JP2009294418A - 電子写真フルカラー用トナー、二成分現像剤、画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ - Google Patents

電子写真フルカラー用トナー、二成分現像剤、画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ Download PDF

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竜也 森田
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久志 中島
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Abstract

【課題】低温定着性と耐オフセット性を向上させ、かつ、良好な色再現性を有する電子写真フルカラー用トナーを提供すること。
【解決手段】少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー母体と外添剤からなるトナーであって、該結着樹脂は少なくともTHF不溶分を含有しない未変性ポリエステル樹脂と、THF不溶分を含有する変性ポリエステル樹脂からなり、該変性ポリエステル樹脂は下記(1)及び(2)の要件を満たす樹脂微粒子Aである。
(1)ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーとしてグリコール系モノマーが用いられている。
(2)体積平均粒径が0.05〜1.0μmである。
【選択図】図3

Description

本発明は電子写真方式によるフルカラーの画像形成に用いるトナー、並びに該トナーを用いた現像剤、画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関する。
電子写真、静電記録、静電印刷等において使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電荷像が形成されている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において該媒体に定着される。その際、潜像保持面(静電荷像担持体表面)上に形成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤やキャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。従来、乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステルなどのトナーバインダー(結着樹脂)を着色剤などと共に溶融混練し、微粉砕したものが用いられている。
これらの乾式トナーは、紙などに現像転写された後、熱ロールを用いて加熱溶融することで定着が行なわれ、その際、熱ロール温度が高すぎると、トナーが過剰に溶融し熱ロールに融着する問題(ホットオフセット)が発生する。また、熱ロール温度が低すぎると、トナーが充分に溶融せず定着が不充分になる問題が発生する。省エネルギー化、複写機等の装置の小型化が検討される中で、よりホットオフセット発生温度が高く(耐ホットオフセット性が良好)、かつ定着温度が低い(低温定着性が良好)トナーが求められている。
また、最近、電子写真方式、インクジェット方式等の簡易印刷システムの印刷物の使用領域が、オフセット印刷による印刷物の領域迄拡大されつつある。その場合、オフセット印刷並の高画質が求められている。オフセット印刷並の高画質とは、(1)画像の滑らかさと、(2)広い色再現性が特に重要視されてくる。
電子写真方式による上記二点に関する現在の動向は、(1)についてはトナーの小粒径化を中心に、高着色の色材を選択し、低パイルハイトの画像形成とする方法が考えられている。(2)については色材の選択とトナー中の分散性を改良するという方向で改良が重ねられている。
ここで、とりわけフルカラー複写機や、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ーが用いられている。しかし、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く、従来からフルカラー用の機器では、熱ロールにシリコーンオイルなどを塗布することが行なわれている。
しかしながら、熱ロールにシリコーンオイルを塗布する方法は、オイルタンク、オイル塗布装置が必要であり、装置が複雑で、大型となる。また、熱ロールの劣化をも引き起こし、一定期間毎のメンテナンスを必要とする。
ホットオフセット性をトナーで改良するには結着樹脂としてゲル成分を含む高分子ポリエステル樹脂を一部使用し、かつ、適切な離型剤を併用する方法がよく知られている。しかし、カラートナーの場合、前記の通り、特に定着後の画像光沢の観点からその方法を使用することが困難であった。
また、光沢性を付与する為に、定着装置側にその機能を持たせたとしても、ゲル成分を含む高分子ポリエスエル樹脂をその他トナー材料と混練した時に、着色剤は高分子ポリエステル中に均一分散され難く、かつ、高分子ポリエステル樹脂そのものも、トナー中に海島構造の様な形で存在することになり、トナー粒子中に着色剤が均一に存在することが難しくなっている。その為、着色剤として適切な色材を選んだだけでは、広い色再現性を得ることは難しい。
また、高分子ポリエステル樹脂ともう一方のポリエステル樹脂が、海島状態で存在しない様にする為には、それぞれ相溶性が良い構造にする方法が考えられるが、この場合、理由が不明だがトナーとしての弾性が得られ難く、所望のホットオフセット性が得られないという課題がある。
そこで、特許文献1、特許文献2の様に、高密度架橋ミクロゲルポリエステル粒子を使用したトナーにより低温定着性とホットオフセット性を両立化させ、かつ、十分な光沢性を確保しうるという提案がされている。しかし、これらの提案で用いられるミクロゲルポリエステル粒子は不飽和ポリエステルを重合開始剤として高密度に架橋させてミクロゲルを生成させる為、ミクロゲル粒子径の分布制御が難しく、樹脂中に均一分散させ難い。従って、トナー中における着色剤の分散を阻害する要因となっている。また、架橋ポリエステルのモノマーとして不飽和結合を有するフマル酸等を使用してミクロゲル粒子を生成させる為、オフセット印刷機の速度に近い、高速複写機で必要となる低温定着性を十分得るところまでは至っていない。
また、特許文献3にはトナーの低温定着性と耐熱保存性、耐オフセット性を向上させ、かつ、トナー製造時のトナー組成物の分散性および粉砕性の改良を同時に達成することができるトナーとして、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーにおいて、少なくともDSC測定により得られる吸熱曲線は、温度40〜75℃の範囲における最大吸熱ピークのピーク温度をAとし、該トナーを40℃恒温槽で72時間保存した後、少なくともDSC測定により得られる吸熱曲線は、温度40〜75℃の範囲における最大吸熱ピークのピーク温度をBとした場合に、5≦B−A≦13であるトナーが提案されている。
上記の通り、低温定着性をトナーに付与し、かつ、オフセット印刷物レベルの良好な色再現性を両立させるトナーの提案は未だなされていない。
特開2006−154816号公報 特許第3214521号公報 特開2007−72333号公報
本発明は、上記従来における諸問題に鑑みてなされたもので、低温定着性と耐オフセット性を向上させ、かつ、良好な色再現性を有する電子写真フルカラー用トナーを提供すること、並びにそのトナーを用いる現像剤、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー母体と外添剤からなる電子写真フルカラー用トナーであって、該結着樹脂は少なくともTHF不溶分を含有しない未変性ポリエステル樹脂と、THF不溶分を含有する変性ポリエステル樹脂とからなり、該変性ポリエステル樹脂は下記(1)及び(2)の要件を満たす樹脂微粒子Aであることを特徴とする。
(1)ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーとしてグリコール系モノマーが用いられている。
(2)体積平均粒径が0.05〜1.0μmの樹脂微粒子Aである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記樹脂微粒子Aは、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体とを溶解又は分散させ、得られた溶解又は分散物を樹脂微粒子Bを含有する水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基に対する反応性を有する重合体とを反応させることにより形成することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記樹脂微粒子Aは、前記結着樹脂中に3〜15wt%含有されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記トナー母体は、前記未変性ポリエステル樹脂に予め前記樹脂微粒子Aを分散した結着樹脂と、着色剤、及び離型剤を含むトナー成分を溶融混練粉砕して製造することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記トナー母体は、重量平均粒子径が3〜8μmであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記トナー母体の着色剤として、イエロー着色剤を用いたことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記トナー母体の着色剤として、マゼンタ着色剤を用いたことを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナーにおいて、前記トナー母体の着色剤として、シアン着色剤を用いたことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーとキャリアを含む二成分現像剤であることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、少なくとも感光体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、該感光体上に形成された静電荷像をトナーで現像し可視像を形成する現像工程と、該可視像を被転写体上に転写する転写工程と、該被転写体上に転写された可視像を定着する定着工程とを有する画像形成方法であって、前記現像工程は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、少なくとも感光体と、該感光体上に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、該静電荷像をトナーで現像し可視像とする現像手段と、該可視像を被転写体上に転写する転写手段と、該被転写体上に転写された可視像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、前記現像手段は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、少なくとも感光体と、該感光体上に形成された静電荷像をトナーで現像し可視像とする現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記現像手段は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする。
本発明によれば、低温定着性と耐オフセット性を向上させ、かつ、良好な色再現性を有するフルカラートナーを提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、外添剤を含むフルカラートナーであって、該結着樹脂は少なくとも、THF不溶分を含有しない未変性ポリエステル樹脂と、THF不溶分を含有する変性ポリエステル樹脂とからなり、該変性ポリエステル樹脂は下記(1)及び(2)の要件を満たす樹脂微粒子Aであることにより、低温定着性と、耐オフセット性を向上させると共に良好な色再現域を有する電子写真用フルカラートナーを得たものである。
(1)ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーとしてグリコール系モノマーが用いられている。
(2)体積平均粒径が0.05〜1.0μmである。
本発明はTHF不溶成分を含む、即ちトナーに弾性成分を付与するポリエステル樹脂が、体積平均粒子径0.05〜1.0μmの樹脂微粒子として存在し、かつ、低温定着に有利となるモノマー骨格で構成されることを特徴としている。これは、THF不溶分がトナー中に均一な微粒子として分散・含有することで良好な色再現域を確保し、かつ、所望の定着性を確保するものである。
体積平均粒子径が0.05μmより小さい場合、微粒子の粒径分布をシャープに造粒することが困難であり、かつ、トナーの弾性付与効果が小さくなる為、色再現域が低下すると共にホットオフセット性が劣ることになる。また、平均粒子径が1.0μmより大きい場合、トナー中に樹脂微粒子を均一分散させることが難しく、THF不溶分を含まないトナー粒子が存在したりすることになるため、ホットオフセット性がトナー粒子毎に異なることになる。従って、0.05〜0.5μmの樹脂微粒子径であることがより好ましい。
トナーへの弾性付与は、一般にTHF不溶分として表現されるゲル成分によってなされることは公知である。また、このゲル成分が多いとホットオフセット性は十分確保出来るが、逆に低温定着性を阻害することも知られている。本発明は、この相反項目を、前記樹脂微粒子の組成でポリエステル樹脂を構成する酸モノマーとアルコールモノマーのうち、アルコールモノマーがプロピレングリコール等のグリコール系モノマーとすることで解決出来ることを見出した。具体的には樹脂微粒子をソフトゲルとすることで、所望の弾性を付与しながら、低温定着阻害が無いTHF不溶分を生成することで上記相反項目を解決した。
上記の通り、本発明の樹脂微粒子Aは、均一な粒径分布であればあるほど、特に色再現域及び定着性に対し効果があることが判る。そこで、本発明の樹脂微粒子Aは後で詳述する水系造粒法で形成することが好ましい。背景技術の項においても説明したが、ミクロゲルを形成する方法は他にもあるが、シャープな樹脂粒子を得るには不十分である。これに対して、本発明の水系造粒法を用いると、シャープな粒径分布で、かつ、ソフトゲルを形成し、色再現性及び耐オフセット性確保が可能となる。これは、THF不溶分を含む架橋密度の高い樹脂を樹脂微粒子Aとして未変性ポリエステル樹脂中に予め分散させたものを結着樹脂として用い、溶融混練することで、定着性と、色再現性に優れ、かつ、トナーの生産性にも優れたものとなる。
樹脂微粒子Aの含有量として、低温定着と耐オフセット性の観点から結着樹脂中に3〜15wt%であることが望ましい。3wt%未満では、所望のホットオフセット性が得られ難く、一方、15wt%を超えては、光沢、色再現の面で好ましくない。
このように、上記樹脂微粒子Aを含む結着樹脂と、着色剤として、カラートナーとして一般的に使用されるイエロー、マゼンダ、シアン顔料をトナー中に含有した、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナーを用い、例えば、タンデム型の画像形成装置を用いて画像を形成する、すなわち、複数の静電潜像担持体の各々に潜像を形成する工程、各潜像担持体上に形成された当該潜像の各々を潜像担持体毎に異なる色のトナーを用いて現像し各可視像とする工程、前記潜像担持体上に形成された各可視像を中間転写体を介して記録媒体上に重ね合わせて転写する工程、及び前記記録媒体上に重ね合わせて転写された可視像を定着する工程を含むフルカラー画像形成方法とすることで、高画質で色再現性に優れた画像を得ることが可能となる。
<変性ポリエステル樹脂微粒子A>
本発明で使用される樹脂微粒子Aは、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体を溶解又は分散させ、得られた溶解又は分散物を樹脂微粒子Bを含有する水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基に対する反応性を有する重合体とを反応させることにより形成する。
本発明で用いる樹脂微粒子Aの組成としては、アルコール成分としてアルキレングリコールから成るウレア変性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
ウレア変性ポリエステル樹脂は、活性水素基を有する化合物としてのアミン類と、活性水素基に対する反応性を有する重合体としてのイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを水系媒体中で反応させることにより得られる。
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂を合成する際にアミン類の他にアルコール類を添加することにより、ウレタン結合を形成してもよい。このようにして生成するウレア結合に対するウレタン結合のモル比(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有するウレタン結合と区別するため)は、0〜9であることが好ましく、1/4〜4であることがより好ましく、2/3〜7/3が特に好ましい。この比が9より大きいと、耐ホットオフセット性が低下することがある。
(活性水素基を有する化合物)
活性水素基を有する化合物は、活性水素基に対する反応性を有する重合体が水系媒体中で伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
活性水素基の具体例としては、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、メルカプト基等が挙げられる。
なお、活性水素基は、単独であってもよいし、二種以上の混合物であってもよい。
活性水素基を有する化合物は、目的に応じて適宜選択することができるが、活性水素基に対する反応性を有する重合体がイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーである場合には、ポリエステルプレポリマーと伸長反応、架橋反応等により高分子量化できることから、アミン類が好適である。
(アミン類)
アミン類は、目的に応じて適宜選択することができるが、具体的には、ジアミン、三価以上のアミン、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アミノ基をブロックしたもの等が挙げられるが、ジアミン及びジアミンと少量の三価以上のアミンの混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジアミンとしては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミン等が挙げられる。
芳香族ジアミンの具体例としては、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等が挙げられる。
脂環式ジアミンの具体例としては、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等が挙げられる。
脂肪族ジアミンの具体例としては、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等が挙げられる。
三価以上のアミンの具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。
アミノアルコールの具体例としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。
アミノメルカプタンの具体例としては、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等が挙げられる。
アミノ酸の具体例としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。
アミノ基をブロックしたものの具体例としては、アミノ基を、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物等が挙げられる。
なお、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体の伸長反応、架橋反応等を停止させるには、反応停止剤を用いることができる。反応停止剤を用いると、接着性基材の分子量等を所望の範囲に制御することができる。反応停止剤の具体例としては、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等のモノアミン及びこれらのアミノ基をブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
アミン類のアミノ基の当量に対するポリエステルプレポリマーのイソシアネート基の当量の比は、1/3〜3であることが好ましく、1/2〜2がより好ましく、2/3〜1.5が特に好ましい。この比が、1/3未満であると、低温定着性が低下することがあり、3を超えると、ウレア変性ポリエステル系樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
(プレポリマー)
本発明において、活性水素基に対する反応性を有する重合体(以下「プレポリマー」と称することがある)は、公知の樹脂であるポリオール樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの誘導体等が挙げられるが、その中でもポリエステル樹脂で、かつ、ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーがグリコール系モノマーであることが重要である。
プレポリマーが有する活性水素基と反応可能な官能基としては、イソシアネート基、エポキシ基、カルボンキシル基、化学構造式 −COClで示される官能基等が挙げられるが、中でも、イソシアネート基が好ましい。プレポリマーは、このような官能基の一つを有してもよいし、二種以上を有してもよい。
プレポリマーとしては、高分子成分の分子量を調節し易く、乾式トナーにおけるオイルレス低温定着特性、特に、定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構の無い場合でも良好な離型性及び定着性を確保できることから、ウレア結合を生成することが可能なイソシアネート基等を有するポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマーは、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、ポリオールとポリカルボン酸を重縮合することにより得られる活性水素基を有するポリエステル樹脂と、ポリイソシアネートの反応生成物等が挙げられる。
(グリコール系モノマー)
本発明における必須構成成分であるグリコール系モノマーの具体例としては、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−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオールが挙げられる。なお、アルキレングリコールの炭素数は、2〜12であることが好ましい。前記グリコールモノマー以外に、三価以上のアルコールの混合物等を用いることができるが、ジオール又はジオールと少量の三価以上のアルコールの混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ポリカルボン酸は、目的に応じて適宜選択することができ、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸、ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物等を用いることができるが、ジカルボン酸又はジカルボン酸と少量の三価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジカルボン酸の具体例としては、二価のアルカン酸、二価のアルケン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。二価のアルカン酸の具体例としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。二価のアルケン酸の炭素数は、4〜20であることが好ましく、具体的には、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。芳香族ジカルボン酸の炭素数は、8〜20であることが好ましく、具体的には、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等が挙げられる。これらの中でも、炭素数が4〜20の二価のアルケン酸又は炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
三価以上のカルボン酸としては、三価以上の芳香族カルボン酸等を用いることができる。三価以上の芳香族カルボン酸の炭素数は、9〜20であることが好ましく、具体的には、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸及びジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物のいずれかの酸無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。低級アルキルエステルの具体例としては、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等が挙げられる。
ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸を混合して用いる場合、ジカルボン酸に対する三価以上のカルボン酸の重量比は、0.01〜10%であることが好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
グリコールとポリカルボン酸を重縮合させる際の混合比は、ポリカルボン酸のカルボキシル基に対するグリコールの水酸基の当量比は、通常、1〜2であることが好ましく、1〜1.5がより好ましく、1.02〜1.3が特に好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のグリコール由来の構成単位の含有量は、0.5〜40重量%であることが好ましく、1〜30重量%がより好ましく、2〜20重量%が特に好ましい。この含有量が、0.5重量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40重量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
ポリイソシアネートは、目的に応じて適宜選択することができるが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、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−ジイソシアナトカプロン酸メチル、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。脂環式ジイソシアネートの具体例としては、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等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3−メチルジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−ジフェニルエーテル等が挙げられる。
芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。イソシアヌレート類の具体例としては、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネートと、水酸基を有するポリエステル樹脂を反応させる場合、ポリエステル樹脂の水酸基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比は、通常、1〜5であることが好ましく、1.2〜4がより好ましく、1.5〜3が特に好ましい。当量比が5を超えると、低温定着性が低下することがあり、1未満であると、耐オフセット性が低下することがある。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマー中のポリイソシアネート由来の構成単位の含有量は、0.5〜40重量%であることが好ましく、1〜30重量%がより好ましく、2〜20重量%がさらに好ましい。この含有量が、0.5重量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがあり、40重量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
ポリエステルプレポリマーが一分子当たりに有するイソシアネート基の平均数は、1以上であることが好ましく、1.2〜5がより好ましく、1.5〜4がさらに好ましい。この平均数が、1未満であると、ウレア変性ポリエステル系樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
活性水素基に対する反応性を有する重合体の重量平均分子量は、1000〜30000が好ましく、1500〜15000がより好ましい。重量平均分子量が1000未満であると、耐熱保存性が低下することがあり、30000を超えると、低温定着性が低下することがある。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いてテトラヒドロフラン可溶分を測定することにより得られる。
GPC測定は、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させる。この温度でカラム溶媒として、テトラヒドロフランを毎分1mlの流速で流し、試料濃度を0.05〜0.6重量%に調整したテトラヒドロフラン溶液を50〜200μl注入して測定する。なお、分子量の測定に当たっては、数種の標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準試料としては、分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10及び4.48×10の単分散ポリスチレン(Pressure Chemical社製又は東洋ソーダ工業社製)を用いることができる。このとき、10種類程度の標準試料を用いることが好ましい。なお、検出器としては、屈折率検出器を用いることができる。
樹脂微粒子Aの製造方法の一例を示す。
このような方法においては、水系媒体相の調製、プレポリマー材料を含有する液体の調製、乳化又は分散、溶媒の除去、活性水素基に対する反応性を有する重合体の合成、活性水素基を有する化合物の合成等を行う。
プレポリマー材料を含有する液体の調製は、溶媒中に、活性水素基を有する化合物、活性水素基に対する反応性を有する重合体プレポリマーを、溶解又は分散させることにより行うことができる。
プレポリマーの乳化又は分散は、プレポリマーを含有する液体を、水系媒体中に分散させることにより行うことができる。そして、乳化又は分散させる際に、活性水素基を有する化合物と活性水素基に対する反応性を有する重合体を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより、本発明の樹脂微粒子Aが生成する。
ウレア変性ポリエステル系樹脂等の樹脂微粒子は、例えば、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー等の活性水素基に対する反応性を有する重合体を含有する液体を、アミン類等の活性水素基を含有する化合物と共に、水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよく、予め活性水素基を有する化合物を添加した水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよく、プレポリマーを含有する液体を水系媒体中で乳化又は分散させた後で、活性水素基を有する化合物を添加し、水系媒体中で粒子界面から両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよい。
樹脂微粒子Aを生成させるための反応条件は、活性水素基に対する反応性を有する重合体と活性水素基を有する化合物の組み合わせに応じて適宜選択することができる。反応時間は、10分間〜40時間であることが好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。反応温度は、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。
水系媒体中において、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー等の活性水素基と反応可能な重合体を含有する分散液を安定に形成する方法としては、水系媒体相中に、活性水素基に対する反応性を有する重合体を溶媒に溶解又は分散させて調製した液体を添加し、せん断力により分散させる方法等が挙げられる。
分散は、公知の分散機等を用いて行うことができ、分散機としては、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられるが、分散体の粒子径を0.1〜1μmに制御することができることから、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。回転数は、1000〜30000rpmであることが好ましく、5000〜20000rpmがより好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合、0.1〜5分であることが好ましく、分散温度は、加圧下において、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、分散温度は、高温である方が一般に分散が容易である。
樹脂微粒子Aを乳化又は分散させる際の、水系媒体の使用量は、樹脂微粒子材料100重量部に対して、50〜2000重量部であることが好ましく、100〜1000重量部がより好ましい。この使用量が、50重量部未満であると、樹脂微粒子Aの分散状態が悪くなって、所定の粒子径の粒子が得られないことがあり、2000重量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
樹脂微粒子A材料を含有する液体を乳化又は分散する工程においては、油滴等の分散体を安定化させ、所望の形状にする共に粒度分布をシャープにする観点から、樹脂微粒子、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド等の分散剤を用いることが好ましい。
この樹脂微粒子は、上記において、樹脂微粒子Aと区別するために樹脂微粒子Bとして記したものであり、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。具体的には、ビニル樹脂、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、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、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。中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られやすいことから、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂からなる群より選択される一種以上の樹脂であることが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
なお、ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合することにより得られる樹脂であり、具体的には、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、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、樹脂微粒子Bとしては、複数の不飽和基を有するモノマーを重合することにより得られる共重合体を用いることもできる。複数の不飽和基を有するモノマーは、目的に応じて適宜選択することができ、具体的には、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(三洋化成工業社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート等が挙げられる。
樹脂微粒子Bは、公知の方法を用いて重合することにより得ることができるが、樹脂粒子の水性分散液として用いることが好ましい。樹脂粒子の水性分散液の調製方法としては、ビニル樹脂の場合、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法又は分散重合法を用いてビニルモノマーを重合することにより、樹脂粒子の水性分散液を製造する方法;ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の場合、モノマー、オリゴマー等の前駆体又はその溶液を適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱又は硬化剤を添加して硬化させて、樹脂粒子の水性分散液を製造する方法、モノマー、オリゴマー等の前駆体又はその溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法;樹脂を機械回転式、ジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕、分級することにより、樹脂粒子を得た後、適当な分散剤の存在下で水中に分散させる方法、樹脂の溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、樹脂粒子を適当な分散剤の存在下で水中に分散させる方法、樹脂の溶液に貧溶剤を添加するか、溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより、樹脂粒子を析出させ、溶媒を除去して樹脂粒子を得た後、樹脂粒子を適当な分散剤の存在下で水中に分散させる方法、樹脂の溶液を、適当な分散剤の存在下で水性媒体中に分散させた後、加熱、減圧等により溶剤を除去する方法、樹脂の溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法等が挙げられる。
界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。
陰イオン界面活性剤としては、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、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に用いられる。フルオロアルキル基を有する陰イオン界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、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−[ω−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−[ω−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)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸又はその金属塩、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等が挙げられる。フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(以上、旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(以上、ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(以上、大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェント100、150(以上、ネオス社製)等が挙げられる。
陽イオン界面活性剤としては、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、イミダゾリン等のアミン塩型界面活性剤;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等の四級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。中でも、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級又は三級アミン酸、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等の脂肪族四級アンモニウム塩、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等が挙げられる。陽イオン界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(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−132(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)等を用いることが好ましい。
非イオン界面活性剤としては、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤の具体例としては、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、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
難水溶性の無機化合物分散剤の具体例としては、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等が挙げられる。
高分子系保護コロイドとしては、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキル、ビニルエーテル、カルボン酸ビニル、アミドモノマー、酸塩化物のモノマー、窒素原子又はその複素環を有するモノマー等を重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマー、ポリオキシエチレン系樹脂、セルロース類等が挙げられる。なお、上記のモノマーを重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマーは、ビニルアルコール由来の構成単位を有するものも含む。
カルボキシル基を有するモノマーの具体例としては、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、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
水酸基を含有する(メタ)アクリル酸アルキルの具体例としては、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−ヒドロキシプロピル、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レート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、グリセリンモノアクリレート、グリセリンモノメタクリレート等が挙げられる。
ビニルエーテルの具体例としては、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等が挙げられる。
カルボン酸ビニルの具体例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。
アミドモノマーの具体例としては、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、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等が挙げられる。
酸塩化物のモノマーの具体例としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド等が挙げられる。
窒素原子又はその複素環を有するモノマーの具体例としては、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。
ポリオキシエチレン系樹脂の具体例としては、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ェニルエーテル、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ン酸フェニル、ポリオキシエチレンペラルゴン酸フェニル等が挙げられる。
セルロース類の具体例としては、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等が挙げられる。
乳化スラリー等の分散液から有機溶媒を除去する方法としては、反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法等が挙げられる。
有機溶媒が除去されると、樹脂微粒子Aが形成される。樹脂微粒子Aの粒径としては0.1〜1μmが好ましい。その為に、樹脂微粒子Aに対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、さらに分級等を行うことができる。分級は、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で行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。又、この後、未変性ポリエステル樹脂が溶解する有機溶剤に分散させ、再度溶剤を蒸発させて粉砕させたものをポリエステル樹脂としても良い。
<未変性ポリエステル樹脂>
THF不溶分を含有しない未変性ポリエステル樹脂としては、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物等が挙げられる。未変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、1000〜30000であることが好ましく、1500〜15000がより好ましい。重量平均分子量が、1000未満であると、耐熱保存性が低下することがある。このため、重量平均分子量が1000未満である成分の含有量は、8〜28重量%であることが好ましい。一方、重量平均分子量が30000を超えると、低温定着性が低下することがある。
未変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、通常、30〜70℃であり、35〜60℃がより好ましく、35〜55℃がさらに好ましい。ガラス転移温度が30℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
ガラス転移温度は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、以下のようにして測定することができる。まず、トナー約10mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに乗せ、電気炉中にセットする。室温から昇温速度10℃/分で150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し、室温まで試料を冷却して10分間放置する。その後、窒素雰囲気下、150℃まで昇温速度10℃/分で加熱して示差走査熱量計(DSC)によりDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、TG−DSCシステム中の解析システムを用いて、ガラス転移温度近傍の吸熱曲線の接線とベースラインとの接点からガラス転移温度を算出することができる。
未変性ポリエステル樹脂の水酸基価は、5mgKOH/g以上であることが好ましく、10〜120mgKOH/gがより好ましく、20〜80mgKOH/gがさらに好ましい。水酸基価が、5mgKOH/g未満であると、耐熱保存性と低温定着性とが両立しにくくなることがある。
未変性ポリエステル樹脂の酸価は、1.0〜50.0mgKOH/gであることが好ましく、1.0〜30.0mgKOH/gがより好ましい。これにより、トナーは、負帯電しやすくなる。
未変性ポリエステル樹脂は、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーを、ヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをエチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸/ドデセニルコハク酸無水物の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をトルエンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物等が挙げられる。
本発明において、トナーは、離型剤、帯電制御剤、樹脂微粒子、無機微粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸等をさらに含有することができる。
離型剤は、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、カルボニル基を有するワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等を用いることができるが、カルボニル基を有するワックスが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
カルボニル基を有するワックスの具体例としては、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート等の複数のアルカン酸残基を有するエステル;トリメリット酸トリステアリル、マレイン酸ジステアリル等の複数のアルカノール残基を有するエステル;ジベヘニルアミド等の複数のアルカン酸残基を有するアミド;トリメリット酸トリステアリルアミド等の複数のモノアミン残基を有するアミド;ジステアリルケトン等のジアルキルケトン等が挙げられるが、複数のアルカン酸残基を有するエステルが特に好ましい。
ポリオレフィンワッックスの具体例としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
長鎖炭化水素の具体例としては、パラフィンワックス、サゾールワックス等が挙げられる。
離型剤の融点は、40〜160℃であることが好ましく、50〜120℃がより好ましく、60〜90℃が特に好ましい。融点が40℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、160℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こすことがある。
離型剤の溶融粘度は、ワックスの融点より20℃高い温度において、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。溶融粘度が5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1000cpsを超えると、耐ホットオフセット性及び低温定着性を向上させる効果が得られなくなることがある。
トナー中の離型剤の含有量は、1〜40重量%、好ましくは3〜10重量%である。含有量が1重量%未満の場合は離型剤添加効果が発現し難く、40重量%を超えると、トナーの流動性が低下することがある。
本発明に用いられる着色剤としては、公知の染料および顔料が全て使用できる。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、カドミウムレッド、カドミ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、リトボン及びこれらの混合物、などが挙げられる。前記着色剤の含有量としては、トナーに対して1〜15重量%が好ましく、3〜10重量%がより好ましい。
本発明で用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、前記結着樹脂と同じものが使用できる。また結着樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
前記マスターバッチは、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、好適に使用される。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適に使用される。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用できる。但し、カラートナーでは、白色もしくは淡色のものが好ましい。有色の帯電制御剤では、トナーに色が混じりくすむため、含有量を少なくする必要がある。使用される帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(以上、日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
本発明において帯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100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超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、離型剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練することができる。
また、トナーの流動性や保存性、現像性、転写性、耐久性を高めるために、トナー母体粒子に外添剤として、酸化物微粒子、疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子や、高分子系の樹脂微粒子を添加混合してもよい。転写性や耐久性を低下させるワックスをこれらの外添剤で覆い隠すこととトナー表面が微粒子で覆われることによる接触面積が低下することによりこの効果が得られる。これらの無機微粒子はその表面が疎水化処理されていることが好ましく、疎水化処理されたシリカや酸化チタン、といった金属酸化物微粒子が好適に用いられる。疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより湿度に対する帯電の安定性にも優れ、トナー転写率の改善及び耐フィルミング性の良いトナーとすることができる。
前記無機微粒子や前記樹脂微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmのものが好ましく用いられる。これら無機微粒子や樹脂微粒子の使用割合は、種類にもよるが、トナー粒子に対してその0.01〜5重量%の範囲で用いられる。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、窒化ケイ素等を挙げることができる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。また、高分子系の樹脂微粒子としては、例えば、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。
前記疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、p−クロルフェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−トリクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−トリクロルシラン、ジペンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−2−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−3,3−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。この他チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。
以上の外添剤の混合は、一般の粉体の混合機が用いられるが、ジャケット等装備して内部の温度を調節できることが好ましい。例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが好ましく用いられる。
上記した無機微粒子や樹脂微粒子はトナー中に含有(内添)させることにより外添した場合より効果は減少するが転写性や耐久性を向上させる効果が得られるとともにトナーの粉砕性を向上させることができる。また、外添と内添を併用することにより外添した微粒子が埋め込まれることを抑制することができるため優れた転写性が安定して得られるとともに耐久性も向上する。
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いが、トナー中の着色剤分散粒径Dpと該樹脂微粒子径Drの関係が、Dp/Dr≦1を満たす分散を可能とする必要があり、溶融混練粉砕法により製造することができる。
溶融混練粉砕法において、トナーを溶融混練する装置としては、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機、三井金属社製二軸コン練機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等が好適に用いられる。
粉砕については、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができ、平均粒径が3〜15μmになるように行なうのが望ましい。さらに、粉砕物は風力式分級機等により、5〜20μmに粒度調整される。
外添剤の母体トナーへ外添は、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せる。このとき、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。
トナー母体の重量平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、粒状度や鮮鋭性、細線再現性の優れた高品位の画像を得るには、重量平均粒径は3〜8μmであることが好ましい。より好ましくは4〜7μmである。重量平均粒径が3μmより小さい場合、更なる高画質を得ることは可能であるが、高速プリンター用途において考えると、感光体上の潜像に現像されたトナー残を除去することが極端に困難となる。又、重量平均粒径が8μmを超える場合は、現像されたトナー粒子のドット埋まりが悪く画質を損ねる結果となる為、高画質化の要求には応えられない。
ここで、前記トナー母体の重量平均粒径は、次のようにして求めることができる。
〔トナー母体の重量平均粒径の測定〕
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:100μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン1.19(ベックマンコールター社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)5%電解液
分散条件:分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させる。
測定条件:ビーカーに電解液100mLと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から重量平均粒径を求める。
本発明に用いるキャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている静電潜像担持体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよい、2種以上を併用してもよい。
前記芯材の粒径としては、平均粒径(重量平均粒径(D50))で、10〜200μmが好ましく、40〜100μmがより好ましい。前記平均粒径(重量平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、200μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、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、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、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、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー(フッ化三重(多重)共重合体)、シリコーン樹脂などが挙げられる。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。これらの中でも、シリコーン樹脂が特に好ましい。
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、一般的に知られているシリコーン樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂;アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で変性したシリコーン樹脂、などが挙げられる。
前記シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、ストレートシリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
前記変性シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、信越化学工業株式会社製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)、などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
前記樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、などが挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、1μm以下が好ましい。前記平均粒子径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記樹脂層の前記キャリアにおける量としては、0.01〜5.0重量%が好ましい。前記量が、0.01重量%未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、5.0重量%を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
前記現像剤が二成分現像剤である場合には、前記キャリアの該二成分現像剤における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、90〜98重量%が好ましく、93〜97重量%がより好ましい。
(画像形成方法)
次に本発明のトナーを使用する画像形成方法について述べる。
本発明の画像形成方法は、静電荷像形成工程、現像工程、転写工程及び定着工程を少なくとも有し、必要に応じて、適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等をさらに有してもよい。
静電荷像形成工程は、静電荷像担持体(感光体)上に静電荷像を形成する工程である。静電荷像は、例えば、帯電装置を用いて、感光体の表面に電圧を印加することにより、一様に帯電させた後、露光装置を用いて、像様に露光することにより形成することができる。
感光体は、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、形状は、ドラム状であることが好ましい。なお、感光体としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)等が挙げられるが、長寿命性の点で、アモルファスシリコン感光体が好ましい。
帯電装置は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器等が挙げられる。また、帯電装置は、感光体に対して、接触又は非接触の状態で配置され、直流電圧及び交流電圧を重畳印加することによって、感光体の表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電装置は、感光体に対して、ギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、帯電ローラに直流電圧及び交流電圧を重畳印加することによって、感光体の表面を帯電するものが好ましい。
露光装置は、帯電装置により帯電された感光体の表面に、像様に露光を行うことができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系等が挙げられる。なお、透明支持体を用いた感光体の場合では、感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
現像工程は、現像装置を用いて、本発明のトナーにより静電荷像を現像して可視像を形成する工程である。
現像装置は、本発明のトナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、本発明のトナーからなる現像剤を収容し、静電荷像に現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像剤担持体を少なくとも有するものが挙げられ、現像剤入り容器を着脱自在に備えていることが好ましい。現像装置は、単色用現像装置及び多色用現像装置のいずれであってもよく、例えば、現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有するもの等が挙げられる。現像装置内では、例えば、トナーとキャリアが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、感光体の近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって、感光体の表面に移動する。その結果、静電荷像がトナーにより現像されて、感光体の表面に可視像が形成される。なお、トナーを感光体の表面に移動させる際には、交番電界を印加することが好ましい。
転写工程は、転写装置を用いて、可視像を被転写体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を被転写体上に二次転写する態様が好ましい。さらに、トナーとして、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、複合転写像を被転写体上に転写する第二次転写工程を有する態様が好ましい。可視像は、例えば、転写帯電器を用いて、感光体を帯電することにより転写することができる。
転写装置は、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する一次転写装置と、複合転写像を被転写体上に転写する二次転写装置を有する態様が好ましい。転写装置(一次転写装置、二次転写装置)は、感光体上に形成された可視像を被転写体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有することが好ましい。転写装置は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器等が挙げられる。
中間転写体は、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が挙げられる。
被転写体は、特に制限はなく、公知の記録媒体の中から適宜選択することができる。
定着工程は、定着装置を用いて、被転写体に転写された可視像を定着させる工程であり、各色のトナーに対して、被転写体に転写する毎に定着させてもよいし、各色のトナーを積層した状態で一度に同時に定着させてもよい。
定着装置は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の定着部材を用いて加熱加圧定着させるものが好ましい。定着部材は、ローラ状又はベルト状であることが好ましく、例えば、加熱ローラ及び加圧ローラの組み合わせ、加熱ローラ、加圧ローラ及び無端ベルトの組み合わせ等が挙げられる。このとき、加熱温度は、通常、80〜200℃であることが好ましい。
本発明において、定着装置としては、発熱体を具備する加熱体、加熱体と接触するフィルム及びフィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、フィルム及び加圧部材の間に、未定着画像が形成された被転写体を通過させて加熱加圧定着する手段を用いることができる。
なお、目的に応じて、定着装置と共に、又は定着装置に代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
除電工程は、除電装置を用いて、感光体に除電バイアスを印加して除電を行う工程である。
除電装置は、特に制限はなく、感光体に除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が挙げられる。
クリーニング工程は、クリーニング装置を用いて、感光体上に残留するトナーを除去する工程である。
クリーニング装置は、特に制限はなく、感光体上に残留するトナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が挙げられる。
リサイクル工程は、リサイクル装置を用いて、クリーニング工程で除去されたトナーを現像装置にリサイクルさせる工程である。
リサイクル装置は、特に制限はなく、例えば、公知の搬送手段等が挙げられる。
制御工程は、制御装置を用いて、各工程を制御する工程である。
制御装置としては、各工程の動きを制御することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
次に、図1を参照しながら、本発明の画像形成方法について、説明する。図1に示す画像形成装置は、感光体10と、帯電装置20と、露光装置30と、現像装置40と、中間転写体50と、クリーニングブレードを有するクリーニング装置60と、除電装置70と、転写装置80を備える。なお、帯電装置20としては、帯電ローラ、除電装置70としては、除電ランプ、転写装置80としては、転写ローラが用いられている。
中間転写体50は、無端ベルトであり、その内側に配置された3個の支持ローラ51で張架され、矢印方向に移動可能に設計されている。3個の支持ローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体50は、その近傍にクリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。また、被転写体95に可視像を転写(二次転写)するための二次転写バイアスを印加することが可能な転写装置80が対向して配置されている。中間転写体50の周囲には、中間転写体50上の可視像に電荷を付与するためのコロナ帯電器58が、中間転写体50の回転方向において、感光体10及び中間転写体50の接触部並びに中間転写体50及び被転写体95の接触部の間に配置されている。
なお、被転写体95としては、転写紙が用いられている。
現像装置40は、現像剤担持体としての現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラックの現像ユニット45K、イエローの現像ユニット45Y、マゼンタの現像ユニット45M及びシアンの現像ユニット45Cから構成されている。なお、現像ユニット45Kは、現像剤収容部42K、現像剤供給ローラ43K及び現像ローラ44Kを備えており、現像ユニット45Yは、現像剤収容部42Y、現像剤供給ローラ43Y及び現像ローラ44Yを備えており、現像ユニット45Mは、現像剤収容部42M、現像剤供給ローラ43M及び現像ローラ44Mを備えており、現像ユニット45Cは、現像剤収容部42C、現像剤供給ローラ43C及び現像ローラ44Cを備えている。また、現像ベルト41は、無端ベルトであり、複数のベルトローラに回転可能に張架され、一部が感光体10と接触している。
この画像形成装置においては、帯電装置20が感光体10を一様に帯電させた後、露光装置30が感光体10上に像様に露光を行い、静電荷像を形成する。次に、感光体10上に形成された静電荷像を、現像装置40が現像剤を供給して現像して可視像を形成する。
可視像は、支持ローラ51から印加された電圧により中間転写体50上に転写(一次転写)され、さらに被転写体95上に転写(二次転写)される。その結果、被転写体95上には、転写像が形成される。なお、感光体10上に残存したトナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体10の帯電は、除電ランプ70により除去される。
次に、図2を参照しながら、本発明の画像形成方法の他の態様について、説明する。図2に示す画像形成装置は、図1に示す画像形成装置における現像装置40の代わりに、感光体10の周囲に、ブラックの現像ユニット45K、イエローの現像ユニット45Y、マゼンタの現像ユニット45M及びシアンの現像ユニット45Cが直接対向して配置されていること以外は、図2に示す画像形成装置と同様の構成を有し、同様の作用効果を示す。
なお、図2においては、図1に示す画像形成装置と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、後述する図3及び図4についても同様とする。
次に、図3を参照しながら、本発明の画像形成方法の他の態様について、説明する。図3に示す画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。この画像形成装置は、複写装置本体150、給紙テーブル200、スキャナ300及び原稿自動搬送装置(ADF)400を備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転することが可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの4つの画像形成ユニット18が対向して並置された画像形成手段120が配置されている。画像形成手段120の近傍には、露光装置21が配置されている。中間転写体50における、画像形成手段120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対の支持ローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写体50とは互いに接触することが可能である。二次転写装置22の近傍には、定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26及びこれに押圧されて配置された加圧ローラ27を備えている。なお、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、記録紙の両面に画像を形成するために、記録紙を反転させるための反転装置28が配置されている。
次に、画像形成手段120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、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て、原稿自動搬送装置400を閉じる。
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は、直ちに、スキャナ300が駆動し、第一走行体33及び第二走行体34が走行する。このとき、第一走行体33により、光源からの光が照射され、原稿面からの反射光を第二走行体34におけるミラーで反射する。さらに、結像レンズ35を通して、読み取りセンサ36で受光されて原稿が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。次に、各画像情報は、画像形成手段120における各画像形成ユニット18にそれぞれ伝達され、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の可視像が形成される。
図4に示すように、画像形成ユニット18は、それぞれ、感光体10、感光体10を一様に帯電させる帯電装置(符号なし)、露光装置21により、各画像情報に基づいて、各画像様に感光体10を露光することにより形成された静電荷像を、各トナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナー)を用いて現像して、各トナーによる可視像を形成する現像装置(符号なし)、可視像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器(符号なし)、クリーニング装置(符号なし)及び除電装置(符号なし)を備えており、各画像情報に基づいて、各色の可視像を形成することが可能である。次に、各色の可視像は、支持ローラ14、15及び16により回転移動される中間転写体50上に、順次転写(一次転写)され、各色の可視像が重ね合わされて複合転写像が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の1つから記録紙を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送出し、搬送ローラ147で搬送して複写機本体150内の給紙路148に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ142を回転させ、手差しトレイ54上の記録紙を繰り出し、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。なお、レジストローラ49は、一般には、接地されて使用されるが、記録紙の紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体50上に形成された複合転写像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50及び二次転写装置22の間に、記録紙を送出させ、二次転写装置22により複合転写像を記録紙上に転写(二次転写)することにより、記録紙上にカラー画像が形成される。なお、中間転写体50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
カラー画像が形成された記録紙は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25へと送出され、定着装置25において、複合転写像が記録紙上に加熱加圧定着される。その後、記録紙は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。あるいは、切換爪55で切り換えて反転装置28により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を形成した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、静電荷像が形成される静電荷像担持体と、静電荷像担持体上に形成された静電荷像を、本発明のトナーを用いて現像する現像装置を、少なくとも一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在である。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、適宜選択したその他の手段をさらに一体に支持してもよい。
図5に、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す。このプロセスカートリッジは、感光体10を内蔵し、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、クリーニング装置60及び転写装置80を有する。これらの各部材は、前述する画像形成装置と同様のものを用いることができる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、下記において「部」は重量部を、「%」は重量%を意味する。
(測定方法)
・イソシアネート基の含有量
イソシアネート基の含有量は、JIS K1603に規定の方法を用いて測定した。
・酸価
酸価は、JIS K0070に規定の方法を用いて測定した。但し、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン、THF等の溶媒を用いることができる。
・水酸基価
水酸基価の測定方法は、JIS K0070に規定の方法による。但し、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン又はTHF等の溶媒を用いる。
・分子量
前述のようにGPCを用いて測定した。
なお、イソシアネート基を有するプレポリマーの分子量を測定する場合、イソシアネート基に対して、3倍等量のジブチルアミンを添加することにより、イソシアネート基を封止したサンプルを調製し、GPC測定に用いた。
・ガラス転移温度Tg
前述のように、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定した。
・樹脂微粒子Aの体積平均粒径の測定
堀場製作所製LA−920を用い、酢酸エチル留去後の分散液を水に希釈した後、測定した。
樹脂微粒子A−1の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、重量平均分子量28000、Tg36℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル1]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー1]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))20部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)10部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−1を得た(体積平均粒径0.7μm)。
樹脂微粒子A−2の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、重量平均分子量28000、Tg36℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル1]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー1]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))40部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)20部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−2を得た(体積平均粒径0.2μm)。
樹脂微粒子A−3の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、重量平均分子量28000、Tg36℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル1]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー1]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))30部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)15部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−3を得た(体積平均粒径0.5μm)。
樹脂微粒子A−4の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、重量平均分子量28000、Tg36℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル1]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー1]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))10部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)5部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−4を得た(体積平均粒径1.4μm)。
樹脂微粒子A−5の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸5部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル2]を得た。[中間体ポリエステル2]は、重量平均分子量8000、Tg35℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル2]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー2]を得た。[プレポリマー2]のイソシアネート重量は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー2]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))20部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)10部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−5を得た(体積平均粒径0.5μm)。
該樹脂微粒子A−5をTHFに溶解させたところ、不溶分は認められなかった。
樹脂微粒子A−6の作製:
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エチレンオキサイド(EO)2モル付加物463部、テレフタル酸242部、無水トリメリト酸28部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル3]を得た。(酸価0.5、数平均分子量5000)。
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、[中間体ポリエステル3]450部、トリメチロールプロパン0.4部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー3]を得た。[プレポリマー3]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
次に攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、4.18mgKOH/gであった。
次に[プレポリマー3]450部、上記ケチミン化合物を該プレポリマー重量の2.5%(=11.2部)、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))20部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製、上記無機微粒子B)10部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−6を得た(体積平均粒径0.7μm)。
樹脂微粒子A−7の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、エチレングリコール375部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル3]を得た。[中間体ポリエステル3]は、重量平均分子量7500、Tg35℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル3]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー3]を得た。[プレポリマー3]のイソシアネート重量%は、0.5%であった。
次に[プレポリマー3]450部、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))20部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)10部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−7を得た(体積平均粒径0.6μm)。
樹脂微粒子A−8の作製:
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール463部、テレフタル酸657部、無水トリメリット酸96部及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧、230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、重量平均分子量28000、Tg36℃、酸価0.5、水酸基価16.5mgKOH/g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、[中間体ポリエステル1]500部、トリメチロールプロパン0.5部、イソホロンジイソシアネート2.8部、ビスマス系触媒(ネオスタンU−600)1.0部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で3時間反応させ、更にイソホロンジイソシアネート32.4部を100℃で加えて3時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]のイソシアネート重量%は、0.57%であった。
[プレポリマー1]450部、酢酸エチル380部を混合し、これを油相とする。イオン交換水800部に乳化剤(キャリボンB(三洋化成工業社製))55部を溶解させた後、エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)25部を分散し、これを水相とする。水相をTK式ホモミキサーで13,000rpmに撹拌しながら、油相を投入し3分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、得られた樹脂分散液を濾紙濾過にて水中より取り出し、40℃の循風乾燥機にて乾燥し、樹脂微粒子A−8を得た(体積平均粒径0.1μm)。
(未変性ポリエステル樹脂)
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229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529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、(未変性ポリエステル樹脂)を合成した。
得られた(未変性ポリエステル樹脂)は、数平均分子量が2500、重量平均分子量が6700、ガラス転移温度が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
〔実施例1〕
下記に示す処方で、処方物をヘンシェルミキサー「MF20C/I型」(三井三池加工機社製)に仕込み、混合条件:1500rpm、5サイクルで行い、1サイクルにおいて、60秒間攪拌後、60秒停止させ充分攪拌混合した後、2軸押出機(東芝機械社製)にて混練し、スチールベルト上で冷却した。
ここで前記混練は、2軸押出機出口での混練生成物の温度が120℃前後となるように設定して行った。次いで、重量平均粒径が6.0±0.3μmとなるように、ジェットミルにて粉砕し、次いで風力分級を行って、トナー母体を作製した。得られた粉体100部に対し、外添剤として「シリカ:HDKH 2000」(クラリアントジャパン社製)1.0部、「酸化チタン:JMT−150IB」(テイカ社製)を0.3部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、C−1、Y−1、M−1の3色のトナーをそれぞれ作製した。
C−1トナー
未変性ポリエスTル樹脂 90部
樹脂微粒子A−1 10部
着色剤:C.I.Pigment Red 15−3 5部
離型剤:カルナウバワックス 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製) 0.5部
Y−1トナー
未変性ポリエスTル樹脂 90部
樹脂微粒子A−1 10部
顔料(C.I.Pigment Yellow 74) 5部
離型剤(グリセリン・ステアリン酸・エステル) 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社) 0.5部
M−1トナー
未変性ポリエスTル樹脂 90部
樹脂微粒子A−1 10部
顔料(C.I.Pigment Red 269) 8部
離型剤(グリセリン・ステアリン酸・エステル) 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製) 0.5部
〔実施例2〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−2とした以外は実施例1と同様にしてC−2トナー、Y−2トナー、M−2トナーを得た。
〔実施例3〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−3とした以外は実施例1と同様にしてC−3トナー、Y−3トナー、M−3トナーを得た。
〔比較例1〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−4とした以外は実施例1と同様にしてC−4トナー、Y−4トナー、M−4トナーを得た。
〔比較例2〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−5とした以外は実施例1と同様にしてC−5トナー、Y−5トナー、M−5トナーを得た。
〔比較例3〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−6とした以外は実施例1と同様にしてC−6トナー、Y−6トナー、M−6トナーを得た。
〔実施例4〕
未変性ポリエステル樹脂90部を酢酸エチルに溶解した後、この溶解液に樹脂微粒子A−3を10重量部分散させた。その後、減圧乾燥にて酢酸エチルを除去した。この結着樹脂を粉砕機及び篩いを使用して0.5mm以下の粒度に整えたものを、樹脂微粒子含有ポリエステル樹脂とした。
次いで、下記に示す処方とした以外は、実施例1と同様にして、C−7トナー、Y−7トナー、M−7トナーを得た。
C−7トナー
樹脂微粒子含有ポリエステル樹脂 100部
(C.I.Pigment Red 15−3) 5部
離型剤(カルナウバワックス) 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製) 0.5部
Y−7トナー
樹脂微粒子含有ポリエステル樹脂 100部
顔料(C.I.Pigment Yellow 74) 5部
離型剤(グリセリン・ステアリン酸・エステル) 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製)0.5部
M−7トナー
樹脂微粒子含有ポリエステル樹脂 100部
顔料(C.I.Pigment Red 269) 8部
離型剤(グリセリン・ステアリン酸・エステル) 5部
帯電制御剤:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製) 0.5部
〔実施例5〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−7とした以外は実施例1と同様にしてC−8、Y−8、M−8トナーを得た。
〔実施例6〕
実施例1の樹脂微粒子A−1を樹脂微粒子A−8とした以外は実施例1と同様にしてC−9、Y−9、M−9トナーを得た。
<キャリア製造例>
下記に示す原材料をホモミキサーで10分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコーン樹脂のブレンド被覆膜形成溶液を得た。芯材として焼成フェライト粉[(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe)48.0 :平均粒径;50μm]を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150℃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106μmの篩を用いて解砕しキャリアを得た。
アクリル樹脂溶液(固形分50wt%) 21.0部
グアナミン溶液(固形分70wt%) 6.4部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 7.6部
シリコーン樹脂溶液[固形分23wt%
(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]65.0部
アミノシラン[固形分100wt%
(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.3部
トルエン 60部
ブチルセロソルブ 60部
<現像剤>
トナー6部と、キャリア94部とを、ターブラーミキサー(Willy A.Bachofen AG Maschinenfabrik社 T2F)で5分攪拌して現像剤を作製した。
<評価方法>
上記実施例の現像剤を、リコー社製デジタルカラーimagio Neo C455に装填して、評価を行った。
色の鮮やかさ
単色モードで50%画像面積の画像チャートを100,000枚ランニング出力した後、色の鮮やかさを(株)リコー製6000ペーパーに出力した画像を視覚的に評価した。良好な順に◎、○、△とした。
低温定着性の確認
普通紙及び厚紙の転写紙(リコータイプ6000<70W>)にベタ画像で、0.85±0.1mg/cmのトナーが現像される様に調整を行い、定着ローラの温度が可変となる様に調整を行って、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。
耐定着ホットオフセット性の確認
定着ベルトの温度を振り、ホットオフセットが発生しない最高温度を測定した。定着ベルト温度を5℃刻みで振り、ブラックトナーのみを作像し、ホットオフセットが発生しているかを目視で確認した。なお、ホットオフセットが確認できるように、この評価の際には、定着ベルトのクリーニングローラーを外した。結果を表1に示す。
Figure 2009294418
(注)表中、「混練方法A」は、未変性ポリエステル樹脂と樹脂微粒子Aをそのまま他のトナー成分と混合し混練した。「混練方法B」は、未変性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解し、該溶解液に樹脂微粒子Aを分散させ、その後、減圧乾燥にて溶剤を除去した。得られた結着樹脂を粉砕機及び篩いを使用して0.5mm以下の粒度に整え、樹脂微粒子A含有ポリエステル樹脂とした後、他のトナー成分と混合し混練した。
実施例のトナーは、比較例のトナーに比較して、色の鮮やかさに優れ、かつ、低温定着性と、耐ホットオフセット性も良好である。
本発明のトナーが使用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明のトナーが使用される画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。 本発明のトナーが使用されるタンデム型画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 図4のタンデム型画像形成装置の一部拡大図である。 本発明のトナーが使用されるプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
符号の説明
10 感光体(感光体ドラム)
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 露光装置
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 読取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写帯電器
63 感光体クリーニング装置
64 除電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100 画像形成装置
101 感光体
102 帯電手段
103 露光
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)

Claims (12)

  1. 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー母体と外添剤からなるトナーであって、該結着樹脂は少なくともTHF不溶分を含有しない未変性ポリエステル樹脂と、THF不溶分を含有する変性ポリエステル樹脂とからなり、該変性ポリエステル樹脂は下記(1)及び(2)の要件を満たす樹脂微粒子Aであることを特徴とする電子写真フルカラー用トナー。
    (1)ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーとしてグリコール系モノマーが用いられている。
    (2)体積平均粒径が0.05〜1.0μmである。
  2. 前記樹脂微粒子Aは、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体とを溶解又は分散させ、得られた溶解又は分散物を樹脂微粒子Bを含有する水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基に対する反応性を有する重合体とを反応させることにより形成することを特徴とする請求項1に記載の電子写真フルカラー用トナー。
  3. 前記樹脂微粒子Aは、前記結着樹脂中に3〜15wt%含有されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真フルカラー用トナー。
  4. 前記トナー母体は、前記未変性ポリエステル樹脂に予め前記樹脂微粒子Aを分散した結着樹脂と、着色剤、及び離型剤を含むトナー成分を溶融混練粉砕して製造することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナー。
  5. 前記トナー母体は、重量平均粒子径3〜8μmであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナー。
  6. 前記トナー母体の着色剤として、イエロー着色剤を用いたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナー。
  7. 前記トナー母体の着色剤として、マゼンダ着色剤を用いたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナー。
  8. 前記トナー母体の着色剤として、シアン着色剤を用いたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電子写真フルカラー用トナー。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーとキャリアを含むことを特徴とする二成分現像剤。
  10. 少なくとも感光体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、該感光体上に形成された静電荷像をトナーで現像し可視像を形成する現像工程と、該可視像を被転写体上に転写する転写工程と、該被転写体上に転写された可視像を定着する定着工程とを有する画像形成方法であって、前記現像工程は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
  11. 少なくとも感光体と、該感光体上に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、該静電荷像をトナーで現像し可視像とする現像手段と、該可視像を被転写体上に転写する転写手段と、該被転写体上に転写された可視像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、前記現像手段は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
  12. 少なくとも感光体と、該感光体上に形成された静電荷像をトナーで現像し可視像とする現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジであって、前記現像手段は請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016224122A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 株式会社リコー トナー、現像剤及び現像剤収容ユニット
JP2016224329A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社リコー トナー、現像剤、及び画像形成装置
JPWO2015129289A1 (ja) * 2014-02-26 2017-03-30 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置
JP2017187748A (ja) * 2016-03-30 2017-10-12 三洋化成工業株式会社 トナーバインダー、その製造方法及び樹脂粒子
JP2017187751A (ja) * 2016-03-30 2017-10-12 三洋化成工業株式会社 トナーバインダー、その製造方法及び樹脂粒子
WO2023282886A1 (en) * 2021-07-06 2023-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. External additive for toner

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015129289A1 (ja) * 2014-02-26 2017-03-30 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置
JP2016224122A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 株式会社リコー トナー、現像剤及び現像剤収容ユニット
JP2016224329A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社リコー トナー、現像剤、及び画像形成装置
JP2017187748A (ja) * 2016-03-30 2017-10-12 三洋化成工業株式会社 トナーバインダー、その製造方法及び樹脂粒子
JP2017187751A (ja) * 2016-03-30 2017-10-12 三洋化成工業株式会社 トナーバインダー、その製造方法及び樹脂粒子
WO2023282886A1 (en) * 2021-07-06 2023-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. External additive for toner

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