JP4364759B2 - トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4364759B2
JP4364759B2 JP2004272350A JP2004272350A JP4364759B2 JP 4364759 B2 JP4364759 B2 JP 4364759B2 JP 2004272350 A JP2004272350 A JP 2004272350A JP 2004272350 A JP2004272350 A JP 2004272350A JP 4364759 B2 JP4364759 B2 JP 4364759B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
parts
container
replenishing device
storage container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004272350A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006085067A (ja
Inventor
久美 長谷川
三夫 青木
氷 朱
増田  稔
知子 内海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2004272350A priority Critical patent/JP4364759B2/ja
Priority to US11/227,178 priority patent/US7522857B2/en
Priority to EP10182141.1A priority patent/EP2261746B1/en
Priority to EP05020258.9A priority patent/EP1637932B1/en
Priority to CNA2005101291575A priority patent/CN1770024A/zh
Publication of JP2006085067A publication Critical patent/JP2006085067A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4364759B2 publication Critical patent/JP4364759B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0804Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • G03G9/0806Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium whereby chemical synthesis of at least one of the toner components takes place
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0848Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
    • G03G15/0849Detection or control means for the developer concentration
    • G03G15/0855Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by optical means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0877Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit
    • G03G15/0879Arrangements for metering and dispensing developer from a developer cartridge into the development unit for dispensing developer from a developer cartridge not directly attached to the development unit
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0821Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0821Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • G03G9/0823Electric parameters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09733Organic compounds

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる静電潜像現像用トナーに関するものであり、また、このトナーを用いる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体の表面に放電によって電荷を与える帯電工程と、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像工程とを経て感光体上にトナー像が形成される。このために、現像工程では、画像形成装置内に設けられる現像装置により行われるが、トナーの消費を補うために、トナー収納容器から現像装置にトナーが補給される。
近時、形成される画像が高精度の再現性が求められている。このために、小粒径化トナーによって対応している。しかし、小粒径化されたトナーは、トナー流動性が低下し、スクリュー等によるトナー補給ではかまくら状に空洞を形成して補給されないことがある。また、スクリュー等に固着してトナー詰まりを生ずることがある。
また、モノクロ画像ではなくフルカラー画像が市場では求められている。光沢のある良好なフルカラー画像を得るためには、有彩色の着色剤をトナー中に微分散させ、結着樹脂の軟化点等を低くする必要がある。しかし、このことによりさらにトナー補給が難しくなっている。さらに有彩色の着色剤として分子量の低い、あるいは結晶性の有機顔料や染料を使用することで、トナーの凝集性が悪化し定量的なトナー補給がいっそう困難になっている。
さらに、画像形成装置の小型化・高速化する傾向にある。画像形成装置の高速化によって、多量の補給用トナーを必要するのでトナー収納容器も大きくなり、また、安定して補給されることが求まられている。さらに、画像形成装置の小型化の一つの手段として定着装置の小型化が挙げられる。このために、定着装置の離型性を高めるためにシリコーンオイル等を塗布していたが、小型化の妨げとなるシリコーンオイルタンクを除去する必要があった。そこで、定着装置に離型性を持たせるのではなく、トナーにワックス等の離型剤を含有させることで離型性を持たせ、装置の小型化を可能にすることができる。また、画像形成装置の小型化によって現像装置から離れた場所にトナー収納容器を配設されることがある。このために、離れたトナー収納容器から現像装置へスムーズに安定してトナーを供給するために粉体ポンプを用いるトナー補給装置が設けられている。
このため、例えば、特許文献1では、エアポンプのエアー出口からトナー補給路で通路93及びトナー移送チューブとの合流部であるエアー接続口までのエアー供給経路が、通路及びトナー移送チューブの重力方向最下位置よりも上方の高さ位置になるように配置されている画像形成装置が開示されている。
また、例えば、特許文献2では、貫通孔が形成されたステータと、該貫通孔に配置されたロータとを有し、該ロータの回転により、前記貫通孔の入口開口側から出口開口側へ粉体を移送する粉体移送ポンプにおいて、前記貫通孔の出口開口から排出された粉体に撹拌作用を与える撹拌手段を設けた粉体移送ポンプが開示されている。
特開2004−037911 特開2002−087592
しかし、上記技術に開示されているような粉体移送ポンプを用いてもなお、軟らかい結着樹脂を用い、さらに有彩色の着色剤として分子量の低い、あるいは結晶性の有機顔料や染料を含有し、さらに離型剤を含有するトナーは、粉体ポンプを用いたトナー供給システムにおけるスムーズな補給は困難である。さらに、供給できたとしても、トナー補給経路中でトナーが様々なストレスを受けるためか、結果として白斑や画像濃度低下のような画像欠陥が発生する。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、有彩色の着色剤として分子量の低い有機顔料や染料を含有し、離型剤を含有するトナーであっても、粉体ポンプを用いるトナー補給装置でスムーズなトナー補給が可能なトナー、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
さらに白斑や画像濃度低下のような画像欠陥が発生しないトナー、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明のトナーは、なくとも結着樹脂、有彩色の着色剤、離型剤とからなり、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲であり、トナーの体積平均粒径が3〜8μmの範囲で、かつ、フロー式粒度像分析装置の測定で0.7〜2.0μmが10個数%以下であることを特徴とする。
2.また、本発明のトナーは、さらに、トナー中の離型剤の分散径が0.03〜2.0μmの範囲にあることを特徴とする。
3.また、本発明のトナーは、さらに、平均粒径30〜300nmの微粒子をトナー表面に存在させることを特徴とする。
4.また、本発明のトナーは、さらに、有機微粒子及び/又は無機微粒子の双方又はいずれか一方である微粒子をトナー表面に存在させることを特徴とする。
5.また、本発明のトナーは、さらに、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤及び離型剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥させることを特徴とする。
6.本発明のトナー収納容器は、上記1ないし5のいずれかに記載のトナーを収容することを特徴とする。
7.また、本発明のトナー収納容器は、少なくともトナー排出口と容器本体とを有し、その容器本体が可撓性で、減容する体積が60%以上であることを特徴とする。
8.また、本発明のトナー収納容器は、容器本体の可撓性部材が樹脂フィルムであることを特徴とする。
9.また、本発明のトナー収納容器は、トナー排出口が長尺物と嵌合しその状態を保持できる嵌合部を有することを特徴とする。
10.本発明のトナー補給装置は、トナーを供給するポンプ手段と、このポンプ手段に連結して設けられたトナー収納容器とを備えたトナー補給装置において、前記トナー収納容器が上記6ないし9のいずれかに記載のトナー収納容器であることを特徴とする。
11.また、本発明のトナー補給装置は、トナー収納容器に収納されているトナーを流動化させるための空気供給手段を備えることを特徴とする。
12.また、本発明のトナー補給装置は、トナー収納容器を画像形成装置本体にセットされた時、粉体ポンプが画像形成装置本体の駆動部と駆動連結されており、トナーが駆動連結により可動される部材の一部と接触することを特徴とする。
13.また、本発明のトナー補給装置は、現像部とトナー収納容器との間にトナー送流通路を形成し、空気流によってトナーをトナー収納容器からトナー送流通路を通して現像部に供給することを特徴とする。
14.また、本発明のトナー補給装置は、空気供給手段が吹き込み用エアポンプであることを特徴とする。
15.また、本発明のトナー補給装置は、ポンプ手段が、固定された中空の弾性部材及びこの内壁に接する螺旋状に曲げた剛性の軸を主要部とし、該軸を回転させることにより、トナー収納手段から排出されたトナーとエアーの混合された流体が逆流しないように移動させることを特徴とする。
16.また、本発明のトナー補給装置は、トナーが収納されているトナー収納容器に振動又は衝撃を与えて該トナーの流動化を促進させることを特徴とする。
17.本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像にトナ−を供給し可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写装置と、像担持体上の未転写の残留トナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備え、かつ トナーを自動的に供給するポンプ手段と、このポンプ手段に連結して設けられたトナー収納容器と、このトナー収納容器に収納されているトナーを流動化させるための空気供給手段と を備えるトナー補給装置を備える画像形成装置において、上記10ないし16のいずれかに記載のトナー補給装置を用いることを特徴とする。
18.また、本発明の画像形成装置は、さらに、像担持体と、少なくとも帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置から選択される一以上の装置とを一体に支持し、着脱可能なプロセスカ−トリッジを備えることを特徴とする。
以上説明したように、本発明のトナーは、粉体ポンプを用いたトナー補給装置で、光沢があって、高精度の再現性のある有彩色の着色剤と離型剤を含むトナーを安定して補給することができる。
また、本発明の画像形成装置は、離型剤を含むトナーを安定して補給できるトナー補給装置を用いることで、光沢のある、高精度の画像を再現することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図1は、本発明のトナーが用いられるトナー補給装置の構成を示す概略図である。図2は、このトナー補給装置の構成を示すブロック図である。
図1及び図2によれば、トナー補給装置120の駆動・制御は、図示しない電源と制御回路により、モーノポンプと呼ばれる粉体ポンプ140の駆動・制御とエアポンプ130の動作・制御を行う。トナー補給装置120の制御は、現像装置5の一部に設けられたトナー濃度センサに基づくトナーとキャリアの混合比の変化を検知しトナー補給量を制御する機構を用いているが、他の機構として感光体1上のトナー像の反射濃度を検知しトナー補給量を制御する等の技術を転用してもよい。図示しないMPUを具備した制御装置によってトナー補給装置120は制御される。すなわち、トナー濃度センサの検知結果がMPUに取り込まれ、検知結果に応じてMPUから粉体ポンプ駆動源または駆動伝達手段(クラッチ等)、エアポンプ130に動作信号が送信されることにより、現像装置5へのトナー補給動作は行われる。MPUは、タイマー機能を有しており、任意のタイミングで駆動モータ、エアポンプ130等を駆動制御することができる。
本発明のトナーは、このようなトナー補給装置120に用いられる。トナーの結着樹脂の種類、トナー中の離型剤の粒径や表面露出状態、有彩色の着色剤の種類や添加量、表面露出状態によって、トナーの動摩擦係数を0.15〜0.35の範囲にすることができる。例えば、トナー表面に存在する離型剤の比率を調整する場合、離型剤が小粒径で均一に分散している場合は、トナー表面に存在する離型剤量の比率は内包する離型剤量と等しくなる。しかし、大粒径で存在した場合、トナー表面に存在する離型剤量の比率は内包する離型剤量より多くなる。粉砕系の場合は、混練したトナーを粉砕し微粒化する場合、機械的衝撃、ジェット気流による衝撃などの外力により粉砕することが多く、トナーが外力を受けると、内部の最も弱い部分から破壊が起こる。これが離型剤であるため、離型剤が大粒径で存在した場合、トナー表面の離型剤量が多くなる。離型剤の分散状態は混練のシェアにより大きく左右され、混練時のトルクが大きいほうが良く分散し摩擦係数が大きくなるが、使用する離型剤の原材料での粒度によってもトナー中の分散状態は大きく変わる。離型剤の原材料での平均粒度は30〜120μm、好ましくは30〜80μm、さらにこのましくは30〜50μmがよい。離型剤の原材料での平均粒度が小さいほどトナー中の分散が良好となるため、処方として多くの量を投入しても狙いの摩擦係数の範囲を得ることができる。また離型剤の酸価とトナー中のすくなくとも1つの樹脂との酸価の差が10以内、好ましくは8以内、さらに好ましくは0〜5の範囲にあることにより、バインダー樹脂と離型剤の分散性が向上する。また、重合系の場合は、溶媒中に分散させるときの撹拌速度、温度、界面活性剤の量等によってトナー表面に存在する離型剤量の比率を調整する。例えば有機顔料の分散性で調整する場合は、あらかじめ顔料を樹脂とマスターバッチ化するなどの工法条件にて分散性を制御できる。離型剤同様に顔料分散状態が大粒径で存在した場合、トナー表面の顔料量が多くなり、摩擦係数が大きくなる。また、マスターバッチを作成するときの樹脂と、顔料の結晶化度の差は小さいほうが分散性がよい。結晶性の有機顔料を使用する場合、結晶性の樹脂とマスターバッチ化することにより顔料の分散性は各段に向上し、摩擦係数は低下する。このような原材料の選択や、トナー製法により、トナーの動摩擦係数を0.15〜0.35の範囲にすることができる。好ましくは0.20〜0.30、さらにこのましくは0.20〜0.25がよい。
トナーの動摩擦係数が0.15未満の場合、粉体ポンプでのトナー補給が困難となりトナー凝集によるつまりや特に保存により、ワックススペントによる流動性の悪化のような補給上の不具合が生じる。また、凝集による白斑やワックスの分散不良に起因する現像能力悪化による画像濃度低下のような画像品質上の不具合を生じる。また、動摩擦係数が0.35を越えるとの場合、粉体ポンプでのトナー補給が困難となり特に外部から圧力などが加わったときに細密にトナーがしまってしまい、安定的な粉体供給ができないという補給上の不具合が生じたり、摩擦力が大きいことによる供給ポンプの磨耗を生じ、供給ポンプの耐久性が低下する。また、摩擦力が大きいことによるOPC表面を削ってしまうことによる画像スジや、顔料の分散不良に起因する現像能力悪化による画像濃度低下や光沢むらのような画像品質上の不具合を生じる。
トナー表面の動摩擦係数は、質量3gのトナーに6t/cmの荷重をかけ直径40mmの円盤状のペレットにしたものを協和界面科学社製全自動摩擦摩耗解析装置を用い測定する。このとき接触子として3mmステンレス球の点接触子を用いる。
このトナーは、トナー補給装置120では、トナー補給信号が送信されると、同時に粉体ポンプ140のロータ141およびエアポンプ130が所定時間作動し、流動化されたトナーが粉体ポンプ140により移送チューブ115を経て現像装置5に送られる。エアポンプ130は粉体ポンプ140のロータ141が停止した後、さらに所定時間の作動後に停止するようになっている。このようにすることで、移送チューブ115の残存トナーを空気のみによって排出することができるので、トナー移送チューブ115内のトナー詰まりを防止することができる。
移送チューブ115としては、内径が4〜10mmのチューブ状で、フレキシブル性に優れたゴム材料、例えば、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等を用いることが非常に有効である。しかし、このときに、トナーの流動性が低いと、移送チューブ115内で詰まることがある。このために、外添剤が外添されていない状態で、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲にする。外添剤を外添することで、トナーの流動性を大きくすることができるが、外添剤未添加のトナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲にすることで、チュウーブ移送時の安定性をはかることができる。トナーの動摩擦係数が大きいと、摩擦係数の小さい移送チューブ115であっても屈曲部分があると、トナーのデッド部分ができ、また、移送チューブ115内で詰まることがあり、移送の安定性が得られない。また、トナーの動摩擦係数が小さいと、粉体ポンプ140、エアポンプ130でも移送が不安定になり、一定量のトナーを安定して、現像装置5に供給することができない。
また、このときに、トナー中の離型剤の分散径が0.03〜2.0μmの範囲にする。離型剤の分散径が小さいと、分散している離型剤の個数は多くなるが、表面に露出する比率が低下する、逆に、離型剤の分散径が大きいと、分散している離型剤の個数は少なくなるが、表面に露出する比率が増加する。離型剤の分散径を0.03〜2.0μmの範囲にすることで、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲にすることができる。
また、トナー補給装置120のトナー収納容器121は、袋形状でその下部中央が開口されており、その開口にポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材22が固定されている。トナー収納容器121としては、フレキシブルで変形可能な袋にし、この袋部121はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材(80〜125μm程度の厚み)を単層または複層構成にして袋状容器形状が好ましい。また、トナー収納容器本体121は60%以上減容されるものが望ましい。トナーの吸引が進むにつれ、そのトナー収納容器121内の容積が減容された場合には、導入される空気により袋状のトナー収納容器121の減容時の局部的変形によるトナー詰まりなどの発生がおさえられると同時に、粉体ポンプ140の吸引効率が高まり、収納されているトナーは袋内に残すことなく排出される。なお、このトナー収納容器121は、この袋形状に限定されず、横型であってもよく、粉体ポンプ140のところまでトナーが搬送されるようになっていれば良い。
また、トナー収納容器121内に空気を送るのみならず、トナー収納容器121に適度な振動や衝撃を与えることは、極度に流動性の悪いトナーを安定して吸引・移送する上で効果的であり、またブリッジ現象を防止し安定的にトナー移送管(チューブ)115にトナーを移送させる効果もある。これらの具体的手段としては、従来周知のカムとレバーによる間欠衝撃付加や、モータやソレノイドなどによる振動付加などの方法を用いればよい。トナーの移送通路は、トナー収納容器121と現像部とを長尺のトナー移送チューブ115で接続することによって形成されるものであり、具体的には、トナー送流手段の一端部とトナー収納容器の排出口との接続部から、トナー移送チューブ115の他の端部と現像装置5との接続部までの間で形成されるものである。
さらに、少なくとも空気流を形成するエアポンプ130とトナー移送チューブ115からなり、このトナー移送チューブ115が細長いものであるため、トナー収納容器121からトナーを排出し現像装置5に供給するために関与し、かつトナー収納容器121と現像装置5の間に存在させて、接続されている。
また、トナー収納容器121の口金部材122は、スリーブ状に形成され、その中空部に粉体ポンプ140が脱着可能に装着されている。粉体ポンプ140は、吐出型の一軸偏芯スクリューポンプであって、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141と、ゴム等の弾性体で内側に2条スクリュー形状に作られ固定されて設置されるステータ142とを有している。この場合、ステータ142は口金部材122に下方より嵌め込まれており、受け部材123によってその嵌め込まれた位置に保持されている。なお、受け部材123は口金部材122に対し、螺合、係合等によって取り外し可能に固定されるので、この受け部材123を外すことで、図1に示すように、ステータ142およびロータ141をトナー収納容器121から脱着できる。
また、口金部材122には腕等を介してストッパ124が設けられ、このストッパ124は回転によってロータ141が容器内へ入り込むように動くことを防止することができる。なお、ストッパ124にはロータ141を回転自在に支持する軸受を設けても良い。画像形成装置本体に設けられたトナー収納容器121がセットされるセット部150には、図示していない駆動源によって回転駆動され、上下方向に延びる駆動軸51が設けられ、駆動軸151はセット部150の下部部材150aに軸受153を介して回転自在に支持されているとともに、その先端、すなわち上端にはロータ141と係合可能なジョイント52が固定されている。また、駆動軸151は上下動可能に装着され、かつスプリング154によって上方へ付勢されている。したがって、駆動軸151は固定板154aが軸受153に当接する位置で待機し、トナー収納容器121がセットされると、スプリング154の作用に抗して待機した位置より下がった位置で、ジョイント152がロータ141に係合するので、その係合はバネ力によって確実なものとなっている。
セット部150には、粉体ポンプ140によりトナーが吐出される部分が図の左右方向に延びるパイプ状に形成されており、その一端は移送チューブ115を介して現像装置5に接続されている。また、他端にはエア供給手段としてのエアポンプ130とエアパイプ131を介して接続されている。したがって、粉体ポンプ140によって容器から排出されたトナーはエアポンプ130によるエア流によって現像装置5へ移送される。
粉体ポンプ140である1軸偏芯スクリューポンプは、高い固気比で粉体の連続定量移送が可能で、ロータ141の回転数に比例した正確なトナーの移送量が得られることが知られている。したがって、トナー補給量であるトナーの移送量の制御は粉体ポンプ140の回転数と駆動時間を制御すれば良い。粉体ポンプ140は、ロータ141が回転すると、下方向に吐出圧力を発生し、上方向には吸引圧力を発生する。この吐出圧力または吸引圧力の大きさは粉体ポンプ140のロータ141、ステータ142の形状やロータ141の回転数に依存する。しかし、この場合も、トナーの動摩擦係数が0.15未満では、粉体ポンプ140中でデッド部分ができ、内部で詰まることがある。また、柔らかい離型剤によってトナー同士が凝集体を形成することがある。0.35を越えると搬送量の変動が大きくなり、現像装置5のトナー濃度が安定しない。
トナー収納容器121に設けた粉体ポンプ140は、停止時には完全密閉する自閉弁の役割をはたし、トナー収納容器121の開口部は密閉され、トナーの粒径が小さくとも、トナーは外部に飛散しない。よって、交換時のトナー飛散、汚染などを確実に防止することができる。さらに、粉体ポンプ140はトナー収納容器121から脱着可能であるため、ポンプ部分は再生・再利用することができる。なお、粉体ポンプ140はゴムからなるステータ142が摩耗すると寿命になるが、この場合もステータ142だけを交換すれば、ロータ141は何度でも使用することができる。トナー収納容器121の下部は、トナー排出孔に向かって漏斗状の形状をなしているので、容器121内のトナーは重力と粉体ポンプ140の上流側の吸引力により容器121内に残留することなく排出される。
このように、トナー補給装置120は、モーノポンプと呼ばれる粉体ポンプ140、エアポンプ130、トナー収納容器121によって、離型剤を含有して流動性が低く、凝集体を形成しやすいトナーであっても、凝集体を形成することなく、安定して現像装置5へトナーを供給することができる。
また、トナーの重量平均粒径は3〜8μmの範囲にあることが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径が3μm未満では、生産性の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径が8μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。
トナーはフロー式粒度像分析装置の測定で0.7〜2.0μmが10個数%以下であることが望ましい。駆動連結により可動される部材と、現像剤若しくはトナーが接触をする場合、トナー中の微粉が可動部の間に入り込んでしまう可能性がある。特に、粉体ポンプ140のように、収納容器を画像形成装置本体にセットされることで駆動部が駆動するシステムの場合は、駆動部の信頼性はトナー搬送に多大な影響を与える。駆動部の信頼性が落ちると、トナー詰まりやトナーの融着、異音発生などが生じてしまう。駆動部の信頼性を確保する為には、少なくとも、前記トナーはフロー式粒度像分析装置の測定で0.7〜2μmが10個数%以下、好ましくは、5個数%以下、最も好ましくは、3個数%以下であることが望ましい。
また、このトナーは、平均粒径30〜300nmの微粒子をトナー表面に存在させる。微粒子は、無機微粒子及び/又は有機微粒子を用いる。平均粒径を30nm未満では、熱的又は機械的衝撃に弱く、粉体ポンプ140の駆動連結部に固着する。また、300nmを越えると、トナー表面を他の部材と接触するのを阻害するために、定着性が低下する、また、トナーの流動性の低下が著しく、剤移送装置120の粉体ポンプ140で搬送が困難になる。したがって、外添剤としてこの微粒子の一次粒子径は、30〜300nmであることが好ましく、特に80nm〜200nmであることが好ましい。
無機微粒子は、無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。この無機微粒子の使用比率は、トナーの0.1〜10wt%であることが好ましく、特に1〜5wt%であることが好ましい。
また、有機微粒子、たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。特に、シリカ、酸化チタンに上記の表面処理を施して得られる疎水性シリカ、疎水性酸化チタンを用いることが好ましい。
また、ここで、本トナーの構成について説明する。本トナーの母体は、トナーは、少なくとも結着樹脂、有彩色の着色剤、離型剤とからなり、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等の製造方法があるが、これらの製造方法に限るものではない。本発明のトナーは、高画質高精細の画像を出力させるべく、小粒径で球形に近いトナーであることが好ましい。このようなトナーの製造方法としては、水系媒体中で油相を乳化、懸濁又は凝集させトナー母体粒子を形成させる、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法等がある。以下、これらのトナー製造方法、及び該製造方法において用いる材料、添加剤等について説明する。
(懸濁重合法)
油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、離型剤等を分散し、界面活性剤、その他固体分散剤等が含まれる水系媒体中で乳化法によって乳化分散する。このときに、離型剤を分散させる撹拌速度、温度等の条件によって離型剤粒径を制御する。その後、重合反応を行い粒子化した後に、本発明におけるトナー粒子表面に無機微粒子を付着させる湿式処理を行えば良い。その際、余剰にある界面活性剤等を洗浄除去したトナー粒子に処理を施すことが好ましい。
重合性単量体としてアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基を有すアクリレート、メタクリレートなどを一部用いることによってトナー粒子表面に官能基を導入できる。
また、使用する分散剤として酸基や塩基性基を有すものを選ぶことよって粒子表面に分散剤を吸着残存させ、官能基を導入することができる。
(乳化重合凝集法)
水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途、着色剤、粒径を制御した離型剤等を水系媒体中分散した分散体を用意し、混合の後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。その後に、無機微粒子の湿式処理を行えば良い。ラテックスとして懸濁重合法に使用されうる単量体と同様なものを用いればトナー粒子表面に官能基を導入できる。
(ポリマー懸濁法)
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。トナー組成物の油相には、樹脂、プレポリマー、顔料等の着色剤、粒径を制御した離型剤、帯電制御剤等を揮発性溶剤に溶解又は分散する。
水系媒体中に、トナー組成物からなる油相を界面活性剤、固体分散剤等の存在下で分散させ、プレポリマーの反応を行わせて粒子化する。その後に後述する無機微粒子の湿式処理を行えば良い。
(乾式粉砕法)
粉砕系の一例としては、少なくとも結着剤樹脂、帯電制御剤および着色剤を含む原材料を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、分級する工程とを有するトナーの製造方法が適用できる。また、着色剤の分散性を向上させるために着色剤をマスターバッチ処理後、他の原材料と混合し、次工程へ処理しても良い。
機械的に混合する混合工程は、回転させる羽による通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。トナーを混練する具体的な装置としては、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等が好適に用いられる。以上により得られた溶融混練物は冷却した後粉砕されるが、粉砕は、例えば、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができる。粉砕は、平均粒径が3〜15μmになるように行うのが望ましい。さらに、粉砕物は風力式分級機等により、2.5〜20μmに粒度調整される。次いで、外添剤のトナー粒子へ外添が行われるが、トナー粒子と外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー粒子表面に被覆される。
この粉砕系トナーでは、公知の結着樹脂を用いることができるが、顔料の分散性を良好にし、より広い色再現域の画像を得る観点からポリエステル樹脂を用いることが好ましい。さらに、結着樹脂であるポリエステル樹脂はTHF不溶解成分を含有しない線状ポリエステルとTHF不溶解成分の非線状ポリエステルからなることによりさらに広い定着温度幅を確保することができる。線状ポリエステルと非線状ポリエステルを含有することにより、線状ポリエステルで低温定着性を改善、非線状ポリエステルで耐ホットオフセット性を改善することができるが、光沢性を損なわないためにはやはり離型剤の分散性を良好にしなければならない。離型剤の分散性を良好にするためには一般的には混練時の機械的せん断、分散力の制御により改善できるが、実際はせん断と分散を完全分離して制御することは困難であり、分散を良くしようとすると結果的にせん断も進んでしまい、これによりせん断による低分子量化が進んでしまい非線状ポリエステルによる耐ホットオフセット性が改善できない。しかし、ハイブリッド樹脂を含有することにより離型剤、着色剤の分散性が向上するため、分散に対する機械的エネルギーの制御の必要性が低く、せん断のみの制御で良い。これによって、光沢性を損なうことなく、線状ポリエステルで低温定着性を改善、非線状ポリエステルで耐ホットオフセット性を改善することができる。
以下に、トナーの主な構成材料について説明する。
(ポリエステル樹脂)
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
(変性ポリエステル)
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル(i)を含有しても良い。変性ポリエステル(i)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
変性ポリエステル(i)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ウレア変性ポリエステルを生成するのに用いる多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(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);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中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。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%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、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明で用いられる変性ポリエステル(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル(i)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。この時のピーク分子量は1000〜10000が好ましく、1000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。
変性ポリエステル(i)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
(着色剤)
本発明のトナーに使用できる有彩色の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用できるが、特に本発明のトナーに使用できる分子量の低い、または結晶性の低い有機顔料や染料として、例えば、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、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、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、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及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂100重量部に対し0.1〜15重量部である。本発明では、これらの着色剤を単独、もしくは2つ以上混ぜて、本発明のトナーの色となるように調色する。これらの中でもシアントナーの着色剤としては、C.I.Pigment Blue 15、C.I.Pigment Blue 15−1、C.I.Pigment Blue 15−2、C.I.Pigment Blue 15−3、C.I.Pigment Blue 15−4等を本発明のトナーに好適に用いることができ、特にC.I.Pigment Blue 15−3が好ましい。
マゼンタトナーの着色剤は、C.I.Pigment Red 57−1、C.I.Pigment Violet 19、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 146、C.I.Pigment Red 147、C.I.Pigment Red 176、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 185、C.I.Pigment Red 269等を本発明のトナーに好適に用いることができ、中でもC.I.Pigment Red 57−1、C.I.Pigment Red 122C.I.Pigment Red 269が好ましい。イエロートナーの着色剤として、C.I.Pigment Yellow 185、C.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 128、C.I.Pigment Yellow 155、C.I.Pigment Yellow 180等を本発明のトナーに好適に用いることができ、中でもYellow 155、C.I.Pigment Yellow 180、C.I.Pigment Yellow 185が好ましい。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、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などのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、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、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、単独あるいは混合して使用できる。
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。これらの中でも、離型剤の分散性を良好にする観点から、特に脱遊離脂肪酸型カルナバワックス、モンタンワックス、及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用するのが好ましく、中でも、微結晶のもので酸価が5以下のカルナウバワックス、微結晶のもので酸価が5〜14のモンタンワックスが好ましい。
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4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)、4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)、4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、4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、4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。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(溶解懸濁法の製造例)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
とくに、離型剤としてのワックスを有機溶媒中で溶解させて、ここで、撹拌して離型剤粒子を形成する。このときの撹拌で、離型剤粒子径を制御することができる。これを結着樹脂等と有機溶媒に投入する。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナーが得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基をする脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
また、本発明の画像形成装置では、上述したトナーとトナー補給装置120を備える。
図3は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す図である。図4は、図3に示す画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図である。像担持体である感光体1の周囲は、帯電装置3、露光装置4、現像装置5、転写装置6、クリーニング装置7、定着装置8が配置されている。
感光体1は、ベルト状又はドラム状のアルミニウム基板上に感光層を設ける。感光層には、アモルファスセレン、光導電性を有するペリレン系、フタロシアニン系有機化合物、アモルファスシリコンを用いる。
帯電装置3は、感光体1の表面を一様に帯電する。本実施形態における帯電装置3は、いわゆる接触・近接帯電方式で負極性に帯電させる帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ3aを備えている。
このようにして帯電した感光体1の表面には、露光装置4によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置4は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体1に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置4は、レーザ方式の露光装置であるが、LEDアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
露光装置4は、読取装置20内のスキャナーで読み取ったデータ及び、図示しないPC等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザー光3aをスキャンさせ、ミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体1上に静電潜像を形成する。
現像装置5は、現像剤を担持して感光体1に供給する現像剤担持体である現像スリーブ5aと、トナー供給室等を備える。感光体1と微小間隔をおいて配置された円筒状の現像剤担持体5aと、現像剤担持体5a上の現像剤量を規制する現像剤規制部材とを有している。現像剤担持体5aは、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持体5aと、現像剤担持体5aの内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持体4aの外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。現像剤担持体4aは導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための電源が接続されている。現像剤担持体4aと感光体1との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。
尚、上記は、二成分現像剤を用いる現像装置について説明したが、本発明はこれに限らず、一成分現像剤を用いる現像装置であってもよい。
転写装置6は、転写ベルト6aと転写バイアスローラ6bとテンションローラ6cから構成されている。転写バイアスローラ6bは、鉄、アルミ、ステンレス等の芯金表面に弾性層を設けて構成する。転写バイアスローラ6bには、記録紙を感光体1に密着させるために、感光体1側に必要な圧力がかけられる。転写ベルト6aは、基材として耐熱性の材料を種々選択する事で効果が得られ、例えばシームレスのポリイミドフィルムで構成することができる。その外側には、フッ素樹脂層を設ける構成とすることができる。又、必要に応じてポリイミドフィルムの上にシリコーンゴム層を設け、その上にフッ素樹脂層を設けても良い。転写ベルト6aの内側には、転写ベルト6aを駆動及び張架するためにテンションローラ6cが設けられている。
定着装置7は、ハロゲンランプ等の加熱手段であるヒータを有する定着ローラと、圧接される加圧ローラとを備えている。定着ローラは、芯金表面にシリコーンゴム等の弾性層を100〜500μm、好ましくは400μmの厚みに設け、更にトナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。樹脂表層は、PFAチューブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して10〜50μm程度の厚みが好ましい。
また、本発明の画像形成装置100は、感光体1と、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7の中から選択される1以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジ2を備える。これによって、現像剤、現像装置5の交換を容易にして、画像形成装置100本体を長期にわたって使用することができる。
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す.
(線状ポリエステル樹脂の合成)
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・EO2モル付加物320部、ビスフェノールA・EO2モル付加物480部、テレフタル酸200部、フタル酸65部及び重縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂M−1を得た。M−1はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は13、水酸基価は40、Tgは58℃、数平均分子量は5000、重量平均分子量は22000、ピークトップ分子量は4400であった。
(マスターバッチ作成)
線状ポリエステル樹脂M−1を使用して、顔料、ポリエステル樹脂、純水を1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチを予め作製した。
(シアントナーマスターバッチ処方:(TB-C))
バインダー樹脂M−1 100部
シアン顔料(pigment blue 15−3) 100部
純水 50部
(マゼンタトナー処方:(TB-M))
バインダー樹脂M−1 100部
マゼンタ顔料(pigment red 122) 100部
純水 50部
(イエロートナー処方:(TB-Y))
バインダー樹脂M−1 100部
イエロー顔料(pigment yellow 180) 100部
純水 50部
(ブラックトナー処方:(TB-K))
バインダー樹脂M−1 100部
ブラック顔料(カーボンブラック) 100部
純水 50部
(非線状ポリエステル樹脂の合成)
冷却管、攪拌機及び窒素導入菅の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物400部、ビスフェノールA・P03モル付加物269部、トリメリト酸50部、テレフタル酸278部、無水フタル酸40部及び重縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ 、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が10以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸10部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエステル樹脂H−1を得た。
H−1はTHF不溶分を5%含有しており、その酸価は22、水酸基価は67、Tgは70℃、数平均分子量は9600、重量平均分子量は45000、ピークトップ分子量は11000であった。
参考例1及び実施例1、2
(シアントナー処方)
ポリエステル樹脂(M−1) 50部
ポリエステル樹脂(H−1) 50部
マスターバッチ(TB-C) 20部
オリエント化学工業社製E−84 1部
エステルワックス 3部
(酸価:5mgKOH/g、Mw:1600、粒度:120μm)
(マゼンタトナー処方)
マスターバッチを(TB-M)18部にした以外はシアントナー処方同一。
(イエロートナー処方)
マスターバッチを(TB-Y)20部にした以外はシアントナー処方同一。
(ブラックトナー処方)
マスターバッチを(TB-K)16部にした以外はシアントナー処方同一。
上記処方と同じになるように材料をヘンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練物温度が120℃で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が約7μmのトナー粒子(実施例1、2、3)を得た。ついで、トナー粒子100部に表1に記載の平均粒径の疎水性コロイダルシリカ1.0部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナーを得た。
(実施例
(線状ポリエステル樹脂の合成)
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・PO2モル付加物260部、ビスフェノールA・PO3モル付加物200部、テレフタル酸312部、イソフタル酸65部、無水マレイン酸10部及び重縮合触媒としてジブチルスズオキサイド3部を入れ 220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が5になった時点で取り出し、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂(M2)を得た。
(M2)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は8、水酸基価は22、Tgは59℃、数平均分子量は7890、重量平均分子量は52100、ピークトップ分子量は10800であった。
(シアントナー処方)
ポリエステル樹脂M2 100部
マスターバッチ(TB-C) 20部
保土ヶ谷化学工業社製TN−105 1部
カルナウバワックス 5部
(東亜化成、粒度80μm、酸価:3mgKOH/g)
(マゼンタトナー処方)
マスターバッチを(TB-M)18部にした以外はシアントナー処方同一。
(イエロートナー処方)
マスターバッチを(TB-Y)20部にした以外はシアントナー処方同一。
(ブラックトナー処方)
マスターバッチを(TB-K)16部にした以外はシアントナー処方同一。
上記処方と同じになるように材料をヘンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練物温度100℃で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が約7μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にゾルゲル法で得られた疎水性シリカ1.0部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナーを得た。
(実施例
(線状ポリエステル樹脂の合成)
重縮合触媒をイソオクタントリカルボン酸チタン5部に代える以外は実施例1の(M1)と同様に反応させ、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂(M3)を得た。(M3)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は7、水酸基価は34、Tgは58℃、数平均分子量は5500、重量平均分子量は24500、ピークトップ分子量は7000であった。
(非線状ポリエステル樹脂の合成)
重縮合触媒をテレフタル酸チタン5部に代える以外は実施例1の(H−1)と同様に反応させ、室温まで冷却後粉砕して非線状ポリエステル樹脂(H−2)を得た。
(H−2)はTHF不溶分を10%含有しており、その酸価は2、水酸基価は20、Tgは56℃、数平均分子量は4130、重量平均分子量は11500、ピークトップ分子量は4000であった。
(シアントナー処方)
ポリエステル樹脂(M2) 80部
ポリエステル樹脂(H2) 20部
マスターバッチ(TB-C) 20部
コピーチャージ NX VP434(ヘキスト社製) 2部
直鎖エステルワックス 8部
(酸価:7mgKOH/g、Mw:1000、粒度:30μm)
(マゼンタトナー処方)
マスターバッチを(TB-M)18部にした以外はシアントナー処方同一。
(イエロートナー処方)
マスターバッチを(TB-Y)20部にした以外はシアントナー処方同一。
(ブラックトナー処方)
マスターバッチを(TB-K)16部にした以外はシアントナー処方同一。
上記処方と同じになるように材料をヘンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が約7μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にゾルゲル法で得られた疎水性シリカ1.0部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナーを得た。
(比較例1)
(線状ポリエステル樹脂の合成)
重縮合触媒をジブチルスズオキシド2部に代える以外は実施例1の(M1)と同様に反応させ、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂(Y−1)を得た。(Y1)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は35、水酸基価は35、Tgは58℃、数平均分子量は5400、重量平均分子量は14000、ピークトップ分子量は7300であった。
(マスターバッチ作成)
線状ポリエステル樹脂Y−1を使用して、顔料、ポリエステル樹脂、純水を1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を120℃で行い、その後、ロール温度を130℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチを予め作製した。
(シアントナーマスターバッチ処方:(YB-C))
バインダー樹脂Y−1 100部
シアン顔料(pigment blue 15−3) 100部
純水 50部
(マゼンタトナーマスターバッチ処方:(YB-M))
バインダー樹脂Y−1 100部
マゼンタ顔料(pigment red 122) 100部
純水 50部
(イエロートナーマスターバッチ処方:(YB-Y))
バインダー樹脂Y−1 100部
イエロー顔料(pigment yellow 180) 100部
純水 50部
(ブラックトナーマスターバッチ処方:(YB-K))
バインダー樹脂Y−1 100部
ブラック顔料(カーボンブラック)
100部
純水 50部
(シアントナー処方)
ポリエステル樹脂(Y1) 100部
マスターバッチ(YB-C) 20部
保土ヶ谷化学工業社製TN−105 1部
分岐エステルワックス 6部
(酸価:7mgKOH/g、Mw:1500、粒度:150μm)
(マゼンタトナー処方)
マスターバッチを(YB-M)18部にした以外はシアントナー処方同一。
(イエロートナー処方)
マスターバッチを(YB-Y)20部にした以外はシアントナー処方同一。
(ブラックトナー処方)
マスターバッチを(YB-K)16部にした以外はシアントナー処方同一。
上記処方と同じになるように材料をヘンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で180℃で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が約7μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にゾルゲル法で得られた疎水性シリカ1.0部をサンプルミルにて混合して、トナーを得た。
(比較例2)
(非線状ポリエステル樹脂の合成)
重縮合触媒をジブチルスズオキシド1.5部に代える以外は実施例1の(H1)と同様に反応させ、室温まで冷却後粉砕して非線状ポリエステル樹脂(Y2)を得た。
(Y2)はTHF不溶分を6%含有しており、その酸価は34、水酸基価は22、Tgは60℃、数平均分子量は5050、重量平均分子量は30500、ピークトップ分子量は11800であった。
(シアントナー処方)
ポリエステル樹脂(Y1) 50部
ポリエステル樹脂(Y2) 50部
マスターバッチ(YB-C) 20部
コピーチャージ NX VP434(ヘキスト社製) 2部
直鎖エステルワックス 2部
(酸価:10mgKOH/g、Mw:1000、粒度:30μm)
(マゼンタトナー処方)
マスターバッチを(YB-M)18部にした以外はシアントナー処方同一。
(イエロートナー処方)
マスターバッチを(YB-Y)20部にした以外はシアントナー処方同一。
(ブラックトナー処方)
マスターバッチを(YB-K)16部にした以外はシアントナー処方同一。
上記処方と同じになるように材料をヘンシェルミキサ[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、ニ軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で170℃混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が約7μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にゾルゲル法で得られた疎水性シリカ1.0部をサンプルミルにて混合して、トナーを得た。
参考例1、実施例1〜のトナーを図1記載のトナー収納容器に充填し、図3の画像形成装置に装備して評価した結果を表1に記載した。トナー収納容器としては、ポリエステルフィルムで厚さ90μmの単層構成とした85%減容する袋状容器とした。
(評価方法)
以下の表に示したトナー供給装置とトナーを組み込んだ評価機を50℃24時間の環境下保存後、トナーエンド検知が働くまで(トナー供給量がなくなるまで)画像出しを行った。
離型剤径についてはトナーエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドミクロトームにて0.1μmの薄片を作しルテニウム染色を行った試料を透過型電子顕微鏡(日立製H-9000NAR、加速電圧300kV、4500倍)にて観察した。撮影した画像100枚の離型剤径の最小値〜最大値を離型剤径とした。
また、参考例1、実施例1〜、比較例1及び2のトナーを、図3に記載の画像形成装置にて評価した結果を表1に記載した。トナー評価項目は、トナー補給性、白斑、画像濃度、画像スジ、光沢むらである。その結果を表1に示す。
Figure 0004364759
表1から明らかなように、参考例1、実施例1〜では、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲にあり、かつ、離型剤分散径が0.03〜2.0μmの範囲にあることで、トナー補給性、白斑、画像濃度、画像スジ、光沢むらで問題が発生していない。
比較例1は、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲外にあり、離型剤分散径が0.03〜2.0μmの範囲外にあることで、トナー補給性、白斑、画像濃度で問題が発生した。さらに、比較例2では、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲外にあることで、トナー補給性、画像スジ、光沢むらで問題が発生した。
以下、溶解懸濁法による実施例を更に説明する。
(有機微粒子エマルションの合成)
(製造例1)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン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。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した平均粒径は、105nm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。樹脂分のTgは59℃であり、重量平均分子量は15万であった。
(水相の調整)
(製造例2)
水990部、[微粒子分散液1]99部、ドデシルジフェニルェーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON-7):三洋化成工業製)35部、酢酸エチル70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。
(低分子ポリエステルの合成)
(製造例3)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で1.7時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2400、重量平均分子量6700,ピーク分子量5000、Tg43℃、酸価25であった。
(中間体ポリエステルの合成)
(製造例4)
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で9時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
(ケチミンの合成)
(製造例5)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
(MBの合成)
(製造例6)
水1200部、カーボンブラック(Printex35:デクサ製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、製造例3で作成した低分子量ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1(BK)]を得た。
(油相の作成)
(製造例7)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバワックス11O部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま4時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1(BK)]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、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。
(乳化⇒脱溶剤)
(実施例
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数12,000rpmで30分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、35℃で7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。
また、脱溶剤の途中の段階で、TKホモミキサーにサンプルを移し、回転数12,000rpmで40分間攪拌しトナーを異形化した。
(洗浄⇒乾燥)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液1OO部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、更に、得られた粒子100重量部に対して、CCA(サリチル酸金属塩E-84:オリエント化学工業)を0.6重量部をヘンシェルミキサーを用いて1000rpmで混合した後、Q型ミキサー(三井金属工業製)で5500rpmで混合し、トナーの表面にCCAを固着させ、[母体トナー1]を得た。本トナーの重量平均粒径4.8μm、個数平均粒径3.9μmであった。
(外添加剤添加)
ついで、母体トナー1を100部に疎水性シリカ0.7部、疎水性酸化チタン0.7部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー1(ブラック)として作成を完了した。
また、同様に、トナー1(製造例6)に用いたカーボンブラックの代わりに、以下の着色剤を用い、イエロー顔料(ジスアゾ系イエロー顔料 C.I.Pigment Yellow 180):1000部、マゼンタ顔料(ナフトール系顔料 C.I.Pigment Red 269):540部、シアン顔料(銅フタロシアニン顔料 C.I Pigment BLUE
15:3):400部でイエロー、マゼンタ、シアントナーを得た。
(有機微粒子エマルションの合成)
(製造例8)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン80部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、チオグリコール酸ブチル12部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液2]を得た。[微粒子分散液2]をLA−920で測定した平均粒径は、120nmであった。[微粒子分散液2]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは42℃であり、重量平均分子量は3万であった。
(実施例
実施例での[微粒子分散液1]の代わりに[微粒子分散液2]を使用した以外は実施例と同様にして[トナー2]を得た。
(有機微粒子エマルションの合成)
(製造例9)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水670部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン101部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル90部、チオグリコール酸ブチル12部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液3]を得た。[微粒子分散液3]をLA−920で測定した平均粒径は、110nmであった。[微粒子分散液3]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは78℃であり、重量平均分子量は2.5万であった。
(実施例
実施例での[微粒子分散液1]の代わりに[微粒子分散液3]を使用した以外は実施例と同様にして[トナー3]を得た。
(有機微粒子エマルションの合成)
(製造例10)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン78部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル115部、チオグリコール酸ブチル2部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で20分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し6時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液4]を得た。[微粒子分散液4]をLA−920で測定した平均粒径は、115nmであった。[微粒子分散液4]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは51℃であり、重量平均分子量は10万であった。
(実施例
実施例での[微粒子分散液1]の代わりに[微粒子分散液4]を使用し、外添加剤を疎水性酸化チタンの代わりに疎水性シリカを用いた以外は実施例と同様にして[トナー4]を得た。
(有機微粒子エマルションの合成)
(製造例11)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン68部、メタクリル酸93部、アクリル酸ブチル115部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液5]を得た。[微粒子分散液5]をLA−920で測定した平均粒径は、90nmであった。[微粒子分散液5]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは56℃であり、重量平均分子量は15万であった。
(油相の作成)
(製造例7−2)
製造例7においてカルナウバワックス110部の代わりにエステルワックス110部に変えた以外は、製造例7と同様に作成し、[原料溶解液2]を得た。[原料溶解液2]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液2]を得た。[顔料・WAX分散液2]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
(実施例
実施例での[微粒子分散液1]の代わりに[微粒子分散液5]を使用し、[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液2]を用い用いた以外は実施例と同様にして、[トナー5]を得た。
また、本トナー100重量部に対して、CCA(サリチル酸金属錯体X-11:オリエント化学工業)を0.5重量部をヘンシェルミキサーを用いて1000rpmで混合した後、Q型ミキサー(三井金属工業製)で6000rpmで混合し、トナーの表面にCCAを固着させた。外添加剤を疎水性酸化チタンの代わりに疎水性シリカを用いた以外は実施例と同様にして[トナー5]の作を完了した。
(製造例12)
[顔料・WAX分散液1]753部、[プレポリマー1]を154部、[ケチミン化合物1]3.8部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー6]を得た。
(実施例10
実施例での[乳化スラリー2]の代わりに[乳化スラリー6]を使用した以外は実施例と同様にして[トナー6]を得た。また、脱溶剤の途中の段階で、TKホモミキサーにサンプルを移し、回転数12,500rpmで40分間攪拌しトナーを異形化した。
(L体の合成)
(製造例13)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物196部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物553部、テレフタル酸210部、アジピン酸79部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、上圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル2]を得た。[低分子ポリエステル2]は、数平均分子量2400、重量平均分子量6200,ピーク分子量5200、Tg43℃、酸価15であった。
(実施例11
実施例での[低分子ポリエステル1]の代わりに[低分子ポリエステル2]を使用した以外は実施例と同様にして[トナー7]を得た。また、脱溶剤の途中の段階で、TKホモミキサーにサンプルを移し、回転数13,000rpmで40分間攪拌しトナーを異形化した。
以下に、実施例5〜11の結果を表2に示す。
Figure 0004364759
表2から明らかなように、実施例5〜11では、トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲にあり、かつ、離型剤分散径が0.03〜2.0μmの範囲にあることで、トナー補給性、白斑、画像濃度、画像スジ、光沢むらで問題が発生していない。
本発明のトナーが用いられるトナー補給装置の構成を示す概略図である。 このトナー補給装置の構成を示すブロック図である。 本発明の画像形成装置の概略構成を示す図である。 図3に示す画像形成装置のプロセスカートリッジの構成を示す図である。
符号の説明
1 感光体
2 画像形成ユニット
20 プロセスカートリッジ
3 帯電装置
3a 帯電ローラ
3b クリーニングローラ
3c 芯金
3d 導電ゴム層
3g 電源
4 露光装置
5 現像装置
6 転写装置
7 クリーニング装置
8 定着装置
100 画像形成装置
109 給紙ユニット
110 ピックアップローラ
111 レジストローラ
112 排紙ローラ
114 トナー貯蔵部
115 移送チューブ
120 剤移送装置
121 トナー収納容器
122 口金
130 エアポンプ
140 粉体ポンプ

Claims (18)

  1. なくとも結着樹脂、有彩色の着色剤、離型剤とからなり、
    トナーの動摩擦係数が0.15〜0.35の範囲であり、
    トナーの体積平均粒径が3〜8μmの範囲で、かつ、フロー式粒度像分析装置の測定で0.7〜2.0μmが10個数%以下である
    ことを特徴とするトナー。
  2. 請求項1に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、トナー中の離型剤の分散径が0.03〜2.0μmの範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
  3. 請求項1又は2に記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、平均粒径30〜300nmの微粒子をトナー表面に存在させる
    ことを特徴とするトナー。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、有機微粒子及び/又は無機微粒子をトナー表面に存在させる
    ことを特徴とするトナー。
  5. 請求項1ないし4のいずれかに記載のトナーにおいて、
    前記トナーは、有機溶媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤及び離型剤を溶解または分散させ、該溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥させる
    ことを特徴とするトナー。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載のトナーを収容する
    ことを特徴とするトナー収納容器。
  7. 請求項6に記載のトナー収納容器において、
    前記トナー収納容器は、少なくともトナー排出口と容器本体とを有し、その容器本体が可撓性で、減容する体積が60%以上である
    ことを特徴とするトナー収納容器。
  8. 請求項6又は7に記載のトナー収納容器において、
    容器本体の可撓性部材が樹脂フィルムである
    ことを特徴とするトナー収納容器。
  9. 請求項6ないし8のいずれかに記載のトナー収納容器において、
    トナー排出口が長尺物と嵌合しその状態を保持できる嵌合部を有する
    ことを特徴とするトナー収納容器。
  10. トナーを供給するポンプ手段と、
    このポンプ手段に連結して設けられたトナー収納容器とを備えたトナー補給装置において、
    前記トナー収納容器が請求項6ないし9のいずれかに記載のトナー収納容器である
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  11. 請求項10に記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、トナー収納容器に収納されているトナーを流動化させるための空気供給手段を備える
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  12. 請求項10又は11に記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、トナー収納容器を画像形成装置本体にセットされた時、粉体ポンプが画像形成装置本体の駆動部と駆動連結されており、トナーが駆動連結により可動される部材の一部と接触する
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  13. 請求項10ないし12のいずれかに記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、現像部とトナー収納容器との間にトナー送流通路を形成し、空気流によってトナーをトナー収納容器からトナー送流通路を通して現像部に供給する
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  14. 請求項10ないし13のいずれかに記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、空気供給手段が吹き込み用エアポンプである
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  15. 請求項10ないし14のいずれかに記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、ポンプ手段が、固定された中空の弾性部材及びこの内壁に接する螺旋状に曲げた剛性の軸を主要部とし、該軸を回転させることにより、トナー収納手段から排出されたトナーとエアーの混合された流体が逆流しないように移動させる
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  16. 請求項10ないし15のいずれかに記載のトナー補給装置において、
    前記トナー補給装置は、トナーが収納されているトナー収納容器に振動又は衝撃を与えて該トナーの流動化を促進させる
    ことを特徴とするトナー補給装置。
  17. 潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像にトナ−を供給し可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写装置と、像担持体上の未転写の残留トナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備え、かつ トナーを現像装置に補給するトナー補給装置を備える画像形成装置において、
    前記トナー補給装置は、請求項10ないし16のいずれかに記載のトナー補給装置である
    ことを特徴とする画像形成装置。
  18. 請求項17に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、像担持体と、少なくとも帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置から選択される一以上の装置とを一体に支持し、着脱可能なプロセスカ−トリッジを備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
JP2004272350A 2004-09-17 2004-09-17 トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置 Expired - Fee Related JP4364759B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004272350A JP4364759B2 (ja) 2004-09-17 2004-09-17 トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置
US11/227,178 US7522857B2 (en) 2004-09-17 2005-09-16 Toner, image forming apparatus using the same and process cartridge
EP10182141.1A EP2261746B1 (en) 2004-09-17 2005-09-16 Image forming apparatus
EP05020258.9A EP1637932B1 (en) 2004-09-17 2005-09-16 Toner
CNA2005101291575A CN1770024A (zh) 2004-09-17 2005-09-19 调色剂、使用该调色剂的图像形成装置以及处理盒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004272350A JP4364759B2 (ja) 2004-09-17 2004-09-17 トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006085067A JP2006085067A (ja) 2006-03-30
JP4364759B2 true JP4364759B2 (ja) 2009-11-18

Family

ID=35517158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004272350A Expired - Fee Related JP4364759B2 (ja) 2004-09-17 2004-09-17 トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7522857B2 (ja)
EP (2) EP2261746B1 (ja)
JP (1) JP4364759B2 (ja)
CN (1) CN1770024A (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060240350A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Hyo Shu Developer, and image forming apparatus and process cartridge using the developer
CA2630933C (en) 2006-09-04 2012-08-28 Ricoh Company, Ltd. Electrostatic image developing toner, two-component developer, image forming method and process cartridge
JP2008116580A (ja) * 2006-11-01 2008-05-22 Ricoh Co Ltd 画像形成用トナー、トナー供給方法及びプロセスカートリッジ
JP4909182B2 (ja) * 2007-05-31 2012-04-04 株式会社リコー 静電荷像現像用トナーの製造方法
JP5140871B2 (ja) * 2007-11-08 2013-02-13 株式会社リコー 画像形成装置
US7901861B2 (en) * 2007-12-04 2011-03-08 Ricoh Company Limited Electrophotographic image forming method
US8012659B2 (en) * 2007-12-14 2011-09-06 Ricoh Company Limited Image forming apparatus, toner, and process cartridge
JP5252180B2 (ja) 2008-01-09 2013-07-31 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
JP5464895B2 (ja) 2008-05-09 2014-04-09 花王株式会社 非接触定着用トナー
JP5321112B2 (ja) * 2008-09-11 2013-10-23 株式会社リコー 現像装置及び画像形成装置
DE112010001458B4 (de) 2009-03-30 2016-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Entwicklerzufuhrbehälter und Entwicklerzufuhrsystem
AU2014216008B2 (en) * 2009-03-30 2015-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Developer supply container and developer supplying system
JP2012032774A (ja) 2010-07-07 2012-02-16 Ricoh Co Ltd 電子写真画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP2012022264A (ja) 2010-07-16 2012-02-02 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及び画像形成方法
US8849163B2 (en) 2011-01-06 2014-09-30 Ricoh Company, Limited Powder conveying apparatus, image forming apparatus, and powder container
JP5724449B2 (ja) 2011-02-23 2015-05-27 株式会社リコー 画像形成装置および画像形成方法
JP5754219B2 (ja) 2011-04-12 2015-07-29 株式会社リコー トナーの製造方法
JP2012223696A (ja) 2011-04-19 2012-11-15 Ricoh Co Ltd 微粒子の製造方法、微粒子製造装置、トナーの製造方法、トナー製造装置及びトナー
JP6032529B2 (ja) 2011-05-25 2016-11-30 株式会社リコー 画像形成装置及び画像形成方法
JP2013063387A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 微粒子製造装置および微粒子製造方法、並びにトナー製造装置およびトナー製造方法
JP6051625B2 (ja) 2012-07-05 2016-12-27 株式会社リコー 電子写真用オーバーコート組成物、電子写真形成方法、電子写真形成装置
JP2014042906A (ja) 2012-07-31 2014-03-13 Ricoh Co Ltd 微粒子製造装置、及び微粒子製造方法、並びにこれによって得られるトナー
WO2014156521A1 (ja) 2013-03-25 2014-10-02 日本ゼオン株式会社 静電荷像現像用トナー
JP2016011977A (ja) 2014-06-27 2016-01-21 株式会社リコー 画像形成装置、及び画像形成方法
JP6525674B2 (ja) * 2015-03-31 2019-06-05 キヤノン株式会社 画像形成方法
JP6731183B2 (ja) * 2016-05-31 2020-07-29 株式会社リコー 現像剤補給装置、及び、画像形成装置

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702986A (en) * 1984-08-30 1987-10-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic method uses toner of polyalkylene and non-magnetic inorganic fine powder
JPH04143781A (ja) * 1990-10-04 1992-05-18 Canon Inc 複写機のトナー補給装置
AU3426895A (en) * 1994-10-17 1996-05-02 Canon Kabushiki Kaisha Toner container, toner container assembling method, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JPH09244294A (ja) 1996-03-14 1997-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd トナー
JP3847985B2 (ja) * 1998-11-04 2006-11-22 キヤノン株式会社 トナー補給容器の再生方法
JP2001005220A (ja) 1999-06-22 2001-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラートナー及びカラー電子写真方法
CN1900837B (zh) * 2000-02-17 2012-10-03 株式会社理光 墨粉收纳容器、补给墨粉的方法及墨粉补给装置
JP4167807B2 (ja) * 2000-03-10 2008-10-22 株式会社リコー 画像形成装置およびトナー収納容器
JP2002006531A (ja) * 2000-06-21 2002-01-09 Ricoh Co Ltd 粉体トナー、その収納手段および粉体トナー供給方法
JP2002006549A (ja) 2000-06-21 2002-01-09 Ricoh Co Ltd 粉体トナー、その収納手段および粉体トナー供給方法
JP3888842B2 (ja) 2000-09-11 2007-03-07 株式会社リコー トナー補給装置および画像形成装置
JP2002087592A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Ricoh Co Ltd 粉体移送ポンプ及びそのポンプを有する画像形成装置
JP3958511B2 (ja) 2000-09-28 2007-08-15 株式会社リコー トナー補給装置および画像形成装置
US6667141B2 (en) * 2001-02-20 2003-12-23 Ricoh Company, Ltd. Image forming method and apparatus
JP3779628B2 (ja) * 2001-02-20 2006-05-31 株式会社リコー 画像形成装置
JP2002278161A (ja) 2001-03-15 2002-09-27 Ricoh Co Ltd フルカラー電子写真用トナー、フルカラー画像形成方法およびフルカラートナーの製造方法
US6790575B2 (en) * 2001-03-22 2004-09-14 Ricoh Company, Ltd. Two-component developer, image forming apparatus, and image forming method
EP1260873B1 (en) * 2001-05-21 2006-12-06 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer and image forming method using the toner
JP2003167389A (ja) * 2001-05-24 2003-06-13 Ricoh Co Ltd 電子写真用キャリア及び現像剤
JP2002351126A (ja) 2001-05-30 2002-12-04 Ricoh Co Ltd オイルレス定着を用いる電子写真画像形成方法、および該方法に使用する現像剤
US6887636B2 (en) * 2001-05-31 2005-05-03 Ricoh Company, Ltd. Toner for two-component developer, image forming method and device for developing electrostatic latent image
JP3916223B2 (ja) 2001-05-31 2007-05-16 株式会社リコー トナー及びその製造方法並びに画像形成方法
US20030152857A1 (en) * 2001-08-07 2003-08-14 Hideki Sugiura Toner, developer, image-forming method and image-forming device
JP2003091100A (ja) 2001-09-19 2003-03-28 Ricoh Co Ltd 乾式トナー及び該トナーを用いた画像形成装置
EP1296201B1 (en) * 2001-09-21 2012-05-30 Ricoh Company, Ltd. Image forming method and toner therefor
US7169522B2 (en) * 2002-03-12 2007-01-30 Ricoh Company, Ltd. Toner for developing a latent electrostatic image, developer using the same, full-color toner kit using the same, image-forming apparatus using the same, image-forming process cartridge using the same and image-forming process using the same
JP2004037911A (ja) 2002-07-04 2004-02-05 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US6934484B2 (en) * 2002-08-01 2005-08-23 Ricoh Company, Ltd. Image-forming apparatus and image-forming method
US7177555B2 (en) * 2003-01-15 2007-02-13 Ricoh Company, Ltd. Image forming process and image forming apparatus
JP2004240100A (ja) 2003-02-05 2004-08-26 Ricoh Co Ltd 電子写真用トナー、トナー評価方法及び現像方法
JP3953964B2 (ja) * 2003-02-10 2007-08-08 株式会社リコー 画像形成用トナー及び定着方法
JP3905048B2 (ja) * 2003-03-17 2007-04-18 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、プロセスカートリッジ、定着方法、画像形成方法、及び画像形成装置
JP4037329B2 (ja) * 2003-06-25 2008-01-23 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、現像剤、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US7183029B2 (en) * 2003-09-18 2007-02-27 Ricoh Company, Limited. Dry toner, toner kit, and image forming apparatus and process cartridge using the dry toner
US7642032B2 (en) * 2003-10-22 2010-01-05 Ricoh Company, Limited Toner, developer, image forming apparatus and image forming method
EP1530100B1 (en) * 2003-10-22 2009-02-11 Ricoh Company, Ltd. Image forming method using toner

Also Published As

Publication number Publication date
EP2261746A3 (en) 2011-01-05
US20060063092A1 (en) 2006-03-23
EP2261746A2 (en) 2010-12-15
EP1637932B1 (en) 2013-11-06
EP2261746B1 (en) 2015-12-16
US7522857B2 (en) 2009-04-21
EP1637932A3 (en) 2006-07-05
JP2006085067A (ja) 2006-03-30
CN1770024A (zh) 2006-05-10
EP1637932A2 (en) 2006-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4364759B2 (ja) トナー、トナー収納容器、トナー補給装置及び画像形成装置
JP4536628B2 (ja) 画像形成装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法
US20060029433A1 (en) Toner and toner cartridge
JP4451256B2 (ja) 画像形成装置
JP2006047743A (ja) 画像形成用トナー及びその製造方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ
JP2007241310A (ja) トナー、現像剤、現像装置、及び画像形成装置
JP2008216515A (ja) 画像形成装置に用いるトナー
JP2005301261A (ja) トナー及びこれを用いる画像形成装置
JP2008145969A (ja) トナー、現像剤、現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP2006220673A (ja) トナー、現像剤、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP4589209B2 (ja) トナー、画像形成装置及びトナーの製造方法
JP2005049437A (ja) 画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ、トナー
JP2006215532A (ja) 画像形成装置
JP4627233B2 (ja) トナーの製造方法及びトナー母体粒子の製造方法
JP4854645B2 (ja) 画像形成装置
JP2005266557A (ja) 画像形成用トナー及びその製造方法
JP2007212905A (ja) 非磁性一成分現像方式及び現像装置
JP4091904B2 (ja) 画像形成方法及び画像形成装置
JP2006201533A (ja) トナー、及びトナーの製造方法、現像剤、現像装置、画像形成装置
JP4554312B2 (ja) 画像形成装置及び画像形成方法
JP4472387B2 (ja) 画像形成方法
JP4368708B2 (ja) 現像剤、現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ
JP2006259169A (ja) 静電潜像用トナー、静電潜像用トナーの製造方法および画像形成方法
JP2009003023A (ja) 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP2006030654A (ja) トナー、及びこれを用いる画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081028

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090818

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090819

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4364759

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130828

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees