JP2008275865A - 画像形成装置、それに用いられるトナー、キャリア、現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、システム速度が500mm/sec〜2500mm/secであり、かつ定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーは、少なくとも樹脂と着色剤と離型剤とを含有するものであり、トナーの溶融性が、150℃加熱における平滑度Ra値が、0.02μm〜0.25μmであり、かつ離型剤のトナー表面占有率Tpが、0.1%〜4.0%。
【選択図】図1
Description
システム速度が高速になるとともに、定着性を維持するため定着温度を上げることが考えられるが、機内温度上昇による各種副作用、定着部材消耗寿命、省エネルギーの観点他の点で、問題があり、定着改善の対応として不適切であった。そこで、特に超高速機において、トナーの定着性能と対感光体汚染性の向上が求められ、定着装置で高速作像、低熱量でも良好な定着性を有するトナーおよび定着装置および画像形成装置が必要とされている。
例えば、トナー自体の定着性能を向上させるため、樹脂そのものの熱特性をコントロールすることなどの方法が知られている。しかし、樹脂の低Tg(ガラス転移温度)化は耐熱保存性や定着強度を悪化させる原因となり、また樹脂の低分子量化による軟化温度の低下では、ホットオフセットの発生と光沢が高すぎる(光沢制御性)などの問題が生じる。このため、樹脂そのものの熱特性をコントロールすることにより低温定着性に優れ、かつ、耐熱保存性、耐オフセット性に良好なトナーを得るには至っていない。
(1)「記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、システム速度が500mm/sec〜2500mm/secであり、かつ定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーは、少なくとも樹脂と着色剤と離型剤とを含有するものであり、該トナーの溶融性が、150℃加熱における平滑度Ra値が、0.02μm〜0.25μmであり、かつ離型剤のトナー表面占有率Tpが、0.1%〜4.0%であることを特徴とする画像形成装置」、
(2)「前記定着装置の定着媒体表面は、少なくともフッ素樹脂を含有することを特徴とする前記(1)に記載の画像形成装置」、
(3)「前記定着媒体表面は、少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有するものであることを特徴とする前記(2)に記載の画像形成装置」、
(4)「前記定着装置の定着ニップ幅は、4mm〜20mmであることを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(5)「前記トナーは、離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも50℃〜130℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(6)「前記トナーは、離型剤として、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有するものであることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(7)「前記離型剤は、少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする前記(5)または(6)に記載の画像形成装置」、
(8)「前記トナーは、樹脂として、少なくとも1種類以上の非晶性ポリエステル樹脂を含有するものであることを特徴とする前記(1)乃至(7)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(9)「前記トナーは、樹脂として、少なくとも1種類以上の結晶性ポリエステル樹脂を含有するものであることを特徴とする前記(1)乃至(8)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(10)「前記結晶性ポリエステル樹脂は、Tgピークが、少なくとも80℃〜130℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする前記(9)に記載の画像形成装置」、
(11)「前記トナーは、カラートナーであることを特徴とする前記(1)乃至(10)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(12)「前記トナーは、平均円形度が0.94以上1.00未満であることを特徴とする前記(1)乃至(11)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(13)「前記トナーは、体積平均粒径が2.0〜7.0μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.3であることを特徴とする前記(1)乃至(12)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(14)「潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜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手段と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段とを備える前記(1)乃至(13)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(15)「潜像担持体と少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする(1)乃至(14)のいずれか1に記載の画像形成装置」、
(16)「前記(1)乃至(15)のいずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくとも樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー」、
(17)「前記(1)乃至(15)のいずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする磁性キャリア」、
(18)「前記(1)乃至(15)のいずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくともトナーとキャリアを含有する現像剤」。
また本発明により、上記画像形成装置並びにそれに用いるトナー、キャリア、現像剤、プロセスカートリッジを提供することができる。
ここで平滑度Raは、トナーの溶融性・粘弾性だけでなく、トナー表面の均一性、離型剤の樹脂表面あるいは樹脂中からのブリードアウト性他を加味した特性となる。低温定着性で重要な定着媒体上から剥がれ、削れ、除去性を考慮した場合、加熱後の平滑性Raが重要であり、本願範囲の平滑性Raを有することで、表面の摩擦が低減され、ミクロに評価した場合の凹凸の凸部からの磨耗が抑制されて好ましい。
さらに結晶性ポリエステル樹脂や脂肪酸アミド化合物を含有した場合における前述の離型剤の制御は困難を極めたが、離型剤の表面占有率Tpを適切に制御することでそれら複雑系の制御が初めて達成され、その結果本願の目的を達成することができた。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置としての複写機を示す。この複写機111は、複写対象となる原稿を読み取る原稿読取部112と、印刷用の用紙がストックされる給紙部113と、給紙部113から供給される用紙に原稿読取部112からの画像信号に基づいてトナー像を形成する画像形成部114と、そのトナー像をなすトナーを用紙に定着させる定着装置としての定着部115と、トナー定着後の用紙を機外に排出するための排紙部116とを有する。
そして、図3に示すとおり、図示例では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、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの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。
そのタンデム画像形成装置20の上には、図3に示すように、更に露光装置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。
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。
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更に反射して第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。
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。
上述したタンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば図3に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備えてある。図3に記載された符号について説明すると65は現像スリーブ上現像剤、68は撹拌パドル、69は仕切り板、71はトナー濃度センサー、72は現像スリーブ、73はドクター、75はクリーニングブレード、76はクリーニングブラシ、77はクリーニングローラー、78はクリーニングブレード、79はトナー排出オーガー、80は駆動装置である。
図4は、本発明のプロセスカートリッジを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。図4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。
本発明においては、上述の感光体b、帯電装置手段c、現像手段dおよびクリーニング手段e等の構成要素のうち、少なくとも感光体bおよび現像手段dをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
本発明において、システム線速は以下のようにして測定した。A4紙、縦方向通紙(通紙方向紙の長さ297mm)、連続100枚、該当画像形成装置で出力し、スタートから終了までの出力時間をA秒とし、システム速度をBとした場合、下記式にて、システム速度を求めた。
B(mm/sec)=100枚×297mm÷A秒
本発明における定着加圧面圧は、一般的な圧力センサーを使用することで測定できる。
本発明におけるトナーの溶融平滑度Raは、以下の装置、条件により評価した。
(1)前処理
トナー30mgを100Nで1分間加圧成型機(NAKA SEIKI TYPE NH200)で成形し、直径5mm、厚さ1mmのトナー錠剤試料を作成した。得られた錠剤試料をジャパンハイテック社製の加熱制御ユニット(Type 10036)に設置して、室温から毎分10℃昇温の条件で150℃まで加熱した。その後エアーによる急冷を実施して加熱試料を作成した。
表面平滑性(粗さ)Raは、共焦点顕微鏡であるレーザテック(株)製リアルコンフォーカル顕微鏡OPTELICS C−130を用いて評価した。倍率100倍で、全視野領域(142.028μm×113.600μm)での表面粗さRaを解析した。Raは装置付属の制御ソフト(Laser Microscope Solution Software LMeye)を用いて算出した。
本発明における離型剤のトナー表面占有率Tpは、下記式(1)で表わされるものであり、以下の装置、条件により評価した。まずトナー表面から外添剤を除去した後、FE−SEMの反射電子像を解析することで評価した。
(1−1) ドライウェル0.5ml、アイソトン100mlの混合液にトナー4gを加えて手振り50回でよく混ぜ、1時間以上静置する。
(1−2) 手振り30回で攪拌後ホモジナイザーを用いて20Wで1分間分散後、5分間停止のサイクルを5回繰り返し、トナー外添剤を遊離させる。
(1−3) 分散液を吸引ろ過し、外添剤をトナーから分離させ、得られたトナー母体を乾燥させる。
(1−4) ホモジナイザー(ソニックス&マテリアルズ社製VCX−750)の超音波照射条件
・振動時間 60秒連続
・振幅 20W(39%)
・振動開始温度 23±1.5℃
Zeiss社製 Ultra55 ショットキー型 サーマルFE−SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて評価した。加速電圧0.8kV、倍率1000倍にて、視野3視野以上測定して粒子個数として100個を解析した。トナーはカーボンテープに固定して四酸化ルテニウム蒸気に5分間さらして染色させたのちFE−SEM反射電子観察した。得られた反射電子像は、画像解析ソフトImage Plus Pro4.5.1(Media Cybernetics,Inc)により2値化処理して、コントラストにより離型剤とそれ以外の部分を識別して解析した。トナーの全面積も同様に解析して、トナーの全体の面積に対する離型剤の面積(占有率)を次式で算出した。
本方法で離型剤とトナーが識別できる原理について述べる。まずFE−SEMの一般的な形状観察のための二次電子ではなく、反射電子を解析することで、反射電子の原子番号効果により離型剤と樹脂他成分のコントラスト差を画像となって検出できる。原子番号効果は検出する試料の原子番号が大きくなるほど反射電子の放出量が多くなり、コントラストとして白く検出される効果である。一方で四酸化ルテニウムは材料の選択染色性を有し、本発明トナーの構成成分の場合、離型剤が染色されず、樹脂他成分が染色される。その結果、離型剤部分が黒いコントラストで、他のトナー部分が白いコントラストで観察できる。さらに加速電圧を0.8kVとすることで、トナーの電子線によるチャージアップ現象を防止すると共に低加速電圧による電子線の分析深さを浅くすることで表面数nm〜数十nmの表面分析が可能となった。
本発明における離型剤、樹脂のTgピークは、いわゆる軟化点に近い特性で、示差走査型熱量測定(DSC)において、そのDSC曲線の最大吸熱量を示したピークトップで決定される。また測定は島津製作所製TA−60WS、及びDSC−60を用い、次に示す測定条件で測定した。
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/min)
温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:200℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:200℃
本発明の定着媒体の表面コート樹脂としては、フッ素系樹脂が好ましい。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等を挙げることができる。
さらに好ましくは少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有する組成の樹脂であることがより好ましい。
本発明のトナー中に含有する離型剤としては、融点が40〜170℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂中での分散状態が良く、より効果的に離型剤として定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
より好ましくは、該離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも50℃〜130℃に一つ以上存在するワックスがより好ましい。
さらに好ましくは、該離型剤が、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有するワックスが挙げられる。
本発明のトナー中に含有する離型剤としてさらに好ましくは、少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃、より好ましくは、90℃〜150℃に一つ以上存在する脂肪酸アミド化合物が挙げられる。また脂肪酸アミド化合物以外の前述の離型剤と該脂肪酸アミド化合物を両方含有して使用することもより好ましい。
脂肪酸アミド化合物として、R1−CO−NR2R3で表される化合物が適用される。式中、R1は炭素数10〜30の脂肪族炭化水素基であり、R2、R3は各々独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数7〜10のアラルキル基である。ここで、R2、R3のアルキル基、アリール基、アラルキル基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基等の通常不活性な置換基で置換されていても良い。但し、更に好ましくは無置換のものである。
アルキレンビス飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスベヘン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサエチレンビスパルミチン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド等を挙げることができる。これらのうちでは、エチレンビスステアリン酸アミドが最も好ましい。
上記の他に使用できるアルキレンビス脂肪酸アミド系の化合物として、具体的には、プロピレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、プロピレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、プロピレンビスラウリン酸アミド、ブチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、プロピレンビスミリスチン酸アミド、ブチレンビスミリスチン酸アミド、プロピレンビスパルミチン酸アミド、ブチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスパルミトレイン酸アミド、エチレンビスパルミトレイン酸アミド、プロピレンビスパルミトレイン酸アミド、ブチレンビスパルミトレイン酸アミド、メチレンビスアラキジン酸アミド、エチレンビスアラキジン酸アミド、プロピレンビスアラキジン酸アミド、ブチレンビスアラキジン酸アミド、メチレンビスエイコセン酸アミド、エチレンビスエイコセン酸アミド、プロピレンビスエイコセン酸アミド、ブチレンビスエイコセン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、プロピレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、プロピレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド等の、飽和または1〜2価の不飽和の脂肪酸のアルキレンビス脂肪酸アミド系の化合物を挙げることができる。
前記結着樹脂としては、特にフルカラートナー用結着樹脂として発色性、画像強度の点からも好適なポリエステル樹脂、特に非晶性ポリエステル樹脂がより好ましく用いられる。カラー画像は、数種のトナー層が幾重にも重ねられるため、トナー層が厚くなってしまい、トナー層の強度不足による画像の亀裂や欠陥が生じたり、適度な光沢が失われたりする。このことから適度な光沢や優れた強度を保持させるためポリエステル樹脂が用いられる。ポリエステル樹脂は、一般に多価アルコールと多価カルボン酸とのエステル化反応により得ることができる。
これらのモノマーの中でも、ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を主成分モノマーとして用いたものが特に好適に用いられる。前記ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を構成モノマーとして用いた場合、ビスフェノールA骨格の性質上、比較的高めのガラス転移点のポリエステルが得られ、耐コピーブロッキング性、耐熱保存性が良好となる。また、ビスフェノールA骨格両側のアルキル基の存在が、ポリマー中でソフトセグメントとして働き、トナー定着時の発色性、画像強度が良好となる。特にビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物のうち、エチレン基、プロピレン基のものが好適に用いられる。
ポリオールとしては、ジオール(g)および3価以上のポリオール(h)が、ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(i)および3価以上のポリカルボン酸(j)が挙げられ、それぞれ2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂(AX)および(AY)としては、以下のものなどが挙げられ、これらのものを併用することもできる。
(AX1):(g)および(i)を用いた線状のポリエステル樹脂
(AX2):(g)および(i)とともに(h)および/または(j)を用いた非線状のポリエステル樹脂
(AY1):(AX2)に(c)を反応させた変性ポリエステル樹脂
ジオール(g)としては、水酸基価180〜1900(mgKOH/g、以下同様)のものが好ましい。具体的には、炭素数2〜36の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−プチレングリコールおよび1,6−ヘキサンジオールなど);炭素数4〜36の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およびポリブチレングリコールなど);炭素数6〜36の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび水素添加ビスフェノールAなど);上記脂環式ジオールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド〔エチレンオキシド(以下EOと略記する)、プロピレンオキシド(以下POと略記する)およびプチレンオキシド(以下BOと略記する)など〕付加物(付加モル数1〜30);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールFおよびビスフェノールSなど)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、POおよびBOなど)付加物(付加モル数2〜30)などが挙げられる。
なお、上記および以下において水酸基価および酸価は、JIS K 0070に規定の方法で測定される。
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の脂肪族多価アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物(付加モル数2〜30)であり、とくに好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物である。
ヒドロキシカルボン酸(k)としては、ヒドロキシステアリン酸、硬化ヒマシ油脂肪酸などが挙げられる。ラクトン(l)としては、カプロラクトンなどが挙げられる。
(c)のエポキシ当量は、好ましくは50〜500である。下限は、さらに好ましくは70、とくに好ましくは80であり、上限は、さらに好ましくは300、とくに好ましくは200である。エポキシ基数とエポキシ当量が上記範囲内であると、現像性と定着性が共に良好である。上述の1分子当たりのエポキシ基数およびエポキシ当量の範囲を同時に満たせばさらに好ましい。
また、(a)の触媒効果を損なわない範囲で他のエステル化触媒を併用することもできる。他のエステル化触媒の例としては、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド)、三酸化アンチモン、(a)以外のチタン含有触媒(例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタニルカリウム、およびテレフタル酸チタン)、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、ゲルマニウム含有触媒、アルカリ(土類)金属触媒(例えばアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のカルボン酸塩:酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、および安息香酸カリウムなど)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの他の触蝶の添加量としては、得られる重合体の重量に対して、0〜0.6%が好ましい。0.6%以内とすることで、ポリエステル樹脂の着色が少なくなり、カラー用のトナーに用いるのに好ましい。添加された全触媒中の(a)の含有率は、50〜100%が好ましい。
(c)と反応させる(AX2)の酸価は、好ましくは1〜60、さらに好ましくは5〜50である。酸価が1以上であると、(c)が未反応で残存して樹脂の性能に悪影響を及ぼす恐れがなく、60以下であると、樹脂の熱安定性が良好である。
また、(AY1)を得るのに用いる(c)の量は、低温定着性および耐ホットオフセット性の観点から、(AX2)に対して、好ましくは0.01〜10%、さらに好ましくは0.05〜5%である。
他の樹脂としては、スチレン系樹脂[スチレンとアルキル(メタ)アクリレートの共重合体、スチレンとジエン系モノマーとの共重合体等]、エポキシ樹脂(ビスフェノールAジグリシジルエーテル開環重合物等)、ウレタン樹脂(ジオールおよび/または3価以上のポリオールとジイソシアネートの重付加物等)などが挙げられる。
トナーバインダーにおける他の樹脂の含有量は、好ましくは0〜40重量%、さらに好ましくは0〜30重量%、とくに好ましくは0〜20重量%である。
本発明で用いる結晶性を有するポリエステル樹脂Aは、その分子主鎖中に下記一般式(2)で表されるエステル結合を含有する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂からなることを特徴とする。
さらにその分子主鎖中にエステル結合を少なくとも60モル%以上含有する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂であることがより好ましい。
前記直鎖状不飽和脂肪族基の具体例としては、マレイン酸、フマル酸、1,3−n−プロペンジカルボン酸、1,4−n−ブテンジカルボン酸等の直鎖状不飽和2価カルボン酸由来の直鎖状不飽和脂肪族基を挙げることができる。
前記一般式(2)において、(CH2)nは直鎖状脂肪族2価アルコール残基を示す。 この場合の直鎖状脂肪族2価アルコール残基の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状脂肪族2価アルコールから誘導されたものを示すことができる。ポリエステル樹脂(A)は、その酸成分として、直鎖状不飽和脂肪族ジカルボン酸を用いたことから、芳香族ジカルボン酸を用いた場合に比べて結晶構造を形成し易いという作用効果を示す。
ポリエステル樹脂は、(i)直鎖状不飽和脂肪族2価カルボン酸またはその反応性誘導体(酸無水物、炭素数1〜4の低級アルキルエステル、酸ハライド等)からなる多価カルボン酸成分と、(ii)直鎖状脂肪族ジオールからなる多価アルコール成分とを、常法により重縮合反応させることによって製造することができる。
この場合、多価カルボン酸成分には、必要に応じ、少量の他の多価カルボン酸を添加することができる。この場合の多価カルボン酸には、(i)分岐鎖を有する不飽和脂肪族二価カルボン酸、(ii)飽和脂肪族2価カルボン酸や、飽和脂肪族3価カルボン酸等の飽和脂肪族多価カルボン酸の他、(iii)芳香族2価カルボン酸や芳香族3価カルボン酸等の芳香族多価カルボン酸等が包含される。これらの多価カルボン酸の添加量は、全カルボン酸に対して、通常、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加することのできる多価カルボン酸の具体例を示すと、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の2価カルボン酸;無水トリメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の3価以上の多価カルボン酸等を挙げることができる。
前記多価アルコール成分には、必要に応じ、少量の脂肪族系の分岐鎖2価アルコールや環状2価アルコールの他、3価以上の多価アルコールを添加することができる。その添加量は、全アルコールに対して、30モル%以下、好ましくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加される多価アルコールを例示すると、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ポリエチレングリコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、グリセリン等が挙げられる。
ポリエステル樹脂において、その分子量分布は、低温定着性の点から、シャープであるのが好ましく、また、その分子量は、比較的低分子量であるのが好ましい。ポリエステル樹脂(A)の分子量は、そのo−ジクロルベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布において、その重量平均分子量(Mw)が5500〜6500、その数平均分子量(Mn)が1300〜1500およびそのMw/Mn比が2〜5であることが好ましい。
ポリエステル樹脂(A)についての前記分子量分布は、横軸をlog(M:分子量)とし、縦軸を重量%とする分子量分布図に基づくものである。本発明で用いるポリエステル樹脂(A)の場合、この分子量分布図において、3.5〜4.0(重量%)の範囲に分子量ピークを有することが好ましく、また、そのピークの半値幅が1.5以下であることが好ましい。
混合温度が低すぎると充分に混合できず、不均一となることがある。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合温度が高すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
溶融混合する場合の混合時間は、好ましくは10秒〜30分、さらに好ましくは20秒〜10分、とくに好ましくは30秒〜5分である。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合時間が長すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽などのバッチ式混合装置、および連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間で均一に混合するためには、連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、エクストルーダー、コンテイニアスニーダー、3本ロールなどが挙げられる。これらのうちエクストルーダーおよびコンテイニアスニーダーが好ましい。
粉体混合する場合の混合条件としては、混合温度は、好ましくは0〜80℃、さらに好ましくは10〜60℃である。混合時間は、好ましくは3分以上、さらに好ましくは5〜60分である。混合装置としては、へンシェルミキサー、ナウターミキサー、およびバンパリーミキサー等が挙げられる。好ましくはへンシェルミキサーである。
また、結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、紙と樹脂との親和性の観点から、目的とする低温定着性を達成するためにはその酸価が20mgKOH/g以上であることが好ましく、一方、ホットオフセット性を向上させるには45mgKOH/g以下のものであることが好ましい。
更に、結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価については、所定の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには5〜50mgKOH/gのものが好ましい。
本発明のトナーの平均円形度は、粒子の投影面積と同じ面積を持つ円の周囲長/粒子の周囲長で表わされ、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(SYSMEX社製)により測定できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水120ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.3ml加え、更に測定試料を0.2g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約2分間分散処理を行ない、分散液濃度を約5000個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
本発明のトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)、その比(Dv/Dn)は、以下の方法で測定できる。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)等を用いて測定することができる。特に本発明ではコールターマルチサイザーIIを使用した。以下に測定方法について述べる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーとしては、粉砕トナー、懸濁重合法、乳化重合凝集法、分散重合法等の重合トナーいずれのトナーでも使用できる。
本発明に係るトナーは、好ましくは体積平均粒径2〜7μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.3の範囲にあることがより好ましい。
小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、本発明の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、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磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させる。逆に、トナーの体積平均粒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収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。しかしながら、Dv/Dnが1.30を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
本発明の粉砕トナーの製造方法は、混練工程と、粉砕工程と、分級工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記混練工程は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤等を含むトナー材料を混練する工程である。帯電制御剤、離型剤、着色剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
以上のトナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所社製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所社製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕工程は、前記混練工程で得られた混練物を粉砕する工程である。
この粉砕工程においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級工程は、前記粉砕工程で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する工程である。前記分級は、例えば、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により行うことができる。この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中で分級し、もって所定の粒径、例えば平均粒径が2〜20μmのトナーを製造する。
添加し、更に上記操作を繰り返すことが好ましい。
ここで、前記製品となる粒子以外の粉末(微粉トナー)とは、溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子を意味する。
前記微粉トナーの含有量は、前記トナー材料に対し1〜20質量%であり、5〜15質
量部がより好ましい。前記微粉トナーが1質量%未満であると、微粉トナーの消費量が少なくなるためコスト低減に寄与することができないことがあり、20質量%を超えると、原因は明らかになってはいないがトナーの凝集性が高くなり、白スジが発生するという不
具合を引き起こすことがある。
本発明の画像形成用トナーは必要に応じ帯電制御剤を該トナー中に含有させることができる。
例えば、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料、例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.Basic Red 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet
3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue 25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、或いはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう帯電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
本発明のトナーに添加する外添剤である無機微粒子として、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、酸化鉄、酸化銅、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。この中でも、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物が好ましく、個数平均粒径が8〜80nmの範囲の外添剤と120〜300nmの範囲の外添剤が好ましい。上記無機微粒子の中では、シリカ、アルミナ、酸化チタンが好適であり、特に、シリカ、酸化チタンが好適である。さらに外添剤として少なくとも一次粒子の個数平均粒径が5〜40nmの酸化チタンを含有することがトナー帯電性、流動性の点でより好ましい。この無機微粒子はトナー母体に対し0.01から5重量%使用することがより好ましい。
該無機微粒子としては、条件を満たせば公知のものすべて使用可能である。例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど)、金属酸化物(チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)、フルオロポリマー等を含有してもよい。
特に好適な添加剤としては、疎水化されたシリカ、チタニア、酸化チタン、アルミナ微粒子があげられる。シリカ微粒子としては、HDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK21、HDK H 1303(以上ヘキスト)やR972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(以上日本アエロジル)がある。また、チタニア微粒子としては、P−25(日本アエロジル)やSTT−30、STT−65C−S(以上チタン工業)、TAF−140(富士チタン工業)、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(以上テイカ)などがある。特に疎水化処理された酸化チタン微粒子としては、T−805(日本アエロジル)やSTT−30A、STT−65S−S(以上チタン工業)、TAF−500T、TAF−1500T(以上富士チタン工業)、MT−100S、MT−100T(以上テイカ)、IT−S(石原産業)などがある。
疎水化処理された酸化物微粒子、シリカ微粒子及びチタニア微粒子、アルミナ微粒子を得るためには、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシランやメチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤で処理して得ることができる。またシリコーンオイルを必要ならば熱を加えて無機微粒子に処理した、シリコーンオイル処理酸化物微粒子、無機微粒子も好適である。
シリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル、メタクリル変性シリコーンオイル、αメチルスチレン変性シリコーンオイル等が使用できる。無機微粒子としては、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、酸化鉄、酸化銅、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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、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。その中でも特にシリカと二酸化チタンが好ましい。添加量はトナーに対し0.1から5重量%、好ましくは0.3から3重量%を用いる事ができる。無機微粒子の一次粒子の平均粒径は、100nm以下、好ましくは3nm以上70nm以下である。この範囲より小さいと、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくい。またこの範囲より大きいと、感光体表面を不均一に傷つけ好ましくない。
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。
外添剤の混合方式であるが、外添剤の母体トナーへの外添は、母体トナーと外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される乾式混合でも良い。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。これら添加条件として、ミキサー類の羽形状、回転数、混合時間、混合回数、外添剤量、母体トナー量、母体トナーの表面性(凹凸、硬度、粘弾性、他)が重要となる。
これらトナー表面に付着させた無機微粒子は、その後スラリーを加熱することによりトナー表面に固定化し、脱離を防止することができる。その際トナーを構成する樹脂のTgよりも高い温度にて加熱することが望ましい。さらに凝集を防止しながら乾燥後加熱処理を行なっても良い。
また、感光体表面の摩擦係数を下げ、クリーニング性を上げるために、本発明のトナーに潤滑剤として、ステアリン酸金属塩を混合させても良い。ステアリン酸亜鉛が好適である。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、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、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記着色剤の前記トナー材料における含有量は0.1〜50質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアとトナーを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。
本発明のトナー容器としては、前記本発明の画像形成用トナーを含む現像剤を充填した
ものであり、その形状は従来公知のものを使用することができる。
本発明のトナーを製造する方法としては特に限定されるものではなく、溶融混練粉砕法および重合法、イソシアネート基含有プレポリマーを用いた重付加反応法、溶剤溶解し脱溶剤して粉砕する方法のほか、溶融スプレー法によっても製造することができる。これらの製造方法のうち、溶融混練法、特定の結晶性高分子および重合性単量体を含有する単量体組成物を水相中で直接的に重合する重合法(懸濁重合法・乳化重合法)、特定の結晶性高分子およびイソシアネート基含有プレポリマーを含有する組成物を水相中でアミン類で直接的に伸長/架橋する重付加反応法、溶剤溶解し脱溶剤して粉砕する方法を採用することが好ましく、従来公知の製造方法が使用できる。
重合法、イソシアネート基含有プレポリマーを用いた重付加反応法においては、水相中での機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い攪拌または超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
(評価機1)
評価機1として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機2として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が500mm/secになるように、現像ギャップは1.42mm、ドクタブレードギャップは1.8mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧40 N/cm2と、定着ニップ幅11mmとした。定着媒体表面はシリコン樹脂を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機3として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が1900mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)樹脂を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機4として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が1000mm/secになるように、現像ギャップは1.31mm、ドクタブレードギャップは1.7mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅3mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機5として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が2500mm/secになるように、現像ギャップは1.20mm、ドクタブレードギャップは1.5mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅22mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機6として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が400mm/secになるように、現像ギャップは1.42mm、ドクタブレードギャップは2.0mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機7として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が2600mm/secになるように、現像ギャップは1.10mm、ドクタブレードギャップは1.2mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧39 N/cm2と、定着ニップ幅10mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機8として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧4 N/cm2と、定着ニップ幅4mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
評価機9として、imagio NEO C600の現像部と定着部を改造して用いた。改造した内容は、線速が1700mm/secになるように、現像ギャップは1.26mm、ドクタブレードギャップは1.6mm、反射型フォトセンサ機能をOFFとした状態で使用した。また定着部は図2で示す定着ユニットを設置し、定着面圧93 N/cm2と、定着ニップ幅19mmとした。定着媒体表面はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を塗布、成形、表面調整して使用した。像担持体、現像装置及び転写装置部の実温度領域は30〜48℃になるように制御した。定着ローラの加熱温度は150℃に設定した。
2成分系現像剤で画像評価する場合は、シリコーン樹脂により0.3μmの平均厚さでコーティングされた平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、キャリア100重量部に対し各色トナー5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。
(キャリア1)
・シリコーン樹脂溶液 167部
[固形分23重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.66部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・トルエン 300部
をホモミキサーで10分間分散し、シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径;50μm焼成Mnフェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.4μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて300℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き63μmの篩を用いて解砕し[キャリア1]を得た。
キャリアの結着樹脂膜厚測定は、FIB(集束イオンビーム)でキャリア断面を作成後、TEM(透過型電子顕微鏡)、STEM(走査型透過電子顕微鏡)等にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
―結晶性ポリエステル樹脂1の合成―
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,4−ブタンジオール23.75モル、エチレングリコール1.25モル、フマル酸22.75モル、無水トリメリット酸1.65モル、ハイドロキノン5.1gを入れ、160℃で6時間反応させた後、180℃に昇温して1.5時間反応させ、さらに8.3KPaにて2時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂1を得た。該結晶性ポリエステル樹脂1のTgピークは、110℃であった。
1,4−ブタンジオール: 23.75モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 22.75モル
無水トリメリット酸: 1.65モル
ハイドロキノン: 5.1g
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,4−ブタンジオール23.75モル、エチレングリコール1.25モル、フマル酸22.75モル、無水トリメリット酸1.65モル、ハイドロキノン5.1gを入れ、160℃で5時間反応させた後、170℃に昇温して1時間反応させ、さらに8.3KPaにて2時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂2を得た。該結晶性ポリエステル樹脂2のTgピークは、78℃であった。
1,4−ブタンジオール: 23.75モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 22.75モル
無水トリメリット酸: 1.65モル
ハイドロキノン: 5.1g
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,4−ブタンジオール23.75モル、エチレングリコール1.25モル、フマル酸22.75モル、無水トリメリット酸1.65モル、ハイドロキノン5.1gを入れ、160℃で8時間反応させた後、180℃に昇温して1.5時間反応させ、さらに8.3KPaにて4時間反応させ結晶性ポリエステル樹脂3を得た。該結晶性ポリエステル樹脂3のTgピークは、133℃であった。
1,4−ブタンジオール: 23.75モル
エチレングリコール: 1.25モル
フマル酸: 22.75モル
無水トリメリット酸: 1.65モル
ハイドロキノン: 5.1g
−シリカ1の合成−
気相法によって製造されたBET比表面積300m2/gのシリカ微粉末100gを反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら水2.0gを噴霧した。これにヘキサメチルジシラザン10gを噴霧し、150℃で1時間加熱撹拌し、その後冷却した。そしてジェットミルで解砕して1次平均粒径10nmのシリカ粒子を得た。その後、乾式分級機TC−40II(日清エンジニアリング製)により分級処理を行い、粒径50μm以上の凝集体を除去し、シリカ1を得た。
−非晶性ポリエステル樹脂aの合成−
攪拌装置、温度計、窒素導入口、流下式コンデンサー、及び冷却管付き4つ口セパラブルフラスコ内に、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン740g、ポリオキシエチレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン300g、テレフタル酸ジメチル466g、イソドデセニル無水コハク酸80g、及び1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリn−ブチル114gをエステル化触媒とともに加えた。
次いで、窒素雰囲気下、200℃で8時間反応させ、その後、210℃減圧にて撹拌しながら7時間反応させた。これにより分子量500以下の含有量2.8%、分子量ピーク6800、ガラス転移温度(Tg)58℃、Mw/Mn比3.8、酸価2.1KOHmg/g、フローテスターによる見掛け粘度101Pa・s(温度112℃)のポリエステル樹脂aを合成した。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物67質量部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物84質量部、テレフタル酸274質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を投入し、常圧下、230℃にて7時間反応させた。次いで、該反応液を10〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させて、ポリエステル樹脂bを合成した。
得られたポリエステル樹脂bは、数平均分子量(Mn)が2,000、重量平均分子量(Mw)が5,200、ガラス転移温度(Tg)が54℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物350部、ビスフェノールAのプロピオンオキサイド3モル付加物326部、テレフタル酸278部、無水フタル酸40部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)2部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸62部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕してポリエステル樹脂cを得た。
得られたポリエステル樹脂cは、その酸価は35、水酸基価は17、Tgは69℃、M
nは3920、Mwは23500であった。
−トナーAの作製−
・ポリエステル樹脂a・・・93部
・結晶性ポリエステル1・・・7部
・C.I.Pigment Blue15,3・・・5部
・帯電制御剤(ビス(3,5−ジ・ターシャリーブチルサリチラト−O1,O2)亜鉛)・・・2部
・カルナバワックス(Tgピーク81℃)、商品名;WA−03(東亜化成株式会社製)・・・3部
・脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク147℃)、
商品名;EB−P(花王株式会社製)・・・2部
その後、ブルーの着色粒子100部、シリカ1を1.5部と一次平均粒径13nmの疎水化処理酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製 FM20C)にて混合してトナーを得た。混合条件は、周速30m/secで、120秒回転、60秒回転停止、のセットを5回繰り返して混合してトナーを得た。
得られたトナー7重量部に対してキャリア1を100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。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた評価機1を評価機2とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた評価機1を評価機3とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた評価機1を評価機4とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた評価機1を評価機5とした以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーのワックスをカルナバワックスの代わりにパラフィンワックス(Tgピーク48℃)、商品名;パラフィンワックス115(日本精蝋株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーのワックスをカルナバワックスの代わりにポリプロピレンワックス(Tgピーク143℃)、商品名;ビスコール660−P(三洋化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの脂肪酸アミド化合物をエチレンビスステアリン酸アミドの代わりにオレイン酸アマイド(Tgピーク69℃)、商品名;ニュートロン(日本精化株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの脂肪酸アミド化合物をエチレンビスステアリン酸アミドの代わりにエチレンビスカプリン酸アマイド(Tgピーク161℃)、商品名;スリパックスC10(日本化成株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの結晶性ポリエステル1の代わりに結晶性ポリエステル2を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの結晶性ポリエステル1の代わりに結晶性ポリエステル3を用いた以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーの以下のように作成した以外は実施例1と同様にして評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
製造例1
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、メタクリル酸166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、3800回転/分で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し3時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、70℃で5時間熟成してビニル系樹脂(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[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、75nmであった。[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60℃であり、重量平均分子量は11万であった。
製造例2
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルェーテルジスルホン酸ナトリウムの48.3%水溶液((エレミノールMON−7):三洋化成工業製)37部、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。
製造例3
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部を入れ、常圧で230℃で7時間反応し、さらに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部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
製造例4
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部を入れ、常圧で230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg54℃、酸価0.5、水酸基価52であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、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。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
製造例5
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4時間半反応を行い、[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417であった。
製造例6
水600部、Pigment Blue 15:3 含水ケーキ(固形分50%)、 ポリエステル樹脂1200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120℃で45分間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
製造例7
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]378部、カルナバワックス(Tgピーク81℃)、商品名;WA−03(東亜化成株式会社製)100部、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時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[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ジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、顔料、WAX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部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
製造例8
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000rpmで2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13000rpmで25分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
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7時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
製造例9
[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1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。
その後下記フッ素化合物(2)を1wt%濃度で分散させた水溶媒曹中で、トナー母体に対して下記フッ素化合物(2)が0.1wtになるように混合し、下記フッ素化合物(2)を付着(結合)させた後、循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥させた後、さらに30℃で10時間棚段にて乾燥させた。その後目開き75μmメッシュで篩い[トナー母体粒子1]を得た。
フッ素化合物(2)
その後、[トナー母体粒子1]100部、一次平均粒径10nmの疎水化処理シリカ1を1.0部と一次平均粒径13nmの疎水化処理酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製 FM20C)にて混合してトナーを得た。混合条件は、周速30m/secで、120秒回転、60秒回転停止、のセットを5回繰り返して混合してトナーを得た。
実施例1において、評価機1を評価機6に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、評価機1を評価機7に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、評価機1を評価機8に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、評価機1を評価機9に変更した以外は実施例1と同様にして評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーのポリエステル樹脂aの代わりにポリエステル樹脂bを用い以外は実施例1と同様にしてトナーを製造し評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いたトナーのポリエステル樹脂aの代わりにポリエステル樹脂cを用い以外は実施例1と同様にしてトナーを製造し評価した。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
−トナーの作製−
・ポリエステル樹脂a・・・93部
・結晶性ポリエステル1・・・7部
・C.I.Pigment Blue15,3・・・5部
・帯電制御剤(ビス(3,5−ジ・ターシャリーブチルサリチラト−O1,O2)亜鉛)・・・2部
・カルナバワックス(Tgピーク101℃)、商品名;NX−A−03(株式会社セラリカNODA)・・・1.5部
・脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク140℃)、商品名;EB−G(花王株式会社製)・・・2部
その後、ブルーの着色粒子100部、シリカ1を1.5部と一次平均粒径13nmの疎水化処理酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製 FM20C)にて混合してトナーを得た。混合条件は、周速30m/secで、120秒回転、60秒回転停止、のセットを5回繰り返して混合してトナーを得た。
得られたトナー7重量部に対してキャリア1を100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。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
−トナーの作製−
・ポリエステル樹脂a・・・93部
・結晶性ポリエステル1・・・7部
・C.I.Pigment Blue15,3・・・5部
・帯電制御剤(ビス(3,5-ジ・ターシャリーブチルサリチラト-O1,O2)亜鉛)・・・2部
・キャンデリラワックス(Tgピーク71℃)、商品名;MK−2(横関油脂工業株式会社)・・・5部
・脂肪酸アミド化合物(エチレンビスステアリン酸アマイド、Tgピーク140℃)、商品名;EB−G(花王株式会社製)・・・2部
その後、ブルーの着色粒子100部、シリカ1を1.5部と一次平均粒径13nmの疎水化処理酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製 FM20C)にて混合してトナーを得た。混合条件は、周速30m/secで、120秒回転、60秒回転停止、のセットを5回繰り返して混合してトナーを得た。
得られたトナー7重量部に対してキャリア1を100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。得られたトナーの物性は表1に示す。得られたトナーを評価機1で評価した。評価結果は表2に示した。
1)フィルミング性
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを出力し、初期及び100,000枚、及び300,000枚でそれぞれ評価画像である黒ベタ(A3)3枚を出力する。感光体にトナーがフィルミングすることによる白抜け画像部分の程度を目視で評価した。白抜け画像部分が多いほど、画像品質が悪い。評価結果はベタ画像全体対して白抜け部分多さで目視評価し、以下のようにランク評価した。
◎:白抜け画像部分が少なくかなり優れる
○:白抜け画像部分が少なく比較的に優れる
△:白抜け画像部分が普通
△△:白抜け画像部分が少し多い
×:白抜け画像部分がとても多い
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを100,000枚出力した後、定着ロールの温度を5℃づつ変化させ、画像出しをし、定着後から5日間経時した時点での定着性を測定した。転写紙はリコーフルカラーPPC用紙タイプ6200を用いた。
定着単体機の定着温度を変え、マクベス濃度計による画像濃度が1.2となるようなコピー画像を得た。各温度のコピー画像を砂消しゴムを装着したクロックメーターにより10回擦り、その前後の画像濃度を測定し、下記式にて定着率を求めた。
定着率(%)=〔(砂消しゴム10回後の画像濃度)/(前の画像濃度)〕×100
定着率70%以上を達成する温度を、定着下限温度とした。低温定着性の判定基準は次
の通りである。
評価結果は以下のように示した。
◎:非常に低温で定着し始め定着下限温度が低く、非常に低温定着性に優れる
○:低温定着性にかなり優れる
△:低温定着性が従来のシステムより優れる
×:従来のシステムより、定着下限性が劣る
従来のシステム(imagio NEO C600未改造品)のシステム線速は、282mm/secである。
得られた二成分現像剤と各評価機を用いて5%画像面積チャートを100,000枚出力した後、定着ロールの温度を5℃づつ変化させ、画像出しをし、定着ローラへの紙の巻き付き性を評価した。転写紙はリコーフルカラーPPC用紙タイプ6200を用いた。
評価結果は以下のように示した。
◎:非常に高温巻き付き性が高く、高温定着性に優れる
○:高温巻き付き性にかなり優れる
△:高温巻き付き性が従来のシステムより優れる
×:従来のシステムより、高温巻き付き性が劣る
トナーを10gずつ計量し、20mlのガラス容器に入れ、ガラス瓶をタッピングマ装置にて100回タッピングした後、温度55℃、湿度80%にセットした恒温槽に24時間放置した後、針入度試験器(日科エンジニアリング マニュアル記載条件)にて針入度を測定した。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。
111 複写機(画像形成装置)
112 原稿読取部
113 給紙部
114 画像形成部
115 定着部
116 排紙部
117 ランプ
118a ミラー
118b ミラー
119 CCD
120a トレイ
120b トレイ
120c トレイ
120d トレイ
121 感光体ドラム(感光体)
122 帯電ローラ
123 レーザー光源(露光手段)
124 現像ローラ(現像手段)
125 転写ローラ(転写手段)
126 クリーニング機構
127 排紙口
128 トレイ
129 加熱定着ローラ(定着部材)
211 複写機
215 定着部
229 加熱定着ローラ
230 ハロゲンランプ
231 弾性層
232 加圧ローラ(当接部材)
233 分離爪
234 サーミスタ温度計
235 検知センサー
236 芯金
237 離型層
A 走査方向
B 回転方向
N 定着ニップ幅
P 用紙
T トナー
T’ トナー
t 肉厚
(図3)
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 タンデム画像形成部
21 露光装置
22 2次転写装置(転写ローラ)
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
25a 定着ヒータ
25b 従動ローラ
25c 駆動ローラ
25d 定着温度センサ
25e 平面基盤
26 定着ベルト(定着フィルム)
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
41 現像ベルト
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
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
60a 帯電ローラ
60b ブラシローラ
60c 芯金
60d 導電ゴム層
60e ブラシ部
60f 電源
61 現像装置
62 1次転写装置
63 クリーニング装置
64 除電装置(除電ランプ)
100 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
(図4)
a プロセスカートリッジ全体
b 感光体
c 帯電手段
d 現像手段
e クリーニング手段
Claims (18)
- 記録媒体上の可視像を熱と圧力により定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、システム速度が500mm/sec〜2500mm/secであり、かつ定着媒体の加圧面圧が、5N/cm2〜90N/cm2であり、かつ、可視像形成に用いるトナーは、少なくとも樹脂と着色剤と離型剤とを含有するものであり、該トナーの溶融性が、150℃加熱における平滑度Ra値が、0.02μm〜0.25μmであり、かつ離型剤のトナー表面占有率Tpが、0.1%〜4.0%であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記定着装置の定着媒体表面は、少なくともフッ素樹脂を含有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記定着媒体表面は、少なくともポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)または、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、または両者の重合体を少なくとも一種類以上含有するものであることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記定着装置の定着ニップ幅は、4mm〜20mmであることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、離型剤として少なくとも炭化水素直鎖を有するワックスを含有し、該ワックスのTgピークが、少なくとも50℃〜130℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、離型剤として、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、合成エステルワックス、パラフィンワックスの少なくとも1種類を含有するものであることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記離型剤は、少なくとも脂肪酸アミド化合物を含有し、該脂肪酸アミド化合物のTgピークが、少なくとも70℃〜160℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする請求項5または6に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、樹脂として、少なくとも1種類以上の非晶性ポリエステル樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項1乃至7いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、樹脂として、少なくとも1種類以上の結晶性ポリエステル樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項1乃至8いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、Tgピークが、少なくとも80℃〜130℃に一つ以上存在するものであることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、カラートナーであることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、平均円形度が0.94以上1.00未満であることを特徴とする請求項1乃至11いずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、体積平均粒径が2.0〜7.0μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.3であることを特徴とする請求項1乃至12いずれか1に記載の画像形成装置。
- 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜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手段と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段とを備える請求項1乃至13いずれか1に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体と少なくとも現像手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする請求項1乃至14いずれか1に記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至15いずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくとも樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー。
- 請求項1乃至15いずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする磁性キャリア。
- 請求項1乃至15いずれか記載の画像形成装置に用いることを特徴とする少なくともトナーとキャリアを含有する現像剤。
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