JP2013164477A - 静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、低温定着性に優れ、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置にも適用可能な静電荷像現像用トナーの提供。
【構成】少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤から成り、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー中で完全遊離している脂肪酸金属塩の割合(完全遊離率)が25%以下であり、該トナーを水系媒体に分散させ超音波を付与して外添剤を遊離させたときの脂肪酸金属塩の遊離率と、前記完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率が20〜50%である静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
【構成】少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤から成り、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー中で完全遊離している脂肪酸金属塩の割合(完全遊離率)が25%以下であり、該トナーを水系媒体に分散させ超音波を付与して外添剤を遊離させたときの脂肪酸金属塩の遊離率と、前記完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率が20〜50%である静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
本発明は、静電荷像現像用トナー、これを用いた現像剤及び画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置では、電気的潜像又は磁気的潜像をトナーによって顕像化して画像形成を行っている。例えば、電子写真法では、感光体上に静電潜像を形成した後、静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。トナー像は、紙等の記録媒体上に転写された後、加熱溶融して定着される。近年、トナーには出力画像の高品質化及び省エネルギー化が要求されている。
上記高画質化に関しては様々な角度から検討されており、中でもトナーの小粒径化、球形化が極めて有効であるとの認識が高まっている。しかし、トナーの小粒径化が進むにつれて、転写性、定着性が低下し、貧弱な画像となってしまう傾向が見られる。
一方、トナーを球形化することにより転写性が改善されることが知られているが(特許文献1)、トナーの球形化はクリーニング性に劣るという欠点がある。
上記高画質化に関しては様々な角度から検討されており、中でもトナーの小粒径化、球形化が極めて有効であるとの認識が高まっている。しかし、トナーの小粒径化が進むにつれて、転写性、定着性が低下し、貧弱な画像となってしまう傾向が見られる。
一方、トナーを球形化することにより転写性が改善されることが知られているが(特許文献1)、トナーの球形化はクリーニング性に劣るという欠点がある。
電子写真方式には多様な方法があるが、一般的には、静電潜像担持体表面を帯電させ、該帯電させた静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する。次いで、静電潜像をトナーで現像し、静電潜像担持体上にトナー像を形成する。また、中間転写体を介して又は直接的に静電潜像担持体上のトナー像を記録媒体上に転写し、この転写されたトナー像を加熱、加圧又はこれらの併用によって定着することにより、記録媒体上に画像が形成された記録物が得られる。なお、トナー像転写後の静電潜像担持体上に残ったトナーは、ブレード、ブラシ、ローラ等の既知の方法によりクリーニングされる。この際、トナーが球形であると、ブレード、ブラシ、ローラからトナーがすり抜け、クリーニング不良が発生し、地汚れにつながる。
このようなクリーニング不良に対してはトナー中に脂肪酸金属塩を含有させて、クリーニング性の向上及び転写性の向上を図る提案が多くなされている(特許文献2など)。
特許文献3は、小粒径のステアリン酸亜鉛を含む脂肪酸金属塩をトナーに付着させ、脂肪酸金属塩の遊離率を規定することにより、フィルミングを抑制でき、長期にわたって地汚れの発生しないトナーを提供できるとしている。これによると、脂肪酸金属塩のトナーからの遊離は少ない方がよく、多数枚の印字を行った場合においても安定した量をクリーニング工程に脂肪酸金属塩を供給できるため、長期にわたって潤滑効果が発揮される。
特許文献3は、小粒径のステアリン酸亜鉛を含む脂肪酸金属塩をトナーに付着させ、脂肪酸金属塩の遊離率を規定することにより、フィルミングを抑制でき、長期にわたって地汚れの発生しないトナーを提供できるとしている。これによると、脂肪酸金属塩のトナーからの遊離は少ない方がよく、多数枚の印字を行った場合においても安定した量をクリーニング工程に脂肪酸金属塩を供給できるため、長期にわたって潤滑効果が発揮される。
また、省エネルギー化のためトナーの低温定着性が求められている。しかし、従来の混練粉砕法は高温の定着温度が必要であり、省エネルギー化が困難であった。更に、混練粉砕法では、粉砕の際に離型剤(ワックス)の界面で割れるため、離型剤(ワックス)がトナー表面に多く存在することによる問題もあった。
このような混練粉砕法の問題点を克服するため、重合法によるトナーの製造方法が提案されている。重合法で製造されたトナーは、小粒径化が容易であり、粒度分布も粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープであり、更に、ワックスの内包化も可能である。
このような混練粉砕法の問題点を克服するため、重合法によるトナーの製造方法が提案されている。重合法で製造されたトナーは、小粒径化が容易であり、粒度分布も粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープであり、更に、ワックスの内包化も可能である。
低温定着性の改良に伴い、トナーの耐熱保存性や耐ホットオフセット性が阻害されないようにすることが望まれる。そこで、トナーの結着樹脂として、従来多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂に代えて、低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良好なポリエステル樹脂の使用が試みられている。また、特許文献4では、トナー中に結晶性ポリエステル樹脂を導入するものが開示されている。トナー中の結晶性ポリエステル樹脂は結晶性を持つため、定着開始温度付近において急激な粘度低下を伴う熱溶融特性を示す。つまり、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性が良く、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、定着するので、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することが出来る。また、特許文献5では結晶性ポリエステル樹脂の分散液を用いて、トナー中に結晶性ポリエステル樹脂を導入するものが開示されている。また、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)についても、良好な結果を示す。しかし、これら結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルとを用いたトナーは機内の温度が比較的高くなりやすい高速複写機に用いると、結晶性ポリエステル融点以下であっても緩い力で隣接するトナー粒子同士が接着し、画像品質が悪化することがある。
通常、電子写真式の画像形成装置において、小粒径トナーを用いた場合には、トナー粒子と電子写真感光体、又はトナー粒子と中間転写体との非静電的付着力が増加するため、より転写効率が低下する。特に、高速機において小粒径トナーを使用した場合には、トナーの小粒径化により中間転写体との非静電的付着力が増加する上に、高速化に伴い転写のニップ部、特に二次転写のニップ部においてトナー粒子が転写電界を受ける時間が短くなるため、二次転写での転写効率の低下が顕著となることが知られている。
また、電子写真式の画像形成装置、特に大量のコピーを行う画像形成装置では、トナー補給を頻繁に行う手間を省いて装置の稼働率を高めるために、機器内外に大容量のトナーバンクユニットを装備し、適宜現像装置に補給するようになっている。しかし、特に最近の画像形成装置は、装置本体の小型化が要求され、画像形成装置本体内の現像装置も小型化している。このため、現像装置に収容された現像剤の量が少なくなり、現像装置においてトナーを充分に帯電させることができず、帯電量の不足したトナーや、逆極性に帯電したトナーが現像に供され、これによって地汚れの発生が著しくなるおそれがある。
そこで特許文献6では、現像装置にトナーを供給する際に、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用い、該ロータとステータの少なくとも一方の移送トナーと接触する部分の仕事関数の値を調整することにより、異常帯電トナーを発生させないような画像形成装置が示されている。また、特許文献7では、前記トナー移送ポンプにモーノポンプを用いることにより、本体内のレイアウトの自由度が高く、かつ比較的低廉な画像形成装置を提供できることが記載されている。
そこで特許文献6では、現像装置にトナーを供給する際に、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用い、該ロータとステータの少なくとも一方の移送トナーと接触する部分の仕事関数の値を調整することにより、異常帯電トナーを発生させないような画像形成装置が示されている。また、特許文献7では、前記トナー移送ポンプにモーノポンプを用いることにより、本体内のレイアウトの自由度が高く、かつ比較的低廉な画像形成装置を提供できることが記載されている。
前記特許文献2などのように、トナーに脂肪酸金属塩を含有させるだけでは、クリーニング性の向上は得られるものの、脂肪酸金属塩の導入により帯電安定性が低下し、十分満足できる転写性は得られない。
また、前記結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーは、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度以下ではその硬さがトナーの耐熱保存性に寄与する。しかし、より良好な低温定着性を実現するには、より低融点の結晶性ポリエステル樹脂とメイン樹脂を組み合わせる必要があり、機内温度が上昇し易い高速機の内部や長期保管条件によっては、耐熱保存性が悪化するだけでなく、相溶化部分が軟化することによるトナー粒子表面の一部に融着が発生し、画像品質の悪化につながる。
このような保存性の問題やトナーの小粒径化、トナー粒子の形状制御に対応するため、外添剤の添加量が増加する傾向にあり、その結果、フィルミングの問題が生じている。
更に、初期には高品質な画像を出力できても、トナー粒子の形状が複雑であると外添剤の埋没や凹部への外添剤の転移によって経時では高品質な画像を維持するのが困難となってくる。特にトナー表面の微細な凹凸構造が大きくなる場合には、外添剤の埋没や遊離による外添剤機能の消失が大きくなる。
また、前記結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーは、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度以下ではその硬さがトナーの耐熱保存性に寄与する。しかし、より良好な低温定着性を実現するには、より低融点の結晶性ポリエステル樹脂とメイン樹脂を組み合わせる必要があり、機内温度が上昇し易い高速機の内部や長期保管条件によっては、耐熱保存性が悪化するだけでなく、相溶化部分が軟化することによるトナー粒子表面の一部に融着が発生し、画像品質の悪化につながる。
このような保存性の問題やトナーの小粒径化、トナー粒子の形状制御に対応するため、外添剤の添加量が増加する傾向にあり、その結果、フィルミングの問題が生じている。
更に、初期には高品質な画像を出力できても、トナー粒子の形状が複雑であると外添剤の埋没や凹部への外添剤の転移によって経時では高品質な画像を維持するのが困難となってくる。特にトナー表面の微細な凹凸構造が大きくなる場合には、外添剤の埋没や遊離による外添剤機能の消失が大きくなる。
一方、前記特許文献6、7のような画像形成装置において従来のトナーを使用すると、トナー移送ポンプ内にトナーの固着が発生し、トナーの補給不良が発生してしまう。また外添剤を多く含むトナーでは固着したトナーに含まれる外添剤によりステータが磨耗し、トナー移送ポンプの寿命が著しく低下してしまう。そこで、このようなトナーを用いる場合には脂肪酸金属塩のような滑剤を含有させ、トナーに潤滑性を与えることによりトナーのロータへの固着を防ぐ必要がある。
しかし、前記互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置では、搬送中にトナーから脂肪酸金属塩を積極的に遊離させる必要がある。つまり搬送中に与えられるストレスで脂肪酸金属塩が遊離することによりトナーに潤滑性が付与されることが理想である。そのため、前記特許文献7のトナーは、このような画像形成装置で用いるトナーとしては不十分である。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、及び低温定着性に優れ、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置にも適用可能な静電荷像現像用トナーの提供を目的とする。
しかし、前記互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置では、搬送中にトナーから脂肪酸金属塩を積極的に遊離させる必要がある。つまり搬送中に与えられるストレスで脂肪酸金属塩が遊離することによりトナーに潤滑性が付与されることが理想である。そのため、前記特許文献7のトナーは、このような画像形成装置で用いるトナーとしては不十分である。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、及び低温定着性に優れ、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置にも適用可能な静電荷像現像用トナーの提供を目的とする。
上記課題は、次の1)の発明によってが解決される。
1) 少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤から成り、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー中で完全遊離している脂肪酸金属塩の割合(完全遊離率)が25%以下であり、該トナーを水系媒体に分散させ超音波を付与して外添剤を遊離させたときの脂肪酸金属塩の遊離率と、前記完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率が20〜50%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
1) 少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤から成り、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー中で完全遊離している脂肪酸金属塩の割合(完全遊離率)が25%以下であり、該トナーを水系媒体に分散させ超音波を付与して外添剤を遊離させたときの脂肪酸金属塩の遊離率と、前記完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率が20〜50%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
本発明によれば、クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、低温定着性に優れ、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置にも適用可能な静電荷像現像用トナーを提供できる。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、トナーということもある)は、外添剤として、前記完全遊離率及び弱付着率を満足する脂肪酸金属塩を用いることを特徴とする。
完全遊離率及び弱付着率の測定方法は、後述する実施例1に記載したとおりである。
また、本発明の実施の形態には、次の2)〜11)も含まれる。
2) 前記脂肪酸金属塩の体積平均粒径が0.7〜7.0μmであることを特徴とする1)に記載の静電荷像現像用トナー。
3) 前記脂肪酸金属塩の含有量がトナー母体粒子100質量部に対して0.05〜0.50質量部であることを特徴とする1)又は2)に記載の静電荷像現像用トナー。
4) 前記外添剤として2種のシリカ微粒子を含有することを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
5) 前記結着樹脂として結晶性樹脂と非結晶性樹脂を含むことを特徴とする1)〜4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
6) 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液を、水系媒体中に乳化又は分散させて得られる母体粒子を含有することを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
7) 前記結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記離型剤がエステルワックスであるトナーであって、トナーの示差熱量分析(DSC)により得られる離型剤の吸熱ピーク温度(融点)Tm1と、結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度(融点)Tm2が下記式(1)を満足し、トナーの流出開始温度Tfbと前記Tm2が下記式(2)を満足し、かつ、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点(樹脂単体のDSC測定をした際の吸熱ピーク温度)が55〜80℃の範囲にあることを特徴とする1)〜6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
Tm2≦Tm1≦Tm2+20℃ (1)
Tm2+12℃<Tfb<Tm2+25℃ (2)
8) 前記エステルワックスがモノエステルワックスであることを特徴とする7)に記載の静電荷像現像用トナー。
9) 1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
10) 現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、トナー容器からトナーを排出するトナー排出手段と、前記トナー容器から排出されたトナーを貯留するトナー貯留部と、前記トナー貯留部に貯留されたトナーを吸引して前記現像装置に供給するトナー移送ポンプと、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの量を検知する検知手段を備えたトナー補給システムを有し、前記トナー移送ポンプは、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとテスタを有し、前記トナーが1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
11) 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを用いて前記静電潜像を現像し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少なくとも有する画像形成装置であって、該画像形成装置のプロセス線速が300〜1500mm/sであり、前記トナーが、1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、トナーということもある)は、外添剤として、前記完全遊離率及び弱付着率を満足する脂肪酸金属塩を用いることを特徴とする。
完全遊離率及び弱付着率の測定方法は、後述する実施例1に記載したとおりである。
また、本発明の実施の形態には、次の2)〜11)も含まれる。
2) 前記脂肪酸金属塩の体積平均粒径が0.7〜7.0μmであることを特徴とする1)に記載の静電荷像現像用トナー。
3) 前記脂肪酸金属塩の含有量がトナー母体粒子100質量部に対して0.05〜0.50質量部であることを特徴とする1)又は2)に記載の静電荷像現像用トナー。
4) 前記外添剤として2種のシリカ微粒子を含有することを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
5) 前記結着樹脂として結晶性樹脂と非結晶性樹脂を含むことを特徴とする1)〜4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
6) 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液を、水系媒体中に乳化又は分散させて得られる母体粒子を含有することを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
7) 前記結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記離型剤がエステルワックスであるトナーであって、トナーの示差熱量分析(DSC)により得られる離型剤の吸熱ピーク温度(融点)Tm1と、結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度(融点)Tm2が下記式(1)を満足し、トナーの流出開始温度Tfbと前記Tm2が下記式(2)を満足し、かつ、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点(樹脂単体のDSC測定をした際の吸熱ピーク温度)が55〜80℃の範囲にあることを特徴とする1)〜6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
Tm2≦Tm1≦Tm2+20℃ (1)
Tm2+12℃<Tfb<Tm2+25℃ (2)
8) 前記エステルワックスがモノエステルワックスであることを特徴とする7)に記載の静電荷像現像用トナー。
9) 1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
10) 現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、トナー容器からトナーを排出するトナー排出手段と、前記トナー容器から排出されたトナーを貯留するトナー貯留部と、前記トナー貯留部に貯留されたトナーを吸引して前記現像装置に供給するトナー移送ポンプと、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの量を検知する検知手段を備えたトナー補給システムを有し、前記トナー移送ポンプは、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとテスタを有し、前記トナーが1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
11) 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを用いて前記静電潜像を現像し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少なくとも有する画像形成装置であって、該画像形成装置のプロセス線速が300〜1500mm/sであり、前記トナーが、1)〜8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
脂肪酸金属塩などの外添剤を添加してクリーニング性向上を図ったトナーは数多く提案されているが、一般に脂肪酸金属塩は完全遊離した状態で存在することによりトナーの流動性や帯電安定性を悪化させる。これはトナーに外添されているシリカなどの無機微粒子の効果を阻害するためである。これらの観点から完全遊離している脂肪酸金属塩は少ないほど良く、25%以下とする必要があり、20%以下が好ましい。完全遊離している脂肪酸金属塩が25%を超えると、トナーの流動性が悪化し補給不良が発生することがある。また、このようなトナーが現像ユニットに供給されると、帯電安定性が低下し、地汚れやトナー飛散につながる。
一方、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとステータとを有するトナー移送ポンプを用いた画像形成装置(以下、画像形成装置Aという)において、背景技術に示したようなトナーを用いると、トナーは移送ポンプ内にかかる圧力によりロータに固着することがある。更にロータに固着したトナーの外添剤によりステータが削れられることにより、トナー移送ポンプの前後で差圧が発生できなくなり、トナーの補給ができなくなる。
この問題に対応するため、本発明者らが検討した結果、トナー搬送時にロータとステータの摺擦によるストレスがかかったとき、トナーに弱付着した脂肪酸金属塩が脱離することにより、トナー移送ポンプ内で潤滑効果が生じ、トナー移送ポンプの寿命向上に大きく寄与することが分かった。この弱付着した脂肪酸金属塩の割合を測定する方法としては、後述するように、超音波を付与してトナー表面から外添剤を遊離させ、含有量の減少から遊離率を測定する方法が挙げられる。しかし、トナー中には完全遊離した脂肪酸金属塩も存在するため、単に遊離率を調整するだけでは不十分である。そこで本発明では、外添剤の遊離処理において超音波付与したトナーの脂肪酸金属塩の遊離率と、該脂肪酸金属塩の完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率を調整することにより、長期にわたり、クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、低温定着性に優れたトナーを得ることに成功した。
この問題に対応するため、本発明者らが検討した結果、トナー搬送時にロータとステータの摺擦によるストレスがかかったとき、トナーに弱付着した脂肪酸金属塩が脱離することにより、トナー移送ポンプ内で潤滑効果が生じ、トナー移送ポンプの寿命向上に大きく寄与することが分かった。この弱付着した脂肪酸金属塩の割合を測定する方法としては、後述するように、超音波を付与してトナー表面から外添剤を遊離させ、含有量の減少から遊離率を測定する方法が挙げられる。しかし、トナー中には完全遊離した脂肪酸金属塩も存在するため、単に遊離率を調整するだけでは不十分である。そこで本発明では、外添剤の遊離処理において超音波付与したトナーの脂肪酸金属塩の遊離率と、該脂肪酸金属塩の完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率を調整することにより、長期にわたり、クリーニング性、帯電安定性、フィルミング性、トナー補給性、低温定着性に優れたトナーを得ることに成功した。
本発明において、脂肪酸金属塩の弱付着率は20〜50%とする必要があり、好ましくは25〜40%である。該弱付着率が20%未満では、トナーからの脂肪酸金属塩の遊離量が少ないため潤滑剤としての効果が発揮されず、クリーニング性の低下により地汚れが発生する。また、画像形成装置で本発明のトナーを用いた場合、トナー搬送時にロータとステータの摺擦によるストレスがかかった際に、トナーからの脂肪酸金属塩の脱離量が少なくなるため、トナー移送ポンプ内でトナーが潤滑化せず、ロータにトナーが固着する。一方、前記弱付着率が50%よりも多いと、トナー収容容器内などで脂肪酸金属塩の脱離が発生してしまい、トナーの流動性が悪化するためトナーの補給不良が発生する。また、画像形成装置Aで本発明のトナーを用いた場合、トナー移送ポンプ内で脱離した脂肪酸金属塩が現像装置に浸入し、現像剤の流動性を悪化させる。
トナー中の脂肪酸金属塩の含有量は、トナー母体粒子100質量部に対して0.05〜0.50質量部が好ましく、0.10〜0.20質量部がより好ましい。0.05質量部未満では、満足な転写性、クリーニング性が得られないことがあり、0.50質量部を越えると、十分な帯電性が得られないことがある。
本発明で用いる脂肪酸金属塩単体(被覆前)の体積平均粒径は、ストレス発生時に脱離することを前提としているため、特に小粒径である必要は無いが、極端に粒径が小さい場合は脂肪酸金属塩がトナーに埋没し、ストレス発生時に脱離する効果が低下してしまうため、0.7μm以上であることが好ましい。一方、体積平均粒径が7.0μmを超えると、脂肪酸金属塩を十分にトナーに弱付着させることが困難になるため7.0μm以下が好ましく、5.0μm以下がより好ましい。
本発明で用いる脂肪酸金属塩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、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛などが挙げられ、これらの中でも、十分な環境安定性、帯電性が得られる点でステアリン酸亜鉛が特に好ましい
本発明で用いる脂肪酸金属塩単体(被覆前)の体積平均粒径は、ストレス発生時に脱離することを前提としているため、特に小粒径である必要は無いが、極端に粒径が小さい場合は脂肪酸金属塩がトナーに埋没し、ストレス発生時に脱離する効果が低下してしまうため、0.7μm以上であることが好ましい。一方、体積平均粒径が7.0μmを超えると、脂肪酸金属塩を十分にトナーに弱付着させることが困難になるため7.0μm以下が好ましく、5.0μm以下がより好ましい。
本発明で用いる脂肪酸金属塩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、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛などが挙げられ、これらの中でも、十分な環境安定性、帯電性が得られる点でステアリン酸亜鉛が特に好ましい
本発明のトナーは、各種分野において使用できるが、電子写真法による画像形成に好適である。
本発明のトナーの体積平均粒径は1〜7μmが好ましく、4〜7μmがより好ましい。前記体積平均粒子径が1μm未満であると、二成分現像剤では、現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがある。また、一成分現像剤では、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の部材へのトナー融着が発生することがある。一方、前記体積平均粒子径が7μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
本発明のトナーの体積平均粒径は1〜7μmが好ましく、4〜7μmがより好ましい。前記体積平均粒子径が1μm未満であると、二成分現像剤では、現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがある。また、一成分現像剤では、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の部材へのトナー融着が発生することがある。一方、前記体積平均粒子径が7μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
本発明のトナーは、外添剤による被覆の観点から、トナー母体粒子のBET比表面積が2.00〜5.00m2/gであることが好ましく、2.50〜4.50m2/gであることがより好ましい。BET比表面積が5.00m2/gを超えると、トナー表面の凹凸に外添剤が入り込み、外添剤の被覆効果が発揮されず、トナーの流動性、保存性が悪化することがある。また、BET比表面積が2.00m2/g未満では、トナー表面の凹凸が少なく、トナー同士の接触などで表面の外添剤がトナーに埋没することがあり、トナーの転写効率や保存性が悪化することがある。
前記脂肪酸金属塩以外の外添剤としては特に制限は無く、公知のものから目的に応じて適宜選択することができ、例えば無機微粒子、有機微粒子などが挙げられるが、無機微粒子が好ましい。これらの外添剤は少なくとも1種を添加することが好ましく、1〜3種を添加することがより好ましい。
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、又はこれらを疎水化処理したものなどが挙げられる。これらの中でも、シリカ、酸化チタン、疎水化処理されたシリカ、疎水化処理された酸化チタンが好ましい。
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、又はこれらを疎水化処理したものなどが挙げられる。これらの中でも、シリカ、酸化チタン、疎水化処理されたシリカ、疎水化処理された酸化チタンが好ましい。
前記シリカ微粒子及び疎水化処理されたシリカ微粒子の市販品としては、例えば、HDK H2000、HDK H2000/4、HDK H2050EP、HVK 21、HDK H1303(いずれもヘキスト社製);R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも日本アエロジル社製)が挙げられる。
前記酸化チタン微粒子の市販品としては、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社製);TAF−140(富士チタン工業社製);MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれもテイカ社製)などが挙げられる。
前記疎水化処理された酸化チタン微粒子の市販品としては、例えば、T−805(日本アエロジル社製);STT−30A、STT−65S−S(いずれもチタン工業社製);TAF−500T、TAF−1500T(いずれも富士チタン工業社製);MT−100S、MT−100T(いずれもテイカ社製);IT−S(石原産業社製)などが挙げられる。
前記酸化チタン微粒子の市販品としては、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社製);TAF−140(富士チタン工業社製);MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれもテイカ社製)などが挙げられる。
前記疎水化処理された酸化チタン微粒子の市販品としては、例えば、T−805(日本アエロジル社製);STT−30A、STT−65S−S(いずれもチタン工業社製);TAF−500T、TAF−1500T(いずれも富士チタン工業社製);MT−100S、MT−100T(いずれもテイカ社製);IT−S(石原産業社製)などが挙げられる。
前記疎水化処理された無機微粒子は、例えば、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子などを、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤で処理して得ることができる。また、無機微粒子に対し、シリコーンオイルにより(必要ならば熱を加えて)処理したシリコーンオイル処理酸化物微粒子、無機微粒子も好適である。
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、アクリル変性シリコーンオイル、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、アクリル変性シリコーンオイル、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。
本発明のトナーにおいて、前記シリカ微粒子は少なくとも2種のシリカ微粒子A、Bを含有することが好ましく、シリカ微粒子Aの体積平均粒径が10〜60nmであることが好ましい。体積平均粒径が10nmよりも小さいと、トナー表面に容易に埋没してしまい、十分な流動性、帯電性を得られなくなることがある。また、前記シリカ微粒子Bの体積平均粒径は、スペーサー効果による保存性向上の観点から60〜120nmが好ましい。体積平均粒径が120nmよりも大きいと、十分な流動性を得られなくなることがある。
前記シリカ微粒子の添加量はトナー母体粒子100質量部に対して0.5〜5.0質量部が好ましい。添加量が0.5質量部よりも少ないと、十分な被覆効果が得られず、十分な流動性、帯電性を得られなくなることがある。またトナー表面同士が接触しやすくなるため、トナー同士の融着により保存性が悪化することがある。また添加量が5.0質量部よりも多いと、感光体へのフィルミングが発生することがある。
前記有機微粒子としては特に制限は無く、目的に応じて適宜選択することができ、例えばソープフリー乳化重合、懸濁重合、分散重合などによって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、シリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系重合体、熱硬化性樹脂などの微粒子が挙げられる。
<外添剤添加手段>
―脂肪酸金属塩混合工程―
脂肪酸金属塩混合工程は、トナー母体粒子に対し脂肪酸金属塩を添加し、混合してトナー母体粒子表面に脂肪酸金属塩を被覆する工程である。
脂肪酸金属塩の混合には一般の粉体の混合機を用いればよいが、ジャケット等を装備した、内部の温度を調節できるものが好ましい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。又はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、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。
―脂肪酸金属塩混合工程―
脂肪酸金属塩混合工程は、トナー母体粒子に対し脂肪酸金属塩を添加し、混合してトナー母体粒子表面に脂肪酸金属塩を被覆する工程である。
脂肪酸金属塩の混合には一般の粉体の混合機を用いればよいが、ジャケット等を装備した、内部の温度を調節できるものが好ましい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。又はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、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。
―外添剤添加工程―
外添剤添加工程は、脂肪酸金属塩以外の外添剤を添加し、トナー表面に外添剤を付着させる工程である。混合は脂肪酸金属塩の場合と同様にして行うことができる。次いで、250メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去すればトナーが得られる。
外添剤添加工程は、脂肪酸金属塩以外の外添剤を添加し、トナー表面に外添剤を付着させる工程である。混合は脂肪酸金属塩の場合と同様にして行うことができる。次いで、250メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去すればトナーが得られる。
本発明のトナーは、以下のような方法で製造することにより、好ましいBET比表面積に調整することができる。
<好ましいトナーの製造方法:溶解懸濁>
本発明のトナーは、例えば、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液を、水系媒体中に乳化又は分散させ、次いで、前記有機溶剤を除去することにより製造することができる。このとき、トナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液が、結着樹脂成分として更に結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
<好ましいトナーの製造方法:溶解懸濁>
本発明のトナーは、例えば、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液を、水系媒体中に乳化又は分散させ、次いで、前記有機溶剤を除去することにより製造することができる。このとき、トナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液が、結着樹脂成分として更に結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
例えば、有機溶剤中に、少なくとも着色剤、離型剤、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又は分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物を溶解させ、次いで、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とし、該乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を伸長及び/又は架橋反応させた後、有機溶剤を除去する方法がより好ましい。
本発明のトナーにおける結着樹脂としては、結晶性樹脂と非結晶性樹脂を含有することが好ましい。中で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が好ましい。
<結晶性ポリエステル樹脂>
本発明のトナーは、前記結着樹脂成分として結晶性ポリエステル樹脂を含有させることにより、良好な低温定着性を付与することが出来る。
また、トナー中に結着樹脂として存在する結晶性ポリエステル樹脂は、高い結晶性を有するが故に、定着開始温度付近において急激な粘度低下を示すという熱溶融特性を有している。つまり、結晶性ポリエステル樹脂を用いることによって溶融開始温度直前までは結晶性により耐熱保存性が良好であり、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こして定着することから、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することができる。
<結晶性ポリエステル樹脂>
本発明のトナーは、前記結着樹脂成分として結晶性ポリエステル樹脂を含有させることにより、良好な低温定着性を付与することが出来る。
また、トナー中に結着樹脂として存在する結晶性ポリエステル樹脂は、高い結晶性を有するが故に、定着開始温度付近において急激な粘度低下を示すという熱溶融特性を有している。つまり、結晶性ポリエステル樹脂を用いることによって溶融開始温度直前までは結晶性により耐熱保存性が良好であり、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こして定着することから、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分として炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物及びこれらの誘導体と、酸性分として二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、又は、炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸及びこれらの誘導体を用いて合成される。
上記の中でも、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が高く、融点付近で急激な粘度変化を示す観点から、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれかの炭素数4〜12の飽和ジオール成分と、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれかの炭素数4〜12の飽和ジカルボン酸成分のみからなるものが好ましい。
上記の中でも、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が高く、融点付近で急激な粘度変化を示す観点から、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれかの炭素数4〜12の飽和ジオール成分と、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれかの炭素数4〜12の飽和ジカルボン酸成分のみからなるものが好ましい。
<非結晶性ポリエステル樹脂>
前記結着樹脂成分として用いる非結晶性ポリエステル樹脂としては、非結晶性の未変性ポリエステル樹脂が好ましい。
なお、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を伸長及び/又は架橋反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(詳細は後述する)と、未変性の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を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分と、未変性のポリエステル樹脂を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分とは、類似の組成であることが好ましい。
前記結着樹脂成分として用いる非結晶性ポリエステル樹脂としては、非結晶性の未変性ポリエステル樹脂が好ましい。
なお、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を伸長及び/又は架橋反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(詳細は後述する)と、未変性の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を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分と、未変性のポリエステル樹脂を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分とは、類似の組成であることが好ましい。
非結晶性ポリエステル樹脂に用いられるアルコール成分としては、2価のアルコール(ジオール)、具体的には、炭素数2〜36のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオールなど);炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなど);炭素数6〜36の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);上記脂環式ジオールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド〔エチレンオキシド(以下、EOと略記する)、プロピレンオキシド(以下、POと略記する)、ブチレンオキシド(以下、BOと略記する)など〕付加物(付加モル数1〜30);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30)などが挙げられる。
また、前記の2価のオールに加えて3価以上(3〜8価又はそれ以上)のアルコール成分を含有してもよく、具体的には、炭素数3〜36の3〜8価又はそれ以上の脂肪族多価アルコール(アルカンポリオール及びその分子内もしくは分子間脱水物、例えば、グリセリン、トリエチロールエタン、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、ソルビタン、ポリグリセリン、ジペンタエリスリトール;糖類及びその誘導体、例えば、庶糖、メチルグルコシド);上記脂肪族多価アルコールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数1〜30);トリスフェノール類(トリスフェノールPAなど)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30);ノボラック樹脂(フェノールノボラック及びクレゾールノボラックなど:平均重合度3〜60)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30)などが挙げられる。
非結晶性ポリエステル樹脂に用いられるカルボン酸成分としては、2価のカルボン酸(ジカルボン酸)、具体的には、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(コハク酸、アピジン酸、セバシン酸など)及びアルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸など);炭素数4〜36の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)など〕;炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸など);炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はこれらの誘導体、及びナフタレンジカルボン酸など)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のアルケンジカルボン酸、及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。なお、ポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキル(炭素数1〜4)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)を用いてもよい。
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケンジカルボン酸、及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。なお、ポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキル(炭素数1〜4)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)を用いてもよい。
また、前記の2価のカルボン酸に加えて3価以上(3〜6価又はそれ以上)のカルボン酸成分を含有してもよく、具体的には、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);不飽和カルボン酸のビニル重合体[数平均分子量(以下、Mnと記載、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による:450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、α−オレフィン/マレイン酸共重合体、スチレン/フマル酸共重合体など)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、特に好ましいものはトリメリット酸及びピロメリット酸である。なお、3価以上のポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキル(炭素数1〜4)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)を用いてもよい。
これらのうち好ましいものは、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、特に好ましいものはトリメリット酸及びピロメリット酸である。なお、3価以上のポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキル(炭素数1〜4)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)を用いてもよい。
<結着樹脂前駆体:プレポリマー>
前記結着樹脂成分は、更に結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
また、本発明のトナーとしては、有機溶剤中に、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、非結晶性ポリエステル樹脂、及びこれら以外の結着樹脂成分を溶解又は分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物を溶解させ、次いで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とし、該乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を伸長及び/又は架橋反応させた後、有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
換言すると、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を含有する結着樹脂成分、着色剤及び離型剤を含む油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物を溶解させた後、分散剤を含む水系媒体中に、前記化合物を溶解させた油相を分散させて分散液とし、該分散液中で前記結着樹脂前駆体を前記化合物と反応させて伸長及び/又は架橋反応させた後、前記有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
前記結着樹脂成分は、更に結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
また、本発明のトナーとしては、有機溶剤中に、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、非結晶性ポリエステル樹脂、及びこれら以外の結着樹脂成分を溶解又は分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物を溶解させ、次いで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とし、該乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を伸長及び/又は架橋反応させた後、有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
換言すると、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を含有する結着樹脂成分、着色剤及び離型剤を含む油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物を溶解させた後、分散剤を含む水系媒体中に、前記化合物を溶解させた油相を分散させて分散液とし、該分散液中で前記結着樹脂前駆体を前記化合物と反応させて伸長及び/又は架橋反応させた後、前記有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
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ものが好ましく、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が挙げられる。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)の向上に効果を及ぼす。
このポリエステルプレポリマーは、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により容易に合成することが出来る。ここで、ベースとなるポリエステル樹脂としては、前述した非結晶性ポリエステル樹脂(未変性のポリエステル樹脂)を用いることができる。
このポリエステルプレポリマーは、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により容易に合成することが出来る。ここで、ベースとなるポリエステル樹脂としては、前述した非結晶性ポリエステル樹脂(未変性のポリエステル樹脂)を用いることができる。
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;及びこれらの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が代表例として挙げられる。
また、エポキシ化剤としては、エピクロロヒドリンなどが代表例として挙げられる。
イソシアネート化剤の比率は、イソシアネート基[NCO]と、ベースとなるポリエステル樹脂の水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]で、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、更に好ましくは2.5/1〜1.5/1である。前記当量比が5を超えると低温定着性が悪化する。また、前記当量比が1未満では、このポリエステルプレポリマーのウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
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質量%、好ましくは1〜30質量%、更に好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%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質量%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、更に好ましくは、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、質量平均分子量が5×103〜5×104が好ましい。
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質量%、好ましくは1〜30質量%、更に好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%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質量%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、更に好ましくは、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、質量平均分子量が5×103〜5×104が好ましい。
<結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物>
結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物としては、活性水素を有する化合物が挙げられ、その代表としてアミン類が挙げられる。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、及び、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);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。
結着樹脂前駆体と伸長及び/又は架橋反応する化合物としては、活性水素を有する化合物が挙げられ、その代表としてアミン類が挙げられる。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、及び、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);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。
これらのアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物、ジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物、ジアミン化合物のアミノ基をブロックした化合物である。
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。
これらのアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物、ジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物、ジアミン化合物のアミノ基をブロックした化合物である。
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂は、未変性の非結晶性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。
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。
有機溶剤中にウレア変性ポリエステル樹脂等の変性ポリエステル樹脂を含有する場合、変性ポリエステル樹脂は、ワンショット法等により製造することができる。
一例として、ウレア変性ポリエステル樹脂の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、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。更に、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。
有機溶剤中にウレア変性ポリエステル樹脂等の変性ポリエステル樹脂を含有する場合、変性ポリエステル樹脂は、ワンショット法等により製造することができる。
一例として、ウレア変性ポリエステル樹脂の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、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。更に、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。
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、溶剤を用いることもできる。
溶剤としては、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)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。
溶剤としては、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)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。
本発明において、油相に含有させる結着樹脂成分としては、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、結着樹脂前駆体、未変性樹脂を併用してもよいが、更にこれらの結着樹脂以外の結着樹脂成分を含有させてもよい。結着樹脂成分としては、ポリエステル樹脂を含有することが好ましく、ポリエステル樹脂を50質量%以上含有することが更に好ましい。ポリエステル樹脂の含有量が50質量%未満では低温定着性が低下することがある。結着樹脂成分の全てがポリエステル樹脂であることが特に好ましい。
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。
<結晶性ポリエステル樹脂、離型剤の融点とトナーの流出開始温度の関係>
前述したような製造方法で製造されるトナーのうち、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有し、離型剤はエステルワックスであるトナーの場合、
前記離型剤の融点Tm1と、前記結晶性ポリエステルの融点Tm2が、下記式(1)を満たし、トナーの流出開始温度TfbとTm2が下記式(2)を満たし、かつ前記結晶性ポリエステルの融点Tm2が55〜80℃であることが好ましい。
Tm1、Tm2、Tfbが特定の関係を満たすことにより、低温定着性と耐熱保存性を両立させることができ、長期保管後も高い画像品質が得られる。
Tm2≦Tm1≦Tm2+20℃ (1)
Tm2+12℃<Tfb<Tm2+25℃ (2)
前述したような製造方法で製造されるトナーのうち、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有し、離型剤はエステルワックスであるトナーの場合、
前記離型剤の融点Tm1と、前記結晶性ポリエステルの融点Tm2が、下記式(1)を満たし、トナーの流出開始温度TfbとTm2が下記式(2)を満たし、かつ前記結晶性ポリエステルの融点Tm2が55〜80℃であることが好ましい。
Tm1、Tm2、Tfbが特定の関係を満たすことにより、低温定着性と耐熱保存性を両立させることができ、長期保管後も高い画像品質が得られる。
Tm2≦Tm1≦Tm2+20℃ (1)
Tm2+12℃<Tfb<Tm2+25℃ (2)
<エステルワックスを含有するトナー>
前記エステルワックスとしては、長鎖アルキル基を含有する直鎖脂肪酸と一価のアルコールから合成されるモノエステルワックス、又は直鎖脂肪酸と多価アルコールから合成される飽和エステルワックスが好ましく、定着性、離型性、揮発性の観点から、モノエステルワックスが特に好ましい。エステルワックスとしては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記エステルワックスは、通常、長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸と、長鎖高級アルコール又は多価アルコールとをエステル化反応させて合成される。
前記長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸、及び前記長鎖高級アルコール又は多価アルコールは、通常天然物から得られることが多く、一般的には、偶数の炭素数を有する混合物から構成されている。
前記エステルワックスとしては、長鎖アルキル基を含有する直鎖脂肪酸と一価のアルコールから合成されるモノエステルワックス、又は直鎖脂肪酸と多価アルコールから合成される飽和エステルワックスが好ましく、定着性、離型性、揮発性の観点から、モノエステルワックスが特に好ましい。エステルワックスとしては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記エステルワックスは、通常、長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸と、長鎖高級アルコール又は多価アルコールとをエステル化反応させて合成される。
前記長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸、及び前記長鎖高級アルコール又は多価アルコールは、通常天然物から得られることが多く、一般的には、偶数の炭素数を有する混合物から構成されている。
前記長鎖脂肪酸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、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
前記多価カルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラキス(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、これらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
前記多価カルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラキス(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、これらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
前記長鎖高級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、カプリルアルコール、カプリックアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラチジルアルコール、ベヘニルアルコール、リグノセリルアルコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記エステル化反応は、例えば、250℃未満の常圧又は減圧下で、好ましくは窒素等の不活性ガス中で行う。前記長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸と、前記長鎖高級アルコール又は多価アルコールとの反応割合は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記エステル化反応に際し、エステル化触媒や溶剤を少量存在させてもよい。
前記エステル化触媒としては、例えば、テトラブトキシチタネート、テトラプロピオキシチタネート等の有機チタン化合物、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンオキサイドのような有機錫化合物、有機鉛化合物等が用いられる。前記溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット等の芳香族溶剤が用いられる。
前記長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸と、前記長鎖高級アルコール又は多価アルコールとをそのままエステル化した場合、目的とするエステル化合物の他に各種の類似構造物を持つ副生成物を生成するため、トナーの各特性に悪影響を及ぼしやすい。そこで、原材料や生成物を溶剤抽出や減圧蒸留操作を用いて精製し、本発明で使用するエステルワックスを得ることが好ましい。
前記エステル化触媒としては、例えば、テトラブトキシチタネート、テトラプロピオキシチタネート等の有機チタン化合物、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンオキサイドのような有機錫化合物、有機鉛化合物等が用いられる。前記溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット等の芳香族溶剤が用いられる。
前記長鎖脂肪酸又は多価カルボン酸と、前記長鎖高級アルコール又は多価アルコールとをそのままエステル化した場合、目的とするエステル化合物の他に各種の類似構造物を持つ副生成物を生成するため、トナーの各特性に悪影響を及ぼしやすい。そこで、原材料や生成物を溶剤抽出や減圧蒸留操作を用いて精製し、本発明で使用するエステルワックスを得ることが好ましい。
<前記式(1)について>
定着プロセスにおいて、トナーは定着機から熱を受けることにより内部に熱が伝わり、結着樹脂及び離型剤が溶融すると共にトナーが可塑化及び変形することで定着画像が得られる。ここで、定着時の離型剤と結着樹脂の挙動を検討したところ、結着樹脂に含まれる結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶し粘弾性が急激に低下した後に、離型剤が溶融して定着画像表面に染み出すことにより、良好な離型効果が発現することを見出した。一般的に結晶性物質は溶融すると体積膨張することが知られており、本発明のトナーが含有する結晶性ポリエステル樹脂やエステルワックスも同様の挙動を示す。
トナーが含有する離型剤の溶融が結晶性ポリエステル樹脂よりも早い、即ち離型剤の融点(Tm1)が結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm2)よりも低いと、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂のトナー粒子内部での配置が不均一となり、シャープメルト性を阻害することがある。また低融点の離型剤は耐熱保存性を悪化させるほか、揮発による機内汚染も発生させることもある。故に、Tm2≦Tm1、とすることが好ましい。
一方、Tm1がTm2+20℃よりも高いと、離型剤の融点(Tm1)が高いため低温定着性が悪化することがある。したがって、式(1)を満たすことが好ましく、Tm2+3℃≦Tm1≦Tm2+10℃を満たすことがより好ましい。
定着プロセスにおいて、トナーは定着機から熱を受けることにより内部に熱が伝わり、結着樹脂及び離型剤が溶融すると共にトナーが可塑化及び変形することで定着画像が得られる。ここで、定着時の離型剤と結着樹脂の挙動を検討したところ、結着樹脂に含まれる結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶し粘弾性が急激に低下した後に、離型剤が溶融して定着画像表面に染み出すことにより、良好な離型効果が発現することを見出した。一般的に結晶性物質は溶融すると体積膨張することが知られており、本発明のトナーが含有する結晶性ポリエステル樹脂やエステルワックスも同様の挙動を示す。
トナーが含有する離型剤の溶融が結晶性ポリエステル樹脂よりも早い、即ち離型剤の融点(Tm1)が結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm2)よりも低いと、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂のトナー粒子内部での配置が不均一となり、シャープメルト性を阻害することがある。また低融点の離型剤は耐熱保存性を悪化させるほか、揮発による機内汚染も発生させることもある。故に、Tm2≦Tm1、とすることが好ましい。
一方、Tm1がTm2+20℃よりも高いと、離型剤の融点(Tm1)が高いため低温定着性が悪化することがある。したがって、式(1)を満たすことが好ましく、Tm2+3℃≦Tm1≦Tm2+10℃を満たすことがより好ましい。
<前記式(2)について>
次に、トナーの温度が結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm2)を超えると、トナーに含有される他の結着樹脂と相溶し溶融状態となる。この時、部分的に相溶した箇所があると、部分相溶した箇所の熱特性はメイン樹脂に含まれる非結晶性ポリエステル樹脂のものに近づく。即ちその相溶部分を基点としてトナー全体の相溶が開始されることから、トナーの変形が始まる温度がTm2に近づく。一方、相溶化部分はトナーの周辺温度が上昇することにより軟化しやすく、軟化した部分同士でトナーが緩い力で接着することがあり、定着プロセスにおいて画像品質の悪化の原因となる。そのため、複写機の中でも機内温度が上昇しやすい高速機や、長期保管が必要になる場合には相溶化部分を限りなく少なくしなければならない。そこで、一定圧力に対するトナーの変形しやすさという観点から、トナーの流出開始温度(Tfb)とTm2の関係を検討したところ、Tm2+12℃<Tfbであれば部分相溶が少ないトナーであることが分かった。一方、Tm2+25℃よりも高い温度では、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の相溶性が悪く、シャープメルト性が発現しないため、低温定着性が発揮されない。したがって、式(2)を満たすことが好ましい。
次に、トナーの温度が結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm2)を超えると、トナーに含有される他の結着樹脂と相溶し溶融状態となる。この時、部分的に相溶した箇所があると、部分相溶した箇所の熱特性はメイン樹脂に含まれる非結晶性ポリエステル樹脂のものに近づく。即ちその相溶部分を基点としてトナー全体の相溶が開始されることから、トナーの変形が始まる温度がTm2に近づく。一方、相溶化部分はトナーの周辺温度が上昇することにより軟化しやすく、軟化した部分同士でトナーが緩い力で接着することがあり、定着プロセスにおいて画像品質の悪化の原因となる。そのため、複写機の中でも機内温度が上昇しやすい高速機や、長期保管が必要になる場合には相溶化部分を限りなく少なくしなければならない。そこで、一定圧力に対するトナーの変形しやすさという観点から、トナーの流出開始温度(Tfb)とTm2の関係を検討したところ、Tm2+12℃<Tfbであれば部分相溶が少ないトナーであることが分かった。一方、Tm2+25℃よりも高い温度では、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の相溶性が悪く、シャープメルト性が発現しないため、低温定着性が発揮されない。したがって、式(2)を満たすことが好ましい。
ここで、トナーの流出開始温度(Tfb)は島津製作所製の高架式フローテスターCFT500型を用いて測定できる。フローテスターのフローカーブは図1(a)及び(b)に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Tsはトナーの軟化温度、1/2法における溶融温度は「T1/2温度」のことである。
《測定条件》
荷重:10kg/cm2、昇温速度:3.0℃/min、
ダイ口径:0.50mm、ダイ長さ:1.0mm
《測定条件》
荷重:10kg/cm2、昇温速度:3.0℃/min、
ダイ口径:0.50mm、ダイ長さ:1.0mm
<式(1)を満たすようにするための調整方法>
Tm1及びTm2は、任意の離型剤及び結晶性ポリエステル樹脂から適当なものを選択することにより調整することができる。
<式(2)を満たすようにするための調整方法>
Tfbは、トナーの製造方法に依存し、製造過程で変化した結着樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の結晶状態により変化する。
トナーの製造工程において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相溶させない方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
有機溶剤中に、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とを含む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剤を除去することによってトナーを得るトナーの製造方法において、結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶剤中で高温にすると溶解し、冷却すると再結晶化するが、その際に、結晶性ポリエステル樹脂単独で加熱溶解及び冷却することにより、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを相溶させないようにすることができる。この工程で非結晶性ポリエステル樹脂を混在させると、加熱溶解時に結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶してしまい、トナーにおいて結晶性ポリエステル樹脂のシャープメルト性が活かされない。そのため、上記加熱溶解/冷却工程では、有機溶剤中で結晶性ポリエステル樹脂単独で行う必要がある。このとき、冷却過程で析出する結晶性ポリエステル樹脂の分散粒径は溶液の濃度や冷却速度によって決まる。そして、冷却後、分散液に非結晶性ポリエステル樹脂を溶解し、機械的粉砕装置で微粒子化することにより、樹脂微粒子分散液を製造することができる。機械的粉砕装置による微分散化では、粘度の上昇と共に分散液にシェアがかかって分散液温度が上昇し、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶するため、分散液温度を結晶性ポリエステル樹脂が有機溶剤に溶解する温度よりも高くならないように分散を行えば、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の相溶を防ぐことができる。
Tm1及びTm2は、任意の離型剤及び結晶性ポリエステル樹脂から適当なものを選択することにより調整することができる。
<式(2)を満たすようにするための調整方法>
Tfbは、トナーの製造方法に依存し、製造過程で変化した結着樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の結晶状態により変化する。
トナーの製造工程において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相溶させない方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
有機溶剤中に、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とを含む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剤を除去することによってトナーを得るトナーの製造方法において、結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶剤中で高温にすると溶解し、冷却すると再結晶化するが、その際に、結晶性ポリエステル樹脂単独で加熱溶解及び冷却することにより、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを相溶させないようにすることができる。この工程で非結晶性ポリエステル樹脂を混在させると、加熱溶解時に結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶してしまい、トナーにおいて結晶性ポリエステル樹脂のシャープメルト性が活かされない。そのため、上記加熱溶解/冷却工程では、有機溶剤中で結晶性ポリエステル樹脂単独で行う必要がある。このとき、冷却過程で析出する結晶性ポリエステル樹脂の分散粒径は溶液の濃度や冷却速度によって決まる。そして、冷却後、分散液に非結晶性ポリエステル樹脂を溶解し、機械的粉砕装置で微粒子化することにより、樹脂微粒子分散液を製造することができる。機械的粉砕装置による微分散化では、粘度の上昇と共に分散液にシェアがかかって分散液温度が上昇し、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶するため、分散液温度を結晶性ポリエステル樹脂が有機溶剤に溶解する温度よりも高くならないように分散を行えば、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の相溶を防ぐことができる。
<Tm1、Tm2の測定方法>
トナー中の結晶性ポリエステル樹脂及び離型剤の吸熱ピーク温度(融点)は、DSCシステム(示差走査熱量計)(Q−200:TAインスツルメンツ社製)を用いて以下の方法で測定できる。
まず、測定対象のトナー約5.0mgを、アルミニウム製の試料容器に精秤して入れ、この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(流量50mL/min)、昇温速度1℃/min、温度変調周期60秒、温度変調振幅0.159℃で−20℃から150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却させ、前記示差走査熱量計によりDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、一回目の昇温時におけるDSC曲線の結晶性ポリエステル樹脂及び離型剤に相当する吸熱ピークを選択し、吸熱量を算出する。
トナー中の結晶性ポリエステル樹脂及び離型剤の吸熱ピーク温度(融点)は、DSCシステム(示差走査熱量計)(Q−200:TAインスツルメンツ社製)を用いて以下の方法で測定できる。
まず、測定対象のトナー約5.0mgを、アルミニウム製の試料容器に精秤して入れ、この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(流量50mL/min)、昇温速度1℃/min、温度変調周期60秒、温度変調振幅0.159℃で−20℃から150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却させ、前記示差走査熱量計によりDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、一回目の昇温時におけるDSC曲線の結晶性ポリエステル樹脂及び離型剤に相当する吸熱ピークを選択し、吸熱量を算出する。
<樹脂の吸熱ピーク温度(融点)、ガラス転移温度(Tg)の測定方法>
本発明における樹脂の融点、及びTgは、例えば、DSCシステム(示差走査熱量計)(DSC−60:島津製作所製)を用いて測定することができる。
具体的には、対象試料の融点、及びTgは、下記手順により測定できる。
まず、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、この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10℃/minで150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却させ、更に昇温速度10℃/minで150℃まで加熱し、前記示差走査熱量計を用いてDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温一回目におけるTgを、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温二回目におけるTgを求めることが出来る。また、得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温一回目における融点を、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、対象試料の昇温二回目における融点を求めることが出来る。
本発明では、対象試料としてトナーを用いた際の一回目昇温時におけるTgをTg1st、同じく二回目昇温時におけるTgをTg2ndとする。
また本発明では、各構成成分の二回目昇温時における融点、Tgを各対象試料の融点、Tgとする。
本発明における樹脂の融点、及びTgは、例えば、DSCシステム(示差走査熱量計)(DSC−60:島津製作所製)を用いて測定することができる。
具体的には、対象試料の融点、及びTgは、下記手順により測定できる。
まず、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、この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10℃/minで150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却させ、更に昇温速度10℃/minで150℃まで加熱し、前記示差走査熱量計を用いてDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温一回目におけるTgを、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温二回目におけるTgを求めることが出来る。また、得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温一回目における融点を、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、対象試料の昇温二回目における融点を求めることが出来る。
本発明では、対象試料としてトナーを用いた際の一回目昇温時におけるTgをTg1st、同じく二回目昇温時におけるTgをTg2ndとする。
また本発明では、各構成成分の二回目昇温時における融点、Tgを各対象試料の融点、Tgとする。
<トナーの概要>
本発明のトナーの粒度分布は、コールターカウンター法を用いて測定できる。
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及びコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
本発明では、コールターカウンターTA−II型測定装置に、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)を介して、PC−9801パーソナルコンピューター(NEC社製)を接続し、粒度分布を測定する。
具体的には、まず、電解液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ホン酸塩)を0.1〜5mL加える。なお、電解液とは、1級塩化ナトリウムを用いて、約1質量%の水溶液を調製したものであり、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。次に、試料を2〜20mg加えて懸濁させた後に、超音波分散機で1〜3分間分散させる。100μmアパーチャーを用いて、得られた分散液からトナーの体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出する。
本発明のトナーの粒度分布は、コールターカウンター法を用いて測定できる。
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及びコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
本発明では、コールターカウンターTA−II型測定装置に、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)を介して、PC−9801パーソナルコンピューター(NEC社製)を接続し、粒度分布を測定する。
具体的には、まず、電解液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ホン酸塩)を0.1〜5mL加える。なお、電解液とは、1級塩化ナトリウムを用いて、約1質量%の水溶液を調製したものであり、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。次に、試料を2〜20mg加えて懸濁させた後に、超音波分散機で1〜3分間分散させる。100μmアパーチャーを用いて、得られた分散液からトナーの体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出する。
なお、チャンネルは、次の13チャンネルを使用し、粒径が2.00μm以上、40.30μm未満の粒子を対象とする。
・ 2.00μm以上、 2.52μm未満
・ 2.52μm以上、 3.17μm未満
・ 3.17μm以上、 4.00μm未満
・ 4.00μm以上、 5.04μm未満
・ 5.04μm以上、 6.35μm未満
・ 6.35μm以上、 8.00μm未満
・ 8.00μm以上、10.08μm未満
・10.08μm以上、12.70μm未満
・12.70μm以上、16.00μm未満
・16.00μm以上、20.20μm未満
・20.20μm以上、25.40μm未満
・25.40μm以上、32.00μm未満
・32.00μm以上、40.30μm未満
・ 2.00μm以上、 2.52μm未満
・ 2.52μm以上、 3.17μm未満
・ 3.17μm以上、 4.00μm未満
・ 4.00μm以上、 5.04μm未満
・ 5.04μm以上、 6.35μm未満
・ 6.35μm以上、 8.00μm未満
・ 8.00μm以上、10.08μm未満
・10.08μm以上、12.70μm未満
・12.70μm以上、16.00μm未満
・16.00μm以上、20.20μm未満
・20.20μm以上、25.40μm未満
・25.40μm以上、32.00μm未満
・32.00μm以上、40.30μm未満
本発明のトナーの体積平均粒径は3〜7μmが好ましく、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比が1.2以下であることが好ましい。また、粒径が2μm以下の成分が10個数%以下であることが好ましい。
また、本発明のトナーには、必要に応じて着色剤、離型剤、帯電制御剤等のトナー材料として周知慣用のものを含有させてもよく、有機溶剤を除去した後にトナー表面に外添剤を付着させてもよい。
また、本発明のトナーには、必要に応じて着色剤、離型剤、帯電制御剤等のトナー材料として周知慣用のものを含有させてもよく、有機溶剤を除去した後にトナー表面に外添剤を付着させてもよい。
・着色剤
着色剤としては公知の染料及び顔料を適宜使用でき、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。
着色剤としては公知の染料及び顔料を適宜使用でき、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。
着色剤は結着樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、先に挙げた変性、未変性ポリエステル樹脂の他に、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などのスチレン及びその置換体の重合体;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−ビニルナフタリン共重合体、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−クロル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などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、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、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、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などが挙げられ、これらを単独で又は混合して使用できる。
マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、先に挙げた変性、未変性ポリエステル樹脂の他に、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などのスチレン及びその置換体の重合体;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−ビニルナフタリン共重合体、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−クロル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などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、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、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、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などが挙げられ、これらを単独で又は混合して使用できる。
マスターバッチは、マスターバッチ用の結着樹脂と着色剤を高せん断力をかけて混合、混練して得ることができる。この際、着色剤と結着樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いてもよい。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結着樹脂や有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を結着樹脂側に移行させ、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い。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。
・帯電制御剤
帯電制御剤としては公知のものを適宜使用でき、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、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、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。
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。
帯電制御剤としては公知のものを適宜使用でき、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、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、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。
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、結着樹脂の種類、必要に応じて使用される外添剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるので、一義的に規定できないが、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましく、より好ましくは、0.2〜5質量部である。10質量部を越えると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。また、0.1質量部未満では帯電制御剤の効果が充分得られない。
これらの帯電制御剤はマスターバッチや結着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、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー粒子作成後、トナー表面に固定化させてもよい。
これらの帯電制御剤はマスターバッチや結着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、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー粒子作成後、トナー表面に固定化させてもよい。
<現像剤>
本発明の現像剤は、上記本発明のトナーを含有するが、更にキャリア等の成分を含有してもよく、トナーからなる一成分現像剤、トナーとキャリアからなる二成分現像剤等として用いることができる。しかし、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等には、寿命向上等の点で二成分現像剤が好ましい。これらの現像剤は、磁性一成分現像法、非磁性一成分現像法、二成分現像法等の公知の各種電子写真法に用いることができる。
本発明のトナーを一成分現像剤として用いると、トナーの収支が行われてもトナーの粒径の変動が少なく、現像ローラーへのトナーのフィルミングやトナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を抑制することができ、現像装置の長期使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、本発明のトナーを二成分現像剤として用いると、長期に亘るトナーの収支が行われても、トナーの粒径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
本発明の現像剤は、上記本発明のトナーを含有するが、更にキャリア等の成分を含有してもよく、トナーからなる一成分現像剤、トナーとキャリアからなる二成分現像剤等として用いることができる。しかし、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等には、寿命向上等の点で二成分現像剤が好ましい。これらの現像剤は、磁性一成分現像法、非磁性一成分現像法、二成分現像法等の公知の各種電子写真法に用いることができる。
本発明のトナーを一成分現像剤として用いると、トナーの収支が行われてもトナーの粒径の変動が少なく、現像ローラーへのトナーのフィルミングやトナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を抑制することができ、現像装置の長期使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、本発明のトナーを二成分現像剤として用いると、長期に亘るトナーの収支が行われても、トナーの粒径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
二成分現像剤中のキャリアの含有量は90〜98質量%が好ましく、93〜97質量%が更に好ましい。
キャリアは特に限定されないが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有することが好ましい。
芯材の材料としては、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。なお、画像濃度の確保の点では、芯材として、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料を用いることが好ましい。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は、芯材として、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料を用いることが好ましい。
芯材の体積平均粒径(D50)は10〜150μmが好ましく、20〜80μmが更に好ましい。D50が10μm未満では、キャリアの粒径分布において微粉が多くなるため1粒子当たりの磁化が低下し、キャリアの飛散が生じることがある。一方、D50が150μmを超えると、キャリアの比表面積が低下しトナーの飛散が生じることがある。その結果、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現性が低下することがある。
キャリアは特に限定されないが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有することが好ましい。
芯材の材料としては、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。なお、画像濃度の確保の点では、芯材として、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料を用いることが好ましい。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は、芯材として、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料を用いることが好ましい。
芯材の体積平均粒径(D50)は10〜150μmが好ましく、20〜80μmが更に好ましい。D50が10μm未満では、キャリアの粒径分布において微粉が多くなるため1粒子当たりの磁化が低下し、キャリアの飛散が生じることがある。一方、D50が150μmを超えると、キャリアの比表面積が低下しトナーの飛散が生じることがある。その結果、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現性が低下することがある。
樹脂層の材料としては、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体の共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。
前記アミノ系樹脂としては、例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
前記ポリビニル系樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
前記ポリスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体等が挙げられる。
前記ハロゲン化オレフィン樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
前記ポリビニル系樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
前記ポリスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体等が挙げられる。
前記ハロゲン化オレフィン樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
また、樹脂層は必要に応じて導電粉等を含有してもよい。導電粉の材料としては、例えば、金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。
なお、導電粉の体積平均粒径は1μm以下が好ましい。体積平均粒径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
樹脂層は、例えば、シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布液を調製した後、公知の塗布方法により、芯材の表面に塗布液を塗布して、乾燥及び焼付を行うことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。また、溶剤としては、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、セルソルブチルアセテート等が挙げられる。更に、焼付方法としては、外部加熱方式及び内部加熱方式のいずれであってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロ波を用いる方法等が挙げられる。
なお、導電粉の体積平均粒径は1μm以下が好ましい。体積平均粒径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
樹脂層は、例えば、シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布液を調製した後、公知の塗布方法により、芯材の表面に塗布液を塗布して、乾燥及び焼付を行うことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。また、溶剤としては、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、セルソルブチルアセテート等が挙げられる。更に、焼付方法としては、外部加熱方式及び内部加熱方式のいずれであってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロ波を用いる方法等が挙げられる。
キャリアにおける樹脂層の割合は、0.01〜5.0質量%が好ましい。0.01質量%未満では、芯材の表面に均一な樹脂層を形成できないことがあり、5.0質量%を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリアが得られないことがある。
本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器は特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができるが、容器本体とキャップを有するもの等が挙げられる。また、容器本体の大きさ、形状、構造、材質等は特に限定されないが、形状は、円筒状等であることが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより、内容物である現像剤が排出口側に移行することが可能であり、スパイラル状の凹凸の一部又は全てが蛇腹機能を有することが特に好ましい。更に、材質も特に限定されないが、寸法精度がよいものであることが好ましく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、BS樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂材料が挙げられる。
現像剤収容容器は、保存、搬送等が容易であり取扱性に優れるため、後述するプロセスカートリッジ、画像形成装置等に着脱可能に取り付け、現像剤の補給に使用することができる。
現像剤収容容器は、保存、搬送等が容易であり取扱性に優れるため、後述するプロセスカートリッジ、画像形成装置等に着脱可能に取り付け、現像剤の補給に使用することができる。
<画像形成方法>
本発明のトナーを用いる画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程を少なくとも有することが好ましく、前記現像工程で上記トナーを用いる。また、前記各工程に加えて、クリーニング工程を有することが更に好ましく、必要に応じて、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を有してもよい。
本発明のトナーを用いる画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程を少なくとも有することが好ましく、前記現像工程で上記トナーを用いる。また、前記各工程に加えて、クリーニング工程を有することが更に好ましく、必要に応じて、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を有してもよい。
<画像形成装置>
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、定着手段を少なくとも有し、前記現像手段は本発明のトナーを用いるものである。また、前記各手段に加えて、クリーニング手段を有することが好ましく、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く、プロセス線速が300mm/s以上1500mm/s以下であることが好ましい。
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、定着手段を少なくとも有し、前記現像手段は本発明のトナーを用いるものである。また、前記各手段に加えて、クリーニング手段を有することが好ましく、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く、プロセス線速が300mm/s以上1500mm/s以下であることが好ましい。
<トナー移送装置>
本発明の画像形成装置は、1成分現像方式と2成分現像方式の何れにも使用することができ、2成分方式を採用する場合、トナー濃度等を検知して現像装置内におけるトナーとキャリアとの混合比を一定に保つように制御している。このため、現像装置を有するユニット内又はその近傍にトナーボトルやカートリッジ等のトナー収納容器を設け、該トナー収納容器から使用により消費された量に応じてトナーを現像装置へ移送する構成になっている。
図2にトナー移送装置の概略図を示す。トナー移送装置は現像装置(1)にトナーを補給するものであって、トナーを収納したトナー収納容器(3)、該トナー収納手段に収納されたトナーを該容器から搬出する手段、及び、現像装置(1)に移動する手段を有し、これら手段は吸引手段としての粉体ポンプ手段(2)を具備している。この粉体ポンプ手段(2)は、トナー収納容器(3)からトナーを搬出する手段のための吸引手段と、容器から搬出されたトナーを現像装置へ移動するための吸引手段を兼ねている。
本発明の画像形成装置は、1成分現像方式と2成分現像方式の何れにも使用することができ、2成分方式を採用する場合、トナー濃度等を検知して現像装置内におけるトナーとキャリアとの混合比を一定に保つように制御している。このため、現像装置を有するユニット内又はその近傍にトナーボトルやカートリッジ等のトナー収納容器を設け、該トナー収納容器から使用により消費された量に応じてトナーを現像装置へ移送する構成になっている。
図2にトナー移送装置の概略図を示す。トナー移送装置は現像装置(1)にトナーを補給するものであって、トナーを収納したトナー収納容器(3)、該トナー収納手段に収納されたトナーを該容器から搬出する手段、及び、現像装置(1)に移動する手段を有し、これら手段は吸引手段としての粉体ポンプ手段(2)を具備している。この粉体ポンプ手段(2)は、トナー収納容器(3)からトナーを搬出する手段のための吸引手段と、容器から搬出されたトナーを現像装置へ移動するための吸引手段を兼ねている。
図3は粉体ポンプ手段(2)の断面図であり、この粉体ポンプ手段(2)は従来公知のモーノポンプと呼ばれる、吸い込み型の1軸偏芯粉体ポンプ(4)を有している。粉体ポンプ(4)の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ(5)と、ゴム等の弾性体で作られた2条スクリュー形状に作られたステータ(6)と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ(7)とを有し、ステータ(6)はホルダ(7)に固定設置される。上記ロータ(5)は駆動源と駆動連結された歯車(8)、及び継ぎ手(9)を介して回転駆動される。
このように構成された粉体ポンプ(4)は、ロータ(5)が回転されることにより、ポンプに強い自吸力が生じ、ホルダ(7)先端の吸い込み部からトナーを吸い込み、吸い込んだトナーを軸継ぎ手(9)の近傍の排出部から送り出すことが可能となる。また、粉体ポンプ手段(2)には不図示のエアーポンプ管からエアーが供給され、そのエアーにより送り出すトナーの流動化が促進され、粉体ポンプ(4)によりトナーの移送が確実なものとなる。なお、吸引型粉体ポンプ(4)は専用モータ又は画像形成装置内のメインモータとクラッチを介して、その駆動が上記歯車に伝達して作動され、その駆動が制御される。
このポンプは構造が簡単でかつ小型であり、基本的にトナーを混合気として移送するため、スクリューやバドル等の機械的オーガ手段により行なうものと異なり、移送するトナー自体に負荷がかからず、移送によるトナーの劣化が生じないとされている。
このように構成された粉体ポンプ(4)は、ロータ(5)が回転されることにより、ポンプに強い自吸力が生じ、ホルダ(7)先端の吸い込み部からトナーを吸い込み、吸い込んだトナーを軸継ぎ手(9)の近傍の排出部から送り出すことが可能となる。また、粉体ポンプ手段(2)には不図示のエアーポンプ管からエアーが供給され、そのエアーにより送り出すトナーの流動化が促進され、粉体ポンプ(4)によりトナーの移送が確実なものとなる。なお、吸引型粉体ポンプ(4)は専用モータ又は画像形成装置内のメインモータとクラッチを介して、その駆動が上記歯車に伝達して作動され、その駆動が制御される。
このポンプは構造が簡単でかつ小型であり、基本的にトナーを混合気として移送するため、スクリューやバドル等の機械的オーガ手段により行なうものと異なり、移送するトナー自体に負荷がかからず、移送によるトナーの劣化が生じないとされている。
本発明の画像形成装置を用いて画像形成を行うことができ、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。
静電潜像形成工程は、光導電性絶縁体、感光体等の静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体の材質、形状、構造、大きさ等は特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができるが、形状は、ドラム状であることが好ましい。また、感光体としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体等が挙げられる。中でも、長寿命である点で、アモルファスシリコン感光体等が好ましい。
静電潜像形成工程は、光導電性絶縁体、感光体等の静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体の材質、形状、構造、大きさ等は特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができるが、形状は、ドラム状であることが好ましい。また、感光体としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体等が挙げられる。中でも、長寿命である点で、アモルファスシリコン感光体等が好ましい。
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器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器を少なくとも有する。
帯電器としては特に限定されないが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた公知の接触帯電器、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を用いることができる。
露光器としては、帯電器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器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う光背面方式を採用してもよい。
帯電器としては特に限定されないが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた公知の接触帯電器、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を用いることができる。
露光器としては、帯電器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器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う光背面方式を採用してもよい。
現像工程は、静電潜像を、本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する工程であり、可視像は、現像手段を用いて形成することができる。
現像手段は、本発明の現像剤で現像することができれば特に限定されないが、例えば、本発明の現像剤を収容し、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を用いることができ、現像剤収容容器を備えた現像器等が好ましい。
現像器は、乾式現像方式及び湿式現像方式のいずれであってもよく、また、単色用現像器及び多色用現像器のいずれであってもよく、例えば、本発明の現像剤を摩擦攪拌により帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有するもの等が挙げられる。現像器内では、例えば、トナーとキャリアが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、静電潜像担持体近傍に配置されており、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって、静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて、静電潜像担持体の表面にトナー像が形成される。なお、現像器に収容する現像剤は、本発明の現像剤であるが、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
現像手段は、本発明の現像剤で現像することができれば特に限定されないが、例えば、本発明の現像剤を収容し、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を用いることができ、現像剤収容容器を備えた現像器等が好ましい。
現像器は、乾式現像方式及び湿式現像方式のいずれであってもよく、また、単色用現像器及び多色用現像器のいずれであってもよく、例えば、本発明の現像剤を摩擦攪拌により帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有するもの等が挙げられる。現像器内では、例えば、トナーとキャリアが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、静電潜像担持体近傍に配置されており、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって、静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて、静電潜像担持体の表面にトナー像が形成される。なお、現像器に収容する現像剤は、本発明の現像剤であるが、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
転写工程は、例えば転写帯電器を用いて、トナー像が形成された静電潜像担持体を帯電することにより、トナー像を記録媒体に転写する工程であり、転写手段を用いて転写することができる。このとき、転写工程は、トナー像を中間転写体上に転写する一次転写工程と、中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体上に転写する二次転写工程を有することが好ましい。また、転写工程は、二色以上のトナー、好ましくはフルカラートナーを用いて、各色の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工程と、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工程を有することが更に好ましい。
転写手段は、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、転写手段(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器を少なくとも有することが好ましい。なお、転写手段は、1個又は2個以上の転写器を有することができる。
転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラー、圧力転写ローラー、粘着転写器等が挙げられる。
なお、記録媒体としては特に限定されず、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラー、圧力転写ローラー、粘着転写器等が挙げられる。
なお、記録媒体としては特に限定されず、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
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。定着手段としては特に限定されず、公知の加熱加圧手段を用いた熱定着方式を採用することができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラーと加圧ローラーを組合せたもの、加熱ローラーと加圧ローラーと無端ベルトを組合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、定着手段と共に、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
従来、このような熱定着方式を採用した場合、画像形成装置における消費電力の半分以上は、熱定着方式の定着装置においてトナーを加熱処理するために消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点から、低消費電力(省エネルギー)の画像形成装置が望まれている。
例えば、1999年度の国際エネルギー機関(IEA)のDSM(demand−side Management)プログラム中には、次世代複写機の技術調達プロジェクトが存在し、その要求仕様が公表されている。30cpm以上の複写機については、待機時間が10秒以内、待機時の消費電力が10〜30ワット以下(複写速度で異なる)とするよう、従来の複写機に比べて飛躍的な省エネルギー化の達成が要求されている。このため、消費電力の大きい定着装置での省エネルギー化が必須である。
上記要求を達成し、待機時間を短縮するためには、トナーの溶融開始温度を低下させて、使用可能時の定着温度を低下させることが必須の技術的達成事項であると考えられる。こうした低温定着化に対応するために、本発明の画像形成装置では、上記本発明のトナーを用いる。
例えば、1999年度の国際エネルギー機関(IEA)のDSM(demand−side Management)プログラム中には、次世代複写機の技術調達プロジェクトが存在し、その要求仕様が公表されている。30cpm以上の複写機については、待機時間が10秒以内、待機時の消費電力が10〜30ワット以下(複写速度で異なる)とするよう、従来の複写機に比べて飛躍的な省エネルギー化の達成が要求されている。このため、消費電力の大きい定着装置での省エネルギー化が必須である。
上記要求を達成し、待機時間を短縮するためには、トナーの溶融開始温度を低下させて、使用可能時の定着温度を低下させることが必須の技術的達成事項であると考えられる。こうした低温定着化に対応するために、本発明の画像形成装置では、上記本発明のトナーを用いる。
更に、定着装置側でも、省エネルギー化のための改良が進められている。熱定着方式の中でも、加熱ローラーを直接記録媒体上のトナー像に圧接することにより定着する、熱ローラー定着方式が熱効率の良さから広く用いられている。更に、加熱ローラーを低熱容量化させて、トナーの温度応答性を向上させるものを用いることもできる。しかしながら、比熱容量が小さくなったため、記録媒体が通った部分と通らなかった部分の温度差が大きくなり、定着ローラーへのトナーの付着が発生する。その結果、定着ローラーが1周した後、記録媒体上の非画像部にトナーが定着する、いわゆるホットオフセット現象が発生する。したがって、低温定着性と共に、耐ホットオフセット性に対するトナーへの要求も益々厳しくなっている。このため、低温定着性と共に耐ホットオフセット性も得られる本発明のトナーを用いる。
除電工程は、静電潜像担持体に除電バイアスを印加して除電する工程であり、除電手段を用いて除電することができる。除電手段としては、静電潜像担持体に除電バイアスを印加することができれば特に限定されないが、例えば除電ランプ等を用いることができる。
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、クリーニング手段を用いてクリーニングすることができる。クリーニング手段としては、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。
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、クリーニング手段を用いてクリーニングすることができる。クリーニング手段としては、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。
図4に、本発明の画像形成装置の一例を示す。画像形成装置(100A)は、静電潜像担持体としての感光体ドラム(10)と、帯電手段としての帯電ローラー(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器(40)と、中間転写体(50)と、クリーニング手段としてのクリーニングブレードを有するクリーニング装置(60)と、除電手段としての除電ランプ(70)と、定着手段としての定着装置を有する。
中間転写体(50)は、無端ベルトであり、その内側に配置されている3個のローラー(51)で張架されており、矢印方向に移動することができる。3個のローラー(51)の一部は、中間転写体(50)へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラーとしても機能する。また、中間転写体(50)の近傍には、クリーニングブレードを有するクリーニング装置(90)が配置されている。更に、記録紙(95)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ー(80)が中間転写体(50)に対向して配置されている。また、中間転写体(50)の周囲には、中間転写体(50)上のトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電器(52)が、感光体ドラム(10)と中間転写体(50)の接触部と、中間転写体(50)と記録紙(95)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)の各色の現像器(40)は、現像剤収容部(41)と、現像剤供給ローラー(42)と、現像ローラー(43)を備える。定着装置は、加熱ローラーと加圧ローラーとを備える。
ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の現像器(40)は、現像剤収容部(41)と、現像剤供給ローラー(42)と、現像ローラー(43)を備える。定着装置は、加熱ローラーと加圧ローラーとを備える。
画像形成装置(100A)では、帯電ローラー(20)により感光体ドラム(10)を一様に帯電させた後、露光装置(不図示)により露光光Lを感光ドラム(10)上に像様に露光し、静電潜像を形成する。次に、感光体ドラム(10)上に形成された静電潜像を、現像器(40)から現像剤を供給して現像してトナー像を形成した後、ローラー(51)から印加された転写バイアスにより、トナー像を中間転写体(50)上に転写(一次転写)する。更に、中間転写体(50)上のトナー像を、コロナ帯電器(52)により電荷を付与した後、記録紙(95)上に転写(二次転写)する。トナー像が転写された記録紙(95)は、定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーとにより加圧しながら加熱されることにより、加熱溶融し、記録紙(95)上に定着される。一方、感光体ドラム(10)上に残存したトナーは、クリーニング装置(60)により除去され、感光体ドラム(10)は除電ランプ(70)により一旦、除電される。
図5に、本発明の画像形成装置の他の例を示す。画像形成装置(100B)は、タンデム型カラー画像形成装置であり、複写装置本体(150)と、給紙テーブル(200)と、スキャナ(300)と、原稿自動搬送装置(ADF)(400)を有する。
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。中間転写体(50)は、支持ローラー(14)、(15)及び(16)に張架されており、矢印方向に回転することができる。支持ローラー(15)の近傍には、中間転写体(50)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(17)が配置されている。また、支持ローラー(14)と支持ローラー(15)により張架された中間転写体(50)には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの4個の画像形成手段(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。
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。中間転写体(50)は、支持ローラー(14)、(15)及び(16)に張架されており、矢印方向に回転することができる。支持ローラー(15)の近傍には、中間転写体(50)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(17)が配置されている。また、支持ローラー(14)と支持ローラー(15)により張架された中間転写体(50)には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの4個の画像形成手段(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。
各色の画像形成手段(18)は、図6に示すように、感光体ドラム(10)と、感光体ドラム(10)を一様に帯電させる帯電ローラー(20)と、感光体ドラム(10)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器(40)と、各色のトナー像を中間転写体(50)上に転写させるための転写ローラー(80)と、クリーニング装置(60)と、除電ランプ(70)を備える。
また、タンデム型現像器(120)の近傍には、露光装置(30)が配置されている。露光装置(30)は、感光体ドラム(10)上に露光光Lを露光し静電潜像を形成する。
更に中間転写体(50)のタンデム型現像器(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)は、一対のローラー(23)に張架されている無端ベルトである二次転写ベルト(24)からなり、二次転写ベルト(24)上を搬送される記録紙と中間転写体(50)が互いに接触可能となっている。
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、定着ベルト(26)に押圧されて配置される加圧ローラー(27)を有する。定着ベルト(26)の張架ローラーのうち、一つは加熱ローラーである。また二次転写装置(22)及び定着装置(25)の近傍に、記録紙の両面に画像を形成するために記録紙を反転させる反転装置(28)が配置されている。
また、タンデム型現像器(120)の近傍には、露光装置(30)が配置されている。露光装置(30)は、感光体ドラム(10)上に露光光Lを露光し静電潜像を形成する。
更に中間転写体(50)のタンデム型現像器(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)は、一対のローラー(23)に張架されている無端ベルトである二次転写ベルト(24)からなり、二次転写ベルト(24)上を搬送される記録紙と中間転写体(50)が互いに接触可能となっている。
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、定着ベルト(26)に押圧されて配置される加圧ローラー(27)を有する。定着ベルト(26)の張架ローラーのうち、一つは加熱ローラーである。また二次転写装置(22)及び定着装置(25)の近傍に、記録紙の両面に画像を形成するために記録紙を反転させる反転装置(28)が配置されている。
このような構成の画像形成装置(100B)におけるフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。まず、原稿自動搬送装置(ADF)(400)の原稿台(130)上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置(400)を開いてスキャナ(300)のコンタクトガラス(32)上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置(400)を閉じる。次に、スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置(400)に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス(32)上へと移動された後で、コンタクトガラス(32)上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ(300)が駆動し、第1走行体(33)及び第2走行体(34)が走行する。このとき、第1走行体(33)により、光源からの光が照射されると共に、原稿面からの反射光を第2走行体(34)におけるミラーで反射し、結像レンズ(35)を通して読み取りセンサ(36)で受光される。これにより、カラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像情報が得られる。
更に、露光装置(30)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(10)に形成された後、各色の静電潜像は、各色の現像器(40)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、支持ローラー(14)、(15)及び(16)により回転移動する中間転写体(50)上に、順次重ねて転写(一次転写)され、中間転写体(50)上に複合トナー像が形成される。
更に、露光装置(30)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(10)に形成された後、各色の静電潜像は、各色の現像器(40)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、支持ローラー(14)、(15)及び(16)により回転移動する中間転写体(50)上に、順次重ねて転写(一次転写)され、中間転写体(50)上に複合トナー像が形成される。
給紙テーブル(200)においては、給紙ローラー(142)の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク(143)に多段に備える給紙カセット(144)の1つから記録紙を繰り出し、分離ローラー(145)で1枚ずつ分離して給紙路(146)に送り出し、搬送ローラー(147)で搬送して複写装置本体(150)内の給紙路(148)に導き、レジストローラー(49)に突き当てて止める。あるいは、手差しトレイ(54)上の記録紙を繰り出し、分離ローラー(58)で1枚ずつ分離して手差し給紙路(53)に入れ、レジストローラー(49)に突き当てて止める。なお、レジストローラー(49)は、一般に接地して使用されるが、記録紙の紙粉除去のために、バイアスが印加された状態で使用してもよい。
そして、中間転写体(50)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ー(49)を回転させ、中間転写体(50)と二次転写装置(22)の間に記録紙を送り出し、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。
そして、中間転写体(50)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ー(49)を回転させ、中間転写体(50)と二次転写装置(22)の間に記録紙を送り出し、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写装置(22)により搬送されて、定着装置(25)に送り出される。そして、定着装置(25)において、定着ベルト(26)及び加圧ローラー(27)により、加熱加圧されて複合トナー像が記録紙上に定着される。その後、記録紙は、切換爪(55)で切り換えて排出ローラー(56)により排出され、排紙トレイ(57)上にスタックされる。あるいは、切換爪(55)で切り換えて反転装置(28)により反転されて再び転写位置へと導かれて、裏面にも画像を形成した後、排出ローラー(56)により排出され、排紙トレイ(57)上にスタックされる。
なお、複合トナー像が転写された後に中間転写体(50)上に残留したトナーは、クリーニング装置(17)により除去される。
なお、複合トナー像が転写された後に中間転写体(50)上に残留したトナーは、クリーニング装置(17)により除去される。
図7にプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ(110)は、感光体ドラム(10)、コロナ帯電器(52)、現像器(40)、転写ローラー(80)及びクリーニング装置(90)を有する。
このプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、このプロセスカートリッジは、必要に応じて他の手段を更に有していてもよい。現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共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更に有してもよい。
このプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、このプロセスカートリッジは、必要に応じて他の手段を更に有していてもよい。現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共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更に有してもよい。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を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。なお、例中の「部」は「質量部」である。
[製造例1]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛1)の作製>
ステアリン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したものに対して、水酸化亜鉛50部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いでジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのステアリン酸亜鉛1を得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛1)の作製>
ステアリン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したものに対して、水酸化亜鉛50部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いでジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのステアリン酸亜鉛1を得た。
[製造例2]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛2)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント1.0μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が0.7μmのステアリン酸亜鉛2を得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛2)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント1.0μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が0.7μmのステアリン酸亜鉛2を得た。
[製造例3]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛3)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント0.9μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が0.65μmのステアリン酸亜鉛3を得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛3)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント0.9μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が0.65μmのステアリン酸亜鉛3を得た。
[製造例4]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛4)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント7.5μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が7.0μmのステアリン酸亜鉛4を得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛4)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、カットポイント7.5μmで分級した点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が7.0μmのステアリン酸亜鉛4を得た。
[製造例5]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛5)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、分級しなかった点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が7.5μmのステアリン酸亜鉛5を得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛5)の作製>
製造例1と同様にして得たステアリン酸亜鉛の微粉砕物を、分級しなかった点以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が7.5μmのステアリン酸亜鉛5を得た。
[製造例6]
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸マグネシウム)の作製>
ステアリン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したもの対して、水酸化マグネシウム30部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いで、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのステアリン酸マグネシウムを得た。
<脂肪酸金属塩(ステアリン酸マグネシウム)の作製>
ステアリン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したもの対して、水酸化マグネシウム30部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いで、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのステアリン酸マグネシウムを得た。
[製造例7]
<脂肪酸金属塩(ベヘニン酸亜鉛)の作製>
ベヘン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したもの対して、水酸化亜鉛50部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いで、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのベヘニン酸亜鉛を得た。
<脂肪酸金属塩(ベヘニン酸亜鉛)の作製>
ベヘン酸140部をエタノール1000部に投入し75℃で混合したもの対して、水酸化亜鉛50部をゆっくり加え、1時間混合した。その後、20℃まで冷却して生成物を取り出し、150℃で乾燥させてエタノールを除去した。得られたステアリン酸亜鉛の固形物をハンマーミルで粗粉砕し、次いで、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)で微粉砕し、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)によりカットポイント5.6μmで分級して、体積平均粒径が5.0μmのベヘニン酸亜鉛を得た。
[製造例8]
<エステルワックスの合成>
脂肪酸成分とアルコール成分とを、表1に記載のモル比率で、触媒(有効量)とともに反応容器内に入れ、窒素気流下、240℃でエステル化反応させ、表1に示すエステルワックス1〜6を合成した。
<エステルワックスの合成>
脂肪酸成分とアルコール成分とを、表1に記載のモル比率で、触媒(有効量)とともに反応容器内に入れ、窒素気流下、240℃でエステル化反応させ、表1に示すエステルワックス1〜6を合成した。
[製造例9]
〜結晶性ポリエステル樹脂1の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸2120g、1、8−オクタンジオール1520g、1,6−ヘキサンジオール1200g、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、更に8.3kPaで2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂1の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸2120g、1、8−オクタンジオール1520g、1,6−ヘキサンジオール1200g、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、更に8.3kPaで2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
[製造例10]
〜結晶性ポリエステル樹脂2の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸1600g、1,8−オクタンジオール1250g、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、更に8.3kPaで2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂2を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂2の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸1600g、1,8−オクタンジオール1250g、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、更に8.3kPaで2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂2を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
[製造例11]
〜結晶性ポリエステル樹脂3の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸2120g、1、8−オクタンジオール1000g、1,4-ブタンジオール1520g、ハイドロキノン3.9g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、更に8.3kPaで1.5時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂3を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂3の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,10−デカン二酸2120g、1、8−オクタンジオール1000g、1,4-ブタンジオール1520g、ハイドロキノン3.9g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、更に8.3kPaで1.5時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂3を得た。得られた樹脂の特性を表2に示す。
実施例1〜21、比較例1〜13
以下のようにして、実施例1〜21及び比較例1〜13の各トナーを製造した。
以下のようにして、実施例1〜21及び比較例1〜13の各トナーを製造した。
[実施例1]
(トナー材料の溶解・分散液の調製)
〜非結晶性ポリエステル樹脂1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67部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物84部、テレフタル酸274部、及びジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次いで、該反応液を10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させて、非結晶性ポリエステル樹脂1を合成した。
得られた非結晶性ポリエステル樹脂1は、数平均分子量(Mn)が2,100、質量平均分子量(Mw)が5,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃であった。
(トナー材料の溶解・分散液の調製)
〜非結晶性ポリエステル樹脂1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67部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物84部、テレフタル酸274部、及びジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次いで、該反応液を10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させて、非結晶性ポリエステル樹脂1を合成した。
得られた非結晶性ポリエステル樹脂1は、数平均分子量(Mn)が2,100、質量平均分子量(Mw)が5,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃であった。
〜マスターバッチ(MB)の調製〜
水1000部、カーボンブラック(Printex35;デグサ社製、DBP吸油量=42mL/100g、pH=9.5)540部、及び前記未変性ポリエステル樹脂1200部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。該混合物を二本ロールにより150℃で30分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、マスターバッチを調製した。
水1000部、カーボンブラック(Printex35;デグサ社製、DBP吸油量=42mL/100g、pH=9.5)540部、及び前記未変性ポリエステル樹脂1200部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。該混合物を二本ロールにより150℃で30分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、マスターバッチを調製した。
〜トナー材料相の調製〜
ビーカー内で、前記未変性ポリエステル樹脂100部と、酢酸エチル130部を攪拌し溶解させた。次いで、カルナウバワックス〔分子量=1800、酸価=2.5、針入度=1.5mm(40℃)〕10部、及び前記マスターバッチ10部を仕込み、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/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして原料溶解液を調製し、トナー材料の溶解・分散液を調製した。
ビーカー内で、前記未変性ポリエステル樹脂100部と、酢酸エチル130部を攪拌し溶解させた。次いで、カルナウバワックス〔分子量=1800、酸価=2.5、針入度=1.5mm(40℃)〕10部、及び前記マスターバッチ10部を仕込み、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/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして原料溶解液を調製し、トナー材料の溶解・分散液を調製した。
(樹脂微粒子Aの調製)
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)16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、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。これを加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液を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−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[樹脂微粒子分散液A1]を得た。[樹脂微粒子分散液A1]の体積平均粒径(堀場製作所製:LA−920で測定)は、9nm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)16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、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。これを加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液を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−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[樹脂微粒子分散液A1]を得た。[樹脂微粒子分散液A1]の体積平均粒径(堀場製作所製:LA−920で測定)は、9nmであった。
(トナー1の製造)
〜水系媒体相の調製〜
水660部、前記[樹脂微粒子分散液A1]25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質量%の水溶液(「エレミノールMON−7」;三洋化成工業社製)25部、及び酢酸エチル60部を混合撹拌し、乳白色の液体(水系媒体相)を得た。
〜水系媒体相の調製〜
水660部、前記[樹脂微粒子分散液A1]25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質量%の水溶液(「エレミノールMON−7」;三洋化成工業社製)25部、及び酢酸エチル60部を混合撹拌し、乳白色の液体(水系媒体相)を得た。
〜乳化・分散液の調製〜
前記水系媒体相150部を容器に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用い、回転数12,000rpmで攪拌し、これに前記トナー材料の溶解・分散液100部を添加し、10分間混合して乳化・分散液(乳化スラリー)を調製した。
前記水系媒体相150部を容器に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用い、回転数12,000rpmで攪拌し、これに前記トナー材料の溶解・分散液100部を添加し、10分間混合して乳化・分散液(乳化スラリー)を調製した。
〜有機溶剤の除去〜
脱気用配管、攪拌機及び温度計をセットしたフラスコに、前記乳化スラリー100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、減圧下、30℃で12時間、脱溶剤して、脱溶剤スラリーAとした。
脱気用配管、攪拌機及び温度計をセットしたフラスコに、前記乳化スラリー100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、減圧下、30℃で12時間、脱溶剤して、脱溶剤スラリーAとした。
〜洗浄〜
前記脱溶剤スラリーAの全量を減圧濾過し、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合、再分散(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式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3回行って洗浄スラリーを得た。
前記脱溶剤スラリーAの全量を減圧濾過し、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合、再分散(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式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3回行って洗浄スラリーを得た。
〜加熱処理〜
前記洗浄スラリーを45℃で10時間熟成した後、濾過して加熱処理後ケーキを得た。
前記洗浄スラリーを45℃で10時間熟成した後、濾過して加熱処理後ケーキを得た。
〜乾燥〜
前記加熱処理後ケーキを、順風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子Aを得た。
前記加熱処理後ケーキを、順風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子Aを得た。
〜外添処理〜
前記「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)を0.2部添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー1を製造した。
前記「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)を0.2部添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー1を製造した。
〜トナー中の脂肪酸金属塩の完全遊離率と弱付着率の測定〜
トナー中の脂肪酸金属塩の完全遊離率と弱付着率の測定は以下のようにして行った。
0.5%界面活性剤(ノイゲンET−165、第一工業製薬社製)水溶液に、トナーを3.75g投入し、卓上ロールミルを用いて泡立たない程度の回転数で30分間攪拌し、トナー分散液Aを調製した。このトナー分散液Aに対して超音波ホモジナイザー(VCX750、Sonic and Material社製)を用いて超音波を付与し(底面からの超音波振動部高さ1.0cm、強度40W、1分間)、トナー分散液Bを調製した。トナー分散液Bを遠沈管に移し、2000rpmで2分間遠心分離を行った。遠心分離後の上澄みを廃棄し、沈殿したトナーに純水60mLを加えて分散スラリーとし、吸引ろ過を行った(桐山ロート用ろ紙No.5C 60φm/m、桐山製作所製)。ろ紙上に残ったトナーを純水60mLで分散スラリーとし、吸引ろ過を行い洗浄した。ろ紙上に残留したトナーを回収し、40℃恒温槽で8時間乾燥させた。得られたトナー3gを自動加圧成型機(BRE−32、前川試験機製作所製)により、荷重6.0t、加圧時間60秒の条件で直径30mm、厚さ2mmのペレットに成型し、遊離処理後トナーサンプルとした。
次に上記処理を施していないトナーを同様にして直径30mm、厚さ2mmのペレットに成型し、遊離処理前トナーサンプルとした。
次に、蛍光X線装置(ZSX−100e、理学電気社製)により定量分析を行い、前記ペレット状トナーサンプルの金属元素含有量を測定した。検量線はあらかじめ作成しておき、下記式によって遊離率を算出した。
遊離率(%)=(遊離処理後トナーサンプルの金属元素含有量/遊離処理前トナー
サンプルの金属元素含有量)×100
また、前記遊離処理において、超音波付与を省略した点以外は同様の処理を行ったトナーサンプルを用いて完全遊離率を算出し、下記式により弱付着率を算出した。
弱付着率(%)=超音波処理トナーサンプルにおける金属元素遊離率(%)
−完全遊離率(%)
トナー中の脂肪酸金属塩の完全遊離率と弱付着率の測定は以下のようにして行った。
0.5%界面活性剤(ノイゲンET−165、第一工業製薬社製)水溶液に、トナーを3.75g投入し、卓上ロールミルを用いて泡立たない程度の回転数で30分間攪拌し、トナー分散液Aを調製した。このトナー分散液Aに対して超音波ホモジナイザー(VCX750、Sonic and Material社製)を用いて超音波を付与し(底面からの超音波振動部高さ1.0cm、強度40W、1分間)、トナー分散液Bを調製した。トナー分散液Bを遠沈管に移し、2000rpmで2分間遠心分離を行った。遠心分離後の上澄みを廃棄し、沈殿したトナーに純水60mLを加えて分散スラリーとし、吸引ろ過を行った(桐山ロート用ろ紙No.5C 60φm/m、桐山製作所製)。ろ紙上に残ったトナーを純水60mLで分散スラリーとし、吸引ろ過を行い洗浄した。ろ紙上に残留したトナーを回収し、40℃恒温槽で8時間乾燥させた。得られたトナー3gを自動加圧成型機(BRE−32、前川試験機製作所製)により、荷重6.0t、加圧時間60秒の条件で直径30mm、厚さ2mmのペレットに成型し、遊離処理後トナーサンプルとした。
次に上記処理を施していないトナーを同様にして直径30mm、厚さ2mmのペレットに成型し、遊離処理前トナーサンプルとした。
次に、蛍光X線装置(ZSX−100e、理学電気社製)により定量分析を行い、前記ペレット状トナーサンプルの金属元素含有量を測定した。検量線はあらかじめ作成しておき、下記式によって遊離率を算出した。
遊離率(%)=(遊離処理後トナーサンプルの金属元素含有量/遊離処理前トナー
サンプルの金属元素含有量)×100
また、前記遊離処理において、超音波付与を省略した点以外は同様の処理を行ったトナーサンプルを用いて完全遊離率を算出し、下記式により弱付着率を算出した。
弱付着率(%)=超音波処理トナーサンプルにおける金属元素遊離率(%)
−完全遊離率(%)
[実施例2]
実施例1の脂肪酸金属塩の混合において、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで12分間混合した点以外は、実施例1と同様にしてトナー2を得た。
実施例1の脂肪酸金属塩の混合において、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで12分間混合した点以外は、実施例1と同様にしてトナー2を得た。
[実施例3]
実施例1の脂肪酸金属塩の混合において、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで12分間混合した点以外は、実施例1と同様にしてトナー3を得た。
実施例1の脂肪酸金属塩の混合において、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで12分間混合した点以外は、実施例1と同様にしてトナー3を得た。
[実施例4]
「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部、及び脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)を2.0部添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させて粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー4を製造した。
「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部、及び脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)を2.0部添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで、周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させて粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー4を製造した。
[実施例5]
「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により、周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部、及び脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させて粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー5を製造した。
「トナー母体粒子A」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により、周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部、及び脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させて粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー5を製造した。
[実施例6]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛2を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー6を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛2を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー6を得た。
[実施例7]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛3を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー7を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛3を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー7を得た。
[実施例8]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛4を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー8を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛4を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー8を得た。
[実施例9]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛5を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー9を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてステアリン酸亜鉛5を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー9を得た。
[実施例10]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.50部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー10を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.50部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー10を得た。
[実施例11]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.55部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー11を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.55部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー11を得た。
[実施例12]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.05部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー12を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.05部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー12を得た。
[実施例13]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.03部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー13を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1の添加量を0.03部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてトナー13を得た。
[実施例14]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えて、ステアリン酸マグネシウムを用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー14を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えて、ステアリン酸マグネシウムを用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー14を得た。
[実施例15]
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてベヘニン酸亜鉛を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー15を得た。
実施例1におけるステアリン酸亜鉛1に代えてベヘニン酸亜鉛を用いた点以外は、実施例1と同様にしてトナー15を得た。
[実施例16]
<粉砕法>
・結着樹脂:結晶性ポリエステル樹脂1 8部
・結着樹脂:非結晶性ポリエステル樹脂1 72部
・着色剤:カーボンブラック(Printex35;デクサ社製) 6部
(三菱化学社製、体積平均粒径;24nm、BET比表面積;125m2/g)
・ワックス:カルナウバワックス 6部
上記トナー粉体原料をスーパーミキサー(SMV−200、カワタ社製)により十分に混合し、トナー粉体原料混合物を得た。このトナー粉体原料混合物を、ブッスコニーダー(TCS−100、ブッス社製)の原料供給ホッパーに供給し、供給量を120kg/hとして混練した。
得られた混練物をダブルベルトクーラーで圧延冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)により微粉砕を行い、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)により微粉分級を行を行い、トナー母体粒子Cを得た。
このトナー母体粒子C100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除いて、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー16を製造した。
<粉砕法>
・結着樹脂:結晶性ポリエステル樹脂1 8部
・結着樹脂:非結晶性ポリエステル樹脂1 72部
・着色剤:カーボンブラック(Printex35;デクサ社製) 6部
(三菱化学社製、体積平均粒径;24nm、BET比表面積;125m2/g)
・ワックス:カルナウバワックス 6部
上記トナー粉体原料をスーパーミキサー(SMV−200、カワタ社製)により十分に混合し、トナー粉体原料混合物を得た。このトナー粉体原料混合物を、ブッスコニーダー(TCS−100、ブッス社製)の原料供給ホッパーに供給し、供給量を120kg/hとして混練した。
得られた混練物をダブルベルトクーラーで圧延冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック社製)により微粉砕を行い、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)により微粉分級を行を行い、トナー母体粒子Cを得た。
このトナー母体粒子C100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除いて、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー16を製造した。
実施例17
〜結晶性ポリエステル樹脂分散液の作製〜
金属製2L容器に結晶性ポリエステル樹脂1を100g、酢酸エチルを400g入れ、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷した。冷却後、分散液に結晶性ポリエステル樹脂1を100g溶解させ、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)で平均液温24℃に保ちながら10時間粉砕を行い、体積平均粒径が0.3μmの[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の作製〜
金属製2L容器に結晶性ポリエステル樹脂1を100g、酢酸エチルを400g入れ、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷した。冷却後、分散液に結晶性ポリエステル樹脂1を100g溶解させ、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)で平均液温24℃に保ちながら10時間粉砕を行い、体積平均粒径が0.3μmの[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を得た。
〜ポリエステルプレポリマーの合成〜
冷却管、撹拌機及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部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させて[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51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、酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応させて、[プレポリマー1]を得た。
[プレポリマー1]の遊離イソシアネート量は、1.53質量%であった。
冷却管、撹拌機及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部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させて[中間体ポリエステル1]を得た。この[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51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、酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応させて、[プレポリマー1]を得た。
[プレポリマー1]の遊離イソシアネート量は、1.53質量%であった。
〜油相の作成〜
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[非結晶性ポリエステル樹脂1]378部、[エステルワックス1]110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時間かけて30℃に冷却した。次いで容器にマスターバッチ500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して[原料溶解液1]を得た。
次いで[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、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。次いで、[非結晶性ポリエステル樹脂1]の65%酢酸エチル溶液1042.3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容器に、[非結晶性ポリエステル樹脂1]378部、[エステルワックス1]110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時間かけて30℃に冷却した。次いで容器にマスターバッチ500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して[原料溶解液1]を得た。
次いで[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、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。次いで、[非結晶性ポリエステル樹脂1]の65%酢酸エチル溶液1042.3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。
〜有機微粒子エマルションの合成〜
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分間撹拌して白色の乳濁液を得た。続いて系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1%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。
[微粒子分散液1]の体積平均粒径(LA−920で測定)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。
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分間撹拌して白色の乳濁液を得た。続いて系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1%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。
[微粒子分散液1]の体積平均粒径(LA−920で測定)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。
〜水相の調製〜
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]とする。
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]とする。
〜乳化〜
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]109.4部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]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(特殊機化社製)を用いて5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数11,000rpmで5分間)し、[乳化スラリー1]を得た。
次いで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。
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]109.4部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]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(特殊機化社製)を用いて5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数11,000rpmで5分間)し、[乳化スラリー1]を得た。
次いで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。
〜洗浄・乾燥〜
上記[分散スラリー1]100部を減圧濾過して得た濾過ケーキに対し、以下の(1)〜(4)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)次いで、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)次いで、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)次いで、イオン交換水300部を加え、混風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、トナー母体粒子Bを得た。
上記[分散スラリー1]100部を減圧濾過して得た濾過ケーキに対し、以下の(1)〜(4)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)次いで、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)次いで、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)次いで、イオン交換水300部を加え、混風乾燥機により45℃で48時間乾燥し、トナー母体粒子Bを得た。
〜外添処理〜
上記「トナー母体粒子B」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー17を製造した。
上記「トナー母体粒子B」100部に対し、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)1.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子(ステアリン酸亜鉛1)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。混合後の粉体を目開き500μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナー17を製造した。
[実施例18]
実施例17において、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を28℃に保ちながら粉砕した以外は、実施例17と同様にしてトナー18を得た。
実施例17において、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を28℃に保ちながら粉砕した以外は、実施例17と同様にしてトナー18を得た。
[実施例19]
実施例17において、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を18℃以下に保ちながら粉砕した以外は、実施例17と同様にしてトナー19を得た。
実施例17において、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を18℃以下に保ちながら粉砕した以外は、実施例17と同様にしてトナー19を得た。
[実施例20]
実施例17において、[エステルワックス1]を[エステルワックス2]に代えた以外は、実施例17と同様にして、トナー20を作製した。
実施例17において、[エステルワックス1]を[エステルワックス2]に代えた以外は、実施例17と同様にして、トナー20を作製した。
[実施例21]
実施例17において、[エステルワックス1]を[エステルワックス3]に代えた以外は、実施例17と同様にして、トナー21を作製した。
実施例17において、[エステルワックス1]を[エステルワックス3]に代えた以外は、実施例17と同様にして、トナー21を作製した。
[比較例1]
実施例1のステアリン酸亜鉛1の外添混合工程において、40m/sでの混合工程時間を5分間に変更した点以外は、実施例1と同様にしてトナー22を得た。
実施例1のステアリン酸亜鉛1の外添混合工程において、40m/sでの混合工程時間を5分間に変更した点以外は、実施例1と同様にしてトナー22を得た。
[比較例2]
実施例1のステアリン酸亜鉛1の混合工程において、40m/sでの混合工程を省略した点以外は、実施例1と同様にしてトナー23を得た。
実施例1のステアリン酸亜鉛1の混合工程において、40m/sでの混合工程を省略した点以外は、実施例1と同様にしてトナー23を得た。
[比較例3]
実施例1のステアリン酸亜鉛1の混合工程において、33m/sで12分間混合を行った点以外は、実施例1と同様にしてトナー24を得た。
実施例1のステアリン酸亜鉛1の混合工程において、33m/sで12分間混合を行った点以外は、実施例1と同様にしてトナー24を得た。
[比較例4]
実施例1において得られた「トナー母体粒子A」100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部及びステアリン酸亜鉛1を0.2部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで5分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合を行い、トナー25を得た。
実施例1において得られた「トナー母体粒子A」100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部及びステアリン酸亜鉛1を0.2部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで5分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速40m/sで10分間混合を行い、トナー25を得た。
[比較例5]
実施例1において得られた「トナー母体粒子A」100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部及びステアリン酸亜鉛1を0.2部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで5分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで10分間混合を行い、トナー26を得た。
実施例1において得られた「トナー母体粒子A」100部に対して、シリカA(UFP−35、日本電気化学工業社製)を1.5部及びステアリン酸亜鉛1を0.2部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)により周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで5分間混合した。これに体積平均粒径20nmの酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで10分間混合した。これにシリカB(H1303、クラリアントジャパン社製)2.0部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速13m/sで1分間混合し、次いで周速33m/sで10分間混合を行い、トナー26を得た。
[比較例6]
実施例7において、ステアリン酸亜鉛3の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例7と同様にしてトナー27を得た。
実施例7において、ステアリン酸亜鉛3の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例7と同様にしてトナー27を得た。
[比較例7]
実施例9において、ステアリン酸亜鉛5の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例9と同様にしてトナー28を得た。
実施例9において、ステアリン酸亜鉛5の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例9と同様にしてトナー28を得た。
[比較例8]
実施例11において、ステアリン酸亜鉛1の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例11と同様にしてトナー29を得た。
実施例11において、ステアリン酸亜鉛1の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例11と同様にしてトナー29を得た。
[比較例9]
実施例13において、ステアリン酸亜鉛1の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例13と同様にしてトナー30を得た。
実施例13において、ステアリン酸亜鉛1の混合工程を、周速30m/sで12分間に変更した以外は、実施例13と同様にしてトナー30を得た。
[比較例10]
実施例1において、[結晶性ポリエステル1]を[結晶性ポリエステル2]、[エステルワックス1]を[エステルワックス4]に代え、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を28℃に保ちながら粉砕した以外は、以外は、実施例1と同様にして、トナー31を作製した。
実施例1において、[結晶性ポリエステル1]を[結晶性ポリエステル2]、[エステルワックス1]を[エステルワックス4]に代え、結晶性ポリエステルの分散工程での平均液温を28℃に保ちながら粉砕した以外は、以外は、実施例1と同様にして、トナー31を作製した。
[比較例11]
実施例1において、[結晶性ポリエステル1]を[結晶性ポリエステル3]、[エステルワックス1]を[エステルワックス2]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー32を作製した。
実施例1において、[結晶性ポリエステル1]を[結晶性ポリエステル3]、[エステルワックス1]を[エステルワックス2]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー32を作製した。
[比較例12]
実施例1において、[エステルワックス1]を[エステルワックス5]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー33を作製した。
実施例1において、[エステルワックス1]を[エステルワックス5]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー33を作製した。
[比較例13]
実施例1において、[エステルワックス1]を[エステルワックス6]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー34を作製した。
実施例1において、[エステルワックス1]を[エステルワックス6]に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー34を作製した。
上述のようにして得られた実施例、比較例の各トナーの脂肪酸金属塩の完全遊離率と弱付着率、トナーの体積平均粒径(Dv:コールターマルチサイザーIIで測定)、トナーの流出開始温度(Tfb:フローテスターで測定)、ワックス融点(Tm1:DSCで測定)、結晶性ポリエステルを含有するものについては結晶性ポリエステルの融点(Tm2:DSCで測定)を表3に示す。
現像剤の作製
(キャリアの作製)
トルエン100部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコーン100部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5部及びカーボンブラック10部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。
次いで、流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径50μmの球状マグネタイト1,000部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
(現像剤の作製)
ボールミルを用いて、実施例、比較例の各トナー5部と上記キャリア95部を混合し、現像剤を作製した。
(キャリアの作製)
トルエン100部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコーン100部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5部及びカーボンブラック10部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。
次いで、流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径50μmの球状マグネタイト1,000部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
(現像剤の作製)
ボールミルを用いて、実施例、比較例の各トナー5部と上記キャリア95部を混合し、現像剤を作製した。
評価方法及び評価結果
得られた各現像剤を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表4に示す。
評価用の画像形成押装置は、リコー社製:Ricoh Pro C751ex機を改造したものを使用した。改造機は接触帯電装置、プロセス線速、現像装置の現像ギャップなどを変更できるようにしたものである。なお、特に記載がない場合、プロセス線速500mm/s、接触帯電、現像ギャップ0.3mmで実施した。
<クリーニング性>
画像面積率95%チャートを1,000枚出力した後、清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム社製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:ブランクとの差が0.005未満
○:ブランクとの差が0.005以上、0.010未満
△:ブランクとの差が0.010以上、0.02未満
×:ブランクとの差が0.02以上
得られた各現像剤を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表4に示す。
評価用の画像形成押装置は、リコー社製:Ricoh Pro C751ex機を改造したものを使用した。改造機は接触帯電装置、プロセス線速、現像装置の現像ギャップなどを変更できるようにしたものである。なお、特に記載がない場合、プロセス線速500mm/s、接触帯電、現像ギャップ0.3mmで実施した。
<クリーニング性>
画像面積率95%チャートを1,000枚出力した後、清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム社製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:ブランクとの差が0.005未満
○:ブランクとの差が0.005以上、0.010未満
△:ブランクとの差が0.010以上、0.02未満
×:ブランクとの差が0.02以上
<帯電安定性>
得られた各現像剤を用いて、画像面積率12%の文字画像パターンを連続10万枚出力する耐久試験を行い、そのときの帯電量の変化を評価した。スリーブ上から現像剤を少量採取し、ブローオフ法により帯電量変化を求め、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:変化が2μc/g未満
○:変化が2μc/g以上、5μc/g未満
△:変化が5μc/g以上、10μc/g未満
×:変化が10μc/g以上
得られた各現像剤を用いて、画像面積率12%の文字画像パターンを連続10万枚出力する耐久試験を行い、そのときの帯電量の変化を評価した。スリーブ上から現像剤を少量採取し、ブローオフ法により帯電量変化を求め、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:変化が2μc/g未満
○:変化が2μc/g以上、5μc/g未満
△:変化が5μc/g以上、10μc/g未満
×:変化が10μc/g以上
<フィルミング性>
画像面積率100%、75%、50%の各帯チャートを1,000枚出力した後の現像ローラ、及び感光体上のフィルミングを観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:まったくフィルミングが発生していない。
○:うっすらとフィルミングの発生を確認できる。
△:スジ状にフィルミングが発生している。
×:全面にフィルミングが発生している。
画像面積率100%、75%、50%の各帯チャートを1,000枚出力した後の現像ローラ、及び感光体上のフィルミングを観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:まったくフィルミングが発生していない。
○:うっすらとフィルミングの発生を確認できる。
△:スジ状にフィルミングが発生している。
×:全面にフィルミングが発生している。
<トナー補給性>
前述のような評価を行う際に、トナー移送ポンプ内でトナー固着が発生した場合には、トナー補給不良が発生し、ID低下や異常画像が発生する。そこで、下記基準によりトナー補給性を評価した。
〔評価基準〕
◎:トナー補給に起因する障害が発生しなかった場合
○:補給が不安定になり僅かなID低下などが発生したが、使用に問題ない場合
○:トナーの補給不良が発生し画像において明確な異常が発生した場合
×:補給による障害により評価が中断した場合
前述のような評価を行う際に、トナー移送ポンプ内でトナー固着が発生した場合には、トナー補給不良が発生し、ID低下や異常画像が発生する。そこで、下記基準によりトナー補給性を評価した。
〔評価基準〕
◎:トナー補給に起因する障害が発生しなかった場合
○:補給が不安定になり僅かなID低下などが発生したが、使用に問題ない場合
○:トナーの補給不良が発生し画像において明確な異常が発生した場合
×:補給による障害により評価が中断した場合
<低温定着性>
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)を求め、下記基準で評価した。
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。
定着下限温度は、消費電力が抑えられることから、低い方が好ましく、130℃以下であれば、実使用上問題の無いレベルである。
〔評価基準〕
◎:定着下限温度が125℃よりも低い。
○:定着下限温度が125℃以上、130℃以下
△:定着下限温度が130℃と同等であるが、わずかにコールドオフセットが発生
する。
×:定着下限温度が130℃よりも高い。
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)を求め、下記基準で評価した。
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。
定着下限温度は、消費電力が抑えられることから、低い方が好ましく、130℃以下であれば、実使用上問題の無いレベルである。
〔評価基準〕
◎:定着下限温度が125℃よりも低い。
○:定着下限温度が125℃以上、130℃以下
△:定着下限温度が130℃と同等であるが、わずかにコールドオフセットが発生
する。
×:定着下限温度が130℃よりも高い。
<耐熱保存性>
50mLのガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽に24時間放置した後、24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により針入度を測定し、耐熱保存性を下記基準で評価した。針入度が大きい程、耐熱保存性が優れていることを意味し、針入度が5mm未満のものは、使用上、問題が発生する可能性が高い。
〔評価基準〕
◎:針入度が25mm以上のもの
○:針入度が15mm以上、25mm未満のもの
△:針入度が○、5mm以上、15mm未満のもの
×:針入度が△、5mm未満のもの
50mLのガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽に24時間放置した後、24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により針入度を測定し、耐熱保存性を下記基準で評価した。針入度が大きい程、耐熱保存性が優れていることを意味し、針入度が5mm未満のものは、使用上、問題が発生する可能性が高い。
〔評価基準〕
◎:針入度が25mm以上のもの
○:針入度が15mm以上、25mm未満のもの
△:針入度が○、5mm以上、15mm未満のもの
×:針入度が△、5mm未満のもの
<画像評価>
トナーを補給用ボトルに充填し、40℃60%Rhで4週間保管した。前記現像剤とトナー補給用ボトルを用いて、ベタ100枚連続印刷し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:均一で良好な状態
○:0.3mm未満幅の白スジが若干見られるが、画像にはスジがはっきり出ない
状態。
△:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚未満に白スジ見ら
れる状態。
×:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚以上に白スジ見ら
れる状態。
トナーを補給用ボトルに充填し、40℃60%Rhで4週間保管した。前記現像剤とトナー補給用ボトルを用いて、ベタ100枚連続印刷し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:均一で良好な状態
○:0.3mm未満幅の白スジが若干見られるが、画像にはスジがはっきり出ない
状態。
△:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚未満に白スジ見ら
れる状態。
×:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚以上に白スジ見ら
れる状態。
<総合評価>
評価結果を総合的にみて下記基準で評価した。
なお、実施例1については、システム線速を900mm/s、現像のドクターギャップを0.5mmに変えた条件でも実施したが、結果は変わらなかった。
〔評価基準〕
○:使用に全く問題が無いもの
△:品質に若干の悪化が見られるものの、使用には問題が無いもの
×:品質に悪化が見られ使用できないもの
評価結果を総合的にみて下記基準で評価した。
なお、実施例1については、システム線速を900mm/s、現像のドクターギャップを0.5mmに変えた条件でも実施したが、結果は変わらなかった。
〔評価基準〕
○:使用に全く問題が無いもの
△:品質に若干の悪化が見られるものの、使用には問題が無いもの
×:品質に悪化が見られ使用できないもの
上記表4から判るように、実施例1〜21は、帯電安定性、耐熱保存性に優れ、長期に渡って安定したクリーニング性、フィルミング性、トナー補給性、低温定着性を示した。特に実施例18〜21では、結着樹脂として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含むため、優れた低温定着性を示した。
一方、比較例1〜3では実施例1に比べて完全遊離したステアリン酸亜鉛が多いため、帯電安定性が悪化した。また、比較例1ではトナーの流動性が悪くトナー補給性が悪かった。比較例2ではステアリン酸亜鉛のトナーへの弱付着率が高いため、遊離したステアリン酸亜鉛により帯電安定性が悪化した。比較例3でも同様に帯電安定性が悪化した。また、比較例4では、弱付着ステアリン酸亜鉛量が少ないため、トナー補給性が悪化した。また、トナー移送ポンプ内でロータにトナーが固着し、該ポンプの寿命が悪化した。更に、ステアリン酸亜鉛が遊離しにくいため、感光体へのステアリン酸亜鉛の塗布量が少なく、クリーニング性、フィルミング性が悪化した。また、比較例5では弱付着ステアリン酸亜鉛が多いため、クリーニング性が悪化した。比較例6では大粒径のステアリン酸亜鉛が多く、また完全遊離率が高いため、帯電安定性が悪化するとともに、感光体へのステアリン酸亜鉛の塗布量が多すぎフィルミング性が悪化した。比較例7ではステアリン酸亜鉛の粒径が小さく十分な脱離効果が得られず、クリーニング性が悪化した。比較例8ではステアリン酸亜鉛の添加量が多いため、帯電安定性が悪化し、また感光体への塗布量が多すぎフィルミングの発生に繋がった。またトナーの流動性が悪化しトナー補給性が悪化した。比較例9ではステアリン酸亜鉛の添加量が少ないため、ステアリン酸亜鉛の感光体への塗布量が少なく、クリーニング性が悪化した。
比較例10〜13は実施例1と比較すると完全遊離したステアリン酸亜鉛が多く、帯電安定性が悪化した。また結晶性ポリエステルを含む実施例18と比較すると、比較例10はトナーの流出開始温度が低く、結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルの相溶物によるフィルミングが発生した。また高温保管によるトナー粒子の融着が発生し、異常画像が発生した。比較例11は実施例18と比較してトナーの流出開始温度が高すぎ、低温定着性が得られなかった。比較例12は実施例18と比較するとワックスの融点が低く、低温定着性は得られるものの耐熱保存性が大きく悪化した。比較例13ではワックスの融点が高く、低温定着性が悪化した。
一方、比較例1〜3では実施例1に比べて完全遊離したステアリン酸亜鉛が多いため、帯電安定性が悪化した。また、比較例1ではトナーの流動性が悪くトナー補給性が悪かった。比較例2ではステアリン酸亜鉛のトナーへの弱付着率が高いため、遊離したステアリン酸亜鉛により帯電安定性が悪化した。比較例3でも同様に帯電安定性が悪化した。また、比較例4では、弱付着ステアリン酸亜鉛量が少ないため、トナー補給性が悪化した。また、トナー移送ポンプ内でロータにトナーが固着し、該ポンプの寿命が悪化した。更に、ステアリン酸亜鉛が遊離しにくいため、感光体へのステアリン酸亜鉛の塗布量が少なく、クリーニング性、フィルミング性が悪化した。また、比較例5では弱付着ステアリン酸亜鉛が多いため、クリーニング性が悪化した。比較例6では大粒径のステアリン酸亜鉛が多く、また完全遊離率が高いため、帯電安定性が悪化するとともに、感光体へのステアリン酸亜鉛の塗布量が多すぎフィルミング性が悪化した。比較例7ではステアリン酸亜鉛の粒径が小さく十分な脱離効果が得られず、クリーニング性が悪化した。比較例8ではステアリン酸亜鉛の添加量が多いため、帯電安定性が悪化し、また感光体への塗布量が多すぎフィルミングの発生に繋がった。またトナーの流動性が悪化しトナー補給性が悪化した。比較例9ではステアリン酸亜鉛の添加量が少ないため、ステアリン酸亜鉛の感光体への塗布量が少なく、クリーニング性が悪化した。
比較例10〜13は実施例1と比較すると完全遊離したステアリン酸亜鉛が多く、帯電安定性が悪化した。また結晶性ポリエステルを含む実施例18と比較すると、比較例10はトナーの流出開始温度が低く、結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルの相溶物によるフィルミングが発生した。また高温保管によるトナー粒子の融着が発生し、異常画像が発生した。比較例11は実施例18と比較してトナーの流出開始温度が高すぎ、低温定着性が得られなかった。比較例12は実施例18と比較するとワックスの融点が低く、低温定着性は得られるものの耐熱保存性が大きく悪化した。比較例13ではワックスの融点が高く、低温定着性が悪化した。
Ts :トナーの軟化温度
Tfb:トナーの流出開始温度
L :露光光
1 :現像装置
2 :粉体ポンプ手段
3 :トナー収納容器
4 :1軸偏芯粉体ポンプ
5 :ロータ
6 :ステータ
7 :ホルダ
8 :歯車
9 :継ぎ手
10 :感光体ドラム
14 :支持ローラー
15 :支持ローラー
16 :支持ローラー
17 :クリーニング装置
18K:ブラック画像形成手段
18Y:イエロー画像形成手段
18M:マゼンタ画像形成手段
18C:シアン画像形成手段
20 :帯電ローラー
22 :二次転写装置
23 :ローラー
24 :二次転写ベルト
25 :定着装置
26 :定着ベルト
27 :加圧ローラー
28 :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 :読み取りセンサ
40 :現像器
40K:ブラック現像器
40Y:イエロー現像器
40M:マゼンタ現像器
40C:シアン現像器
41K:ブラック現像剤収容部
41Y:イエロー現像剤収容部
41M:マゼンタ現像剤収容部
41C:シアン現像剤収容部
42K:ブラック現像剤供給ローラー
42Y:イエロー現像剤供給ローラー
42M:マゼンタ現像剤供給ローラー
42C:シアン現像剤供給ローラー
43K:ブラック現像ローラー
43Y:イエロー現像ローラー
43M:マゼンタ現像ローラー
43C:シアン現像ローラー
49 :レジストローラー
50 :中間転写体
51 :ローラー
52 :コロナ帯電器
54 :手差しトレイ
55 :切換爪
56 :排出ローラー
57 :排紙トレイ
58 :分離ローラー
60 :クリーニング装置
70 :除電ランプ
80 :転写ローラー
90 :クリーニング装置
95 :記録紙
100A:画像形成装置
100B:画像形成装置
110 :プロセスカートリッジ
120 :タンデム型現像器
130 :原稿台
142 :給紙ローラー
143 :ペーパーバンク
144 :給紙カセット
145 :分離ローラー
146 :給紙路
147 :搬送ローラー
148 :給紙路
150 :複写装置本体
200 :給紙テーブル
300 :スキャナ
400 :原稿自動搬送装置(ADF)
Tfb:トナーの流出開始温度
L :露光光
1 :現像装置
2 :粉体ポンプ手段
3 :トナー収納容器
4 :1軸偏芯粉体ポンプ
5 :ロータ
6 :ステータ
7 :ホルダ
8 :歯車
9 :継ぎ手
10 :感光体ドラム
14 :支持ローラー
15 :支持ローラー
16 :支持ローラー
17 :クリーニング装置
18K:ブラック画像形成手段
18Y:イエロー画像形成手段
18M:マゼンタ画像形成手段
18C:シアン画像形成手段
20 :帯電ローラー
22 :二次転写装置
23 :ローラー
24 :二次転写ベルト
25 :定着装置
26 :定着ベルト
27 :加圧ローラー
28 :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 :読み取りセンサ
40 :現像器
40K:ブラック現像器
40Y:イエロー現像器
40M:マゼンタ現像器
40C:シアン現像器
41K:ブラック現像剤収容部
41Y:イエロー現像剤収容部
41M:マゼンタ現像剤収容部
41C:シアン現像剤収容部
42K:ブラック現像剤供給ローラー
42Y:イエロー現像剤供給ローラー
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42C:シアン現像剤供給ローラー
43K:ブラック現像ローラー
43Y:イエロー現像ローラー
43M:マゼンタ現像ローラー
43C:シアン現像ローラー
49 :レジストローラー
50 :中間転写体
51 :ローラー
52 :コロナ帯電器
54 :手差しトレイ
55 :切換爪
56 :排出ローラー
57 :排紙トレイ
58 :分離ローラー
60 :クリーニング装置
70 :除電ランプ
80 :転写ローラー
90 :クリーニング装置
95 :記録紙
100A:画像形成装置
100B:画像形成装置
110 :プロセスカートリッジ
120 :タンデム型現像器
130 :原稿台
142 :給紙ローラー
143 :ペーパーバンク
144 :給紙カセット
145 :分離ローラー
146 :給紙路
147 :搬送ローラー
148 :給紙路
150 :複写装置本体
200 :給紙テーブル
300 :スキャナ
400 :原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (11)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤から成り、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を含有する静電荷像現像用トナーであって、該トナー中で完全遊離している脂肪酸金属塩の割合(完全遊離率)が25%以下であり、該トナーを水系媒体に分散させ超音波を付与して外添剤を遊離させたときの脂肪酸金属塩の遊離率と、前記完全遊離率の差分から求められる脂肪酸金属塩の弱付着率が20〜50%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 前記脂肪酸金属塩の体積平均粒径が0.7〜7.0μmであることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記脂肪酸金属塩の含有量がトナー母体粒子100質量部に対して0.05〜0.50質量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記外添剤として2種のシリカ微粒子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静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂として結晶性樹脂と非結晶性樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー材料が有機溶剤に溶解又は分散されている液を、水系媒体中に乳化又は分散させて得られる母体粒子を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記離型剤がエステルワックスであるトナーであって、トナーの示差熱量分析(DSC)により得られる離型剤の吸熱ピーク温度(融点)Tm1と、結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度(融点)Tm2が下記式(1)を満足し、トナーの流出開始温度Tfbと前記Tm2が下記式(2)を満足し、かつ、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点(樹脂単体のDSC測定をした際の吸熱ピーク温度)が55〜80℃の範囲にあることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
Tm2≦Tm1≦Tm2+20℃ (1)
Tm2+12℃<Tfb<Tm2+25℃ (2) - 前記エステルワックスがモノエステルワックスであることを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
- 現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、トナー容器からトナーを排出するトナー排出手段と、前記トナー容器から排出されたトナーを貯留するトナー貯留部と、前記トナー貯留部に貯留されたトナーを吸引して前記現像装置に供給するトナー移送ポンプと、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの量を検知する検知手段を備えたトナー補給システムを有し、前記トナー移送ポンプは、互いに摺擦しながらトナーを搬送するロータとテスタを有し、前記トナーが請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを用いて前記静電潜像を現像し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少なくとも有する画像形成装置であって、該画像形成装置のプロセス線速が300〜1500mm/sであり、前記トナーが、請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
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JP2012026747A JP2013164477A (ja) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | 静電荷像現像用トナー、現像剤及び画像形成装置 |
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