JP2012083712A - 画像形成装置及び静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーは、体積平均粒径(Dv)が4.0〜6.0μmであり、有機溶媒中に、結着樹脂成分として少なくとも結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を少なくとも1種以上含んでなる油相を水系媒体中に分散させ、得られた分散液から有機溶媒を除去することによって得られるトナーであって、表面に少なくとも2種以上の添加剤を有し、前記添加剤のうち平均一次粒径が最大となる添加剤Aの下記式Aにて表される被覆率CAが5%から10%の範囲内にあって、かつ、前記添加剤のうち平均一次粒径が最小となる添加剤Bの下記式Bにて表される被覆率CBが45%から100%の範囲内にある。
【選択図】 図3
Description
使用される現像剤としては、トナーとキャリアからなる2成分現像剤と磁性あるいは非磁性トナーのみの1成分現像剤がある。これらのトナーの製造は樹脂、顔料、帯電制御剤、離型剤を溶融混練し、冷却した後に粉砕、分級する混練粉砕法が、一般的であるが、粒径、形状が揃わず、これらを制御するのは困難である。
このような状況下で、近年トナー粒子の粒径を意図的に制御し、前述の問題を解消しようとする試みがあり、水系での造粒として乳化重合法や溶解懸濁法といった重合トナー工法が盛んになった。
近年、高画質化への要求が高まり、特にカラー画像形成において高精細な画像を実現するため、トナーの小径化かつ粒径均一化の要求も高まっている。粒径分布の広いトナーを用いて画像形成を行なうと、微粉トナーが現像ローラ、帯電ローラ、帯電ブレード、感光体、キャリアなどを汚染したり、トナー飛散したりするという問題が大きくなり、高画質および高信頼性を同時に果たすことが困難であった。一方、粒径が揃い、粒径分布がシャープになると個々のトナー粒子の現像挙動が揃って、微小ドット再現性が大きく向上する。
しかしこの場合、スリープ時から加熱ローラの温度を定着に必要な温度に上昇させるためには、数10秒間程度の待機時間が必要となり、ユーザーにとってはこの待機時間がストレスになる。また、画像を出力しない時には、ヒータを完全にオフにすることで、消費電力を抑えることが望まれている。これらの要求を達成するためには、トナー自体の定着温度を下げ、使用可能時のトナーの定着温度を低下させることが必要である。
前記現像剤に用いられるトナーでは、電子写真技術の発展に伴って、優れた低温定着性及び保存性(耐ブロッキング性)が要求されており、従来トナー用結着樹脂として一般に用いられてきたスチレン系樹脂に比べて記録媒体等との親和性が高く、低温定着性に優れたポリエステル樹脂を用いることが種々試みられている。例えば、分子量等の物性を規定した線状ポリエステル樹脂を含有したトナー(特許文献1参照)、酸成分としてロジン類を使用した非線状架橋型ポリエステル樹脂を含有したトナー(特許文献2参照)、などが提案されている。
前記特許文献2のようなロジン類を使用したポリエステル樹脂を含有するトナーは、低温定着性に優れるとともに、粉砕性に優れるため粉砕法でのトナー生産性を向上できるという利点がある。また、アルコール成分に炭素数3の分岐鎖型のアルコールである1,2−プロパンジオールを用いることで、炭素数2以下のアルコールと対比して耐オフセット性を維持したまま低温定着性を向上させることが可能となり、炭素数4以上の分岐鎖型アルコールと対比してガラス転移温度の低下に伴う保存性の低下防止に有効である。このようなポリエステル樹脂をトナー用結着樹脂として用いることで、低温での定着が可能となり、かつ保存性が向上するという効果が奏される。
しかしながら、省エネルギーに対する要求は、今後ますます厳しくなる傾向があり、低温定着性に優れるポリエステル樹脂を用いることによって、従来に比べて低温定着性は改善される傾向にあるが、近い将来においてポリエステル樹脂を用いるだけでは、省エネルギーに対する要求に十分対応することは困難である。
本発明の画像形成装置は、像担持体の表面を帯電させる帯電工程と、前記像担持体の表面を露光することによって前記像担持体上に潜像を形成する露光工程と、前記潜像にトナーを現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体乃至中間転写体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、前記記録媒体乃至前記中間転写体に転写し切れなかった前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング工程とを含む画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が4.0〜6.0μmであり、有機溶媒中に、結着樹脂成分として少なくとも結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を少なくとも1種以上含んでなる油相を水系媒体中に分散させ、得られた分散液から有機溶媒を除去することによって得られるトナーであって、表面に少なくとも2種以上の添加剤を有し、前記添加剤のうち平均一次粒径が最大となる添加剤Aの下記式Aにて表される被覆率CAが5%から10%の範囲内にあって、かつ、前記添加剤のうち平均一次粒径が最小となる添加剤Bの下記式Bにて表される被覆率CBが45%から100%の範囲内にあることを特徴とする。
ここで、式A;CA=(添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤A投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、
添加剤A投影面積=3/(2×添加剤A平均粒径×添加剤A比重)と表される。
また、式B;CB=(添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤B投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、添加剤B投影面積=3/(2×添加剤B平均一次粒径×添加剤B比重)と表される。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記式A及び前記式Bで、トナー母体表面積が、BET比表面積から得られる値であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記添加剤Aの平均一次粒径が40nm以上の微粒子であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記添加剤Bの平均一次粒径が40nm以下の微粒子であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記添加剤が、シリカと酸化チタンを組み合わせて用いられることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーの体積平均粒径(Dv)、が3.0<Dv<6.0μmの範囲にあることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、像担持体を帯電する帯電装置、像担持体上の潜像を現像する現像装置及び転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置から選ばれる少なくとも一つと、前記像担持体とが一体的に支持されるプロセスカートリッジを着脱自在に備えていることを特徴とする。
ここで、式A;CA=(添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤A投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、
添加剤A投影面積=3/(2×添加剤A平均粒径×添加剤A比重)と表される。
また、式B;CB=(添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤B投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、添加剤B投影面積=3/(2×添加剤B平均一次粒径×添加剤B比重)と表される。
また、本発明のトナーは、さらに、前記式A及び前記式Bで、トナー母体表面積が、BET比表面積から得られる値であることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記添加剤Aの平均一次粒径が40nm以上の微粒子であることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記添加剤Bの平均一次粒径が40nm以下の微粒子であることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記添加剤が、シリカと酸化チタンを組み合わせて用いられることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記トナーの体積平均粒径(Dv)、が3.0<Dv<6.0μmの範囲にあることを特徴とする。
ここで、式A;CA=(添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤A投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、ここで、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、添加剤A投影面積=3/(2×添加剤A平均粒径×添加剤Aの比重)と表している。
また、式B;CB=(添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤B投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100であり、トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)、添加剤B投影面積=3/(2×添加剤B平均一次粒径×添加剤B比重)と表している。
しかしながら、本発明の画像形成装置に用いるトナーを被覆する添加剤のうち、平均一次粒径の最大となる添加剤Aを式Aにて見積もった被覆率CAが5%から10%の範囲内になるように添加することで、トナー間にスペーサー効果をもたらし、トナー表面に存在する結晶性ポリエステルが隣り合うトナーやキャリアおよび感光体と直接接触することなく、耐スペント性および耐フィルミング性が向上する。被覆率CAが5%未満となるとスペーサー効果が弱まり、隣り合うトナーやキャリアおよび感光体との直接接触の可能性が高まるため、望ましい耐スペント性および耐フィルミング性が得られない。一方、被覆率CAが10%を超えると、トナーとしての流動性が損なわれ、トナー補給性や搬送性に問題が生じるため、トナー詰まりなどを引き起こすことが懸念される。
また、トナーを被覆する添加剤のうち、平均一次粒径の最小となる添加剤Bを式Bにて見積もった被覆率CBが45%から100%の範囲内になるように添加することで、トナーに適度な流動性を付与することが可能となり、また、低温定着性にも有効となる。被覆率CBが45%未満となると環境の影響を受けやすくなり、保存性が低下し、固化してしまうことが懸念される。一方で、被覆率CBが100%を超えると、被覆過多となり、低温定着性が損なわれる。
また、本発明のトナーとしては、有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂から成る結着樹脂前駆体、及びこれら以外の結着樹脂成分を溶解・分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物を溶解させた後、前記油相を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を架橋反応及び/又は伸長反応させ、有機溶媒を除去して得られるトナーが好ましい。
(結着樹脂前駆体)
結着樹脂前駆体としては、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体が好ましく、イソシアネートやエポキシなどにより変性されたポリエステルプレポリマーを挙げることができる。これは、活性水素基を持つ化合物(アミン類など)と伸長反応し、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)の向上に効果をおよぼす。このポリエステルプレポリマーの合成方法としては、ベースとなるポリエステル樹脂に、従来公知のイソシアネート化剤やエポキシ化剤などを反応させることで容易に合成することが出来る。イソシアネート化剤としては、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。また、エポキシ化剤としては、エピクロロヒドリンなどをその代表例としてあげることが出来る。
このポリエステルプレポリマー中のイソシアネート化剤の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
また、このポリエステルプレポリマー中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、伸長反応後のウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
前記結着樹脂前駆体は、重量平均分子量が1×104以上3×105以下であることが好ましい。
結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物としては、活性水素基を有する化合物が挙げられ、その代表として、アミン類をあげることができる。アミン類としては、ジアミン化合物、3価以上のポリアミン化合物、アミノアルコール化合物、アミノメルカプタン化合物、アミノ酸化合物、および、これらのアミノ基をブロックした化合物などが挙げられる。ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン化合物としては、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。アミノアルコール化合物としては、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化合物としては、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。
アミノ酸化合物としては、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。これらのアミノ基をブロックした化合物としては、前記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。これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物およびジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物である。
本発明の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重量%、好ましくは3〜10重量%である。
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を用いる事ができる。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媒とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶媒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事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
離型剤は、融点が50〜120℃のワックスであることが好ましい。
このようなワックスは、定着ローラとトナー界面の間で離型剤として効果的に作用することができるため、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しなくても高温耐オフセット性を向上させることができる。
なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、最大吸熱ピークを測定することにより求められる。
離型剤としては、以下に示す材料を用いることができる。
ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。
また、これらの天然ワックス以外の離型剤としては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。
さらに、1、2−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子である、ポリメタクリル酸n−ステアリル、ポリメタクリル酸n−ラウリル等のポリアクリレートのホモポリマー又はコポリマー(例えば、アクリル酸n−ステアリルーメタクリル酸エチル共重合体等)等の側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子も離型剤として用いることができる。
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、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、第四級アンモニウム塩(フッ素変性第四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(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。
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重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、もちろん有機溶媒に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
本発明において、前記結着樹脂成分として非結晶性の未変性ポリエステル樹脂を用いる。変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂と未変性のポリエステル樹脂は、少なくとも一部が相溶していることが好ましい。これにより、低温定着性及び耐ホットオフセット性を向上させることができる。このため、変性ポリエステル樹脂と未変性のポリエステル樹脂のポリオールとポリカルボン酸は、類似の組成であることが好ましい。また、未変性ポリエステル樹脂として、結晶性ポリエステル分散液に用いた非結晶性ポリエステル樹脂も未変性であれば、用いることができる。
未変性のポリエステル樹脂の酸価は、通常、1〜50KOHmg/gであり、5〜30KOHmg/gが好ましい。これにより、酸価が1KOHmg/g以上であるため、トナーが負帯電性となりやすく、さらには、紙への定着時に、紙とトナーの親和性が良くなり、低温定着性を向上させることができる。しかしながら、酸価が50KOHmg/gを超えると、帯電安定性、特に環境変動に対する帯電安定性が低下することがある。本発明において、未変性のポリエステル樹脂は、酸価が1〜50KOHmg/gであることが好ましい。
未変性のポリエステル樹脂の水酸基価は、5KOHmg/g以上であることが好ましい。
具体的には、まず、試料0.5gを100mLのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mLを加える。次に、100±5℃の温浴中で1〜2時間加熱した後、フラスコを温浴から取り出して放冷する。さらに、水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。次に、無水酢酸を完全に分解させるために、再びフラスコを温浴中で10分以上加熱して放冷した後、有機溶媒でフラスコの壁を十分に洗う。
さらに、電位差自動滴定装置DL−53
Titrator(メトラー・トレド社製)及び電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)を用いて、23℃で水酸基価を測定し、解析ソフトLabX Light Version
1.00.000を用いて解析する。なお、装置の校正には、トルエン120mLとエタノール30mLの混合溶媒を用いる。
Stir
Speed[%] 25
Time[s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration[mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing
to volume
Volume[mL] 1.0
Wait time[s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set)[mV] 8.0
dV(min)[mL] 0.03
dV(max)[mL] 0.5
Measure mode Equilibrium
controlled
dE[mV] 0.5
dt[s] 1.0
t(min)[s] 2.0
t(max)[s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump
only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum
volume[mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number
EQPs Yes
n=1
comb.termination
conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential1 No
Potential2 No
Stop for reevaluation No
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂は、未変性のポリエステル樹脂以外に、ウレア結合以外の化学結合で変性されているポリエステル樹脂、例えば、ウレタン結合で変性されているポリエステル樹脂と併用することができる。
一例として、ウレア変性ポリエステル樹脂を製造方法について説明する。
まず、ポリオールとポリカルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルスズオキサイド等の触媒の存在下で、150〜280℃に加熱し、必要に応じて、減圧しながら生成する水を除去して、水酸基を有するポリエステル樹脂を得る。次に、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを40〜140℃で反応させ、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得る。さらに、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を0〜140℃で反応させ、ウレア変性ポリエステル樹脂を得る。
ウレア変性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、通常、1000〜10000であり、1500〜6000が好ましい。
なお、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを反応させる場合及びイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を反応させる場合には、必要に応じて、溶媒を用いることもできる。
溶媒としては、芳香族溶媒(トルエン、キシレン等);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等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等);エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネート基に対して不活性なものが挙げられる。
なお、未変性のポリエステル樹脂を併用する場合は、水酸基を有するポリエステル樹脂と同様に製造したものを、ウレア変性ポリエステル樹脂の反応後の溶液に混合してもよい。
なお、ポリエステル樹脂以外の結着樹脂成分としては、ポリスチレン、ポリ(p−クロロスチレン)、ポリビニルトルエン等のスチレン又はスチレン置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶媒を併用することもできる。混和可能な溶媒としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
トナー粒子を形成する、結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル分散液、帯電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめ、これらのトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、帯電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。例えば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
トナー組成物100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常100〜1000重量部である。100重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。1000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
トナー組成物が分散された油相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また高分子系保護コロイドもしくは、水に不溶な有機微粒子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−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、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。
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、反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ポリエステルプレポリマーが反応し変性したポリエステルが可溶の溶媒を使用することもできる。溶媒を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶媒は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶媒としては、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種以上組み合わせて用いることができる。
伸長および/または架橋反応時間は、ポリエステルプレポリマーと活性水素基を有する化合物の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは30分〜24時間である。反応温度は、通常、0〜100℃、好ましくは10〜50℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することもできる。具体的にはトリエチルアミンなどの3級アミンやイミダゾールなどをあげることができる。
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行なうことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
添加剤として、トナー粒子に流動性、現像性、帯電性等を付与するために使用し、主に無機微粒子が使用される。この無機微粒子としては、特に制限はなく、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、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、等を用いることができる。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。
クリーニング性向上剤は、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にトナーに添加される剤のことであり、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径(Dv)が0.01〜1μmのものが好適である。
また、本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着装置を少なくとも有することが好ましく、クリーニング装置を有することがさらに好ましく、必要に応じて、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してもよい。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置を用いて、実施することができ、静電潜像形成工程は、静電潜像形成手段を用いて、現像工程は、現像手段を用いて、転写工程は、転写手段を用いて、定着工程は、定着手段を用いて、これら以外の工程は、これら以外の手段を用いて、実施することができる。
静電潜像は、例えば、静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより形成され、静電潜像形成手段を用いて形成することができる。静電潜像形成手段は、例えば、静電潜像担持体の表面に電圧を印加して一様に帯電させる帯電装置と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光装置を少なくとも有する。
露光手段である露光装置としては、帯電装置により帯電された静電潜像担持体の表面に形成すべき像様に露光することができれば、特に限定されないが、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装置を用いることができる。なお、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行なう光背面方式を採用してもよい。
転写装置は、トナー像を中間転写体上に転写して複合トナー像を形成する一次転写手段と、中間転写体上に形成された複合トナー像を記録媒体上に転写する二次転写手段を有することが好ましい。なお、中間転写体としては、特に限定されないが、例えば、無端状の転写ベルト等が挙げられる。また、転写装置(一次転写手段、二次転写手段)は、静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体側に帯電剥離させる転写手段を少なくとも有することが好ましい。なお、転写装置は、1個又は2個以上の転写手段を有することができる。
転写装置としては、コロナ放電によるコロナ転写装置、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写装置等が挙げられる。
定着工程は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程であり、定着手段である定着装置を用いて、定着させることができる。なお、二色以上のトナーを用いる場合は、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着させてもよいし、全色のトナーが記録媒体に転写されて積層された状態で定着させてもよい。定着装置としては、特に限定されず、公知の加熱加圧手段を用いることができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラを組み合わせたもの、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトを組み合わせたもの等が挙げられる。このとき、加熱温度は、通常、80〜200℃である。なお、必要に応じて、定着装置と共に、あるいは定着装置の代わりに、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去する工程であり、クリーニング手段であるクリーニング装置を用いてクリーニングすることができる。クリーニング装置としては、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去することができれば、特に限定されないが、例えば、磁気ブラシクリーナー、静電ブラシクリーナー、磁気ローラクリーナー、ブレードクリーナー、ブラシクリーナー、ウエブクリーナー等を用いることができる。
リサイクル工程は、クリーニング工程で除去されたトナーを現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段を用いてリサイクルさせることができる。リサイクル手段としては、特に限定されず、公知の搬送手段等を用いることができる。
制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段を用いて制御することができる。制御手段としては、各手段の動作を制御することができれば、特に限定されないが、例えば、シークエンサー、コンピューター等を用いることができる。
画像形成装置100Aは、像担持体としてのドラム状の感光体11と、帯電手段としての帯電ローラ21を備える20と、露光手段としての露光装置(不図示)と、現像手段としての現像装置30と、中間転写体としての中間転写ベルト61と、クリーニング手段としてのクリーニング装置40と、除電手段としての除電ランプ22とを備える。
中間転写体としての中間転写ベルト61は、無端ベルトであり、矢印方向に移動することができるように3個のローラ65で張架されている。転写ローラ62は、中間転写ベルト61へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することができる転写バイアスローラとしても機能する。中間転写ベルト61の近傍には、クリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置64が配置されている。また、記録媒体としての記録紙9に可視像(トナー像)を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加することができる転写手段としての転写ローラ63が対向して配置されている。中間転写ベルト61の周囲には、トナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電器69が、中間転写ベルト61の回転方向において、感光体11と中間転写ベルト61との接触部と、中間転写ベルト61と記録媒体9との接触部の間に配置されている。
画像形成装置1において、帯電ローラ21は、感光体11を一様に帯電させた後、露光装置(不図示)を用いて感光体11に露光を行い、静電潜像を形成する。次に、感光体11上に形成された静電潜像に、現像装置30から現像剤を供給することにより現像し、トナー像を形成する。さらに、トナー像がローラ62により印加された電圧により中間転写ベルト61上に転写(一次転写)され、さらに記録媒体9上に転写(二次転写)される。この結果、記録媒体9上に転写像が形成される。なお、感光体11上に残存したトナーは、クリーニングブレードを有するクリーニング装置40により除去され、感光体11の帯電電荷は、除電ランプ22により除去される。
画像形成装置1は、現像ベルト36を備えず、感光体11の周囲に、ブラック現像装置30K、イエロー現像装置30Y、マゼンタ現像装置30M及びシアン現像装置30Cが対向して配置されている以外は、図1に示す画像形成装置1と同様の構成を有し、同様の作用効果を示す。
画像形成装置1は、静電潜像担持体としての感光体ドラム11と、帯電手段としての帯電ローラ21と、露光手段としての露光装置(不図示)と、現像手段としての現像装置30と、中間転写体61と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード41を有するクリーニング装置40と、除電手段としての除電ランプ22を有する。
中間転写体61は、無端ベルトであり、その内側に配置されている3個のローラ65で張架されており、矢印方向に移動することができる。複数のローラ65の一部は、中間転写体61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62としても機能する。
また、中間転写体61の近傍には、ベルトクリーニングブレード641を有する中間転写体クリーニング装置64が配置されている。さらに、記録媒体9にトナー像を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加することが可能な転写手段としての転写ローラ63が中間転写体61に対向して配置されている。
また、中間転写体61の周囲には、中間転写体61上のトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電装置69が、感光体ドラム11と中間転写体61の接触部と、中間転写体61と記録媒体9の接触部との間に配置されている。
ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の現像装置30は、現像剤入り容器35と、現像剤供給ローラ33と、現像ローラ31を備える。
画像形成装置1は、タンデム型カラー画像形成装置であり、画像形成部3と、給紙部2と、スキャナ4と、原稿自動搬送装置(ADF)5を有する。
画像形成部3には、無端ベルト状の中間転写体61が中央部に設けられている。中間転写体61は、支持ローラ65a、65b、65cに張架されており、矢印方向に回転することができる。
支持ローラ65bの近傍には、中間転写体61上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置64が配置されている。また、支持ローラ65aと支持ローラ65bにより張架された中間転写体61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個の画像形成手段(プロセスカートリッジ)10が並置されたタンデム型に配置されている。
各色の画像形成手段(プロセスカートリッジ)10は、図3に示すように、感光体ドラム11と、感光体ドラム11を一様に帯電させる帯電ローラ21と、感光体ドラム11に形成された静電潜像をブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の現像剤で現像してトナー像を形成する現像装置30と、各色のトナー像を中間転写体61上に転写させるための転写ローラ62と、クリーニング装置40と、除電ランプ22を備える。
また、タンデム型画像形成手段(プロセスカートリッジ)10の近傍には、露光装置12が配置されている。露光装置12は、感光体11上にレーザLを露光し、静電潜像を形成する。
二次転写ローラ63を備える転写装置60の近傍には、定着装置70が配置されている。定着装置70は、無端ベルトである定着ベルト71と、定着ベルト71に押圧されて配置される加圧ローラ72を有する。
また、転写装置60及び定着装置70の近傍に、記録媒体9の両面に画像を形成するために記録媒体9を反転させる反転装置67が配置されている。
さらに、露光装置12により、得られた各色の画像情報に基づいて、各色の静電潜像が感光体ドラム11に形成された後、各色の静電潜像は、各色の現像装置30から供給された現像剤で現像され、各色のトナー像が形成される。形成された各色のトナー像は、支持ローラ65a、65b、65cにより回転移動する中間転写体61上に、順次重ねて転写(一次転写)され、中間転写体61上に複合トナー像が形成される。
そして、中間転写体61上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ(不図示)を回転させ、中間転写体61と二次転写装置(不図示)の間に記録媒体9を送り出し、複合トナー像を記録媒体9上に転写(二次転写)する。
なお、複合トナー像が転写された後に中間転写体61上に残留したトナーは、クリーニング装置64により除去される。
現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤入り容器と、現像剤入り容器内に収容された現像剤を担持するとともに搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。
図4に、本発明のプロセスカートリッジの一例の構成を示す図である。
プロセスカートリッジ10は、感光体ドラム11、帯電装置20、現像装置30及びクリーニング装置40を備え、一体に支持されている。
<重量平均粒径(Dw)、体積平均粒径(Dv)、及び個数平均粒径(Dn)>
トナーの重量平均粒径(Dw)、体積平均粒径(Dv)、及び個数平均粒径(Dn)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Multisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。具体的にはガラス製100mLビーカーに10wt%界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬性)を0.5mL添加し、各トナー0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mLを添加した。得られた分散液を超音波分散器(W−113MK−II本多電子社製)で10分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーIIIを用いて、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター製)を用いて測定を行なった。測定は装置が示す濃度が8±2%に成るように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
また、トナーの重量平均粒径と個数平均粒径との比(Dw/Dn)が、1.00〜1.30であると、保存安定性、低温定着性、及び耐ホットオフセット性のいずれにも優れたトナーとなりやすい。特に、フルカラー複写機に使用した場合に画像の光沢性に優れる。二成分現像剤では長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の攪拌においても良好で安定した現像性が得られ、一成分現像剤ではトナーの収支が行われてもトナーの粒子径の変動が少なくなるとともに、現像ローラへのトナーのフィルミングやトナーを薄層化するブレード等への部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期使用(攪拌)においても良好で安定した現像性が得られ、高画質の画像を得ることが可能となる。
トナーの平均円形度は、平均円形度SR=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長/粒子投影像の周囲長)×100%で定義される。フロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」;シスメックス社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−2100 Data
Processing Program for FPIA Version 00−10)を用いて解析を行なった。具体的には、ガラス製100mLビーカーに10wt%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬性)を0.1〜0.5mL添加し、各トナー0.1〜0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mLを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子社製)で3分間分散処理した。前記分散液を前記FPIA−2100を用いて濃度を5000〜15000個/μLが得られるまでトナーの形状及び分布を測定した。本測定法は平均円形度の測定再現性の点から前記分散液濃度が5000〜15000個/μLにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、すなわち添加する界面活性剤量、トナー量を変更する必要がある。界面活性剤量は前述したトナー粒径の測定と同様にトナーの疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナーを十分にぬらすことができないため、分散が不十分となる。またトナー添加量は粒径のより異なり、小粒径の場合は少なく、また大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒径が3〜7μmの場合、トナー量を0.1〜0.5g添加することにより分散液濃度を5000〜15000個/μLにあわせることが可能となる。
本発明において、酸価は、JIS
K0070−1992に準拠した方法を用いて測定される。
具体的には、まず、試料0.5g(酢酸エチル可溶分では0.3g)をトルエン120mLに添加して、23℃で約10時間撹拌することにより溶解させる。次に、エタノール30mLを添加して試料溶液とする。なお、試料が溶解しない場合は、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の溶媒を用いる。さらに、電位差自動滴定装置DL−53
Titrator(メトラー・トレド社製)及び電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)を用いて、23℃で酸価を測定し、解析ソフトLabX Light Version
1.00.000を用いて解析する。
なお、装置の校正には、トルエン120mLとエタノール30mLの混合溶媒を用いる。
このとき、測定条件は、水酸基価の場合と同様である。
酸価は、以上のようにして測定することができるが、具体的には、予め標定された0.1N水酸化カリウム/アルコール溶液で滴定し、滴定量から、式酸価[KOHmg/g]=滴定量[mL]×N×56.1[mg/mL]/試料重量[g](ただし、Nは、0.1N水酸化カリウム/アルコール溶液のファクター)により酸価を算出する。
酸価が40KOHmg/gを超えると、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがある。また、酸価が0.5KOHmg/g未満では、製造時の塩基による分散安定性を向上させる効果が得られなくなったり、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなったりして、製造安定性が低下することがある。
本発明において、ポリエステル樹脂は、ガラス転移点が40〜70℃であることが好ましい。ガラス転移点が40℃未満では、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。
本発明において、ガラス転移点は、Rigaku
THRMOFLEX TG8110(理学電機社製)及び10TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定される。
具体的には、まず、試料約10mgを入れたアルミ製試料容器をホルダユニットに載せ、電気炉中にセットする。次に、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分間放置し、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/分で加熱してDSC測定を行なう。
ガラス転移点は、TAS−100システム中の解析システムを用いて、ガラス転移点近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
本発明で、トナーの表面積として、BET比表面積を用いる。BET比表面積とは、例えば窒素ガス、アルゴンガス等のような吸着占有面積が既知であるの不活性ガスのガス分子の吸着量から、BET吸着等温式を利用して算出した比表面積である。
トナーの表面にも凹凸があり、SEM(走査型電子顕微鏡)等の測定による粒径及びその表面観察だけでは、トナー表面の比表面積をとらえることができない。
BET比表面積は、自動比表面積測定装置「GEMINI
2360」(島津・マイクロメリテイックス社製)を用いて多点法によって測定される値である。トナー粒子の一定量をストレートサンプルセルに充填し、前処理としてセル内を窒素ガス(純度99.999%)で2時間置換し、その後、測定装置本体によって、トナー粒子表面に窒素ガス(純度99.999%)を吸脱着させることにより、算出される。
<真比重の測定>
本発明では、トナー等の比重は以下のようにして測定した。
気相置換法を用いた島津製作所社製、アキュピック1330を用いて一定温度で気体の体積と圧力を変化させて、サンプルの体積を求める。
気体にはHeガスを用い、圧力と体積を変化させてサンプルの体積を求め、サンプルの密度は体積を測定した後、質量を計量して求めた。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等があげられる。
またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が使用できる。
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
以下、本発明を実施例及び比較例にてさらに詳細に説明する。なお、本発明は、ここに例示される実施例及び比較例に限定されるものではない。なお、実施例中の部は、特に記載がなければ質量部を表す。
(実施例1)
〜結晶性ポリエステル樹脂の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,6−アルカンジオール2300g、フマル酸2530g、無水トリメリット酸291g、ハイドロキノン4.9gを入れ、160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させ、さらに8.3kPaにて1時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイドサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で、230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で4時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[非結晶性ポリエステル1]を得た。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。
水1200部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製)〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕540部、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[非結晶性ポリエステル1]378部、カルナバワックス110部、CCA(サリチル酸金属錯体、E−84、オリエント化学工業製
)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、[非結晶性ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1042.3部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・ワックス分散液1]を得た。
金属製2L容器に[結晶性ポリエステル樹脂1]を100g、酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分の速度で急冷した。これにガラスビーズ(3mmφ)500mLを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で10時間粉砕を行い、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体[水相1]を得た。
[顔料・ワックス分散液1]664部、[プレポリマー1]を109.4部、[結晶性ポリエステル分散液1]を73.9部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー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10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い[トナー中間体1]を得た。
[トナー中間体1]100部に添加剤Aとして大粒径疎水性シリカ(X24、平均一次粒径120nm、信越化学社製)を被覆率CAが5%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)として小粒径疎水性シリカを被覆率CBが50%となるように添加し、疎水化酸化チタン(ST−550、平均一次粒径40nm、チタン工業社製)0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー1]を得た。
Neo 450を用いて、連続印刷して下記の評価項目で評価した。
表1には、本発明の実施例、比較例のトナーの物性値と特性を示している。
また、表2には、評価項目で評価した結果と総合判断を示している。
(耐熱保存性)
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を測定した。
このとき、耐熱保存性が良好なトナー程、残存率は小さい。
なお、耐熱保存性は、残存率が20%未満である場合を○、20%以上である場合を×として、判定した。
(定着性)
定着ローラとして、テフロン(登録商標)を被覆したローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(リコー社製)に複写テストを行った。
具体的には、定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)及びホットオフセット温度(定着上限温度)を求めた。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとした。
また、定着上限温度の評価条件は、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとした。
なお、従来の低温定着トナーの定着下限温度は、140℃程度である。
このとき、定着下限温度は、120℃未満である場合を◎、120℃以上140℃未満である場合を○、140℃以上150℃未満である場合を×として、判定した。
市販のデジタルフルカラープリンター(リコー社製imagioNeoC455)改造機に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートにて300,000枚のランニング評価を行った。そして、このランニングを終えたキャリアの帯電低下量をもって判断した。抵抗低下量は単色モードにて0.5%画像面積の画像チャートで300,000枚のランニング評価を行った。そして、このランニングを終えたキャリアの抵抗低下量をもって判断した。
ここでいう帯電量低下量とは、常温常湿室(温度23.5℃湿度60%RH)で30分間以上は開封系にて調湿し、初期のキャリア6.000gとトナー0.452gをステンレス製容器へ加えた後、密封し、YS−LD〔(株)ヤヨイ社製振とう機〕にて目盛150で5分間運転し、約1100回の振幅により摩擦帯電させたサンプルを、一般的なブローオフ法[東芝ケミカル(株)製:TB−200]にて測定した帯電量(Q1)から、ランニング後の現像剤中のトナーを前記ブローオフ装置にて除去し得たキャリアを、前記方法と同様の方法で測定した帯電量(Q2)を差し引いた量のことをいい、7.0(μC/g)以下を◎、7〜10(μC/g)を○とし、10(μC/g)を超えれば×と判定した。
(流動性)
流動性はトナー凝集度で判断した。トナー凝集度はトナー間の接着力を表わす指標で、その値が大きいとトナー間の接着力が大きく現像飛翔性が悪化する。トナー凝集度測定には、パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)を用い、目開き75μm、45μm及び22μmのふるいをこの順に上から並べ、目開き75μmのふるいに2gのトナーを投入して、振幅1mmで30秒間振動を与え、振動後各ふるい上のトナー重量を測定し、それぞれに0.5、0.3及び0.1の重みをかけ加算して百分率で算出したものである。
この値が15%以下を◎、15〜20%を○とし、20%を超えれば×と判定した。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(UFP−35、平均一次粒径78nm、電気化学社製)を被覆率CAが10%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが45%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(NHM−3N、平均一次粒径91nm、トクヤマ社製)を被覆率CAが8%、添加剤B(H1303、平均一次粒径23nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが95%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(X24、平均一次粒径120nm、信越化学社製)を被覆率CAが10%、添加剤B(H1303、平均一次粒径23nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが90%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(UFP−35、平均一次粒径78nm、電気化学社製)を被覆率CAが10%、添加剤B(H3004、平均一次粒径13nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが70%になるようになるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(NHM−3N、平均一次粒径91nm、トクヤマ社製)を被覆率CAが8%、添加剤B(H3004、平均一次粒径13nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが80%になるようになるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における乳化・脱溶媒工程での水相を加えた後の混合時間を90secになるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における乳化・脱溶媒工程での水相を加えた後の混合時間を40secになるように変更した以外は同様に行った。
〜結晶性ポリエステル樹脂の合成〜
実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
〜ポリエステルプレポリマーの合成〜
実施例1と同様にして[中間体ポリエステル1]を得た。
次に、実施例1と同様にして[プレポリマー1]を得た。
〜ケチミンの合成〜
実施例1と同様にして[ケチミン化合物1]を得た。
〜マスターバッチ(MB)の合成〜
実施例1と同様にして[マスターバッチ1]を得た。
〜油相の作成〜
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
[原料溶解液2]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行い、[顔料・WAX分散液2]を得た。
〜結晶性ポリエステルの分散液作製〜
実施例1と同様にして[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
〜有機微粒子エマルションの合成〜
実施例1と同様にして[微粒子分散液1]を得た。
〜水相の調整〜
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体[水相1]を得た。
〜乳化・脱溶媒〜
[顔料・WAX分散液2]664部、[プレポリマー1]を109.4部、[結晶性ポリエステル分散液1]を73.9部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000rpmで60sec混合し[乳化スラリー2]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー2]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー2]を得た。
〜洗浄・乾燥〜
[分散スラリー2]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10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ2]を得た。
[濾過ケーキ2]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[トナー中間体2]を得た。
〜添加剤混合〜
[トナー中間体2]100部に添加剤Aとして大粒径疎水性シリカ(X24、平均一次粒径120nm、信越化学社製、)を被覆率CAが5%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)として小粒径疎水性シリカを被覆率CBが50%となるように添加し、疎水化酸化チタン(ST−550、平均一次粒径40nm、チタン工業社製)0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー2]を得た。
[トナー2]について、同様に評価を実施した。
〜非結晶性ポリエステル(低分子ポリエステル)樹脂の合成〜
実施例1と同様にして[非結晶性ポリエステル1]を得た。
〜ポリエステルプレポリマーの合成〜
実施例1と同様にして中間体ポリエステル1]を得た。
次に、実施例1と同様にして[プレポリマー1]を得た。
〜ケチミンの合成〜
実施例1と同様にして[ケチミン化合物1]を得た。
〜マスターバッチ(MB)の合成〜
実施例1と同様にして[マスターバッチ1]を得た。
〜油相の作成〜
実施例1と同様にして[原料溶解液1]を得た。
実施例1と同様にして[顔料・WAX分散液1]を得た。
〜有機微粒子エマルションの合成〜
実施例1と同様にして[微粒子分散液1]を得た。
〜水相の調整〜
実施例1と同様にして[水相1]を得た。
〜乳化・脱溶媒〜
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]を109.4部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000rpmで60sec混合し[乳化スラリー3]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー3]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー3]を得た。
〜洗浄・乾燥〜
[分散スラリー3]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10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ3]を得た。
[濾過ケーキ3]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[トナー中間体3]を得た。
〜添加剤混合〜
[トナー中間体3]100部に添加剤Aとして大粒径疎水性シリカ(X24、平均一次粒径120nm、信越化学社製)を被覆率CAが5%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)として小粒径疎水性シリカを被覆率CBが50%となるように添加し、疎水化酸化チタン(ST−550、平均一次粒径40nm、チタン工業社製)0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー3]を得た。
[トナー3]について、同様に評価を実施した。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(RX−50、平均一次粒径40nm、日本アエロジル社製)を被覆率CAが10%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが50%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤B(RX−50、平均一次粒径40nm、日本アエロジル社製)を被覆率CBが50%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(X24、平均一次粒径120nm、信越化学社製)を被覆率CAが10%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが20%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(UFP−35、平均一次粒径78nm、電気化学社製)を被覆率CAが15%、添加剤B(H2000、平均一次粒径19nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが120%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(NHM−3N、平均一次粒径91nm、トクヤマ社製)を被覆率CAが3%、添加剤B(H1303、平均一次粒径23nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが50%になるように変更した以外は同様に行った。
前述の実施例1の[トナー1]の製造過程における添加剤について、添加剤A(NHM−3N、平均一次粒径91nm、トクヤマ社製)を被覆率CAが32%、添加剤B(H3004、平均一次粒径13nm、クラリアントジャパン社製)を被覆率CBが100%になるように変更した以外は同様に行った。
2 給紙部
3 画像形成部
4 スキャナ部
91 コンタクトガラス
92 第1走行体
93 第2走行体
94 結像レンズ
95 読取りセンサ
5 原稿自動搬送装置(ADF)
59 原稿台
9 記録媒体
10 画像形成手段(プロセスカートリッジ)
11 静電潜像担持体(感光体)
12 露光装置
20 帯電装置
21 帯電ローラ
22 除電ランプ
30 現像装置
31 現像ローラ
32 規制ブレード
33 供給ローラ
35 現像剤入り容器
36 現像ベルト
40 クリーニング装置
41 クリーニングブレード
60 転写装置
61 中間転写ベルト
62 一次転写ローラ
63 二次転写ローラ
64 中間転写体クリーニング装置
641 ベルトクリーニングブレード
65、65a、65b、65c 支持ローラ
66 搬送ベルト
66a 支持ローラ
67 記録媒体反転装置
69 コロナ帯電装置
70 定着装置
71 定着ベルト
72 加圧ローラ
80 給紙カセット
81 給紙ローラ
82 分離ローラ
83 搬送ローラ
84 レジストローラ
85 排紙ローラ
86 排紙トレイ
87a、87b 搬送路
89 手差しトレイ
Claims (13)
- 像担持体の表面を帯電させる帯電工程と、
前記像担持体の表面を露光することによって前記像担持体上に潜像を形成する露光工程と、
前記潜像にトナーを現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体乃至中間転写体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、
前記記録媒体乃至前記中間転写体に転写し切れなかった前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング工程とを含む画像形成装置において、
前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が4.0〜6.0μmであり、
有機溶媒中に、結着樹脂成分として少なくとも結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を少なくとも1種以上含んでなる油相を水系媒体中に分散させ、得られた分散液から有機溶媒を除去することによって得られるトナーであって、
表面に少なくとも2種以上の添加剤を有し、前記添加剤のうち平均一次粒径が最大となる添加剤Aの下記式Aにて表される被覆率CAが5%から10%の範囲内にあって、かつ、
前記添加剤のうち平均一次粒径が最小となる添加剤Bの下記式Bにて表される被覆率CBが45%から100%の範囲内にある
ことを特徴とする画像形成装置。
式A;
CA=(添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤A投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100
トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)
添加剤A投影面積=3/(2×添加剤A平均粒径×添加剤A比重)
式B;
CB=(添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤B投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100
トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)
添加剤B投影面積=3/(2×添加剤B平均一次粒径×添加剤B比重) - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記式A及び前記式Bで、トナー母体表面積が、BET比表面積から得られる値である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記添加剤Aの平均一次粒径が40nm以上の微粒子である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記添加剤Bの平均一次粒径が40nm以下の微粒子である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記添加剤が、シリカと酸化チタンを組み合わせて用いられる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーの体積平均粒径(Dv)、が3.0<Dv<6.0μmの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体を帯電する帯電装置、像担持体上の潜像を現像する現像装置及び転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置から選ばれる少なくとも一つと、前記像担持体とが一体的に支持されるプロセスカートリッジを着脱自在に備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体の表面を帯電させる帯電工程と、
前記像担持体の表面を露光することによって前記像担持体上に潜像を形成する露光工程と、
前記潜像にトナーを現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体乃至中間転写体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、
前記記録媒体乃至前記中間転写体に転写し切れなかった前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング工程とを含む画像形成装置において、
前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が4.0〜6.0μmであり、有機溶媒中に、結着樹脂成分として少なくとも結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を少なくとも1種以上含んでなる油相を水系媒体中に分散させ、得られた分散液から有機溶媒を除去することによって得られるトナーであって、
前記トナーは表面に少なくとも2種以上の添加剤を有し、前記添加剤のうち平均一次粒径が最大となる添加剤Aの下記式にて表される被覆率CAが5%から10%の範囲内にあって、かつ、前記添加剤のうち平均一次粒径が最小となる添加剤Bの下記式にて表される被覆率CBが45%から100%の範囲内にある
ことを特徴とするトナー。
式A;
CA=(添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤A投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤A投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100
トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)
添加剤A投影面積=3/(2×添加剤A平均粒径×添加剤A比重)
式B;
CB=(添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×添加剤B投影面積〔cm2/g〕/((1−添加剤B投入部〔重量wt%〕/100)×トナー母体表面積〔cm2/g〕)×100
トナー母体表面積=6/(トナー平均粒径×トナー比重)
添加剤B投影面積=3/(2×添加剤B平均一次粒径×添加剤B比重) - 請求項8に記載のトナーにおいて、
前記式A及び前記式Bで、トナー母体表面積が、BET比表面積から得られる値である
ことを特徴とするトナー。 - 請求項8又は9に記載のトナーにおいて、
前記添加剤Aの平均一次粒径が40nm以上の微粒子である
ことを特徴とするトナー。 - 請求項8ないし10のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記添加剤Bの平均一次粒径が40nm以下の微粒子である
ことを特徴とするトナー。 - 請求項8ないし11のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記添加剤が、シリカと酸化チタンを組み合わせて用いられる
ことを特徴とするトナー。 - 請求項8ないし12のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記トナーの体積平均粒径(Dv)、が3.0<Dv<6.0μmの範囲にある
ことを特徴とするトナー。
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