JP2012128405A - トナー、並びに現像剤、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナーであって、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/minで150℃まで加熱し、続いて、150℃から降温速度を20℃/minで0℃まで冷却した後、再び0℃から同条件で昇温し得られる前記トナーのガラス転移点をTaとし、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置した後、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/minで150℃まで加熱して得られた昇温工程1回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点をTbとした時に、Taが30℃以上55℃以下であり、Tb−Taが8℃以上25℃以下であるトナーである。
【選択図】図1
Description
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。
こ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、ポリエステル樹脂の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。
この提案の技術では、定着補助成分をトナー中に結晶ドメインとして存在させることにより、耐熱保存性と低温定着性とを両立させている。
しかし、この提案の技術では、画像保存性が十分ではないという問題がある。
しかし、この提案の技術では、結晶性ポリエステル樹脂を導入することにより、加熱後のトナーのガラス転移点が下がり、これが画像保存性に悪影響を与えるという問題がある。
<1> 少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナーであって、
温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱し、続いて、150℃から降温速度を20℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして0℃まで冷却した後、再び0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程2回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点をTaとし、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置した後、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程1回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点をTbとした時に、Taが30℃以上55℃以下であり、Tb−Taが8℃以上25℃以下であることを特徴とするトナーである。
<2> Tb−Taが、10℃以上20℃以下である前記<1>に記載のトナーである。
<3> 結着樹脂が、結晶性樹脂を少なくとも含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である前記<3>に記載のトナーである。
<5> 結着樹脂が、変性ポリエステル樹脂を少なくとも含有する前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> 結着樹脂が、クロロホルム不溶分が10質量%〜40質量%であるポリエステル樹脂を含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーである。
<7> 前記<1>から<6>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である。
<8> 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記トナーが、前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置である。
<9> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像をトナーを用いて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を含む画像形成方法であって、
前記トナーが、前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
本発明のトナーは、結着樹脂と、着色剤と、ワックスとを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記トナーの温度変調DSC測定(Differential scanning calorimetry:示差走査熱量測定)の2回目の昇温工程の定速成分から得られるガラス転移点をTa、加熱後室温で放置した後の前記トナーの温度変調DSC測定の1回目の昇温工程の定速成分から得られるガラス転移点をTbとした時に、Taは30℃以上55℃以下であり、Tb−Taは8℃以上25℃以下である。
詳細には、前記ガラス転移点Taは、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱し、続いて、150℃から降温速度を20℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして0℃まで冷却した後、再び0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程2回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点である。
前記ガラス転移点Tbは、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置した後、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程1回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点である。
前記ガラス転移点Taは、前記トナーの温度変調DSC測定の2回目の昇温工程の定速成分から得られるガラス転移点である。
前記ガラス転移点Tbは、加熱後室温で放置した後の前記トナーの温度変調DSC測定の1回目の昇温工程の定速成分から得られるガラス転移点である。
前記Ta及びTbは、以下の方法により測定することができる。
測定には、温度変調DSCを用いる。温度変調DSCとしては、例えば、示差走査熱量計Q200型(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いることができる。図1に温度変調DSCによるトナーの測定例を示す。
前記ガラス転移点Taの測定方法としては、具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程1回目のDSC曲線を得る。続いて、150℃から降温速度を20℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして0℃まで冷却した後、再び0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程2回目のDSC曲線を得る。この昇温工程2回目で得られたDSC曲線から、解析プログラムTA Universal Analysis(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、定速成分を選択し、ガラス転移点を求める。以上により、前記ガラス転移点Taを測定することができる。
前記ガラス転移点Tbの測定方法としては、具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置する。加熱後すぐでは、状態が時間ごとに変わっていくため、1ヶ月置くことで、結着樹脂の安定な結晶状態を正確に判断することができる。さらに放置したアルミニウム製の試料容器を電気炉中にセットし、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程1回目のDSC曲線を得る。この昇温工程1回目で得られたDSC曲線から、解析プログラムTA Universal Analysis(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、定速成分を選択し、ガラス転移点を求める。以上により、前記ガラス転移点Tbを求めることができる。
ここで、「加熱後室温で放置した後のトナー」とは、トナーの成分がすべて溶ける温度まで加熱後、自然冷却し、放置したトナーを意味する。「トナーの成分がすべて溶ける温度」とは、トナー中の結着樹脂、及びワックスのすべてが溶ける温度のことをいい、前記温度において外添剤などの無機成分や着色剤が溶ける必要はない。加熱後室温で放置する具体的方法としては、前記のとおり、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置することが挙げられる。
なお、本明細書において室温とは、20℃〜25℃の温度である。
本発明において、温度変調DSC測定の1回目の昇温測定ではなく、温度変調DSC測定の2回目の昇温工程の定速成分から前記ガラス転移点Taを求めるのは、一度熱を与えて完全に溶融した後の状態を測定するためである。
また、昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとするのは、定速成分と変調成分とを分離するのに適した条件であるためである。
本発明において、加熱後室温で放置した後のトナーの温度変調DSC測定の1回目の昇温工程の定速成分からガラス転移点Tbを求めるのは、加熱してしばらく放置すると、加熱直後と比べて、結晶性樹脂の再結晶化などによってトナーの状態が変化するためである。
本発明において、Tb−Taを求めることにより、トナーの加熱した後の状態変化を知ることができる。Tb−Taは、加熱して結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、トナーによる画像面が付きやすい状態になってから、室温で放置した時の復帰する度合い(言い換えれば、結晶性ポリエステル樹脂が再び結晶化する度合い)をみる尺度ともいえる。
前記Taが、55℃を超えると、低温定着性が低下する。
前記Tb−Taが、8℃未満であると、低温定着性及び画像保存性が低下する。
前記Tb−Taが、25℃を超えると、耐熱保存性が低下する。
前記Taとしては、52℃以下が好ましい。
前記Tb−Taとしては、10℃以上20℃以下が好ましい。
前記Tb−Ta及び前記Taが、前記好ましい範囲内、即ちTb−Taが10℃以上20℃以下であり、かつTaが30℃以上52℃以下であると、低温定着性、耐熱保存性、及び画像保存性の全てにおいてより優れたトナーを得ることができる点で有利である。
前記Tb−Taは、トナーにおける結着樹脂の組成、配合を調整することにより制御できる。例えば、結晶性樹脂(例えば結晶性ポリエステル樹脂)の含有量を多くすると、Tb−Taは、大きくなる。
また、結晶性樹脂と伸長反応させた変性ポリエステル樹脂とを併用したり、クロロホルム不溶分が10質量%〜40質量%となるポリエステル樹脂(例えば、未変性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂など)を用いることで、更にTb−Taは大きくなる。
ここで、クロロホルム不溶分は、例えば、以下のような測定方法で求めることができる。
樹脂1gを秤量し、これにクロロホルム約50gを加えて、十分に混合した液を遠心分離した後に、ろ紙を用いて液分と固形分に分離する。ろ紙に残存した固形分が不溶分である。そして、樹脂1gに対するろ紙に残存した固形分の量からクロロホルム不溶分(質量%)を求める。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶性樹脂を少なくとも含有し、更に必要に応じて、非晶性ポリエステル樹脂などのその他の成分を含有する結着樹脂が挙げられる。
また、前記結着樹脂は、クロロホルム不溶分が10質量%〜40質量%であるポリエステル樹脂を含有することが好ましい。前記ポリエステル樹脂としては、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、後述する未変性ポリエステル樹脂であることが、Tb−Taを調整しやすいという点で好ましい。
前記結晶性樹脂としては、結晶性を有する樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂などが挙げられる。これらの中でも、定着時の紙への定着性や帯電性、更には融点調整のし易さの観点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、炭素数2〜12の直鎖状飽和脂肪族ジオール化合物が好ましい。前記飽和脂肪族ジオール化合物が分岐型であると、前記結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下してしまう為、低温定着性、耐熱保存性、及び画像保存性が低下してしまうことがある。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸などが挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸などが挙げられる。
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、これらの無水物、及びこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価カルボン酸成分としては、炭素数2〜12のジカルボン酸が好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造は、例えば、重合温度180℃〜230℃の間で行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させることができる。
前記多価カルボン酸成分又は前記多価アルコール成分(モノマー)が反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。
重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行うことが好ましい。
共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定の前記多価カルボン酸成分又は前記多価アルコール成分とを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属;亜リン酸化合物、リン酸化合物、アミン化合物などが挙げられる。
なお、前記結晶性樹脂のトナー中の融解温度は、前記DSC解析の第1昇温工程(1回目の昇温工程)において融解ピークとして観察される。
前記非晶性ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、未変性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂が挙げられる。
前記未変性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂であって、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られる。
前記脂肪族ジオール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリンなどが挙げられる。
前記脂環式ジオール類としては、例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどが挙げられる。
前記芳香族ジオール類としては、例えば、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記芳香族カルボン酸類としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
前記脂肪族カルボン酸類としては、例えば、無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などが挙げられる。
前記脂環式カルボン酸類としては、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結着樹脂は、変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
前記変性ポリエステル樹脂とは、非晶性ポリエステル樹脂であって、樹脂中に酸、アルコールのモノマーユニットに含まれる官能基とのエステル結合以外の結合基が存在したり、また樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合したポリエステル樹脂をいう。
また、ポリエステル樹脂の主鎖中に二重結合などの反応性基を導入し、そこからラジカル重合を起こして側鎖に炭素−炭素結合のグラフト成分を導入したり、二重結合同士を橋かけしたものも含まれる(スチレン変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂など)。
また、ポリエステル樹脂の主鎖中に構成の異なる樹脂成分を共重合させたり、末端のカルボキシル基や水酸基と反応させたもの、例えば、末端がカルボキシル基、水酸基、エポキシ基、メルカプト基によって変性されたシリコーン樹脂と共重合させたもの(シリコーン変性ポリエステル樹脂など)が挙げられる。
前記活性水素基含有化合物は、水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂が伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂が後述するイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)である場合には、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)と伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、アミン類(B)が好適である。
前記活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基又は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る。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記アミン類は、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)との混合物が特に好ましい。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂(以下、「ポリエステルプレポリマー(A)」と称することがある。)としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位を少なくとも有するポリエステル樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
これらの中でも、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基は、イソシアネート基が特に好ましい。
これらの中でも、前記ジオールは、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(例えば、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物等)が好ましい。
なお、前記ポリカルボン酸の代わりに、ポリカルボン酸の無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。前記低級アルキルエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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が挙げられる。
前記イソシアヌレート類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリス−イソシアナートアルキル−イソシアヌレート、トリイソシアナートシクロアルキル−イソシアヌレートなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記イソシアネート基の平均数が、1未満であると、得られる変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、ホットオフセット定着性や、保存性が劣ることがある。
前記使用可能な溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族溶剤(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)などの前記ポリイソシアネート(A3)に対して不活性なものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記混合当量比([NCO]/[NHx])が、2/1を超えたり、1/2未満であると、前記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低下することがある。
前記反応停止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、ラウリルアミン等)、又はこ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。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記変性ポリエステル樹脂と、前記未変性ポリエステル樹脂とは、少なくとも一部が相溶していることが、低温定着性、及び耐ホットオフセット性の点で好ましい。
前記変性ポリエステル樹脂(A)と、前記未変性ポリエステル樹脂(B)との質量比(A/B)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、5/95〜80/20が好ましく、5/95〜30/70がより好ましく、5/95〜25/75が更に好ましく、7/93〜20/80が特に好ましい。前記変性ポリエステル樹脂の含有量が、前記質量比(A/B)5/95よりも小さいと、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ことがある。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン、パラクロルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリアミド、メタクリアミド、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重合体、又はこれらの単量体の2種類以上からなる共重合体、或いはそれらの混合物が挙げられる。その他、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−−樹脂微粒子−−
前記樹脂微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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などが挙げられる。これらの中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましく、ビニル系樹脂がより好ましい。
前記ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。これらの中でも、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体が好ましい。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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」;三洋化成工業社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
前記樹脂微粒子の含有量は、前記トナーに起因せず前記樹脂微粒子に起因する物質を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計で分析し、そのピーク面積から算出し測定することができる。検出器としては、質量分析計が好ましいが、特に制限はない。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピ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、リトボンなどが挙げられる。
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナーに対して、1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜10質量%がより好ましい。前記含有量が、1質量%未満であると、着色力が不十分となることがあり、15質量%を超えると、トナーの定着を阻害することがある。
前記マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
前記ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス;パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素;カルボニル基を有するワックスなどが挙げられる。これらの中でも、カルボニル基を有するワックスが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電制御剤、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。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株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、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などが挙げられる。
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こともできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど)、金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)、フルオロポリマーなどが挙げられる。
好適な添加剤としては、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子などが挙げられる。前記シリカ微粒子としては、例えば、R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル社製)などが挙げられる。また、チタニア微粒子としては、例えば、P−25(日本アエロジル社製)、STT−30、STT−65C−S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF−140(富士チタン工業株式会社製)、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれも、テイカ株式会社製)などが挙げられる。
疎水化処理された酸化チタン微粒子としては、例えば、T−805(日本アエロジル株式会社製)、STT−30A、STT−65S−S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF−500T、TAF−1500T(いずれも、富士チタン工業株式会社製)、MT−100S、MT−100T(いずれも、テイカ株式会社製)、IT−S(石原産業株式会社製)などが挙げられる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル、メタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル等が挙げられる。前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、シリカと酸化チタンが特に好ましい。
前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径としては、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、100nm以下が好ましく、3nm以上70nm以下がより好ましい。この範囲より小さいと、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくい。またこの範囲より大きいと、感光体表面を不均一に傷つけることがあり好ましくない。
前記流動性向上剤は、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、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
前記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前記トナーに添加されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉砕法、特定の重合性単量体を含有する単量体組成物を水相中で直接的に重合する重合法(懸濁重合法、乳化重合法)、水系媒体中に特定の結着樹脂溶解液を乳化乃至分散させる方法、溶剤で溶解し脱溶剤して粉砕する方法、溶融スプレー法などが挙げられる。
前記粉砕法は、例えば、トナー材料を溶融し、混練した後、粉砕し、分級等することにより、前記トナーを得る方法である。
前記トナー材料の溶融、混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸の連続混練機、二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機などが挙げられる。例えば、株式会社神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製TEM型押出機、有限会社ケイシーケイ製二軸押出機、株式会社池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナーを製造する。前記粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5μm〜20μmが挙げられる。
前記外添剤の添加の方法としては、例えば、混合機を用いた方法などが挙げられる。前記混合機としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
前記水系媒体中に特定の結着樹脂溶解液を乳化乃至分散させる方法としては、例えば、トナー材料を含む油相を水系媒体中で分散させることにより造粒する方法が挙げられる。
前記水系媒体の調製は、例えば、前記樹脂微粒子を水系媒体に分散させることにより行うことができる。前記樹脂微粒子の水系媒体中の添加量は、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、前記水系媒体に対して0.5質量%〜10質量%が好ましい。
これらの中でも、水が好ましい。
前記水と混和可能な溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類、低級ケトン類などが挙げられる。前記アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどが挙げられる。前記低級ケトン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
前記トナー材料を含む油相の調製は、例えば、有機溶媒中に、前記活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂、前記結晶性ポリエステル樹脂、前記未変性ポリエステル樹脂、前記着色剤、及び前記ワックスなどを含むトナー材料を、溶解乃至分散させることにより行うことができる。
前記沸点が150℃未満の有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。
前記トナー材料の乳化乃至分散は、前記トナー材料を含有する油相を、前記水系媒体中に分散させることにより行うことができる。そして、前記トナー材料を乳化乃至分散させる際に、前記活性水素基含有化合物と前記活性水素基含有化合物と反応可能な官能基を有するポリエステル樹脂を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより、接着性基材が生成する。
前記反応時間としては、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、10分間〜40時間が好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。
前記反応温度としては、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、0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。
これらの中でも、分散体(油滴)の粒子径を2μm〜20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。
前記回転数としては、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、1,000rpm〜30,000rpmが好ましく、5,000rpm〜20,000rpmがより好ましい。
前記分散時間としては、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、バッチ方式の場合、0.1分間〜5分間が好ましい。
前記分散温度としては、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、加圧下において、0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。なお、一般に、前記分散温度が高温である方が分散は容易である。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記陰イオン界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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が挙げられる。
これらの中でも、フルオロアルキル基を有するものが好ましい。
前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレートなどが挙げられる。
前記乳化スラリー等の分散液から有機溶媒を除去する方法としては、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、反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法などが挙げられる。
前記有機溶媒が除去されると、トナー母体粒子が形成される。トナー母体粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、さらに分級等を行うことができる。前記分級は、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離、などにより、微粒子部分を取り除くことにより行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高速で回転する羽根を用いて混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させて粒子同士又は粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。
前記方法に用いる装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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力を下げた装置、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)、自動乳鉢などが挙げられる。
本発明の現像剤は、トナーを少なくとも含有し、更に必要に応じて、キャリア、その他の成分を含有する。
前記トナーは、本発明の前記トナーである。
本発明の現像剤は、一成分現像剤であってもよく、二成分現像剤であってもよい。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材質としては、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、50emu/g〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、50emu/g〜90emu/gのマンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75emu/g〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30emu/g〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよい、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、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、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテートなどが挙げられる。
前記焼付の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよい。
前記焼付の装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉、マイクロウエーブを備えた装置などが挙げられる。
前記現像剤の前記トナーと前記キャリアの混合割合は、一般に前記キャリア100質量部に対しトナー1質量部〜10.0質量部である。
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、定着手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段などを有する。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程などを含む。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(以下、「感光体」、「感光体ドラム」と称することがある。)の材質、形状、構造、大きさなどについては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム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などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記感光体の表面を像様に露光する露光手段とを少なくとも有する。
前記帯電は、例えば、前記帯電手段を用いて前記感光体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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などが挙げられる。
前記帯電手段として前記磁気ブラシを用いる場合、該磁気ブラシとしては、例えば、Zn−Cuフェライト等の各種フェライト粒子を帯電手段として用い、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。
前記帯電手段として前記ファーブラシを用いる場合、該ファーブラシの材質として、例えば、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帯電手段とすることができる。
前記帯電手段としては、前記接触式の帯電手段に限定されるものではないが、帯電手段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、接触式の帯電手段を用いることが好ましい。
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記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。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記感光体の表面に、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、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光手段などが挙げられる。
前記露光手段に用いられる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
なお、本発明においては、前記感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記トナーとしては、本発明の前記トナーを用いる。
前記現像剤としては、本発明の前記現像剤を用いる。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段としては、前記トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤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ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、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るが、転写ベルトが好ましい。
なお、記録媒体としては、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なら、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、OHP用のPETベースなどが挙げられる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着工程は、定着手段により行うことができる。
前記定着手段としては、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、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、例えば、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせなどが挙げられる。
前記加熱加圧部材における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電工程は、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記感光体に対し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るが、除電ランプが好ましい。
前記クリーニング工程は、前記感光体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。なお、クリーニング手段を用いることなく、摺擦部材で残留トナーの電荷を揃え、現像ローラで回収する方法を採用することもできる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記感光体上に残留する前記電子写真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るが、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、ウエブクリーナが好ましい。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記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。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
本実施例において、トナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dp)は、マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)により測定した。
<結晶性ポリエステル樹脂1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,8−オクタン二酸1,145g、1,8−オクタンジオール1,120g、及びハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
この結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピークは63℃であった。
<結晶性ポリエステル樹脂2の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸1,145g、1,8−オクタンジオール1,120g、及びハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂2を得た。
この結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピークは68℃であった。
<結晶性ポリエステル樹脂3の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、テレフタル酸1,200g、1,6−ヘキサンジオール1,000g、及びハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂3を得た。
この結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピークは115℃であった。
<結晶性ポリエステル樹脂分散液1の作製>
金属製2L容器に結晶性ポリエステル樹脂1を100g、及び酢酸エチル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(直径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時間粉砕を行ない、結晶性ポリエステル樹脂分散液1を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂分散液2の作製>
製造例4において、結晶性ポリエステル樹脂1を結晶性ポリエステル樹脂2に代えた以外は、製造例4と同様にして、結晶性ポリエステル樹脂分散液2を得た。
<結晶性ポリエステル樹脂分散液3の作製>
製造例4において、結晶性ポリエステル樹脂1を結晶性ポリエステル樹脂3に代えた以外は、製造例4と同様にして、結晶性ポリエステル樹脂分散液3を得た。
<未変性ポリエステル樹脂1の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物560部、テレフタル酸220部、アジピン酸50部、及びジブチルチンオキサイド3部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた。次に、反応容器に無水トリメリット酸40部を加え、常圧下、180℃にて3時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂1を得た。未変性ポリエステル樹脂1のガラス転移点は60℃であり、クロロホルム不溶分は0質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂2の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物310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470部、イソフタル酸103部、テレフタル酸105部、アジピン酸46部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて10時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時聞反応させた。次に、反応容器に無水トリメリット酸30部を加え、常圧下、180℃にて3時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂2を得た。未変性ポリエステル樹脂2のガラス転移点は52℃であり、クロロホルム不溶分は0質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂3の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物290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480部、イソフタル酸100部、テレフタル酸108部、アジピン酸46部、及びジブチルスズオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて10時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時聞反応させた。次に、反応容器に無水トリメリット酸30部を加え、常圧下、180℃にて3時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂3を得た。未変性ポリエステル樹脂3のガラス転移点は48℃であり、クロロホルム不溶分は0質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂4の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物719部、テレフタル酸274部、アジピン酸48部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時聞反応させた。次に、反応容器に無水トリメリット酸8部を加え、常圧下、180℃にて2時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂4を得た。未変性ポリエステル樹脂4のガラス転移点は66℃であり、クロロホルム不溶分は0質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂5の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物500部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物355部、テレフタル酸430部、ドデセニル無水コハク酸180部、及び無水トリメリット酸110部を入れ、次いでジブチルチンオキサイド2部を入れ、不活性雰囲気中200℃で反応させ、未変性ポリエステル樹脂5を得た。未変性ポリエステル樹脂5のガラス転移点は67℃であり、クロロホルム不溶分は26質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂6の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物500部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物355部、フマル酸600部、及び無水トリメリット酸100部を入れ、次いでジブチルチンオキサイド2部を入れ、不活性雰囲気中200℃で反応させ、未変性ポリエステル樹脂6を得た。未変性ポリエステル樹脂6のガラス転移点は60℃であり、クロロホルム不溶分は12質量%であった。
<未変性ポリエステル樹脂7の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAプピレンオキサイド2モル付加物500部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物355部、テレフタル酸410部、ドデセニル無水コハク酸150部、及び無水トリメリット酸140部を入れ、次いでジブチルチンオキサイド2部を入れ、不活性雰囲気中200℃で反応させ、未変性ポリエステル樹脂7を得た。未変性ポリエステル樹脂7のガラス転移点は62℃であり、クロロホルム不溶分は31質量%であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液1の合成>
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸200部、フマル酸70部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた。続いて、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応させた。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてスチレン200部、過酸化ベンゾイル1部、及びジメチルアニリン0.5部を加え、2時間反応を行い、変性ポリエステル樹脂1を得た。
変性ポリエステル樹脂1を150部と未変性ポリエステル樹脂1を850部とを酢酸エチル溶剤2,000部に溶解、混合し、非晶性ポリエステル樹脂分散液1を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂1を得た。このガラス転移点は65℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液2の合成>
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた。続いて、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応させた。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート188部と2時間反応を行い、プレポリマー1を得た。次いでプレポリマー1を267部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量64,000のウレア変性ポリエステル樹脂1を得た。
ウレア変性ポリエステル樹脂1を150部と未変性ポリエステル樹脂2を850部とを酢酸エチル溶剤2,000部に溶解、混合し、非晶性ポリエステル樹脂分散液2を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂2を得た。このガラス転移点は63℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液3の合成>
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸200部、フマル酸70部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた。続いて、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応させた。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてスチレン200部、過酸化ベンゾイル1部、及びジメチルアニリン0.5部を加え、2時間反応を行い、変性ポリエステル樹脂1を得た。
変性ポリエステル樹脂1を300部と未変性ポリエステル樹脂1を700部とを酢酸エチル溶剤2,000部に溶解、混合し、非晶性ポリエステル樹脂分散液3を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂3を得た。このガラス転移点は69℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液4の合成>
金属製2L容器に未変性ポリエステル樹脂1を90g、未変性ポリエステル樹脂5を10g、及び酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分間の速度で急冷した。これにガラスビーズ(直径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時間粉砕を行ない、非晶性ポリエステル樹脂分散液4を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂4を得た。このガラス転移点は62℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液5の合成>
金属製2L容器に未変性ポリエステル樹脂1を88g、未変性ポリエステル樹脂7を12g、及び酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分間の速度で急冷した。これにガラスビーズ(直径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時間粉砕を行ない、非晶性ポリエステル樹脂分散液5を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂5を得た。このガラス転移点は60℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液6の合成>
金属製2L容器に未変性ポリエステル樹脂4を90g、未変性ポリエステル樹脂7を10g、及び酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分間の速度で急冷した。これにガラスビーズ(直径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時間粉砕を行ない、非晶性ポリエステル樹脂分散液6を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂6を得た。このガラス転移点は65℃であった。
<非晶性ポリエステル樹脂分散液7の合成>
金属製2L容器に未変性ポリエステル樹脂1を90g、未変性ポリエステル樹脂6を10g、及び酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分間の速度で急冷した。これにガラスビーズ(直径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時間粉砕を行ない、非晶性ポリエステル樹脂分散液7を得た。その一部を減圧乾燥し、非晶性ポリエステル樹脂7を得た。このガラス転移点は60℃であった。
<トナーの作製>
ビーカー内に非晶性ポリエステル樹脂分散液1 500部、結晶性ポリエステル樹脂分散液1 70部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、及びカーボンブラック4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させトナー材料溶液を得た。
他のビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10質量%懸濁液(日本化学工業社製、スーパタイト10)294部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒、及び温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子の体積平均粒径(Dv)は6.2μm、個数平均粒径(Dp)は5.2μmで、Dv/Dpは1.19であった。
次いで、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー1を得た。
−Ta及びTbの測定−
前記Ta及びTbは、以下の方法により測定した。
測定には、温度変調DSCとして示差走査熱量計Q200型(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いた。
前記ガラス転移点Taの測定方法としては、具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程1回目のDSC曲線を得た。続いて、150℃から降温速度を20℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして0℃まで冷却した後、再び0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程2回目のDSC曲線を得た。この昇温工程2回目で得られたDSC曲線から、解析プログラムTA Universal Analysis(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、定速成分を選択し、ガラス転移点を求めた。以上により、前記ガラス転移点Taを測定した。
前記ガラス転移点Tbの測定方法としては、具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、示差走査熱量計で昇温速度を10℃/minとして150℃まで加熱後、自然冷却して1カ月室温で放置した。さらに放置したアルミニウム製の試料容器を電気炉中にセットし、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して昇温工程1回目のDSC曲線を得た。この昇温工程1回目で得られたDSC曲線から、解析プログラムTA Universal Analysis(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、定速成分を選択し、ガラス転移点を求めた。以上により、前記ガラス転移点Tbを求めた。
結果を表1に示す。
−低温定着性−
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(株式会社リコー製)に、ベタ画像をトナー付着量0.8mg/cm2の条件で複写テストを行なった。
具体的には、定着温度を変化させて定着試験を行い、コールドオフセット温度(定着下限温度)を求めた。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を150mm/秒間〜200mm/秒間、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を4mmとした。
定着下限温度を以下の評価基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:130℃未満
○:130℃以上135℃未満
△:135℃以上140℃未満
×:140℃以上
トナーを10gずつ計量し、20mLのガラス容器に入れ、ガラス瓶をタッピング装置で100回タッピングした後、温度50℃、湿度80%にセットした恒温槽に24時間放置した後、針入度試験器(日科エンジニアリング社製、マニュアル記載条件)で針入度を測定し、以下の評価基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:針入度が20mm以上
○:針入度が15mm以上20mm未満
△:針入度が10mm以上15mm未満
×:針入度が10mm未満
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(株式会社リコー製)に、ベタ画像をトナー付着量0.8mg/cm2の条件で複写テストを行なった。
定着画像を画像部分が接するようにして折りたたんでスライドガラスに挟み、両端を輪ゴムでとめた。更にその上に3cm×3cmの底面積をもつ500gの重りをのせて、1週間50℃環境下で放置した。放置後の画像の接している部分を剥がす時の状態で評価を行った。評価は以下の評価基準で行った。結果を表1に示す。
◎:画像を剥がす時に何の音もなく、画像欠損もない。
○:画像を剥がす時に弱くパリパリという音が発生するが、画像欠損はない。
△:画像を剥がす時にパリパリという音が発生し、0.5mm径未満の画像欠損またはムラが見られる。
×:画像を剥がす時に強くパリパリという音が発生し、0.5mm径以上の画像欠損が見られる。
<トナーの作製>
−ウレア変性ポリエステル樹脂のプレポリマーの合成−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物712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285部、無水トリメリット酸22部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応させた後、10mmHg〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させ[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]のガラス転移点は57℃であった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、及び酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー2]を得た。
撹拌棒、及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。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
水1,200部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製)540部〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕、及び未変性ポリエステル樹脂2 1,200部を、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3時間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に、未変性ポリエステル樹脂2 378部、カルナバWAX(EMUSTAR−0413、日本精蝋社製)100部、及び酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で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]1,324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%充填する条件で、3パス行い、カーボンブラック、WAXの分散を行った。
次いで、[未変性ポリエステル樹脂2]65質量%酢酸エチル溶液1,042部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
撹拌棒、及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、三洋化成工業社製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分間で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質量%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。
[微粒子分散液1]をLA−920(堀場製作所製)で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
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48.3%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業社製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
[顔料・WAX分散液1]680部、[プレポリマー2]109.4部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]73.9部、及び[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1,200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで25分間混合し[乳化スラリー1]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1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[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、以下の操作を行った。
(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時間乾燥した。その後目開き75μmメッシュで篩い[トナー母体粒子1]を得た。
その後、[トナー母体粒子1]100部、粒径13μmの疎水化処理シリカ0.7部と疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー2を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂3]に代え、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]の量をそれぞれ、677部、112部、75部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー3を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、[非晶性ポリエステル樹脂分散液1]を[非晶性ポリエステル樹脂分散液2]に代え、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]に代え、この[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]を90部に変えた以外は、実施例1と同様にして、トナー4を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂1]に代え、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]の量をそれぞれ、667部、122部、120部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー5を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<トナーの作製>
ビーカー内に非晶性ポリエステル樹脂分散液3 500部、結晶性ポリエステル樹脂分散液2 80部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、及びカーボンブラック4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させトナー材料溶液を得た。
他のビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10質量%懸濁液(日本化学工業社製、スーパタイト10)294部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒、及び温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子の体積平均粒径(Dv)は6.2μm、個数平均粒径(Dp)は5.2μmで、Dv/Dpは1.19であった。
次いで、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー6を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂4]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]の量をそれぞれ、667部、122部、120部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー7を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂4]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]の量をそれぞれ、680部、109.4部、120部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー8を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2の乳化の工程において、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]の量をそれぞれ、667部、122部、90部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー9を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
ビーカー内に非晶性ポリエステル樹脂分散液4を500部、結晶性ポリエステル樹脂分散液2を90部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、及びカーボンブラック4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させトナー材料溶液を得た。
他のビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10質量%懸濁液(日本化学工業社製、スーパタイト10)294部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒、及び温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。
次いで、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー10を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
未変性ポリエステル樹脂4を90部、未変性ポリエステル樹脂6を10部、結晶性ポリエステル樹脂3を10部、カルナバワックス(EMUSTAR−0413、日本精蝋社製)3部、カーンブラック8部、及び含金属アゾ化合物(BONTRON S−34、オリエント化学工業社)3部の混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで100℃〜110℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をハンマーミルにて200μm〜400μmに粗粉砕した後、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突させ微粉砕する微粉砕装置と得られた微粉砕粉を分級室内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分離して分級する風力分級装置を一体に有するIDS−2型粉砕分級装置(日本ニューマチック社製)にて粉砕分級を行い分級上がりトナーを得た。
この分級上がりトナー100部に対して、外添剤(R972、日本アエロジル社製)を1.0部添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合後メッシュを通して大粒径の粒子を削除しトナー11を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例10において、非晶性ポリエステル樹脂分散液4を非晶性ポリエステル樹脂分散液5に変えた以外は、実施例10と同様にして、トナー12を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例10において、非晶性ポリエステル樹脂分散液4を非晶性ポリエステル樹脂分散液6に変え、結晶性ポリエステル樹脂分散液2を100部に変えた以外は、実施例10と同様にして、トナー13を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例10において、非晶性ポリエステル樹脂分散液4を非晶性ポリエステル樹脂分散液7に変え、結晶性ポリエステル樹脂分散液2を80部に変えた以外は、実施例10と同様にして、トナー14を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂4]に代え、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液2]の量をそれぞれ、612部、178部、180部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー15を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
非晶性ポリエステル樹脂2を100部、カルナバワックス(EMUSTAR−0413、日本精蝋社製)3部、カーボンブラック8部、及び含金属アゾ化合物(BONTRON S−34、オリエント化学工業社製)3部の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹搬混合した後、ロールミルで130℃〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をハンマーミルにて200μm〜400μmに粗粉砕した後、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突させ微粉砕する微粉砕装置と得られた微粉砕粉を分級室内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分離して分級する風力分級装置を一体に有するIDS−2型粉砕分級装置(日本ニューマチック社製)にて粉砕分級を行い分級上がりトナーを得た。
このトナー分級上がり100部に対して、外添剤(R972、日本アエロジル社製)を1.0部添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合後メッシュを通して大粒径の粒子を削除しトナー16を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2において、[未変性ポリエステル樹脂2]を[未変性ポリエステル樹脂3]に代え、乳化の工程で、[顔料・WAX分散液]、[プレポリマー2]、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]の量をそれぞれ、630部、158部、120部に変えた以外は、実施例2と同様にして、トナー17を得た。
得られたトナーについて、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
一方、比較例1のトナーでは、Tb−Taが28℃と高く、耐熱保存性及に劣り、また、画像保存性も不十分であった。比較例2のトナーでは、Taが高く、かつTb−Taが低く、低温定着性が劣っていた。比較例3のトナーでは、Taが25℃と低く、耐熱保存性に劣り、また、画像保存性も不十分であった。
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 現像器
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
63 感光体クリーニング装置
64 除電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100 カラー画像形成装置
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
P 転写紙
T トナー
Claims (9)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナーであって、
温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱し、続いて、150℃から降温速度を20℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして0℃まで冷却した後、再び0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程2回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点をTaとし、示差走査熱量計で150℃まで昇温速度を10℃/minとして加熱後、自然冷却して1ヶ月室温で放置した後、温度変調示差走査熱量測定で0℃から昇温速度を3℃/min、変調周期を0.5℃/60secとして150℃まで加熱して得られた昇温工程1回目の定速成分から得られる前記トナーのガラス転移点をTbとした時に、Taが30℃以上55℃以下であり、Tb−Taが8℃以上25℃以下であることを特徴とするトナー。 - Tb−Taが、10℃以上20℃以下である請求項1に記載のトナー。
- 結着樹脂が、結晶性樹脂を少なくとも含有する請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- 結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である請求項3に記載のトナー。
- 結着樹脂が、変性ポリエステル樹脂を少なくとも含有する請求項1から4のいずれかに記載のトナー。
- 結着樹脂が、クロロホルム不溶分が10質量%〜40質量%であるポリエステル樹脂を含有する請求項1から5のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1から6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。
- 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記トナーが、請求項1から6のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像をトナーを用いて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を含む画像形成方法であって、
前記トナーが、請求項1から6のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
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