ、長期に画像形成装置内に用いるときに生ずるブロッキングを抑えて耐熱保存性を向上させることができた。また、着色剤の分散を均一にすることができ、また、離型剤が定着画像の表面に表れることで色再現性を向上させることができた。
また、本発明の画像形成装置では、耐熱保存性に優れたトナーによって、長期にわたって安定した画像を提供することができた。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂、離型剤を有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中でトナー粒子を形成するトナーである。
このときに、トナーはコア−シェル構造を有する。コア−シェル構造は、トナー表面のシェル部分は、高分子量の樹脂成分を主に含んでいて、中心のコア部分と比較して硬くする。シェル部分を硬くすることで、画像形成装置内に長期にわたって置かれても、熱を受けて硬くなるブロッキング現象を生ずることがない。また、トナー表面のシェル部分を硬くすることで、トナー表面から遊離する離型剤を減らすことで、キャリアの寿命を延ばすことができる。また、トナーの内部であるコア部分は、トナー表面のシェル部分より低分子量成分を多くする。これによって、定着装置の熱及び/又は圧力でシェル部分が破壊され、内部のコア部分の低分子量成分が出てくることで定着下限温度を低くすることができ、定温で定着することができる。
また、ホットオフセットの最大の原因は、トナー中の低軟化点樹脂であり、この樹脂の流出温度を適正な値にすることが重要である。トナー中にはその他に、ゲル分などの高密度な架橋構造を持つ樹脂や、離型剤などが通常含まれており、これらの総合的な流出温度を測定するには高化式のフローテスターが適している。フローテスターで測定される熱特性、特に1/2流出開始温度が高い程、耐ホットオフセット性が良好になる傾向にあるが、その相関度は低かった。この理由として、例えば、トナー表面に架橋密度の高い樹脂が偏在し、トナー内部が低軟化点樹脂である、いわゆるコア−シェル構造のトナーであったり、低軟化点樹脂中にゲル分が海−島構造であるトナーであったりと、トナーの構造は多岐にわたっており、定着部で十分に熱と圧力が加わった時の熱特性を測定するには、トナーそのものの熱特性を測定しただけでは十分ではないことが挙げられる。このため、重合トナーなどに多くみられる、コア−シェル構造のトナーなどは1/2流出開始温度が十分に高くとも、定着時にコア−シェル構造が破壊され、トナー内部の低融点樹脂がシェル外部に流出し、オフセットの発生原因になったりする。従って、トナーを十分に溶融・剪断・混練し、トナー組成物を十分に均一溶融分散させたトナー混練物の1/2流出開始温度と、耐ホットオフセット性には大きな相関があり、特に、請求項1に記載の条件とすることで、極めて高い耐ホットオフセット性が得られることを見出した。
コア−シェル構造を持つトナーの製造方法は特に限定されるものではないが、本発明においては、低軟化点樹脂とゲル分の配合量や、分散性で容易に構造制御が可能な製造方法として、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体(プレポリマー)、離型剤、着色剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を架橋又は伸長反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られるトナー製造方法を採用した。また、詳細は後述するが、樹脂の種類や酸価、分子量、ガラス転移点などを調整することで、更に好ましい発明の効果が得られることを見出した。
また、本発明のトナーは、高架式フローテスターで測定したトナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm1>Tm2)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有する。
図1は、この高架式フローテスターの1/2流出温度の測定を説明するための図である。測定条件は、以下の通りである。
<1/2流出開始温度>
フローテスターとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスターCFT500D型がある。このフローテスターのフローカーブは、図1に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Tfbは流出開始温度であり、1/2法における溶融温度とあるのはT1/2温度のことである。
測定条件:
・荷重:5kg/cm
・昇温速度:3.0℃/min
・ダイ口径:1.00mm
・ダイ長さ:10.0mm
トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差△Tmが、△Tm>10℃ある。溶融混練後のトナーとは、トナーをラボプラストミル、2軸又は1軸エクストルダー等の混練機で混練した後のトナーをいう。これは、トナーそのままで1/2流出温度Tm1の場合はトナーのコア−シェル構造のままで流出温度を測定するので、高分子量成分の多いシェル構造の影響を強く受ける。また、混練機にかけた後のトナーの1/2流出温度Tm2の場合は、混練機でコア−シェル構造が破壊され、コア部分の低分子量成分の影響を強く受ける。したがって、1/2流出温度Tm1>1/2流出温度Tm2の関係を有する。
とくに、定着装置における温度は、記録紙等が吸収している水の蒸発温度以下にすることで、水の蒸発による熱吸収を防ぐことで、定着装置の低温定着が可能にすることができる。このときに、トナーの溶融を可能にするためには、この温度付近でトナーの流動が開始しなければならないので、1/2流出温度Tm1は、145〜200℃の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは145〜170℃、特に好ましくは145〜160℃である。また、溶融混練後の1/2流出温度Tm2は110〜135℃の範囲にすることが好ましく、更に好ましくは110〜125℃である。
トナーの1/2流出温度Tm1が145℃未満では、耐熱保存性が低く、長期間画像形成装置内に装填したまま使用することができない。また、200℃を超えると、定着装置の低温定着を実現することができず、定着不良となる。
また、溶融混練後の1/2流出温度Tm2が110℃未満ではクリーニングローラから溶け出しやすく、記録紙の裏面を汚してしまう。また、135℃を超えるとクリーニングローラに回収される前に硬化するし、低温定着を実現することができない。
さらに、温度差△Tmは、10℃を超えている。温度差ΔTmはコア部とシェル部の耐熱性に差がある程大きくなり、差が無い程小さくなる。従って、温度差ΔTmを10℃を超える値とすることは、トナーが十分なコア−シェル構造を持つことを示している。これにより、耐熱保存性に優れ、且つ、画像形成装置内におけるトナーのブロッキングを防止できる。また、トナー表面の機械的強度が強くなり、トナー中に低分子量樹脂を使用しても、表面の樹脂がシェルになるので、感光体や現像部材、キャリア等のトナー汚染が少ない。本発明においては、耐熱保存性と低温定着性の双方を満足させるため、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2とは、Tm1>Tm2の関係を満足させ、これによって、耐熱保存性に影響する流出温度Tm1を高くし、定着時における流出温度Tm2を低くして、熱及び/又は圧力を受けたときにトナーの軟化点が下がるように、シェル部に対して十分な低軟化性をコア部に持たせるようにした。この温度差△Tmが10℃以下では、コア部とシェル部の熱特性差が十分でなく、耐熱保存性と低温定着性の双方を満足することが困難である。とくに、温度差△Tmを10℃を超えさせることで、高温の環境下で長期間にわたって使用してもブロッキングすることはない。温度差△Tmは20℃を超えていることが好ましい。高温かつ高湿の環境下でも、長時間の連続した画像形成を行ってもブロッキングすることはない。
また、本発明のトナーは、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法による測定で、トナー表面近傍に存在する離型剤の体積量が、7〜30vol%の範囲にある。
このFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法は、測定原理から分析深さは0.3μm程度であり、この分析により、トナー粒子の表面から0.3μmの深さ領域における相対的な離型剤の含有重量を求めることができる。測定方法は以下の通りである。
先ず、試料として、トナー3gを自動ペレット成型器(Type M No.50 BRP−E;MAEKAWA TESTING MACHINE CO.製)で6tの荷重で1分間プレスして40mmφ(厚さ約2mm)ペレットを作製した。そのトナーペレット表面をFTIR−ATR法により測定した。用いた顕微FTIR装置は、PERKIN ELMER社製Spectrum OneにMultiScope FTIR ユニットを設置したもので、直径100μmのゲルマニウム(Ge)結晶のマイクロATRで測定した。赤外線の入射角41.5°、分解能4cm−1、積算20回で測定した。
このときに、基地になる結着樹脂、測定目的の離型剤等のそれぞれの材料を特定でき、重複しない波長を選択する。なお、それぞれの材料に関しては後述する。ここでは、例としてあげるが、得られた離型剤由来のピークPwax(例えば、カルナバワックスに対しては2850cm−1)と結着樹脂由来のピークPresin(例えば、ポリエステル樹脂に対して828cm−1)とを選択し、その強度比(Pwax/Presin)と離型剤含有量に関する検量線を予め作成しておき、この強度比(Pwax/Presin)からトナー粒子表面近傍の相対的な離型剤の体積含有量を測定した。値は測定場所を変えて4回測定した後の平均値を用いた。
本発明のトナーは、離型剤がトナー最表面に偏在して露出せず、トナー表面近傍に均一に分散しているトナーである(ここでトナー表面近傍とは、トナー最表面から深さおよそ0.3μmまでの領域を指す)。
また、FTIR−ATR法により分析されるトナー粒子表面から0.3μmの深さ領域に存在する離型剤が、トナー表面にしみ出しやすい位置にあることから、トナー離型性を効果的に発揮し、オフセットの発生を防止するものである。
また、FTIR−ATR法によって求められるトナー粒子表面近傍の相対的な離型剤量は、強度比(Pwax/Presin)における値から、トナー表面近傍に存在する離型剤の重量としての含有量は7〜30vol%の範囲にあることが好ましい。離型剤の含有量が7vol%未満では、トナー粒子表面近傍の離型剤量が少なく、従って定着の際に十分な離型性得ることができない。また、含有量が30vol%を超えると、トナー粒子表面近傍の離型剤量が多くなり、トナー粒子最表面に露出しやすくなり、キャリアに移行して現像剤寿命を低下させるので好ましくない。定着時のホットオフセット性と、帯電性、現像性、耐熱保存性等との両立を良好にするために、より好ましくは、上記強度比から含有量は7〜30vol%の範囲であることがよい。
このように、本発明のトナーは、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、着色剤、離型剤を含有する。なお、結着樹脂の前駆体は、重合性単量体や反応により結着樹脂となる前駆体である高分子を含む。重合法で作成されるトナーにおいて、上記の構成にすることで、コア部分に分子量の大きい樹脂で構成することで耐熱保存性がよく、かつ、シェル部分に分子量の小さい樹脂で構成することで定着下限温度を低くしながら、表面近傍に離型剤を分散させて存在させることでオフセットを防止することができる。
また、本発明のトナーは、コア−シェル構造におけるシェル部分の高分子量ポリエステル樹脂とコア部分の低分子量ポリエステル樹脂との重量比((高分子量ポリエステル樹脂の重量/低分子量ポリエステル樹脂の重量)、以下、「重量比」は、とくにことわらない限り、この重量比を意味する。)が5〜30%の範囲にある。
この重量比が5%未満ではシェル部分の厚さが薄くなり、攪拌・混合時の衝撃により破壊されて、耐熱保存性が低下する。30%を越えるとシェル部分の厚さが厚くなり、熱及び/又は圧力を受けても割れないために定着性が低下する。この重量比は、以下に後述する未変性ポリエステル、ポリエステルプレポリマー、伸長剤の量、反応時間等で制御することができる。
この重量比は、高分子量ポリエステルは、ゲル化してTHF有機溶媒に溶けないことからその重量を測定し、トナー全体かとしてDSC法で求めた離型剤量を除き、又、着色剤、その他の材料はそのまま含有されているとして重量比を求めた。
本発明においては、ゲル分量を以下のように測定した。トナー1gを秤量し、これにTHF 100gを加えて、10℃で20〜30時間放置する。20〜30時間後、THF不溶解分であるゲル分が、溶媒であるTHFを吸収し、膨潤して沈降するので、これを濾紙にて分離する。分離したゲル分を120℃で3時間加温し、吸収したTHFを揮発させた後、重量を秤量することで、ゲル分を測定する。
本発明におけるシェル部分は、活性水素基を有する化合物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(A)を用いることが好ましい。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、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40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。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、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、耐ホットオフセット性が悪化する。
活性水素基を有する化合物としては、伸長剤及び/又は架橋剤となるアミン類(B)を用いることが好ましい。アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、および(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、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、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記(B1)〜(B5)のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
さらに、必要により架橋及び/又は伸長停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステル系樹脂(i)の分子量を調整することができる。停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2より大きかったり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
さらに、コア部分のポリエステルは、前記変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、10〜40mgKOH/gの酸価を持った未変性ポリエステル(ii)をトナーバインダー成分として含有させる。(ii)を併用することで、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する。そして上記の酸価を持つことによって(A)と(B)の伸長又は/及び架橋反応に伴う粘度変化挙動を適切に保つことができ、目的とするトナー形状を得ることができるばかりか、低温定着性・耐ホットオフセット性を両立する優れた定着性を示すことができる。
酸価が10mgKOH/gより小さい場合は、(A)と(B)の伸長又は/及び架橋反応が急激に起こるため、トナー形状、粒径、粒径分布などを制御すること自体が困難である。また、伸長又は/及び架橋反応した樹脂成分多いため、低温定着性が著しく損なわれる。酸価が40mgKOHより大きい場合は、(A)と(B)の伸長又は/及び架橋反応が不十分となり、系の粘度が低すぎてトナー形状の異形化が困難となる。また、伸長又は/及び架橋反応した樹脂成分少ないため、耐ホットオフセット性も低下する。また、2成分現像方式でのキャリアのトナースペントや1成分現像方式での摩擦帯電付与部材などへのトナーフィルミングが発生し、摩擦帯電性が阻害されてしまいトナーの帯電不良となり、地汚れやトナー飛散が発生する。
(ii)としては、前記(A)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(A)と同様である。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)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。
(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
(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。1000未満では耐熱保存性が悪化し、30000を超えると低温定着性が悪化する。
本発明において、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。40℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明の乾式トナーのTgは通常45〜75℃、好ましくは50〜60℃となり、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。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10000dyne/cmとなる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。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。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。
また、離型剤として、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。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、ポリアルカン酸エステル(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など);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
本発明においては、特にエステル系ワックス、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。エステル系ワックスについては、特に分岐構造を有するものが離型効果が高く、好ましく用いることができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が5以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が1μm以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が5〜14であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は10〜30が好ましい。各離型剤の酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不十分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不十分となる。離型剤の添加量としては、バインダー樹脂100wt%に対して1〜15wt%、好ましくは3〜10wt%の範囲で用いられる。1wt%未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。又15wt%を超えた場合はキャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じた。
なお、前記トナー中の離型剤量は、トナーの製造に際して加えられる離型剤量と、グラフト重合体樹脂中に含まれる離型剤量との合計量を意味する。また、前記結着樹脂には、トナーの製造に際して加えられるバインダー樹脂の他、グラフト重合体樹脂及びグラフト重合体樹脂に含まれるビニルポリマー樹脂が包含される。本明細書で言う結着樹脂は、このような混合樹脂を意味するものである。本発明の離型剤の融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満の離型剤は耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超える離型剤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、離型剤の溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超える離型剤は、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。
トナー中の離型剤の含有量は通常0〜40wt%であり、好ましくは3〜30wt%である。トナー粒子中の離型剤総量は、DSC(示差走査熱量計)法で得られる。以下の測定装置及び条件により、トナー試料と離型剤単体試料とをそれぞれ測定し、それぞれ得られる離型剤の吸熱量の比から求める。
・測定装置:DSC装置(DSC60;島津製作所製)
・試料量:約5mg
・昇温温度:10℃/min
・測定範囲:室温〜150℃
・測定環境:窒素ガス雰囲気中
離型剤総量は以下の式で算出した。
離型剤総量(wt%)=(トナー試料の離型剤の吸熱量(J/g))×100)/(離型剤単体の吸熱量(J/g))
このように、上記分析により、トナー製造工程中に離型剤が流出して、仕込んだ全て離型剤がトナーに含有されない場合においても、トナー粒子中の離型剤総量を有効に規定することができる。
また、本発明のトナーは、着色剤として、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カ−ボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエロ−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、ントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15wt%、好ましくは3〜10wt%である。
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスタ−バッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
また、本発明のトナーは、荷電制御剤等を適宜選択して用いることができる。詳細には、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよいが、有色材料を用いると色の変化が起こるため、無色、白色に近い材料が好ましい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、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)、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。
本発明において荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100wt%に対して、0.1〜10wt%の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5wt%の範囲がよい。10wt%を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
また、本発明ではトナーに樹脂微粒子を添加してもよい。使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
また、本発明で得られたトナーの流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5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.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、重量平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
また、以下に、本発明のトナーの製造方法について説明する。本発明のトナーは、少なくとも有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、離型剤、着色剤を溶解又は分散させ、溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を架橋又は伸長反応させることで製造される。
(製造方法)
トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらに(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際および(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);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);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
本発明の乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
(水系媒体中でのトナー製造法)
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
トナー粒子は、水系媒体中でプレポリマー(A)からなる分散体を、(B)と反応させて形成させることが好ましい。水系媒体中でプレポリマー(A)や未変性ポリエステル樹脂(ii)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にプレポリマー(A)や未変性ポリエステル樹脂(ii)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と未変性ポリエステル樹脂(ii)と他のトナー組成物である(以下トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは5〜30℃である。分散温度が高温になると、顔料の凝集、及び離型剤のトナー粒子表面への露出が起こるため、低温のほうが好ましい。本発明においては、この工程条件を適宜調節することによって、形状制御を行ってもよい。強い撹拌力で液撹拌を行うことにより、適切な粘度を持つ分散液(水系媒体中の油滴)に強いシェアが与えられて、紡錘形のトナーが得られ、形状係数等の形状の制御が可能となる。
また、プレポリマー(A)と未変性ポリエステル(ii)の分散状態でトナーのコア−シェル構造は変化し、微分散する程、よりコア−シェル構造が緩和される。逆に分散度が低い場合は、プレポリマー(A)が水系媒体側に露出し易くなり、その結果トナー粒子界面での伸長反応が生じ易くなるため、コア−シェル構造が構築される。プレポリマー(A)と未変性ポリエステル(ii)の分散度は、上述した分散機の回転数や、分散時の温度、時間、また、プレポリマー(A)や未変性ポリエステル(ii)の粘度から決定される。
プレポリマー(A)や未変性ポリエステル樹脂(ii)を含むトナー組成物100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
プレポリマー(A)から変性ポリエステル(i)を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前に伸長剤及び/又は架橋剤(B)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後に伸長剤及び/又は架橋剤(B)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的に変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性荊、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる,
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−l21(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−l32(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いることができる。
また、無機分散剤と同様にして有機樹脂微粒子を使用することもできる。使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
樹脂微粒子の平均粒径は5〜500nmの物が用いられる。5nm以下では保存性改良効果が低下し、500nm以上では低温定着性を阻害する。樹脂微粒子のTgとしては55℃以上100℃以下の物が好ましい。Tgが55℃以下では保存性が不十分となり、100℃以上では低温定着性が不十分となる。
また高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
分散剤として有機樹脂微粒子を使用した場合には、耐熱保存性の向上等の観点から、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできる。
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、プレポリマー(A)や未変性ポリエステル(ii)が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。プレポリマー(A)100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、伸長および/または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
伸長および/または架橋反応時間は、プレポリマー(A)の有する構造と伸長剤及び/又は架橋剤(B)の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的には、伸長補助剤として、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート、三級アミン化合物などが挙げられる。本発明のトナーでは、特に、三級アミン化合物が好ましい。三級アミン化合物であれば、いずれも使用可能で、特に限定されない。その中でも一般式(1)の化合物がより好ましい。
Figure 2005301261
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。脱溶剤時の条件としては、分散液の油相固形分濃度が5〜50%、脱溶剤温度が10〜50℃、トナーの脱溶剤時の滞留時間を30分以内で行うのが好ましい。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
さらに、本発明のトナーにおいて、その粒径は特に制約されないが、細線再現性にすぐれた高画質を得る点からは、重量平均粒径(Dv)で、2.5〜8.0μm、好ましくは3.0〜7.0μmが良い。又、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.25以下、好ましくは1.10〜1.25である乾式トナーにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの現像による消費及びその補給が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤として用いた場合において、トナーの消費・補給が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも重量平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの消費・補給が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、重量平均粒子径/個数平均粒子径 が1.25よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)を用いて測定することができる。本発明においてはコールターカウンターTA−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)に接続し、測定した。
また、トナーは、形状係数SF−1が100〜180、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることが好ましい。
図2は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4)・・・式(1)
トナーの形状係数SF−1が100に近い値であれば、トナーの形状は球形に近くなり、トナーとトナー、あるいはトナーと感光体との接触が点接触になるため、トナー同士の付着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との付着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、形状係数SF−1の値が180より大きくなると、不定形になるため、現像性、転写性が低下するので好ましくない。
形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×(100/4π)・・・式(2)
SF−2の値が100に近いほどトナー表面の凹凸は少なく滑らかになる。クリーニング性の向上のためには、表面に適度に凹凸を有することがよいが、形状係数SF−2が180より大きくなると、凹凸が顕著になるため、画像上にトナーが散るなどして画像品位を低下させるので好ましくない。
なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)で倍率1000倍のトナーの写真を撮り、スキャナで読み取って画像データ化した。これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して、画像データを二値化し、少なくとも500個以上のトナー粒子について解析して計算した。
また、本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図3は、本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。(a)において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)((b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)((c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
本発明のトナーは、2成分系現像剤として用いる場合には、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、現像剤としてトナー濃度が1〜20wt%が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
以上のトナーを、画像形成装置100に用いることができる。
図4は、本発明の画像形成装置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画像形成装置の概略構成図である。
画像形成装置本体100、給紙テーブル200、画像形成装置本体100上に取り付けるスキャナ300、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)400から構成される。画像形成装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設け、3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
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。
また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。この画像形成手段18は、少なくとも感光体40と帯電手段60、現像手段61、クリーニング手段63とから選択されるプロセス手段とを備えるプロセスカートリッジであってもよい。このプロセスカートリッジはこれらを一体に支持して、画像形成装置100に着脱可能にする。これによって、トナー等の消耗により一体に交換することで、利用者の利便性が増加する。
タンデム画像形成装置20の上には、さらに露光装置21を設ける。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト253に加圧ローラ254を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
このカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14・15・16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、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し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
この画像形成装置100に用いることで、画像形成装置100内に配置された現像装置61に長期間収納されていてもブロッキングすることなく、長期間にわたって安定して、高品位の画像を提供することができる。また、離型剤をトナー近傍に存在させることで、定着下限温度を低くし、かつ、オフセットの発生を少なくすることができる。
<実施例1>
〜有機微粒子エマルションの合成〜
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。
[微粒子分散液1]を試料として用いて、LA−920(HORIBA製)を測定した体積平均粒径は、105nmであった。また、[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは59℃であり、重量平均分子量は150,000であった。
〜水相の調製〜
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。
〜ケチミンの合成〜
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。
〜マスターバッチの調製〜
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 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。
〜変性体樹脂(離型剤分散剤)の合成〜
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン450部、離型剤としての低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製 サンワックスLEL−400:軟化点128℃)150部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン594部、メタクリル酸メチル255部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34.3部およびキシレン120部の混合溶液を155℃で2時間で滴下し重合し、さらにこの温度で1時間保持した。次いで脱溶剤を行い、平均エステル基濃度:13.2%、数平均分子量:3300、重量平均分子量:12000、ガラス転移点:65.2℃の変性体樹脂(a)を得た。
〜油相の調製〜
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](数平均分子量6900、重量平均分子量21500)、Tg44℃、酸価24)400部、カルナウバワックス 110部、変性体樹脂a 11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時問かけて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。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度:1Kg/hr、ディスク周速度:6m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:3回の条件で、離型剤の分散を行った。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、上記と同条件のビーズミルを用いてパス数:1回で、分散液を得た。これを[顔料・離型剤分散液1]とする。
〜乳化〜
[顔料・離型剤分散液1]1610部、[プレポリマー1]の50%酢酸エチル溶液(数平均分子量9800、重量平均分子量21500、Tg65℃、酸価1.5)231部、伸長補助剤(UCAT660M、サンアプロ(株)製)5.5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。
〜脱有機溶媒〜
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。
〜洗浄・乾燥〜
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数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。
〜外添剤の混合〜
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、および、疎水性酸化チタン0.5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。
<比較例1>
比較例では、実施例1の油相の調製工程で、カルナウバワックス 110部、変性体樹脂a 11部および酢酸エチル947部を仕込みの換わりに、[低分子ポリエステル1](数平均分子量6900、重量平均分子量15500、Tg44℃、酸価24)400部、カルナウバワックス 70部、変性体樹脂a 28部、および酢酸エチル947部を仕込んだ。
また、乳化工程で、[プレポリマー1]の50%酢酸エチル溶液(数平均分子量9800、重量平均分子量21500、Tg65℃、酸価1.5)231部、伸長補助剤(UCAT660M、サンアプロ(株)製)5.5部の換わりに、[プレポリマー1]の50%酢酸エチル溶液(数平均分子量3800、重量平均分子量15000、Tg60℃、酸価0.5)231部を投入した。
それ以外は、全て実施例1と同じにした。
<実施例2>
実施例2では、実施例1の乳化工程で、[顔料・離型剤分散液1]1610部、[プレポリマー1]の50%酢酸エチル溶液(数平均分子量9800、重量平均分子量21500、Tg65℃、酸価1.5)231部、伸長補助剤(UCAT660M、サンアプロ(株)製)5.5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分間混合する換わりに、8,000rpmで1分間混合した。
また、脱有機溶媒工程で、45℃で4時間熟成を行う換わりに、40℃で4時間熟成を行った。
それ以外は、全て実施例1と同じにした。
<比較例2>
比較例2では、実施例2の油相の調製工程で、カルナウバワックス 110部を仕込みの換わりに、カルナウバワックス 90部を仕込んだ。
それ以外は、全て実施例2と同じにした。
トナーの評価は以下の要領で行った。
(評価項目)
1)定着性(ホットオフセット性、低温定着性)
リコー製imagio Neo 450を改造してベルト定着方式として、普通紙及び厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200及びNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cmのトナー付着量で定着評価した。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。定着上限温度は200℃以上、定着下限温度は140℃以下が望まれる。
2)環境保存性(耐熱保存性)
トナーを10gずつ計量し、20mlのガラス容器に入れ、100回ガラス瓶をタッピングした後、温度55℃、湿度80%にセットした恒温槽に24時間放置した後、針入度計で針入度を測定した。また低温低湿(10℃、15%)環境に保存したトナーも同様に針入度を評価し、高温高湿、低温低湿環境で、より針入度が小さい方の値を採用して評価した。良好なものから、◎:20mm以上、○:15mm以上20mm未満、△:10mm以上〜15mm未満、×:10mm未満、とした。
3)溶け出し発生温度
リコー社製imagio Neo 450を用い、100%画像面積のベタ画像チャートを10,000枚ランニングした後、加圧ベルトに当接されたクリーニングローラを取り外し、定着単体試験器の定着ローラの温度を上げて行き、普通紙(リコー社製タイプ6200及びリコー社製複写印刷紙<135>)を通紙し、紙上にトナーが溶け出した温度を溶け出し発生温度とした。
実施例1及び比較例1によって得られたトナーの物性を以下の表1に示す。
Figure 2005301261
また、実施例1及び比較例1によって得られたトナーの評価結果を以下の表2に示す。
Figure 2005301261
表1及び2から明らかなように、実施例1のトナーは比較例1と比較して、トナーの1/2流出温度Tm1を高くしていることで、耐熱保存性が良い。また、溶融混練後の1/2流出温度Tm1は同じであることから、定着下限温度は同等である。しかしながら、離型剤量が多いことから、ホットオフセット温度は非常に高くなっており、オフセットの発生を抑えていることがわかる。さらに、溶け出し温度も高くなっているのは、トナーのコア−シェル構造が、過度の低軟化点樹脂の流出を抑制し、かつ、トナー表面のワックスによって、クリーニングローラ上のトナーと定着ローラ又は定着ベルトとの間に離型効果が働くためである。
この高架式フローテスターの1/2流出温度の測定を説明するための図である。 形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。 本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。 本発明の画像形成装置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画像形成装置の概略構成図である。
符号の説明
10 中間転写体
14、15、16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置(露光手段)
222 次転写装置(転写手段)
23 ローラ
242 次転写ベルト
25 定着装置(定着手段)
251 加熱ローラ
252 支持ローラ
253 定着ベルト
254 加圧ローラ
257 (加圧ローラ)クリーニングローラ
258 温度センサ
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 感光体(像担持体)
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46、48 給紙路
47 搬送ローラ
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置(帯電手段)
61 現像装置(現像手段)
62 1次転写装置(転写手段)
63 クリーニング装置(クリーニング手段)
64 除電装置(除電手段)
65 現像スリーブ
100 画像形成装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置

Claims (18)

  1. 少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、
    結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中で粒子を形成するトナーにおいて、
    前記トナーは、コア−シェル構造を有し、
    高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm1>Tm2)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、
    かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面近傍の離型剤の含有量が7〜30vol%である
    ことを特徴とするトナー。
  2. 請求項1に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、コア部分が主に低分子量ポリエステル樹脂で形成され、シェル部分が主に高分子量ポリエステル樹脂で形成されている
    ことを特徴とするトナー。
  3. 請求項1又は2に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、低分子量ポリエステル樹脂と高分子量ポリエステル樹脂との重量比(高分子量ポリエステル樹脂の重量/低分子量ポリエステル樹脂の重量)が5〜30%の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、低分子量ポリエステル樹脂のピーク分子量が1000〜30000である
    ことを特徴とするトナー。
  5. 請求項4に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、低分子量ポリエステル樹脂の酸価が10〜40mgKOH/gであることを特徴とするトナー。
  6. 請求項4又は5に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、低分子量ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)が40〜70℃である
    ことを特徴とするトナー。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、ガラス転移温度(Tg)が45〜75℃である
    ことを特徴とするトナー。
  8. 請求項1ないし7のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、1/2流出温度Tm1が145〜200℃の範囲あり、溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2が110〜135℃の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、離型剤の含有量が、DSC(示差走査熱量計)法で、3〜20wt%の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  10. 請求項1ないし9のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、少なくとも有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、離型剤、着色剤を溶解又は分散させ、溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を架橋又は伸長反応させる
    ことを特徴とするトナー。
  11. 請求項1ないし10のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、平均円形度が0.94以上である
    ことを特徴とするトナー。
  12. 請求項1ないし11のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、
    体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  13. 請求項11又は12に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  14. 請求項11ないし13のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、紡錘形状で、
    かつ、前記紡錘形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  15. 記録部材上に形成されたトナーによる可視像を熱及び/又は圧力で定着させる定着装置において、
    前記定着装置は、定着ローラと加圧ローラと、これらのいずれかのローラをクリーニングするクリーニングローラとを有する定着装置であって、
    少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中でトナー粒子を形成するトナーであって、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm2>Tm1)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面の離型剤量が3〜5%であるトナーが用いられる
    ことを特徴とする定着装置。
  16. 請求項15に記載の定着装置において、
    前記定着装置は、請求項2ないし13に記載のトナーが用いられる
    ことを特徴とする定着装置。
  17. 潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写装置と、像担持体上の未転写の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラと、これらのいずれかのローラをクリーニングするクリーニングローラとを有する定着装置であって、
    少なくとも、結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体、離型剤を、有機溶媒又は重合性単量体に溶解又は分散させて、水系媒体中でトナー粒子を形成するトナーであって、コア−シェル構造を有し、高架式フローテスターの測定で、トナーの1/2流出温度Tm1と溶融混練後のトナーの1/2流出温度Tm2との温度差(△Tm=Tm1−Tm2、Tm2>Tm1)△Tmが、△Tm>10℃の関係を有し、かつ、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法によるトナー表面の離型剤量が3〜5%であるトナーが用いられる
    ことを特徴とする画像形成装置。
  18. 請求項17に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、請求項16に記載の定着装置を用いる
    ことを特徴とする画像形成装置。
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