JP2010244020A - トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】環境安定性、帯電均一性に優れ、さらに定着性と耐熱性を両立したトナーを提供することを目的とする。
【解決手段】ポリエステル骨格を有する少なくとも2種以上の樹脂および離型剤を含有するコアシェル構造を持つトナーであって、蛍光X線測定装置の定性分析においてトナー母体に起因するマグネシウム、カルシウム、アルミニウムに基づくピークが観測されないことを特徴とするトナー。前記コアシェル構造を構成するコア粒子が第1のポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コア粒子を被覆するシェル材が前記第1のポリエステル樹脂と異なる第2のポリエステル骨格を有する樹脂を含有することが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】ポリエステル骨格を有する少なくとも2種以上の樹脂および離型剤を含有するコアシェル構造を持つトナーであって、蛍光X線測定装置の定性分析においてトナー母体に起因するマグネシウム、カルシウム、アルミニウムに基づくピークが観測されないことを特徴とするトナー。前記コアシェル構造を構成するコア粒子が第1のポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コア粒子を被覆するシェル材が前記第1のポリエステル樹脂と異なる第2のポリエステル骨格を有する樹脂を含有することが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真法に用いられるトナーに関し、更に該トナーを用いたトナー容器、現像剤、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法、及び該トナーの製造方法に関する。
従来から電子写真に関する研究開発が様々な創意工夫と技術的アプローチにより行われてきている。電子写真法では、潜像担持体(以下感光体とも称す)表面を帯電、露光して形成した静電潜像に着色トナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写紙等の被転写体に転写し、これを熱ロール等で定着して画像を形成している。
トナーの定着方式としては、熱ロール定着方式等の接触加熱定着方式が広く採用されている。熱ロール定着方式に使用される定着装置は、加熱ロールと加圧ロールとを備えており、トナー像を担持した記録シートを、加熱ロールと加圧ロールとの圧接部(ニップ部)を通過させることにより、トナー像を溶融させて記録シートに定着させる。
トナーの定着方式としては、熱ロール定着方式等の接触加熱定着方式が広く採用されている。熱ロール定着方式に使用される定着装置は、加熱ロールと加圧ロールとを備えており、トナー像を担持した記録シートを、加熱ロールと加圧ロールとの圧接部(ニップ部)を通過させることにより、トナー像を溶融させて記録シートに定着させる。
トナーに用いられる樹脂としては、主にビニル系重合樹脂とポリエステル骨格をもつ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、トナーの機能特性である流動性、移動性、帯電性、定着性、画像特性などに対してはそれぞれ長所短所が存在し、最近では両方の樹脂を複合して使用したり、両方の骨格を持つ所謂ハイブリッド型の樹脂も使用されている。トナーの製造方法としては従来から存在する所謂混練粉砕法の他に、有機溶媒と水系溶媒を使用する懸濁法や乳化法、重合性モノマー滴を制御して重合し直接トナー粒子を得る懸濁重合法、乳化微粒子を作製してそれらを凝集しトナー粒子を得る凝集法、などの所謂湿式造粒またはケミカルトナー法と呼ばれる製造法が知られている。
例えば、乳化分散法で作製された着色樹脂粒子の表面に、界面活性剤を用いる乳化重合法又は界面活性剤を用いる乳化分散法で作製された樹脂粒子からなる被覆層が形成されて、コアがポリエステル系樹脂を含有し、被覆層がビニル系樹脂を含有する静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、樹脂粒子を水系媒体中で凝集させる工程を経て得られ、有機溶媒中にポリエステル樹脂とスチレンアクリル系樹脂とを溶解してなる樹脂溶液を水系媒体中に分散させた分散液を作製し、その分散液から有機溶媒を除去した後、樹脂粒子を水系媒体中で凝集させて得られるトナーが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献3、4には、それぞれビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかまたはそれらを併用した樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体に分散した状態で有機溶媒相を混合し、溶解懸濁法によりトナー母粒子を調整し、該微粒子でトナー表面が被覆されたトナー粒子を調整する手法が提案されている。
しかしながらこれらのトナーは、溶解懸濁に必要不可欠である高せん断状態下で造粒およびシェル化が行われ微粒子の付着が不均一化しやすいため、トナー表面に均一かつ滑らかに所望の厚みを持ってシェル化することが困難である。
しかしながらこれらのトナーは、溶解懸濁に必要不可欠である高せん断状態下で造粒およびシェル化が行われ微粒子の付着が不均一化しやすいため、トナー表面に均一かつ滑らかに所望の厚みを持ってシェル化することが困難である。
また、ポリエステル系樹脂とカルナウバワックスから1μmの樹脂微粒子を重付加反応または重縮合反応により得て、その樹脂微粒子を水系媒体中にて分散して分散液を調製し、分散液中の樹脂微粒子を水系媒体中で塩析/融着して得られる静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献5参照)。また、ポリエステル系樹脂と酸化型ポリプロピレンから0.9μmの樹脂微粒子を作製し、凝集させて得られる静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献6参照)。また、酸価又はガラス転移温度が異なる複数のポリエステル樹脂を用いる結着樹脂と着色剤とを含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて調製された混合溶液として、水性媒体中に導入して懸濁造粒により、ポリエステル系樹脂とパラフィンワックスから0.4〜0.7μmの樹脂微粒子を作製し、凝集させて得られる静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献7参照)。
前述の接触加熱定着方式においては、その加熱温度を可能な限り低温化することで省エネルギー化されるため、トナーの樹脂としては低温で溶融するものが好ましい。しかしながら、電子写真プロセスにおいてはトナーに機械的または熱的なストレスが加わる工程が存在するため、所謂ブロッキング等の不具合を起こさないように、例えばガラス転移点などの熱特性の制約や、トナー割れが発生しないように分子量の制約などがあり、これらの特性を満たすことが樹脂に求められる。そのため、上記2点は所謂トレードオフ関係にあり、そのバランスを取ることが重要である。この観点から、トナーの内部に熱定着に有利な樹脂を用い、その外側をブロッキング等に有利な樹脂で覆った、所謂コア/シェル型トナーが知られている。また、樹脂材料としては靱性や耐熱性、定着性に有利なポリエステル樹脂を用いたコア/シェル型トナーが知られている。例えば、ポリエステル樹脂微粒子分散液を凝集塩を用いて凝集/塩析でコア粒子を生成し、その後さらにポリエステル樹脂微粒子分散液を追加して同様に凝集塩を用いて凝集/塩析でシェル層を形成してその後融着させる方法が知られている(特許文献8)。また、同様にコア/シェル層の形成方法が共に、ポリエステル樹脂を有機溶媒に溶解した後、転相乳化で樹脂微粒子を作製して電解質を加えて凝集させる方法も知られている(特許文献9)。
しかしながら、これらのように凝集塩や電解質を用いて製造されたトナーは総じて環境安定性が悪く、また微粒子を凝集してシェル層を形成するとシェル層の被覆が不均一になったりシェル微粒子同士の融着が不十分であり、例えば離型材がブリードしてしまう問題があった。また、トナー表面の平滑性が十分でない場合が多く、帯電均一性に問題が発生する可能性が多かった。加熱して融着を促進する場合は構成材料の再配置が起こりやすく、やはりシェル層の被覆が不均一になる問題が発生する可能性があった。
本発明は、環境安定性、帯電均一性に優れ、さらに定着性と耐熱性を両立したトナーを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための本発明は下記の通りである。
[1]ポリエステル骨格を有する少なくとも2種以上の樹脂および離型剤を含有するコアシェル構造を持つトナーであって、蛍光X線測定装置の定性分析においてトナー母体に起因するマグネシウム、カルシウム、アルミニウムに基づくピークが観測されないことを特徴とするトナー。
[2]前記コアシェル構造のシェル層は、前記コア部分を完全に被覆し、シェル層の平均厚みがトナー平均粒径の1/160から1/25であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
[3]前記シェル層の平均シェル厚みをW(nm)、シェル材のTgをTs(℃)とした時、WとTsとが次式の関係を満たすことを特徴とする[1]に記載のトナー。
110−Ts< W <2×(155−Ts)
[4]前記コアシェル構造を構成するコア粒子が第1のポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コア粒子を被覆するシェル材が前記第1のポリエステル樹脂と異なる第2のポリエステル骨格を有する樹脂を含有することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のトナー。
[5]前記コア粒子に含有されるポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、シェル材に含有されるポリエステル骨格を有する第2の樹脂は、互いに相溶しないことを特徴とする[4]に記載のトナー。
[6]前記コア粒子にはポリエステル骨格を有する第1の樹脂として変性されていないポリエステル樹脂を含有し、その他に、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有することを特徴とする[4]又は[5]に記載のトナー。
[7]前記変性されたポリエステル樹脂はポリエステル樹脂が末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂とアミン類との反応によって鎖伸長又は/及び架橋された変性ポリエステル樹脂成分であることを特徴とする[6]に記載のトナー。
[8]前記離型剤はパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスまたはポリエチレンワックスであることを特徴とする[1]〜[7]のいずれかに記載のトナー。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載のトナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
[10][1]〜[8]のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
[11]潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
現像剤を現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、
現像剤を収納する現像剤収納器と、
を備える現像装置において、
現像剤収納器に[10]に記載の現像剤が収納されていることを特徴とする現像装置。
[12]潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置が[11]に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
[13]潜像を担持する潜像担持体と、
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、
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、
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、
を備える画像形成装置であって、
現像手段が、[11]に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
[14]定着手段にローラーを用いることを特徴とする[13]に記載の画像形成装置。
[15]定着手段にオイル塗布をしないことを特徴とする[13]又は[14]に記載の画像形成装置。
[16]潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、
帯電した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工程と、
現像剤担持体上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、
潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、
被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有し、
現像剤として、[10]に記載の現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
[17]請求項1に記載のトナーの製造方法であって、
(1)有機溶媒中に少なくともポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、離型剤を溶解又は分散させる工程、
(2)該溶解物又は分散物を水系媒体中に懸濁させてコア粒子を生成する工程、
(3)ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えて、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程、
(4)有機溶媒を除去する工程
を有することを特徴とするトナーの製造方法。
[18]前記シェル層を形成する工程において、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂がコア粒子表面で有機溶媒に溶解/析出することによって連続層であるシェル層を形成することを特徴とする請求項17に記載のトナーの製造方法。
[19]前記水系媒体中に界面活性剤が含まれていることを特徴とする[17]又は[18]に記載のトナーの製造方法。
[20]前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液は有機溶媒を含有せず、微粒子が固体の状態で分散されていることを特徴とする[17]〜[19]のいずれかに記載のトナーの製造方法。
[21]前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子は、体積平均粒子径が0.2μm以下であることを特徴とする請求項[17]〜[20]のいずれかに記載のトナーの製造方法。
[22]前記有機溶媒を除去する工程は、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えてコア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程の後に行うことを特徴とする[17]〜[21]のいずれか一項に記載のトナーの製造方法。
[23]コア粒子を形成する工程から後の工程では、シェル層を形成する第2の樹脂のTg以上には加熱しないことを特徴とする[17]〜[22]のいずれか記載のトナーの製造方法。
[2]前記コアシェル構造のシェル層は、前記コア部分を完全に被覆し、シェル層の平均厚みがトナー平均粒径の1/160から1/25であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
[3]前記シェル層の平均シェル厚みをW(nm)、シェル材のTgをTs(℃)とした時、WとTsとが次式の関係を満たすことを特徴とする[1]に記載のトナー。
110−Ts< W <2×(155−Ts)
[4]前記コアシェル構造を構成するコア粒子が第1のポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コア粒子を被覆するシェル材が前記第1のポリエステル樹脂と異なる第2のポリエステル骨格を有する樹脂を含有することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のトナー。
[5]前記コア粒子に含有されるポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、シェル材に含有されるポリエステル骨格を有する第2の樹脂は、互いに相溶しないことを特徴とする[4]に記載のトナー。
[6]前記コア粒子にはポリエステル骨格を有する第1の樹脂として変性されていないポリエステル樹脂を含有し、その他に、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有することを特徴とする[4]又は[5]に記載のトナー。
[7]前記変性されたポリエステル樹脂はポリエステル樹脂が末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂とアミン類との反応によって鎖伸長又は/及び架橋された変性ポリエステル樹脂成分であることを特徴とする[6]に記載のトナー。
[8]前記離型剤はパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスまたはポリエチレンワックスであることを特徴とする[1]〜[7]のいずれかに記載のトナー。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載のトナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
[10][1]〜[8]のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
[11]潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
現像剤を現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、
現像剤を収納する現像剤収納器と、
を備える現像装置において、
現像剤収納器に[10]に記載の現像剤が収納されていることを特徴とする現像装置。
[12]潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置が[11]に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
[13]潜像を担持する潜像担持体と、
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、
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、
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、
を備える画像形成装置であって、
現像手段が、[11]に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
[14]定着手段にローラーを用いることを特徴とする[13]に記載の画像形成装置。
[15]定着手段にオイル塗布をしないことを特徴とする[13]又は[14]に記載の画像形成装置。
[16]潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、
帯電した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工程と、
現像剤担持体上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、
潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、
被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有し、
現像剤として、[10]に記載の現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
[17]請求項1に記載のトナーの製造方法であって、
(1)有機溶媒中に少なくともポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、離型剤を溶解又は分散させる工程、
(2)該溶解物又は分散物を水系媒体中に懸濁させてコア粒子を生成する工程、
(3)ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えて、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程、
(4)有機溶媒を除去する工程
を有することを特徴とするトナーの製造方法。
[18]前記シェル層を形成する工程において、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂がコア粒子表面で有機溶媒に溶解/析出することによって連続層であるシェル層を形成することを特徴とする請求項17に記載のトナーの製造方法。
[19]前記水系媒体中に界面活性剤が含まれていることを特徴とする[17]又は[18]に記載のトナーの製造方法。
[20]前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液は有機溶媒を含有せず、微粒子が固体の状態で分散されていることを特徴とする[17]〜[19]のいずれかに記載のトナーの製造方法。
[21]前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子は、体積平均粒子径が0.2μm以下であることを特徴とする請求項[17]〜[20]のいずれかに記載のトナーの製造方法。
[22]前記有機溶媒を除去する工程は、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えてコア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程の後に行うことを特徴とする[17]〜[21]のいずれか一項に記載のトナーの製造方法。
[23]コア粒子を形成する工程から後の工程では、シェル層を形成する第2の樹脂のTg以上には加熱しないことを特徴とする[17]〜[22]のいずれか記載のトナーの製造方法。
本発明によれば、定着性と耐熱性を両立し、さらに帯電均一性や環境安定性に優れたトナーを提供できる。すなわちポリエステル樹脂で構成されたコア部分およびシェル部分にはトナー製造由来の金属イオンをほとんど含有せず、環境安定性に優れたトナーとなる。また、シェル層形成の際に有機溶媒存在下でポリエステル微粒子を膨潤または溶解させつつシェル層を形成させることにより、非常に薄くて均一にかつ滑らかなシェル層を得られ、帯電均一性に優れると共に、耐熱性を保持しつつも定着性への悪影響を極力抑えたトナーを得ることができる。
ポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コアシェル構造を持つトナーのコア部、シェル部の形成の際に、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムを含む凝集塩や電解質を用いてトナーを製造すると、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムがトナー内部に残存して、洗浄しても除去しきれず、環境安定性が悪くなる。
本発明は、そのような工程を経ずに製造することにより、本来不必要な凝集塩由来の金属を含有しないトナーとすることができる。
本発明は、そのような工程を経ずに製造することにより、本来不必要な凝集塩由来の金属を含有しないトナーとすることができる。
<ポリエステル樹脂>
本発明で使用されるポリエステル樹脂としては以下のポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物が挙げられ、いかなるものでも使用することができ、また数種のポリエステル樹脂を混合して使用しても良い。
本発明でいうポリエステル骨格を有し種類の異なる樹脂とは、ポリエステル骨格が異なる樹脂(骨格が同じとは、用いるモノマー種/比率が同じで、モノマー投入順序がある場合は順序も同じ)、およびポリエステル骨格が同じであっても、分子量分布等が異なる樹脂をいう。
本発明で使用されるポリエステル樹脂としては以下のポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物が挙げられ、いかなるものでも使用することができ、また数種のポリエステル樹脂を混合して使用しても良い。
本発明でいうポリエステル骨格を有し種類の異なる樹脂とは、ポリエステル骨格が異なる樹脂(骨格が同じとは、用いるモノマー種/比率が同じで、モノマー投入順序がある場合は順序も同じ)、およびポリエステル骨格が同じであっても、分子量分布等が異なる樹脂をいう。
(ポリオール)
ポリオール(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、3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類など);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。
ポリオール(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、3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類など);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。
更に、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。
尚、上記ポリオールは1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
更に、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。
尚、上記ポリオールは1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリカルボン酸)
ポリカルボン酸(2)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、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリフルオロメチルイソフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物など)などが挙げられる。
ポリカルボン酸(2)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、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリフルオロメチルイソフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物など)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。さらに3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)、また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。
尚、上記ポリカルボン酸は1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
尚、上記ポリカルボン酸は1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリオールとポリカルボン酸の比)
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。
(ポリエステル樹脂の分子量)
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。
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。
<変性ポリエステル樹脂>
本発明のトナーのコア粒子に含有される結着樹脂は、上述の変性されていないポリエステル骨格を有する第1の樹脂の他に、粘弾性調整のために、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有していても良い。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂の含有割合は、前記結着樹脂中、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。含有割合が20%より多くなると低温定着性が悪化する。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂は、直接結着樹脂に混合しても良いが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性ポリエステル樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂に混合し、造粒中/又は造粒後に鎖伸長又は/及び架橋反応して該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂となる方が好ましい。こうすることにより、粘弾性調整のための比較的高分子量の変性ポリエステル樹脂を含有させることが容易となる。
本発明のトナーのコア粒子に含有される結着樹脂は、上述の変性されていないポリエステル骨格を有する第1の樹脂の他に、粘弾性調整のために、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有していても良い。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂の含有割合は、前記結着樹脂中、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。含有割合が20%より多くなると低温定着性が悪化する。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂は、直接結着樹脂に混合しても良いが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性ポリエステル樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂に混合し、造粒中/又は造粒後に鎖伸長又は/及び架橋反応して該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂となる方が好ましい。こうすることにより、粘弾性調整のための比較的高分子量の変性ポリエステル樹脂を含有させることが容易となる。
(プレポリマー)
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(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)と反応させたものなどが挙げられる。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。
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(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)と反応させたものなどが挙げられる。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。
(ポリイソシアネート)
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)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。
(イソシアネート基と水酸基の比)
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質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40質量%を超えると低温定着性が悪化する。
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質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40質量%を超えると低温定着性が悪化する。
(プレポリマー中のイソシアネート基の数)
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、鎖伸長及び/又は架橋後の変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。
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、鎖伸長及び/又は架橋後の変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。
(鎖伸長及び/又は架橋剤)
本発明において、鎖伸長及び/又は架橋剤として、アミン類を用いることができる。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。
本発明において、鎖伸長及び/又は架橋剤として、アミン類を用いることができる。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、次のものが挙げられる。
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、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミンなど);
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、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミンなど)などが挙げられる。
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、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミンなど);
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、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミンなど)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。
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。
(停止剤)
さらに、必要により鎖伸長及び/又は架橋反応は停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステル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。
さらに、必要により鎖伸長及び/又は架橋反応は停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステル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。
(アミノ基とイソシアネート基の比率)
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。
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。
<着色剤>
本発明のトナーは着色剤を含有してもよく、該着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン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1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
本発明のトナーは着色剤を含有してもよく、該着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン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1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
<離型剤>
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(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、フィッシャートロプシュワックス、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。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(カルナウバワックス、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。上記の内、極性が小さく溶融粘度が低いという理由から好ましいものはポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素であり、特に好ましいものはパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスである。
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(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、フィッシャートロプシュワックス、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。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(カルナウバワックス、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。上記の内、極性が小さく溶融粘度が低いという理由から好ましいものはポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素であり、特に好ましいものはパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスである。
<外添剤>
(無機微粒子)
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、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、5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5質量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0質量%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、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。
(無機微粒子)
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、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、5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5質量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0質量%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、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。
(高分子系微粒子)
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。
(外添剤の表面処理)
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、シリコンオイル、変性シリコンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
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、シリコンオイル、変性シリコンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
(クリーニング助剤)
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、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
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、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
<トナーの製造方法>
本発明のトナーの製造方法を以下に例示するが、これに制限されるものではない。
本発明のトナーの製造方法は、有機溶媒中に少なくともポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、離型剤を溶解又は分散させた後、該溶解物又は分散物を水系媒体中に懸濁させてコア粒子を生成した後、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えて、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成した後、有機溶媒を除去することによって得られることを特徴とする。
本発明のトナーの製造方法を以下に例示するが、これに制限されるものではない。
本発明のトナーの製造方法は、有機溶媒中に少なくともポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、離型剤を溶解又は分散させた後、該溶解物又は分散物を水系媒体中に懸濁させてコア粒子を生成した後、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えて、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成した後、有機溶媒を除去することによって得られることを特徴とする。
より具体的には、以下の通りである。
<コア粒子造粒工程>
(有機溶媒)
造粒に用いる有機溶媒としては、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶媒としては、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、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、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。ポリエステル系樹脂および着色剤は同時に溶解又は分散させても良いが、通常それぞれ単独で溶解又は分散され、その際使用する有機溶媒はそれぞれ異なっていても同じでも良いが、後の溶媒処理を考慮すると同じ方が好ましい。また、ポリエステル系樹脂を好適に溶解させる溶媒(単独または混合)を選択すると、本発明で好ましく用いられる離型剤はその溶解度の違いからほとんど溶解しない。
<コア粒子造粒工程>
(有機溶媒)
造粒に用いる有機溶媒としては、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶媒としては、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、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、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。ポリエステル系樹脂および着色剤は同時に溶解又は分散させても良いが、通常それぞれ単独で溶解又は分散され、その際使用する有機溶媒はそれぞれ異なっていても同じでも良いが、後の溶媒処理を考慮すると同じ方が好ましい。また、ポリエステル系樹脂を好適に溶解させる溶媒(単独または混合)を選択すると、本発明で好ましく用いられる離型剤はその溶解度の違いからほとんど溶解しない。
(ポリエステル系樹脂の溶解又は分散)
ポリエステル系樹脂の溶解又は分散液は、樹脂濃度が40%〜80%程度であることが好ましい。濃度が高すぎると溶解又は分散が困難になり、また粘度が高くなって扱いづらい。また、濃度が低すぎると微粒子の製造量が少なくなり、除去すべき溶媒量が多くなる。ポリエステル系樹脂に前記末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂を混合する場合は、同じ溶解又は分散液に混合しても良いし、別々に溶解又は分散液を作製しても良いが、それぞれの溶解度と粘度を考慮すると、別々の溶解又は分散液を作製する方が好ましい。
ポリエステル系樹脂の溶解又は分散液は、樹脂濃度が40%〜80%程度であることが好ましい。濃度が高すぎると溶解又は分散が困難になり、また粘度が高くなって扱いづらい。また、濃度が低すぎると微粒子の製造量が少なくなり、除去すべき溶媒量が多くなる。ポリエステル系樹脂に前記末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂を混合する場合は、同じ溶解又は分散液に混合しても良いし、別々に溶解又は分散液を作製しても良いが、それぞれの溶解度と粘度を考慮すると、別々の溶解又は分散液を作製する方が好ましい。
(水系媒体)
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。樹脂微粒子100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。
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。樹脂微粒子100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。
(無機分散剤および有機樹脂微粒子)
上記水系媒体中に、前記のポリエステル系樹脂および離型剤の溶解物または分散物を分散させる際、無機分散剤または有機樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体中に分散させておくことにより、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。無機分散剤としては、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、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えはビニル系樹脂、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。これらの樹脂は、2種以上を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という観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
上記水系媒体中に、前記のポリエステル系樹脂および離型剤の溶解物または分散物を分散させる際、無機分散剤または有機樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体中に分散させておくことにより、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。無機分散剤としては、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、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えはビニル系樹脂、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。これらの樹脂は、2種以上を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という観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
(界面活性剤)
また、上記樹脂微粒子を製造する際に、必要に応じて、界面活性剤等を用いることもできる。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、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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、上記樹脂微粒子を製造する際に、必要に応じて、界面活性剤等を用いることもできる。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、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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−[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。また、カチオン性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1級、2級もしくは2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などが挙げられる。
(保護コロイド)
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−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一テル類、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、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。分散剤を使用した場合には、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が、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
また、界面活性剤または分散剤として、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムを含有する界面活性剤を用いることもできるが、その場合は洗浄により除去する。
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−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一テル類、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、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。分散剤を使用した場合には、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が、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
また、界面活性剤または分散剤として、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムを含有する界面活性剤を用いることもできるが、その場合は洗浄により除去する。
(分散の方法)
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。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。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは20〜80℃である。
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。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。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは20〜80℃である。
(伸長又は/及び架橋反応)
ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を導入する目的で、末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂およびこれと反応可能なアミン類を添加する場合は、水系媒体中にトナー組成物を分散する前に油相中でアミン類を混合しても良いし、水系媒体中にアミン類を加えても良い。上記反応に要する時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造と、加えたアミン類との反応性により選択されるが、通常1分〜40時間、好ましくは1〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは20〜98℃である。
ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を導入する目的で、末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂およびこれと反応可能なアミン類を添加する場合は、水系媒体中にトナー組成物を分散する前に油相中でアミン類を混合しても良いし、水系媒体中にアミン類を加えても良い。上記反応に要する時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造と、加えたアミン類との反応性により選択されるが、通常1分〜40時間、好ましくは1〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは20〜98℃である。
<シェル層形成工程>
(ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液)
ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を製造する方法としては公知のものが使用できる。例えば、樹脂をあらかじめ有機溶媒に溶解、中和した後、水系媒体を加えて転相乳化し、有機溶媒を除去する方法や、樹脂と共に界面活性剤等の乳化剤を加えて水系媒体中で加熱しながらせん断攪拌して作製する方法などが挙げられる。また、市販のポリエステル微粒子分散液を使用してもよい。ポリエステル骨格を有する第2の樹脂の特性としては、有機溶媒存在下でコア粒子表面に付着することが重要である。有機溶媒存在下で、微粒子分散体としての安定性が高すぎるとコア粒子への付着が起こりにくくなり、微粒子として残存してしまう。
また、第2の樹脂からなる微粒子の体積平均粒子径としては0.3μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましい。この、コア粒子(例えば5μm)と比較して十分に小さな微粒子(例えば0.2μm)の状態でコア表面に付着させることで、薄くて均一なシェル層の形成が達成される。非常に薄いシェル層を形成する際、0.2μmよりも大きいと十分に均一な皮膜を形成するのに不利になる場合がある。また、0.3μmよりも大きいと微粒子を介してコア粒子同士が凝集する可能性がある。
本発明の製造法によれば、コア部分とシェル部分の樹脂は製造過程で混ざり合う可能性は低く、シェル層として加えた樹脂はトナーのシェル部分に存在する。また、コア粒子に含有されるポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、シェル材に含有されるポリエステル骨格を有する第2の樹脂が互いに相溶しない樹脂を用いることにより、より確実に望ましいコアシェル構造を維持でき、さらに例えば熱に対して別々に挙動することができ、耐熱保管性と定着性の両立に有利となり望ましい。
(ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液)
ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を製造する方法としては公知のものが使用できる。例えば、樹脂をあらかじめ有機溶媒に溶解、中和した後、水系媒体を加えて転相乳化し、有機溶媒を除去する方法や、樹脂と共に界面活性剤等の乳化剤を加えて水系媒体中で加熱しながらせん断攪拌して作製する方法などが挙げられる。また、市販のポリエステル微粒子分散液を使用してもよい。ポリエステル骨格を有する第2の樹脂の特性としては、有機溶媒存在下でコア粒子表面に付着することが重要である。有機溶媒存在下で、微粒子分散体としての安定性が高すぎるとコア粒子への付着が起こりにくくなり、微粒子として残存してしまう。
また、第2の樹脂からなる微粒子の体積平均粒子径としては0.3μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましい。この、コア粒子(例えば5μm)と比較して十分に小さな微粒子(例えば0.2μm)の状態でコア表面に付着させることで、薄くて均一なシェル層の形成が達成される。非常に薄いシェル層を形成する際、0.2μmよりも大きいと十分に均一な皮膜を形成するのに不利になる場合がある。また、0.3μmよりも大きいと微粒子を介してコア粒子同士が凝集する可能性がある。
本発明の製造法によれば、コア部分とシェル部分の樹脂は製造過程で混ざり合う可能性は低く、シェル層として加えた樹脂はトナーのシェル部分に存在する。また、コア粒子に含有されるポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、シェル材に含有されるポリエステル骨格を有する第2の樹脂が互いに相溶しない樹脂を用いることにより、より確実に望ましいコアシェル構造を維持でき、さらに例えば熱に対して別々に挙動することができ、耐熱保管性と定着性の両立に有利となり望ましい。
)
シェル層形成の際に有機溶媒存在下でシェル層形成用のポリエステル樹脂をコア粒子表面で一度溶解させた後析出させることにより、非常に均一な厚みを持ったシェル層を得られ、帯電均一性に優れると共に、耐熱性を保持しつつも定着性への悪影響を極力抑えたトナーを得ることができる。また、あらかじめ高せん断で溶解懸濁法によりコア粒子を造粒し、次に非常に緩やかな攪拌状態下、コア粒子内に有機溶媒が存在している状態でシェル層形成用のポリエステル樹脂を加え、シェル層形成用のポリエステル樹脂をコア粒子表面で一度溶解/被覆させた後に、コアシェル粒子から有機溶媒を除去することでシェル層形成用のポリエステル樹脂を析出させることにより、非常に均一な厚みを持ったシェル層を得られ、帯電均一性に優れると共に、耐熱性を保持しつつも定着性への悪影響を極力抑えたトナーを得ることができる。
シェル層形成の際に有機溶媒存在下でシェル層形成用のポリエステル樹脂をコア粒子表面で一度溶解させた後析出させることにより、非常に均一な厚みを持ったシェル層を得られ、帯電均一性に優れると共に、耐熱性を保持しつつも定着性への悪影響を極力抑えたトナーを得ることができる。また、あらかじめ高せん断で溶解懸濁法によりコア粒子を造粒し、次に非常に緩やかな攪拌状態下、コア粒子内に有機溶媒が存在している状態でシェル層形成用のポリエステル樹脂を加え、シェル層形成用のポリエステル樹脂をコア粒子表面で一度溶解/被覆させた後に、コアシェル粒子から有機溶媒を除去することでシェル層形成用のポリエステル樹脂を析出させることにより、非常に均一な厚みを持ったシェル層を得られ、帯電均一性に優れると共に、耐熱性を保持しつつも定着性への悪影響を極力抑えたトナーを得ることができる。
シェルの厚みはトナー平均粒径の1/160〜1/25が好ましく、1/80〜1/30がさらに好ましく、1/70〜1/50が最も好ましい。シェルの厚みが薄すぎるとストレスや摩擦熱などで離型材などがブリードし、特に現像プロセスで問題が発生する。シェルの厚みが厚すぎると定着時、離型材が十分に速く溶出することができず、オフセットなどの問題が発生する。また、シェル層の厚みが不均一であると薄い部分や厚い部分が形成され、結果的に上記のような問題が発生する可能性が高くなり、好ましくない。
本発明のトナーのシェル層の平均厚みWと、シェル樹脂のガラス転移温度Tsは下記の関係式を満たすことが好ましい。
110−Ts< W <2×(155−Ts)
シェル層の平均厚みが上記範囲より小さいと現像器内部でのストレスや摩擦熱などでトナー内部の離型剤等の染み出しが発生しやすくなり、画像汚染が発生する。また上記範囲より大きいと、定着時に離型剤の染み出しが不十分になったり、コア部の樹脂が定着に寄与しにくくなり低温定着性が悪化したりする。また、シェル樹脂のガラス転移温度Tsは、好ましくは40〜90であり、より好ましくは50〜80であり、さらに好ましくは60〜70である。
また、シェル層は連続層を形成していることが好ましく、これはシェル樹脂がコア粒子表面で有機溶媒に溶解/析出することによって達成できる。シェル層が連続層を形成していることでシェル層の平均厚みをより薄くしても画像汚染が発生しづらくなり、定着性も向上する。
110−Ts< W <2×(155−Ts)
シェル層の平均厚みが上記範囲より小さいと現像器内部でのストレスや摩擦熱などでトナー内部の離型剤等の染み出しが発生しやすくなり、画像汚染が発生する。また上記範囲より大きいと、定着時に離型剤の染み出しが不十分になったり、コア部の樹脂が定着に寄与しにくくなり低温定着性が悪化したりする。また、シェル樹脂のガラス転移温度Tsは、好ましくは40〜90であり、より好ましくは50〜80であり、さらに好ましくは60〜70である。
また、シェル層は連続層を形成していることが好ましく、これはシェル樹脂がコア粒子表面で有機溶媒に溶解/析出することによって達成できる。シェル層が連続層を形成していることでシェル層の平均厚みをより薄くしても画像汚染が発生しづらくなり、定着性も向上する。
(コア粒子含有水系媒体と微粒子分散液との混合)
コア粒子となる分散体を含む水系媒体中に、前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を混合して、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する。
コア粒子となる分散体を含む水系媒体中に、前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を混合して、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する。
<溶媒を除去する工程>
有機溶媒を除去する工程は、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えてコア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程の後に行うことが好ましい。得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するために、公知の方法を使用することができる。例えば、常圧または減圧下で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。
有機溶媒を除去する工程は、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えてコア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程の後に行うことが好ましい。得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するために、公知の方法を使用することができる。例えば、常圧または減圧下で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。
<洗浄、乾燥工程>
有機溶媒を除去した後、水系媒体に分散されたトナー粒子を洗浄、乾燥する工程は、公知の技術が用いられる。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
有機溶媒を除去した後、水系媒体に分散されたトナー粒子を洗浄、乾燥する工程は、公知の技術が用いられる。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
<外添処理>
得られた乾燥後のトナー粉体と前記帯電制御性微粒子、流動化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。
得られた乾燥後のトナー粉体と前記帯電制御性微粒子、流動化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。
[画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ]
<画像形成装置、プロセスカートリッジ>
本発明の画像形成装置は、本発明のトナーを用いて画像を形成する。なお、本発明のトナーは、一成分現像剤及び二成分現像剤のいずれにも用いることができるが、一成分現像剤として用いることが好ましい。また、本発明の画像形成装置は、無端型の中間転写手段を有することが好ましい。さらに、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体及び/又は中間転写手段に残存したトナーをクリーニングするクリーニング手段を有することが好ましい。このとき、クリーニング手段は、クリーニングブレードを有してもよいし、有さなくてもよい。また、本発明の画像形成装置は、加熱装置を有するローラ又は加熱装置を有するベルトを用いて画像を定着する定着手段を有することが好ましい。さらに、本発明の画像形成装置は、定着部材にオイル塗布を必要としない定着手段を有することが好ましい。さらに、必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなることが好ましい。
<画像形成装置、プロセスカートリッジ>
本発明の画像形成装置は、本発明のトナーを用いて画像を形成する。なお、本発明のトナーは、一成分現像剤及び二成分現像剤のいずれにも用いることができるが、一成分現像剤として用いることが好ましい。また、本発明の画像形成装置は、無端型の中間転写手段を有することが好ましい。さらに、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体及び/又は中間転写手段に残存したトナーをクリーニングするクリーニング手段を有することが好ましい。このとき、クリーニング手段は、クリーニングブレードを有してもよいし、有さなくてもよい。また、本発明の画像形成装置は、加熱装置を有するローラ又は加熱装置を有するベルトを用いて画像を定着する定着手段を有することが好ましい。さらに、本発明の画像形成装置は、定着部材にオイル塗布を必要としない定着手段を有することが好ましい。さらに、必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなることが好ましい。
本発明の画像形成装置は、感光体と、現像手段、クリーニング手段等の構成要素をプロセスカートリッジとして構成し、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。また、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、分離手段及びクリーニング手段の少なくとも1つを感光体と共に支持してプロセスカートリッジを形成し、画像形成装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、画像形成装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成としてもよい。
図2に、本発明の画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、図示を省略している本体筐体内に、図2中、時計方向に回転駆動される潜像担持体(1)が収納されており、潜像担持体(1)の周囲に、帯電装置(2)、露光装置(3)、本発明の静電荷像現像用トナー(T)を有する現像装置(4)、クリーニング部(5)、中間転写体(6)、支持ローラ(7)、転写ローラ(8)、除電手段(不図示)等を備えている。
この画像形成装置は、記録媒体例としての複数枚の記録紙(P)を収納する給紙カセット(不図示)を備えており、給紙カセット内の記録紙(P)は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、転写手段としての転写ローラ(8)と、中間転写体(6)の間に送り出される。
この画像形成装置は、潜像担持体(1)を図2中、時計方向に回転駆動して、潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電した後、露光装置(3)により画像データで変調されたレーザーを照射して潜像担持体(1)に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された潜像担持体(1)に現像装置(4)でトナーを付着させて現像する。次に、現像装置(4)でトナー像を形成した潜像担持体(1)から中間転写体(6)に転写バイアスを付加してトナー像を中間転写体(6)上に転写し、さらに該中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に記録紙(P)を搬送することにより、記録紙(P)にトナー像を転写する。さらに、トナー像が転写された記録紙(P)を定着手段(不図示)に搬送する。
この画像形成装置は、潜像担持体(1)を図2中、時計方向に回転駆動して、潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電した後、露光装置(3)により画像データで変調されたレーザーを照射して潜像担持体(1)に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された潜像担持体(1)に現像装置(4)でトナーを付着させて現像する。次に、現像装置(4)でトナー像を形成した潜像担持体(1)から中間転写体(6)に転写バイアスを付加してトナー像を中間転写体(6)上に転写し、さらに該中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に記録紙(P)を搬送することにより、記録紙(P)にトナー像を転写する。さらに、トナー像が転写された記録紙(P)を定着手段(不図示)に搬送する。
定着手段は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラと、定着ローラに所定圧力で押圧される加圧ローラとを備え、転写ローラ(8)から搬送されてきた記録紙を加熱、加圧して、記録紙上のトナー像を記録紙に定着させた後、排紙トレー(不図示)上に排出する。
一方、画像形成装置は、転写ローラ(8)でトナー像を記録紙に転写した潜像担持体(1)をさらに回転して、クリーニング部(5)で潜像担持体(1)の表面に残留するトナーを掻き落として除去した後、不図示の除電装置で除電する。画像形成装置は、除電装置で除電した潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電させた後、上記と同様に、次の画像形成を行う。
以下、本発明の画像形成装置に好適に用いられる各部材について詳細に説明する。
潜像担持体(1)としては、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、その形状としては、ドラム状、ベルト状が好適に挙げられ、その材質としては、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等が挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点で、アモルファスシリコンや有機感光体が好ましい。
潜像担持体(1)としては、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、その形状としては、ドラム状、ベルト状が好適に挙げられ、その材質としては、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等が挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点で、アモルファスシリコンや有機感光体が好ましい。
潜像担持体(1)に静電潜像を形成する際には、例えば、潜像担持体(1)の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば、潜像担持体(1)の表面を帯電させる帯電装置(2)と、潜像担持体(1)の表面を像様に露光する露光装置(3)を少なくとも備える。
帯電は、例えば、帯電装置(2)を用いて潜像担持体(1)の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
帯電装置(2)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、導電性又は半導電性のローラ、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。
帯電装置(2)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、導電性又は半導電性のローラ、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。
帯電装置(2)の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等の形態を採ってもよく、電子写真装置の仕様や形態に合わせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは、例えば、Zn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。また、ブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで構成される。
帯電装置(2)は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
帯電装置(2)は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
露光は、例えば、露光装置(3)を用いて感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光装置(3)としては、帯電装置(2)により帯電された潜像担持体(1)の表面に、形成すべき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の各種露光器が挙げられる。
現像は、例えば、本発明のトナーを用いて静電潜像を現像することにより行うことができ、現像装置(4)により行うことができる。現像装置(4)は、例えば、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、例えば、本発明のトナーを収容し、静電潜像にトナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
現像装置(4)としては、周面にトナーを担持し、潜像担持体(1)に接して回転すると共に、潜像担持体(1)上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ(40)と、現像ローラ(40)の周面に接し、現像ローラ(40)上のトナーを薄層化する薄層形成部材(41)を有する態様が好ましい。
現像ローラ(40)としては、金属ローラ及び弾性ローラのいずれかが好適に用いられる。金属ローラとしては、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、アルミニウムローラ等が挙げられる。金属ローラは、ブラスト処理を施すことで、比較的容易に任意の表面摩擦係数を有する現像ローラ(40)を作製することができる。具体的には、アルミニウムローラにガラスビーズブラストで処理することにより、ローラ表面を粗面化でき、現像ローラ上に適正なトナー付着量が得られる。
現像ローラ(40)としては、金属ローラ及び弾性ローラのいずれかが好適に用いられる。金属ローラとしては、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、アルミニウムローラ等が挙げられる。金属ローラは、ブラスト処理を施すことで、比較的容易に任意の表面摩擦係数を有する現像ローラ(40)を作製することができる。具体的には、アルミニウムローラにガラスビーズブラストで処理することにより、ローラ表面を粗面化でき、現像ローラ上に適正なトナー付着量が得られる。
弾性ローラとしては、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに、表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、薄層形成部材(41)との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止するために、JIS−Aで60度以下の硬度に設定される。表面粗さ(Ra)は、0.3〜2.0μmに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。また、現像ローラ(40)には、潜像担持体(1)との間に電界を形成させるための現像バイアスが印加されるので、弾性ゴム層は、103〜1010Ωの抵抗値に設定される。現像ローラ(40)は、時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを薄層形成部材(41)及び潜像担持体(1)との対向位置へと搬送する。
薄層形成部材(41)は、供給ローラ(42)と現像ローラ(40)の当接位置よりも低い位置に設けられる。薄層形成部材(41)は、ステンレス(SUS)、リン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ(40)の表面に10〜40N/mの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに、薄層形成部材(41)には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
現像ローラ(40)の表面を構成するゴム弾性体としては、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、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム又はこれらの2種以上のブレンド物等が挙げられる。これらの中でも、エピクロロヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムのブレンドゴムが特に好ましい。
現像ローラ(40)は、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレス(SUS)等の金属で構成される。
現像ローラ(40)は、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレス(SUS)等の金属で構成される。
転写は、例えば、潜像担持体(1)を帯電することにより行うことができ、転写ローラにより行うことができる。転写ローラとしては、トナー像を中間転写体(6)上に転写して転写像を形成する第一次転写手段と、転写像を記録紙(P)上に転写する第二次転写手段(転写ローラ(8))を有する態様が好ましい。このとき、トナーとして、二色以上、好ましくは、フルカラートナーを用い、トナー像を中間転写体(6)上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、複合転写像を記録紙(P)上に転写する第二次転写手段を有する態様がさらに好ましい。
なお、中間転写体(6)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、転写ベルト等が好適に挙げられる。
なお、中間転写体(6)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、転写ベルト等が好適に挙げられる。
転写手段(第一次転写手段、第二次転写手段)は、潜像担持体(1)上に形成されたトナー像を記録紙(P)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。転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。転写手段としては、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。
なお、記録紙(P)としては、代表的には、普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
なお、記録紙(P)としては、代表的には、普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
定着は、例えば、記録紙(P)に転写されたトナー像に対して、定着手段を用いて行うことができ、各色のトナー像に対して、記録紙(P)に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナー像を積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
定着手段としては、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、公知の加熱加圧手段が好適である。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトの組み合わせ等が挙げられる。なお、加熱加圧手段による加熱温度は、80〜200℃が好ましい。
定着手段としては、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、公知の加熱加圧手段が好適である。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトの組み合わせ等が挙げられる。なお、加熱加圧手段による加熱温度は、80〜200℃が好ましい。
図3に示すようなフッ素系表層剤構成のソフトローラタイプの定着装置であってよい。これは、加熱ローラ(9)は、アルミ芯金(10)上にシリコーンゴムからなる弾性体層(11)及びPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)表層(12)を有しており、アルミ芯金内部にヒータ(13)を備えている。加圧ローラ(14)は、アルミ芯金(15)上にシリコーンゴムからなる弾性体層(16)及びPFA表層(17)を有している。なお、未定着画像(18)が印字された記録紙(P)は図示のように通紙される。
なお、本発明においては、目的に応じて、定着手段と共に、又は、これに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
なお、本発明においては、目的に応じて、定着手段と共に、又は、これに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
除電は、例えば、潜像担持体に対して、除電バイアスを印加することにより、行うことができ、除電手段により好適に行うことができる。除電手段は、特に制限はなく、潜像担持体に対して、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、除電ランプ等が好適に挙げられる。
クリーニングは、例えば、感光体上に残留するトナーを、クリーニング手段により除去することにより、好適に行うことができる。クリーニング手段は、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好適に挙げられる。
クリーニングは、例えば、感光体上に残留するトナーを、クリーニング手段により除去することにより、好適に行うことができる。クリーニング手段は、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好適に挙げられる。
リサイクルは、例えば、クリーニング手段により除去したトナーを、リサイクル手段により現像手段に搬送することにより、好適に行うことができる。リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
制御は、例えば、制御手段により各手段を制御することにより、好適に行うことができる。制御手段は、各手段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。
制御は、例えば、制御手段により各手段を制御することにより、好適に行うことができる。制御手段は、各手段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。
本発明の画像形成装置、画像形成方法およびプロセスカートリッジによれば、定着性に優れ、現像プロセスにおけるストレスに対して割れなどの劣化のない静電潜像現像用トナーを用いることで、良好な画像を提供することができる。
<多色画像形成装置>
図4は、本発明を適用した多色画像形成装置の一例を示す概略図である。この図4はタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この図4において、画像形成装置は、図示しない本体筐体内に、図4中時計方向に回転駆動される潜像担持体(1)が収納されており、潜像担持体(1)の周囲に、帯電装置(2)、露光装置(3)、現像装置(4)、中間転写体(6)、支持ローラ(7)、転写ローラ(8)等が配置されている。画像形成装置は、図示しないが複数枚の記録紙を収納する給紙カセットを備えており、給紙カセット内の記録紙(P)は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に送り出され、定着手段(19)によって定着される。
図4は、本発明を適用した多色画像形成装置の一例を示す概略図である。この図4はタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この図4において、画像形成装置は、図示しない本体筐体内に、図4中時計方向に回転駆動される潜像担持体(1)が収納されており、潜像担持体(1)の周囲に、帯電装置(2)、露光装置(3)、現像装置(4)、中間転写体(6)、支持ローラ(7)、転写ローラ(8)等が配置されている。画像形成装置は、図示しないが複数枚の記録紙を収納する給紙カセットを備えており、給紙カセット内の記録紙(P)は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、中間転写体(6)と転写ローラ(8)の間に送り出され、定着手段(19)によって定着される。
画像形成装置は、潜像担持体(1)を図4中時計方向に回転駆動して、潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電した後、露光装置(3)により画像データで変調されたレーザーを照射して潜像担持体(1)に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された潜像担持体(1)に現像装置(4)でトナーを付着させて現像する。画像形成装置は、現像装置(4)で潜像担持体にトナーを付着して形成されたトナー画像を、潜像担持体(1)から中間転写体に転写させる。これをシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及びブラック(K)の4色それぞれについて行い、フルカラーのトナー画像を形成する。
次に、図5は、リボルバタイプのフルカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。この画像形成装置は、現像装置の動作を切り替えることによって1つの潜像担持体(1)上に順次複数色のトナーを現像していくものである。そして、転写ローラ(8)で中間転写体(6)上のカラートナー画像を記録紙(P)に転写し、トナー画像の転写された記録紙(P)を定着部に搬送し、定着画像を得る。
一方、画像形成装置は、中間転写体(6)でトナー画像を記録紙(P)に転写した潜像担持体(1)を更に回転して、クリーニング部(5)で潜像担持体(1)表面に残留するトナーをブレードにより掻き落として除去した後、除電部で除電する。画像形成装置は、除電部で除電した潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電させた後、上記同様に、次の画像形成を行う。なお、クリーニング部(5)は、ブレードで潜像担持体(1)上の残留トナーを掻き落とすものに限るものではなく、例えばファーブラシで潜像担持体(1)上の残留トナーを掻き落とすものであってもよい。
本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、前記現像剤として本発明の前記トナーを用いているので良好な画像が得られる。
一方、画像形成装置は、中間転写体(6)でトナー画像を記録紙(P)に転写した潜像担持体(1)を更に回転して、クリーニング部(5)で潜像担持体(1)表面に残留するトナーをブレードにより掻き落として除去した後、除電部で除電する。画像形成装置は、除電部で除電した潜像担持体(1)を帯電装置(2)で一様に帯電させた後、上記同様に、次の画像形成を行う。なお、クリーニング部(5)は、ブレードで潜像担持体(1)上の残留トナーを掻き落とすものに限るものではなく、例えばファーブラシで潜像担持体(1)上の残留トナーを掻き落とすものであってもよい。
本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、前記現像剤として本発明の前記トナーを用いているので良好な画像が得られる。
<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、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、本発明のトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなり、画像形成装置本体に着脱自在なものである。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置、ファクシミリ、プリンターに着脱自在に備えさせることができ、後述する本発明の画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、本発明のトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなり、画像形成装置本体に着脱自在なものである。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置、ファクシミリ、プリンターに着脱自在に備えさせることができ、後述する本発明の画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
前記プロセスカートリッジは、例えば、図6に示すように、潜像担持体(1)を内蔵し、帯電装置(2)、現像装置(4)、転写ローラ(8)、クリーニング部(5)を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図6中、(L)は露光装置からの露光、(P)は記録紙をそれぞれ示す。前記潜像担持体(1)としては、前記画像形成装置と同様なものを用いることができる。前記帯電装置(2)には、任意の帯電部材が用いられる。
次に、図に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、潜像担持体(1)は、矢印方向に回転しながら、帯電装置(2)による帯電、露光手段(図示せず)による露光(L)により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(4)でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ(8)により、記録紙(P)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の潜像担持体表面は、クリーニング部(5)によりクリーニングされ、更に除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
次に、図に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、潜像担持体(1)は、矢印方向に回転しながら、帯電装置(2)による帯電、露光手段(図示せず)による露光(L)により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(4)でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ(8)により、記録紙(P)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の潜像担持体表面は、クリーニング部(5)によりクリーニングされ、更に除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
以下、本発明を実施例及び比較例を示すことにより更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
以下では、「部」及び「%」は特にことわらない限り質量部及び質量%を示す。
まず、実施例及び比較例において得たトナーについての分析及び評価の方法について述べる。
以下では本件発明のトナーを一成分現像剤として用いた場合についての評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリヤを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。
以下では、「部」及び「%」は特にことわらない限り質量部及び質量%を示す。
まず、実施例及び比較例において得たトナーについての分析及び評価の方法について述べる。
以下では本件発明のトナーを一成分現像剤として用いた場合についての評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリヤを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。
<測定方法>
(粒子径)
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。測定方法は以下の通りである。
まず、電解水溶液100〜150ml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ルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dp)を求めることができる。
チャンネルとしては、例えば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ことができる。
(粒子径)
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。測定方法は以下の通りである。
まず、電解水溶液100〜150ml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ルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dp)を求めることができる。
チャンネルとしては、例えば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ことができる。
(平均円形度)
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測した値である。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100〜150ml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0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/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。
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。
この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測した値である。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100〜150ml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0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/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。
(樹脂微粒子の体積平均粒径)
樹脂微粒子の体積平均粒径の測定方法としては、ナノトラック粒度分布測定装置 UPA−EX150(日機装製、動的光散乱法/レーザードップラー法)で測定することができる。具体的な測定方法としては、樹脂微粒子が分散された分散液を測定濃度範囲に調整して測定する。その際、あらかじめ分散液の分散溶媒のみでバッククラウンド測定をしておく。この測定法により、本発明で用いられる樹脂微粒子の体積平均粒径範囲である、数十nm〜数μmまでを測定することが可能である。
樹脂微粒子の体積平均粒径の測定方法としては、ナノトラック粒度分布測定装置 UPA−EX150(日機装製、動的光散乱法/レーザードップラー法)で測定することができる。具体的な測定方法としては、樹脂微粒子が分散された分散液を測定濃度範囲に調整して測定する。その際、あらかじめ分散液の分散溶媒のみでバッククラウンド測定をしておく。この測定法により、本発明で用いられる樹脂微粒子の体積平均粒径範囲である、数十nm〜数μmまでを測定することが可能である。
(分子量)
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などの分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M x 3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.01ml注入
以上の条件で測定したトナー樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して重量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×100,1.085×10000,5.95×10000,3.2×100000,2.56×1000000,2.93×1000,2.85×10000,1.48×100000,8.417×100000,7.5×1000000の物を10点使用した。
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などの分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M x 3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.01ml注入
以上の条件で測定したトナー樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して重量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×100,1.085×10000,5.95×10000,3.2×100000,2.56×1000000,2.93×1000,2.85×10000,1.48×100000,8.417×100000,7.5×1000000の物を10点使用した。
(ガラス転移点および吸熱量)
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などのガラス転移点の測定としては、例えば示差走査熱量計(例えばDSC−6220R:セイコーインスツル社)を用いて、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分から求めることができる。
また、離型剤などの吸熱量の測定も同様に行える。測定された吸熱ピークのピーク面積を計算することにより求められる。一般的に、トナー内部に用いる離型剤はトナーの定着温度より低い温度で融解し、その際の融解熱が吸熱ピークとなって現われる。また、離型剤によっては融解熱の他に固相での相転移による転移熱を伴うものがあるが、本発明ではその合計を融解熱の吸熱量とする。
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などのガラス転移点の測定としては、例えば示差走査熱量計(例えばDSC−6220R:セイコーインスツル社)を用いて、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分から求めることができる。
また、離型剤などの吸熱量の測定も同様に行える。測定された吸熱ピークのピーク面積を計算することにより求められる。一般的に、トナー内部に用いる離型剤はトナーの定着温度より低い温度で融解し、その際の融解熱が吸熱ピークとなって現われる。また、離型剤によっては融解熱の他に固相での相転移による転移熱を伴うものがあるが、本発明ではその合計を融解熱の吸熱量とする。
(蛍光X線強度)
トナーの蛍光X線測定装置でのMg(またはCa、Al)の固有X線Kαのピーク強度は、トナーをペレット状に加工したものを以下の条件で測定した。
使用装置:リガク製、波長分散型蛍光X線分析装置 ZSX−Primus
検知方式:フロー式計数管
管電圧/電流:5kV/30mA
スキャン時間:0.2秒
トナーの蛍光X線測定装置でのMg(またはCa、Al)の固有X線Kαのピーク強度は、トナーをペレット状に加工したものを以下の条件で測定した。
使用装置:リガク製、波長分散型蛍光X線分析装置 ZSX−Primus
検知方式:フロー式計数管
管電圧/電流:5kV/30mA
スキャン時間:0.2秒
(シェル平均厚みの測定)
シェル平均厚みの計測は以下のようにして行った。
30分硬化型のエポキシ樹脂を装置専用のスタブに滴下し30分放置する。試料をエポキシ樹脂上にまぶし、一昼夜以上おいた後、ウルトラミクロトーム(ウルトラソニック)にてトナー断面を作製する。トナー断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM)、もしくはSchottky型電界放射型走査型電子顕微鏡(Schottky FE-SEM)で観察し、得られた断面画像から画像解析式粒度分布測定ソフトウェア"Mac-View"(マウンテック社製)を用いて、100個のトナーに対して、トナー1個につき上下左右の4箇所のシェル厚みの平均値を求め、全体のシェル平均厚みを計測した。
シェル平均厚みの計測は以下のようにして行った。
30分硬化型のエポキシ樹脂を装置専用のスタブに滴下し30分放置する。試料をエポキシ樹脂上にまぶし、一昼夜以上おいた後、ウルトラミクロトーム(ウルトラソニック)にてトナー断面を作製する。トナー断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM)、もしくはSchottky型電界放射型走査型電子顕微鏡(Schottky FE-SEM)で観察し、得られた断面画像から画像解析式粒度分布測定ソフトウェア"Mac-View"(マウンテック社製)を用いて、100個のトナーに対して、トナー1個につき上下左右の4箇所のシェル厚みの平均値を求め、全体のシェル平均厚みを計測した。
<評価手法>
(耐ストレス性)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の3000枚連続印字後(耐久後)に、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、50枚後及び3000枚後の帯電量差を評価した。
◎:帯電量差の絶対値が5μC/g以下
○:帯電量差の絶対値が5μC/g〜10μC/gの範囲内
△:帯電量差の絶対値が10μC/g〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g以上
(耐ストレス性)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の3000枚連続印字後(耐久後)に、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、50枚後及び3000枚後の帯電量差を評価した。
◎:帯電量差の絶対値が5μC/g以下
○:帯電量差の絶対値が5μC/g〜10μC/gの範囲内
△:帯電量差の絶対値が10μC/g〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g以上
(耐環境性)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の2000枚連続印字後(耐久後)に、H/H環境下(温湿度、27℃、80%)に変更し、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、N/N環境下での50枚後及び2000枚後のH/H環境下での帯電量差を評価した。
○:帯電量差の絶対値が10μC/g以下
△:帯電量差の絶対値が10μC/g〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g以上
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の2000枚連続印字後(耐久後)に、H/H環境下(温湿度、27℃、80%)に変更し、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、N/N環境下での50枚後及び2000枚後のH/H環境下での帯電量差を評価した。
○:帯電量差の絶対値が10μC/g以下
△:帯電量差の絶対値が10μC/g〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g以上
(定着性)
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、A4縦通紙で先端3mmに幅36mmのべた帯画像(付着量11g/m2)を印字した未定着画像を作製した。この未定着画像を以下の定着装置を用いて、115℃〜175℃の範囲で10℃刻みの定着温度で定着させ、分離可能/非オフセット温度域を求めた。当該温度域は、加熱ローラからの紙の分離が良好に行われ、オフセット現象が発生しない定着温度範囲をいう。使用ペーパー及び通紙方向は、分離性に不利な45g/m2紙のY目の縦通紙で行った。定着装置周速は200mm/secに設定した。
定着装置は、図3に示すようなフッ素系表層剤構成のソフトローラタイプのものである。詳しくは、加熱ローラ9は、外径40mmで、アルミ芯金10上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層11及びPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)表層12を有しており、アルミ芯金内部にヒーター13を備えている。加圧ローラ14は、外径40mmで、アルミ芯金15上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層16及びPFA表層17を有している。なお、未定着画像18が印字されたペーパーPは図のように通紙される。
◎:115〜175℃の全範囲で分離可能/非オフセットで、なおかつ定着画像耐性が十分であった。
○:115〜175℃の全範囲で分離可能/非オフセットであったが、低温域での定着画像が引っかきやこすれにより容易にはがれたり傷ついたりしてしまった。
△:分離可能/非オフセット温度域が30℃以上50℃未満であった。
×:分離可能/非オフセット温度域が30℃未満であった。
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製ipsio CX2500を用いて、A4縦通紙で先端3mmに幅36mmのべた帯画像(付着量11g/m2)を印字した未定着画像を作製した。この未定着画像を以下の定着装置を用いて、115℃〜175℃の範囲で10℃刻みの定着温度で定着させ、分離可能/非オフセット温度域を求めた。当該温度域は、加熱ローラからの紙の分離が良好に行われ、オフセット現象が発生しない定着温度範囲をいう。使用ペーパー及び通紙方向は、分離性に不利な45g/m2紙のY目の縦通紙で行った。定着装置周速は200mm/secに設定した。
定着装置は、図3に示すようなフッ素系表層剤構成のソフトローラタイプのものである。詳しくは、加熱ローラ9は、外径40mmで、アルミ芯金10上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層11及びPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)表層12を有しており、アルミ芯金内部にヒーター13を備えている。加圧ローラ14は、外径40mmで、アルミ芯金15上にシリコーンゴムからなる厚さ1.5mmの弾性体層16及びPFA表層17を有している。なお、未定着画像18が印字されたペーパーPは図のように通紙される。
◎:115〜175℃の全範囲で分離可能/非オフセットで、なおかつ定着画像耐性が十分であった。
○:115〜175℃の全範囲で分離可能/非オフセットであったが、低温域での定着画像が引っかきやこすれにより容易にはがれたり傷ついたりしてしまった。
△:分離可能/非オフセット温度域が30℃以上50℃未満であった。
×:分離可能/非オフセット温度域が30℃未満であった。
(耐熱保存性)
トナーを55℃×8時間保管後、42メッシュの篩にて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性の指標とした。耐熱保存性は以下の4段階で評価した。
◎:10%未満
○:10〜20%
△:20〜30%
×:30%以上
トナーを55℃×8時間保管後、42メッシュの篩にて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性の指標とした。耐熱保存性は以下の4段階で評価した。
◎:10%未満
○:10〜20%
△:20〜30%
×:30%以上
次に、実施例等で用いたトナーの原料の調製方法について述べる。
<ポリエステルの合成>
(ポリエステル1)
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2765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480部、テレフタル酸1100部、アジピン酸225部およびジブチルチンオキサイド10部を入れ、常圧230℃で8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130部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル1]を得た。[ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量5600、Tg43℃、酸価24であった。
<ポリエステルの合成>
(ポリエステル1)
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2765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480部、テレフタル酸1100部、アジピン酸225部およびジブチルチンオキサイド10部を入れ、常圧230℃で8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130部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル1]を得た。[ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量5600、Tg43℃、酸価24であった。
(ポリエステル2)
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1195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2765部、テレフタル酸900部、アジピン酸200部およびジブチルチンオキサイド10部を入れ、常圧230℃で8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220部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル2]を得た。[ポリエステル2]は、数平均分子量2500、重量平均分子量6500、Tg47℃、酸価18であった。
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1195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2765部、テレフタル酸900部、アジピン酸200部およびジブチルチンオキサイド10部を入れ、常圧230℃で8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220部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル2]を得た。[ポリエステル2]は、数平均分子量2500、重量平均分子量6500、Tg47℃、酸価18であった。
(ポリエステル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36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3782部、テレフタル酸724部及びジブチルチンオキサイド15部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器にフマル酸760部、ハイドロキノン3.5部を入れ、210℃、常圧で5時間反応させた後に、更に減圧下で反応させて、[ポリエステル3]を得た。
[ポリエステル3]は数平均分子量は3760、重量平均分子量 8240、Tg66℃、酸価24であった。
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36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3782部、テレフタル酸724部及びジブチルチンオキサイド15部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器にフマル酸760部、ハイドロキノン3.5部を入れ、210℃、常圧で5時間反応させた後に、更に減圧下で反応させて、[ポリエステル3]を得た。
[ポリエステル3]は数平均分子量は3760、重量平均分子量 8240、Tg66℃、酸価24であった。
(ポリエステル4)
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1625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1750部、テレフタル酸1145部、ドデセニルコハク酸無水物161部、トリメリット酸無水物480部及びジブチルチンオキサイド15部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、[ポリエステル4]を得た。
[ポリエステル4]は数平均分子量は3394、重量平均分子量 7680、Tg65℃、酸価21であった。
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1625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1750部、テレフタル酸1145部、ドデセニルコハク酸無水物161部、トリメリット酸無水物480部及びジブチルチンオキサイド15部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、[ポリエステル4]を得た。
[ポリエステル4]は数平均分子量は3394、重量平均分子量 7680、Tg65℃、酸価21であった。
(ポリエステル5)
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264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523部、テレフタル酸123部、アジピン酸173部およびジブチルチンオキサイド1部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で8時聞反応した。その後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル5]を得た。[ポリエステル5]は、数平均分子量4300、重量平均分子量45000、Tg65℃、酸価12であった。
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264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523部、テレフタル酸123部、アジピン酸173部およびジブチルチンオキサイド1部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で8時聞反応した。その後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル5]を得た。[ポリエステル5]は、数平均分子量4300、重量平均分子量45000、Tg65℃、酸価12であった。
<プレポリマーの合成>
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、1,2−プロピレングリコール366部、テレフタル酸566部、無水トリメリット酸44部およびチタンテトラブトキシド6部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに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、数平均分子量3200、重量平均分子量12000、Tg55℃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]420部、イソホロンジイソシアネート80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]を得た。[プレポリマー]の遊離イソシアネート質量%は、1.34%であった。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、1,2−プロピレングリコール366部、テレフタル酸566部、無水トリメリット酸44部およびチタンテトラブトキシド6部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに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、数平均分子量3200、重量平均分子量12000、Tg55℃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]420部、イソホロンジイソシアネート80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]を得た。[プレポリマー]の遊離イソシアネート質量%は、1.34%であった。
<ポリエステル微粒子分散液>
(ポリエステル微粒子分散液1)
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル3]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液1]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液1]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.15μm、固形分濃度は31重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
(ポリエステル微粒子分散液1)
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル3]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液1]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液1]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.15μm、固形分濃度は31重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
(ポリエステル微粒子分散液2)
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル4]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液2]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液2]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.14μm、固形分濃度は32重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル4]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液2]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液2]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.14μm、固形分濃度は32重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
(ポリエステル微粒子分散液3)
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル2]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液3]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液2]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.14μm、固形分濃度は32重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
5リットル容のステンレス釜で、[ポリエステル2]1500g、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G‐15(花王社製)」[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)]100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」[ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)]15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。
内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。
続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。
また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。
冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、[ポリエステル微粒子分散液3]を得た。
得られた[ポリエステル微粒子分散液2]中の樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は0.14μm、固形分濃度は32重量%であり、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
<マスターバッチの合成>
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成RS−801 酸価10、Mw20000、Tg64℃):60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成RS−801 酸価10、Mw20000、Tg64℃):60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
[実施例1]
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液76.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相1]を得た。[油相1]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液76.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相1]を得た。[油相1]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<水相の調製>
イオン交換水202部、分散安定用の有機樹脂微粒子(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25wt%水性分散液6.4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50%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)38.5部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースの1%水溶液48.2部、酢酸エチル26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。
イオン交換水202部、分散安定用の有機樹脂微粒子(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25wt%水性分散液6.4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50%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)38.5部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースの1%水溶液48.2部、酢酸エチル26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。
<乳化工程>
前記[油相1]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]27.1部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー1]を得た。
前記[油相1]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]27.1部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー1]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリー1]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]20部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。以上のようにして[シェル後スラリー1]を得た。
前記[コア粒子スラリー1]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]20部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。以上のようにして[シェル後スラリー1]を得た。
<脱溶剤>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[シェル後スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[シェル後スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
<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12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。残りの[分散スラリー1]も同様に洗浄し、[濾過ケーキ1]として追加混合した。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。ついで、この母体トナー100部に1次粒径約30nmの疎水性シリカ2部と、1次粒径約10nmの疎水性シリカ1部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[現像剤1]を得た。
[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12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。残りの[分散スラリー1]も同様に洗浄し、[濾過ケーキ1]として追加混合した。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。ついで、この母体トナー100部に1次粒径約30nmの疎水性シリカ2部と、1次粒径約10nmの疎水性シリカ1部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[現像剤1]を得た。
[実施例2]
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液61.0部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相2]を得た。[油相2]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相2]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]23.2部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー2]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリー2]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]60部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤2]を得た。
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液61.0部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相2]を得た。[油相2]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相2]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]23.2部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー2]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリー2]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]60部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤2]を得た。
[実施例3]
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液53.2部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相3]を得た。[油相3]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相3]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]21.3部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー3]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリー3]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]80部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤3]を得た。
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液53.2部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相3]を得た。[油相3]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相3]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]21.3部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー3]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリー3]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]80部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤3]を得た。
[実施例4]
実施例2のシェル工程の[ポリエステル微粒子分散液1]を[ポリエステル微粒子分散液3]に変更して[現像剤4]を得た。
実施例2のシェル工程の[ポリエステル微粒子分散液1]を[ポリエステル微粒子分散液3]に変更して[現像剤4]を得た。
[実施例5]
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液65部、[ポリエステル5]21.6部および酢酸エチル21.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し[油相5]を得た。[油相5]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が49%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相5]全量に、イソホロンジアミン0.4部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー5]を得た。
この後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤5]を得た。
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液65部、[ポリエステル5]21.6部および酢酸エチル21.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し[油相5]を得た。[油相5]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が49%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相5]全量に、イソホロンジアミン0.4部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー5]を得た。
この後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤5]を得た。
[実施例6]
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液51.3部、[ポリエステル5]18.5部および酢酸エチル21.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し[油相6]を得た。[油相6]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が49%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相6]全量に、イソホロンジアミン0.4部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー6]を得た。
この後の工程は実施例3と同様に行い、本発明の[現像剤6]を得た。
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]35部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行い、[原料溶解液1]を得た。次いで、[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液51.3部、[ポリエステル5]18.5部および酢酸エチル21.5部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し[油相6]を得た。[油相6]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が49%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相6]全量に、イソホロンジアミン0.4部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリー6]を得た。
この後の工程は実施例3と同様に行い、本発明の[現像剤6]を得た。
[比較例1]
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液80.4部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R1]を得た。[油相R1]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R1]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]28.0部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリーR1]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリーR1]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]10部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤R1]を得た。
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液80.4部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R1]を得た。[油相R1]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R1]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]28.0部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリーR1]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリーR1]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]10部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤R1]を得た。
[比較例2]
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液53.2部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R2]を得た。[油相R2]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R2]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]21.3部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリーR2]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリーR2]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]80部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤R2]を得た。
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液53.2部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R2]を得た。[油相R2]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R2]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]21.3部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[コア粒子スラリーR2]を得た。
<シェル工程>
前記[コア粒子スラリーR2]をスリーワンモーターを用いて200rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]80部を5分間かけて滴下し、そのまま30分攪拌しつづけた。その後、スラリーサンプルを少量採取して10倍の水で希釈し、遠心分離装置を用いて遠心分離したところ、試験管の底にトナー母体粒子が沈降し、上澄み液は透明であった。後の工程は実施例1と同様に行い、本発明の[現像剤R2]を得た。
[比較例3]
実施例1と同様にして[コア粒子スラリー1]を得た後、シェル工程を経ることなく脱溶剤工程に移り、有機溶媒を含まない[分散スラリーR3]を得た。
<シェル工程>
前記[分散スラリーR3]全量をスリーワンモーターを用いて130rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]20部を投入した。その後も攪拌を続け、ウォーターバスを用いて徐々に加温して65℃に到達した時点から65℃に保つようにした。その後、塩化マグネシウム六水和物の50%水溶液2gを加えた後、2wt%の水酸化ナトリウム水溶液1gをゆっくり滴下した。5分後、少量のサンプルを採取して水で薄めたものを、試験管に入れて遠心分離器を用いて上澄み液のにごりを確認しながら、さらに2wt%の水酸化ナトリウム水溶液を滴下した。この操作を3回繰り返し、上澄み液が透明になったことを確認した後、加熱を停止してウォーターバスを冷却し、室温程度になったことを確認して攪拌を停止した。このようにして、コア粒子にポリエステル微粒子が被覆されたトナー母体粒子分散液[シェル後スラリーR3]を得た。その後の工程は実施例1と同様に行い、[現像剤R3]を得た。
実施例1と同様にして[コア粒子スラリー1]を得た後、シェル工程を経ることなく脱溶剤工程に移り、有機溶媒を含まない[分散スラリーR3]を得た。
<シェル工程>
前記[分散スラリーR3]全量をスリーワンモーターを用いて130rpmで攪拌しながら、[ポリエステル微粒子分散液1]20部を投入した。その後も攪拌を続け、ウォーターバスを用いて徐々に加温して65℃に到達した時点から65℃に保つようにした。その後、塩化マグネシウム六水和物の50%水溶液2gを加えた後、2wt%の水酸化ナトリウム水溶液1gをゆっくり滴下した。5分後、少量のサンプルを採取して水で薄めたものを、試験管に入れて遠心分離器を用いて上澄み液のにごりを確認しながら、さらに2wt%の水酸化ナトリウム水溶液を滴下した。この操作を3回繰り返し、上澄み液が透明になったことを確認した後、加熱を停止してウォーターバスを冷却し、室温程度になったことを確認して攪拌を停止した。このようにして、コア粒子にポリエステル微粒子が被覆されたトナー母体粒子分散液[シェル後スラリーR3]を得た。その後の工程は実施例1と同様に行い、[現像剤R3]を得た。
[比較例4]
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液84.3部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R4]を得た。[油相R4]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R4]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]29.0部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[粒子スラリーR4]を得た。
<脱溶剤>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリーR4]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリーR4]を得た。その後の工程は実施例1と同様に行い、[現像剤R4]を得た。
<油相の作製>
[原料溶解液1]81.5部に[ポリエステル1]の70%酢酸エチル溶液84.3部を加えてスリーワンモーターで2時間攪拌し、[油相R4]を得た。[油相R4]の固形分濃度(130℃、30分で測定)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<乳化工程>
前記[油相R4]全量に、イソホロンジアミン0.4部、[プレポリマー]29.0部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]全量を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[粒子スラリーR4]を得た。
<脱溶剤>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリーR4]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリーR4]を得た。その後の工程は実施例1と同様に行い、[現像剤R4]を得た。
上記の実施例及び比較例で得た各現像剤の物性と評価結果を表1にまとめた。
また、実施例1のトナー母体のマグネシウム、アルミニウム、カルシウムの蛍光X線測定結果をそれぞれ図7、9、11に、比較例3のマグネシウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図8に、参考例としてアルミニウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図10に、カシウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図12に示す。
また、実施例1のトナー母体のマグネシウム、アルミニウム、カルシウムの蛍光X線測定結果をそれぞれ図7、9、11に、比較例3のマグネシウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図8に、参考例としてアルミニウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図10に、カシウムを含むトナー母体の蛍光X線測定結果を図12に示す。
1 潜像担持体
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
40 現像ローラ
41 薄層形成部材
42 供給ローラ
5 クリーニング部
6 中間転写体
7 支持ローラ
8 転写ローラ
9 加熱ローラ
10 アルミ芯金
11 弾性体層
12 PFA表層
13 ヒータ
14 加圧ローラ
15 アルミ芯金
16 弾性体層
17 PFA表層
18 未定着画像
19 定着手段
L 露光
P 記録紙
T 静電荷像現像用トナー
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
40 現像ローラ
41 薄層形成部材
42 供給ローラ
5 クリーニング部
6 中間転写体
7 支持ローラ
8 転写ローラ
9 加熱ローラ
10 アルミ芯金
11 弾性体層
12 PFA表層
13 ヒータ
14 加圧ローラ
15 アルミ芯金
16 弾性体層
17 PFA表層
18 未定着画像
19 定着手段
L 露光
P 記録紙
T 静電荷像現像用トナー
Claims (23)
- ポリエステル骨格を有する少なくとも2種以上の樹脂および離型剤を含有するコアシェル構造を持つトナーであって、蛍光X線測定装置の定性分析においてトナー母体に起因するマグネシウム、カルシウム、アルミニウムに基づくピークが観測されないことを特徴とするトナー。
- 前記コアシェル構造のシェル層は、前記コア部分を完全に被覆し、シェル層の平均厚みがトナー平均粒径の1/160から1/25であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記シェル層の平均シェル厚みをW(nm)、シェル材のTgをTs(℃)とした時、WとTsとが次式の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
110−Ts< W <2×(155−Ts) - 前記コアシェル構造を構成するコア粒子が第1のポリエステル骨格を有する樹脂を含有し、コア粒子を被覆するシェル材が前記第1のポリエステル樹脂と異なる第2のポリエステル骨格を有する樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー。
- 前記コア粒子に含有されるポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、シェル材に含有されるポリエステル骨格を有する第2の樹脂は、互いに相溶しないことを特徴とする請求項4に記載のトナー。
- 前記コア粒子にはポリエステル骨格を有する第1の樹脂として変性されていないポリエステル樹脂を含有し、その他に、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項4又は5に記載のトナー。
- 前記変性されたポリエステル樹脂はポリエステル樹脂が末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂とアミン類との反応によって鎖伸長又は/及び架橋された変性ポリエステル樹脂成分であることを特徴とする請求項6に記載のトナー。
- 前記離型剤はパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスまたはポリエチレンワックスであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のトナー。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のトナーを充填したことを特徴とするトナー容器。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
- 潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
現像剤を現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、
現像剤を収納する現像剤収納器と、
を備える現像装置において、
現像剤収納器に請求項10に記載の現像剤が収納されていることを特徴とする現像装置。 - 潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置が請求項11に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 潜像を担持する潜像担持体と、
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、
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、
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、
を備える画像形成装置であって、
現像手段が、請求項11に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 定着手段にローラーを用いることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 定着手段にオイル塗布をしないことを特徴とする請求項13又は14に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、
帯電した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工程と、
現像剤担持体上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、
潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、
被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有し、
現像剤として、請求項10に記載の現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。 - 請求項1に記載のトナーの製造方法であって、
(1)有機溶媒中に少なくともポリエステル骨格を有する第1の樹脂と、離型剤を溶解又は分散させる工程、
(2)該溶解物又は分散物を水系媒体中に懸濁させてコア粒子を生成する工程、
(3)ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えて、前記コア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程、
(4)有機溶媒を除去する工程
を有することを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記シェル層を形成する工程において、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂がコア粒子表面で有機溶媒に溶解/析出することによって連続層であるシェル層を形成することを特徴とする請求項17に記載のトナーの製造方法。
- 前記水系媒体中に界面活性剤が含まれていることを特徴とする請求項17又は18に記載のトナーの製造方法。
- 前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液は有機溶媒を含有せず、微粒子が固体の状態で分散されていることを特徴とする請求項17〜19のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子は、体積平均粒子径が0.2μm以下であることを特徴とする請求項17〜20のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記有機溶媒を除去する工程は、ポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成る微粒子分散液を加えてコア粒子にポリエステル骨格を有する第2の樹脂から成るシェル層を形成する工程の後に行うことを特徴とする請求項17〜21の17〜15乃至18のいずれか一項に記載のトナーの製造方法。
- コア粒子を形成する工程から後の工程では、シェル層を形成する第2の樹脂のTg以上には加熱しないことを特徴とする請求項17〜22のいずれか記載のトナーの製造方法。
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