JP4859058B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に於ける静電荷像を現像する為の現像剤に使用されるトナー及び該トナーを使用する電子写真現像装置に関する。更に詳しくは直接または間接電子写真現像方式を用いた複写機、レーザープリンター及び、普通紙ファックス等に使用される静電荷像現像用トナーに関する。
近年、市場からの高画質化の強い要求から、それに適した電子写真装置、それに使用するトナー現像剤の開発に拍車がかかっている。高画質化に対応したトナーとしては、粒径の揃ったトナーであることが必須である。トナーの粒径が揃い粒径分布がシャープになると、個々のトナー粒子の現像の際の挙動が揃って、微小ドット再現性が著しく向上する。
しかしながら、従来より小粒径で粒子径の揃ったトナーではクリーニング性に関しては困難を生じる。特にブレードクリーニングでは均一かつ小粒径なトナーを安定的にクリーニングすることは困難である。そのような状況下、トナーの工夫によってクリーニング性を改善する方法が様々なかたちで提案されている。その中の一つとしてトナーを球形から異形にかえて対応する方法である。トナー形状を異形化することによって、トナーの粉体流動性を低下させ、ブレードクリーニングによってせき止めやすくするものである。ただし、トナーの異形の度合を大きくすぎると、現像の際などにトナーの挙動が不安定となり微少ドット再現性が悪化することになる。
前述したようにトナーを異形化することで、確かにクリーニングに対するトナーの信頼性は向上するが、一方で定着の面で不具合が生じるようになった。すなわち、トナーの形状を異形化すると、定着前の転写材上のトナー層における、トナーの充填密度が小さくなり、定着の際にトナー層中での熱伝導度が遅くなり、低温定着性が悪化してしまう。特に、定着の際の圧が従来に比べ小さい場合は、更に熱伝導度が悪くなり低温定着が阻害されてしまうことになる。
特許文献1においては、Wadell実用球形度が0.90〜1.00のポリエステルからなるトナーを提案しているが、実質的に球形であるために、前述したトナーのクリーニング性の課題は解決されていない。
重合トナー工法には、懸濁重合の他、異型化が比較的容易な乳化重合法や溶解懸濁法などもあるが、乳化重合工法においてもスチレンモノマーの完全除去や乳化剤、分散剤の除去はむずかしく、昨今特に環境問題がクローズアップされるに至ってはますますトナーに対する課題は大きくなってきている。また、トナーの形状においても、凹凸状にすることにより流動化剤として添加したシリカの凹部での付着が弱いことや、使用中の凹部へのシリカ移動が原因となって、トナーによる感光体汚染の問題や定着ローラへのトナー付着問題が発生しやすくなる。また、溶解懸濁法においては、低温定着が可能なポリエステル樹脂を使用できるメリットはあるが、オイルレス定着を達成するため、離型幅を広げるための高分子制御と生産の中で樹脂や着色剤を溶剤に溶解又は分散する工程において高分子量成分を加えるため、液粘度が上がり生産性上の問題が発生しやすくなる。そして、それらの問題はまだ解消されていない。特に溶解懸濁法においては、特許文献2の中で、トナー表面形状について球形且つ凹凸形状にすることによりクリーニングの改善を図っているが、規則性のない不定形トナーであるため帯電安定性にかけ、さらに基本的な耐久品質や離型性確保するための高分子量設計ができておらず満足すべき品質のトナーは得られていない。
トナーの帯電を制御するために、帯電制御剤が多く添加されているが、結着樹脂としての熱可塑性樹脂に、着色剤及び必要に応じて用いられる添加剤を添加したものを溶融混練した後、粉砕及び分級することによりトナーを製造する方法、いわゆる粉砕法においては(1)粒子径を小さくするには限界があり高画質化が厳しくなること、(2)混練⇒粉砕のため各粒子内では均一に分散できるものの,粒子内の材料の配置を制御することが不可能である。(3)帯電制御剤を帯電性付与をするために量を増加すると、フィルミング/定着性への副作用が発生してしまう。などの不具合が生じた。
近年、層状無機鉱物における層間に存在するイオンの一部を有機物イオンで変性した変性層状無機鉱物が帯電制御剤として提案されているが、これも上記の問題点を持っている(特許文献4〜6参照)。
特開平11−133665号公報 特開平9−15903公報 特表2003−515795号公報 特表2006−500605号公報 特表2006−503313号公報 特表2003−202708号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドット再現性、現像性、転写性が長期間にわたって優れ、クリーニング性にも有利な形状を有するトナーを提供することを課題とする。
本発明者らは、前述した課題を解決すべく検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、以下に示すトナーが提供される。
(1)少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性してなる変性層状無機鉱物からなるトナーであって、該変性層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性してなる変性層状無機鉱物からなるトナー成分を水系媒体中で乳化又は分散させる工程を経て得られたトナーであって、該変性層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10であることを特徴とした静電荷像現像用トナー。
(3)有機溶媒中に、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤、及び層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を溶解又は分散させ、前記溶解液又は分散液からなる油相を、水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、トナー粒子を造粒することにより得られたトナーであって、該層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)がが0.03〜0.10であることを特徴とした静電荷像現像用トナー。
(4)前記離型剤が炭化水素系ワックスであることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(5)前記変性層状無機鉱物が有機変性クレイであり、トナー中に0.05〜5.0重量%含有される事を特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(6)該トナーの平均円形度が0.93〜0.97であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(7)該トナーの平均体積粒子径が4〜7μmであることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(8)該トナーの酸価が0.5〜40.0(KOHmg/g)であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(9)該トナーのガラス転移点が40〜70℃であることを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載の静電荷像現像用静電荷像現像用トナー。
(10)感光体と、現像手段と、帯電手段及び/又はクリ−ニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、該現像手段は、トナーを保持し、該トナーは、上記(1)〜(9)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
本発明の乾式トナーは、低温定着性にすぐれ、ブレードクリーニングを使用する装置において転写残トナーが少なく、高画質で高い解像度の画像を与える。
定着ローラとトナー表面の離型性の確保を目的としてワックス成分を内包したトナーを用いるが、長期印刷時等にワックス成分が感光体等他部材へ付着し画像品質の低下等を招くことが知られている。この為、他部材へのワックス付着抑制と定着離型性確保の両立が課題となる。
トナー中のワックス成分量を少なくすることで、ワックスの付着は抑制されるが、定着離型性確保は困難となる。同様に、ワックスドメイン径を小さくすることでも同様の課題が発生する。
そこで本発明は、トナー組成物の成分として、結着樹脂、着色剤及び離型剤に加えて層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性してなる変性層状無機鉱物を用いる。
この変性層状無機鉱物は適度な疎水性を持つため、水系媒体中で造粒した場合に水系媒体中に分散する液滴界面に存在しやすくなることより、トナー表面に偏在するようになり帯電性を発揮することができる。
また、前記変性層状無機鉱物は本来水への濡れ性が良好なものを有機物イオンで変性することで疎水化しているが、依然若干の親水性が残されており、この若干の親水性のために前記層状無機鉱物がトナー表面に偏在することでワックスのトナー表面露出量を抑えていると考えられる。変性層状無機鉱物の疎水性の度合いは層間イオン種及びその量を制御することによって調製することが出来る。
トナー表面に変性層状無機鉱物が偏在しているか否かは、XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy )を用いることにより検証できる。XPSは通常粒子表面から数10nm程度の原子濃度を検出することが可能となる光電子X線である。
すなわち、トナーをXPSで測定した際の層状化無機化合物を構成する特定元素の原子濃度%をAとし、該トナーを混錬後にXPSで測定した際の前記特定元素の同一原子濃度%をBとした時、A>Bであればトナー表面に変性層状無機鉱物が偏在していることを確認することが出来る。
トナー表面近傍のワックス量は、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる、2850cm−1と828cm−1との強度比(P2850/P828)で表すことが出来る。そして、この強度比が0.03〜0.10の時に定着特性とワックスによる他部材への汚染防止の両立が可能となった。この理由については明確ではないが、2850cm−1の吸収はワックスの吸収を含むことが推定され、また828cm−1の吸収は結着樹脂であるポリエステル樹脂に使用している芳香族に由来する吸収を含むことが考えられる。これより前記強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10になることで、トナー表面のワックス露出がある一定量になっていると考えられる。これより、0.01未満になるとトナー表面のワックス露出が減り定着特性の悪化、0.10を超えるとトナー表面のワックス露出量が増え、他部材への汚染が起こると考えられる。
上記のように、定着離型性を充分確保できる量及びドメイン径を有するワックスを内包するトナーに該層状無機化鉱物を添加することによって、変性層状無機鉱物がトナー表面近傍に偏し、他部材へのワックス付着を抑制しつつ、定着離型性を確保する事が可能となる。
本発明において、トナー材料を含有する液体は、トナー材料が溶媒に溶解又は分散されていることが好ましい。溶媒は、有機溶媒を含有することが好ましい。なお、有機溶媒は、トナーの母粒子を形成する際又はトナーの母粒子を形成した後に除去することが好ましい。
有機溶媒は、目的に応じて適宜選択することができるが、除去が容易であることから、沸点が150℃未満であることが好ましい。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等が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
有機溶媒の使用量は目的に応じ適宜選択できるが、トナー材料100重量部に対して、40〜300重量部である事が好ましく、60〜140重量部がより好ましく、80〜120重量部が更に好ましい。
トナー材料は、結着樹脂、離型剤、着色剤、層状無機鉱物が有する金属カチオンの少なくとも一部を有機物カチオンで変性してなる変性層状無機鉱物以外のものは目的に応じて適宜選択することができるが、通常、結着樹脂として、単量体、重合体、活性水素基を有する化合物及び活性水素基に対する反応性を有する重合体のいずれかを含有してよい。
層状無機鉱物は厚さ数nmの層が重ね合わさってできている無機鉱物の事を言い、変性するとはその層間に存在するイオンに有機物イオンを導入することを言う。これを広義にはインターカレーションという。
層状無機鉱物としては、スメクタイト族(モンモリロナイト、サポナイトなど)、カオリン族(カオリナイトなど)、マガディアイト、カネマイトが知られている。変性層状無機鉱物はその変性された層状構造により親水性が高い。その為、層状無機鉱物を変性すること無しに水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いると、水系媒体中に層状無機鉱物が移行し、トナーを異形化することが出来ないが、変性することにより、親水性が高くなって,造粒時に容易に異形化し、分散して微細化し、電荷調整機能を十分に発揮する。このとき、トナー材料中の変性層状無機鉱物の含有量は、0.05〜5.0重量%であることが好ましい。
本発明に用いる変性した層状無機鉱物は、スメクタイト系の基本結晶構造を持つものを有機カチオンで変性したものが望ましい。また、層状無機鉱物がハイドロタルサイト類などの場合にその2価金属の一部を3価の金属に置換する事によりイオンバランスがアニオンを導入する事が出来るバランスとなる。この状態の層状無機鉱物に有機アニオンを導入することで有機アニオンにより変性した層状無機化合物を用いることもできる。
前記層状無機鉱物が有するイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の、有機物イオン変性剤としては第4級アルキルアンモニウム塩、フォスフォニウム塩やイミダゾリウム塩などが挙げられるが、第4級アルキルアンモニウム塩が望ましい。前記第4級アルキルアンモニウムとしては、トリメチルステアリルアンモニウム、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウム、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムなどが挙げられる。
前記有機物イオン変性剤としては分岐、非分岐または環状アルキル(C1〜C44)、アルケニル(C1〜C22)、アルコキシ(C8〜C32)、ヒドロキシアルキル(C2〜C22)、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を有する硫酸塩、スルフォン酸塩、カルボン酸塩、またはリン酸塩が上げられる。エチレンオキサイド骨格を持ったカルボン酸が望ましい。
層状無機鉱物を少なくとも一部を有機物イオンで変性することにより、適度な疎水性を持ち、トナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相が非ニュ−トニアン粘性を持ち、トナーを異形化することが出来る。このとき、トナー材料中の一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の含有量は、0.05〜5重量%である事が好ましく、0.05〜2重量%であることが更に好ましい。
一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物は、適宜選択することができるが、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、トナー特性に影響を与えず、容易に粘度調整ができ、添加量を少量とすることができることから有機変性モンモリロナイト又はベントナイトが好ましい。
一部を有機カチオンで変性した層状無機鉱物の市販品としては、Bentone 3、Bentone 38、Bentone 38V(以上、レオックス社製)、チクソゲルVP(United catalyst社製)、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXL(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18ベントナイト;Bentone 27(レオックス社製)、チクソゲルLG(United catalyst社製)、クレイトンAF、クレイトンAPA(以上、サザンクレイ社製)等のステアラルコニウムベントナイト;クレイトンHT、クレイトンPS(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18/ベンザルコニウムベントナイトが挙げられる。特に好ましいのはクレイトンAF、クレイトンAPAがあげられる。また一部を有機アニオンで変性した層状無機鉱物としてはDHT−4A(協和化学工業社製)に下記一般式(1)で表される有機アニオンで変性させたものが特に好ましい。下記一般式(1)は例えばハイテノール330T(第一工業製薬社製)が挙げられる。
一般式(1) R(OROSO
[式中、Rは炭素数13を有するアルキル基、Rは炭素数2から6を有するアルキレン基を表す。nは2から10の整数を表し、Mは1価の金属元素を表す]
本発明のトナーにおいて、その体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)は、1.00〜1.30であり、このことが高解像度、高画質のトナーを得ることを可能とする。更に、二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナーの粒子径の変動を少なくするとともに、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性を可能とする。
本発明のトナーにおいて、その体積平均粒径Dvは3.0〜7.0μmである事が好ましい。一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、前記の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪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たり、一成分現像剤として用いた場合には、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為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は、微粉の含有率が大きく関係し、特に2μm以下の粒子が20%を超えるとキャリアへの付着や高いレベルで帯電の安定性を図る場合支障となる。逆に、トナーの粒子径が前記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、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場合が多い。
前述したように、小粒径で粒子径の揃ったトナーではクリーニング性に関しては困難を生じるため、円形度:0.93−0.97であることが好ましい。
まず、トナー形状と転写性の関係について述べる。多色現像で転写せしめるフルカラー複写機を用いた場合においては、白黒複写機に用いられる一色の黒トナーの場合と比較し感光体上のトナー量が増加し、従来の不定形トナーを用いただけでは転写効率を向上させることが困難である。更に通常の不定形トナーを用いた場合には、感光体とクリーニング部材との間や中間転写体とクリーニング部材との間、及び/又は、感光体と中間転写体間でのズリ力や摺擦力のために感光体表面や中間転写体表面にトナーの融着やフィルミングが発生して転写効率が悪化しやすい。フルカラー画像の生成においては4色のトナー像が均一に転写されにくく、さらに、中間転写体を用いる場合には、色ムラやカラーバランスの面で問題が生じやすく、高画質のフルカラー画像を安定して出力することは容易ではない。
ブレードクリーニングと転写効率のバランスの観点から、トナーの円形度が0.93−0.97でクリーニングと転写性の両立が計られる。クリーニングと転写性はブレードの材質やブレードの当て方にも大きく関係し、また、転写もプロセス条件で異なるので前記範囲の中でプロセスに応じた設計が可能となる。しかしトナー円形度が0.97以上ではブレードではクリーニングが困難になる。また円形度が0.93以下では前述した転写性の悪化が見られる。
本発明の更なる検討によれば、トナー酸価は低温定着性、耐高温オフセット性に対して、結着樹脂酸価より重要な指標であることが判明した。本発明のトナー酸価は未変性ポリエステルの末端カルボキシル基に由来する。この未変性ポリエステルは、トナーとしての低温定着性(定着下限温度、ホットオフセット発生温度など)を制御する為に、酸価を0.5〜40.0(KOHmg/g)にする事が好ましい。つまり、トナー酸価が40.0(KOHmg/g)を超えると変性ポリエステルの伸長または架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性に影響が見られ、また、0.5(KOHmg/g)未満では、製造時の塩基化合物による分散安定効果が得られず、変性ポリエステルの伸長または架橋反応が進みやすく、製造安定性に問題が生じるためである。トナー酸価測定は、JIS K0070に準拠した方法による。
本発明のトナーのガラス転移点は低温定着性、耐熱保存性、高耐久性を得るために40〜70℃であることが好ましい。つまり、ガラス転移点が40℃未満では現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生し易くなり、また、70℃を超えた場合には低温定着性が悪化しやすくなる。
(離型剤)
本発明において、離型剤はトナー中に1〜10%含有される必要がある。1%未満であると、求める離型性が得られず、定着性が悪化する。また10%超えた場合、フィルミング等問題がある。本発明のトナーに用いるワックスとしては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー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ーとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラーにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温耐オフセットに対し効果を示す。
尚、本発明におけるワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC)による最大吸熱ピークとした。
また、ワックス材料としてはバインダー樹脂との相溶性の観点よりパラフィンワックスがもっとも好ましい。
(着色剤)
本発明で用いる着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パ ーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾ
レッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
本発明で用いる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ー樹脂としては、先にあげた変性、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、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。
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶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事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
トナー粒子表面に帯電制御剤を付着固定化するために、着色剤と樹脂を含む粒子と少なくとも帯電制御剤粒子からなる粒子同士を容器中で回転体を用いて混合する電子写真用トナーの製造方法が知られているが、本発明では、この方法において、容器内壁より突出した固定部材が存在しない容器中で、回転体の周速が40〜150m/secで混合する工程が含まれることにより目的のトナー粒子が得られる。続いて使用したトナーについて説明する。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが使用でき、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、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。
本発明において帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤、離型剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練する事もできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するために外添剤が用いられているが、この外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が50mμ以下のものを使用して攪拌混合を行なった場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行なわれる現像機内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られることが明らかになった。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望な帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行なっても、安定した画像品質が得られて、トナー吹きも抑制できることが判った。
本発明の乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
(水系媒体中でのトナー製造法)
本発明で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。
本発明では、水系媒体中で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)等の反応性変性ポリエステルをアミン(B)と反応させることにより、ウレア変性ポリエステル(UMPE)等を得ることができる。水系媒体中でウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルやプレポリマー(A)等の反応性変性ポリエステルからなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルやプレポリマー(A)等の反応性変性ポリエステルからなるトナー原料の組成分を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)等の反応性変性ポリエステルと他のトナー組成分である(以下トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
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。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。高温なほうが、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)等のポリエステルを含むトナー組成分100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組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体には、乳化、分散するための各種の分散剤が用いられる。このような分散剤には、界面活性剤、無機微粒子分散剤、ポリマー微粒子分散剤等が包含される。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−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−[オメガ−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、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、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(ダイキン工業杜製)、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。 また、水に難溶の無機化合物分散剤として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も用いることができる。
また、微粒子ポリマーも無機分散剤と同様な効果が確認された。例えばMMAポリマー微粒子1μm、及び3μm、スチレン微粒子0.5μm及び2μm、スチレン−アクリロニトリル微粒子ポリマー1μm、(PB−200H(花王製)SGP(総研)、テクノポリマーSB(積水化成品工業)、SGP−3G(総研)ミクロパール(積水ファインケミカル))等がある。
また、上記の無機分散剤、微粒子ポリマーと併用して使用可能な分散剤としては、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、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
さらに、トナー組成分を含む分散媒体の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)・BR>凾フポリエステルが可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、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。プレポリマー(A)100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、更に好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、変性ポリエステル(プレポリマー)のアミンによる伸長および/または架橋反応後、得られた反応物から、溶媒(溶剤)を常圧または減圧下で除去する。
伸長および/または架橋反応時間は、例えば、プレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン類の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは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。なお、伸長剤及び/又は架橋剤としては、前記したアミン類(B)が用いられる。
本発明においては、伸長及び/又は架橋反応後の分散液(反応液)からの脱溶媒に先立ち、該分散液を、10〜50℃で脱溶剤を行うのが好ましい。この溶剤除去前の液攪拌によりトナーが異形化する。一方、トナーの体積平均粒径Dvと個数平均径(Dn)との比Dv/Dnは、主に、例えば、水相粘度、油相粘度、樹脂微粒子の特性、添加量等を調整することによりコントロールすることができる。また、ワックス分散粒径によっても変化する。DvおよびDnは例えば樹脂微粒子の特性、添加量、等を調整することによりコントロールすることができる。
本発明のトナーは、2成分系現像剤として用いることができる。この場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明の画像形成方法を実施する態様について、図1を参照しながら説明する。図1に示すタンデム画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。タンデム画像形成装置は、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とを備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体1050が中央部に設けられている。そして、中間転写体1050は、支持ローラ1014、1015及び1016に張架され、図1中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ1015の近傍には、中間転写体1050上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置1017が配置されている。支持ローラ1014と支持ローラ1015とにより張架された中間転写体1050には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段1018が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置1021が配置されている。中間転写体1050における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置1022が配置されている。二次転写装置1022においては、無端ベルトである二次転写ベルト1024が一対のローラ1023に張架されており、二次転写ベルト1024上を搬送される転写紙と中間転写体1050とは互いに接触可能である。二次転写装置1022の近傍には定着装置1025が配置されている。定着装置1025は、無端ベルトである定着ベルト1026と、これに押圧されて配置された加圧ローラ1027とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置1022及び定着装置1025の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置1028が配置されている。
次に、タンデム型現像器120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。即ち、先ず、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1032上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。
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1032上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス1032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1033及び第2走行体1034が走行する。このとき、第1走行体1033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1034におけるミラーで反射し、結像レンズ1035を通して読取りセンサ1036で受光されてカラー原稿(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画像情報とされる。
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像手段120における各画像形成手段1018(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段)にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像手段120における各画像形成手段1018(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図2に示すように、それぞれ、静電潜像担持体1110(ブラック用静電潜像担持体1010K、イエロー用静電潜像担持体1010Y、マゼンタ用静電潜像担持体1010M、及びシアン用静電潜像担持体1010C)と、該静電潜像担持体1110を一様に帯電させる帯電装置160と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像用に前記静電潜像担持体を露光(図2中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する現像装置61と、該トナー画像を中間転写体1050上に転写させるための転写帯電器1062と、クリーニング装置63と、除電器64とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ1014、1015及び1016により回転移動される中間転写体1050上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体1010K上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体1010Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体1010M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体1010C上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。そして、中間転写体1050上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ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つからシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送出し、搬送ローラ147で搬送して複写機本体150内の給紙路148に導き、レジストローラ1049に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ142を回転して手差しトレイ1054上のシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ1058で1枚ずつ分離して手差し給紙路1053に入れ、同じくレジストローラ1049に突き当てて止める。なお、レジストローラ1049は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体1050上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ1049を回転させ、中間転写体1050と二次転写装置1022との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置1022により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)することにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体1050上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置1017によりクリーニングされる。
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置1022により搬送されて、定着装置1025へと送出され、定着装置1025において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。その後、該シート(記録紙)は、切換爪1055で切り換えて排出ローラ1056により排出され、排紙トレイ1057上にスタックされ、あるいは、切換爪1055で切り換えてシート反転装置1028により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ1056により排出され、排紙トレイ1057上にスタックされる。
(プロセスカートリッジ)
本発明のトナーはプロセスカートリッジの現像容器に収容して画像形成装置に搭載することができる。
プロセスカートリッジは静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する静電潜像担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
ここで、前記プロセスカートリッジは、例えば、図2に示すように、感光体(101)を内蔵し、他に帯電手段(102)、現像手段(104)、クリーニング手段(107)を含み、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。図1のプロセスカートリッジ例では、現像済みの感光体(101)上のトナー像を、受像紙(105)に転写するための転写手段(108)を有している。
前記感光体(101)としては、上述したようなものを用いることができる。
露光手段(103)には、高解像度で書き込みが行うことのできる光源が用いられる。
帯電手段(102)には、任意の帯電部材が用いられる。
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。
[実施例1]
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機およ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690部、テレフタル酸256部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後160℃まで冷却し、これに18部の無水フタル酸を加えて2時間反応し変性されていない[ポリエステル1]を得た。得られたポリエステル(1)は重量平均分子量4,000、酸価10KOHmg/g、ガラス転移点50℃であった。
(プレポリマーの製造例)
冷却管、攪拌機およ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800部、イソフタル酸180部、テレフタル酸60部、およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で23℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で脱水しながら5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。
次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート170部と2時間反応を行いイソシアネート基含有[プレポリマー1]を得た。
(ケチミン化合物の製造例)
攪拌棒および温度計のついた反応槽中にイソホロンジアミン30部とメチルエチルケトン70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。
(ワックス分散液−1の製造例)
酢酸エチル:70部、上記[ポリエステル1]:25部、ワックスとしてパラフィンワックス(融点68℃):5部、更に60%体積比の3mmのジルコニアを入れ、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)で24時間攪拌し[ワックス分散液1]を得た。得られたワックス分散液に含まれるワックス分散粒子の体積平均粒径(Dv)を、レーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)により測定したところ、0.21μmであった。
(ワックス分散液−2の製造例)
酢酸エチル:70部、上記[ポリエステル1]:25部、ワックスとしてパラフィンワックス(融点68℃):5部、更に60%体積比の3mmのジルコニアを入れペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)で18時間攪拌し[ワックス分散液2]を得た。得られたワックス分散液に含まれるワックス分散粒子の体積平均粒径(Dv)を、レーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)により測定したところ、0.28μmであった。
(ワックス分散液−1の製造例)
酢酸エチル:70部、上記[ポリエステル1]:25部、ワックスとしてパラフィンワックス(融点68℃):5部、更に60%体積比の3mmのジルコニアを入れペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)で12時間攪拌し[ワックス分散液3]を得た。得られたワックス分散液に含まれるワックス分散粒子の体積平均粒径(Dv)を、レーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)により測定したところ、0.39μmであった。
(有機樹脂微粒子分散液の調製)
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683質量部、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)20質量部、スチレン78質量部、メタクリル酸78質量部、アクリル酸ブチル120質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。該乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温して5時間反応させた。次いで、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を添加し、75℃にて5時間熟成して、ビニル樹脂粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を調製した。得られた有機樹脂微粒子分散液に含まれる有機樹脂微粒子の体積平均粒径(Dv)を、粒度分布測定装置(「nanotrac UPA−150EX」;日機装株式会社製)により測定したところ、55nmであった。
(水相の調整)
水:990部、[微粒子分散液1]:83部、ドデシルジフェニル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):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。
(顔料MBの合成)
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:319部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:449部、テレフタル酸:243部、アジピン酸:53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:7部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[MB用ポリエステル1]を得た。[MB用ポリエステル1]は、数平均分子量1900、質量平均分子量6100,Tg43℃、酸価1.1であった。
水:30部、C.I. Pigmrnt Red 122(Magenta R:東洋インキ製):40部、[MB用ポリエステル1]:60部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。混合物を2本ロールを用いて130℃で45分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
(無機鉱物MBの合成)
水:30部、クレイトンAPA(サザンクレイプロダクツ製):40部、[MB用ポリエステル1]:60部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、無機鉱物凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。混合物を2本ロールを用いて130℃で45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2]を得た。
(油相−1の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−1:50部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液1]を得た。
(油相−2の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−2:50部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液2]を得た。
(油相−3の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−3:50部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液3]を得た。
(油相−4の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−1:55部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液4]を得た。
(油相−5の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−2:55部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液5]を得た。
[実施例1]
(乳化→脱溶剤)
[顔料・ワックス分散液1]:664部、[プレポリマー1]:139部、[ケチミン化合物1]:5.9部、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000rpm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10000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[乳化スラリー1]を得た。
(洗浄→乾燥)
[乳化スラリー1]:100部を減圧濾過した後、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12000rpmで10分間)した後濾過した。この濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液:100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。この濾過ケーキに10%塩酸:100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)した後濾過した。こ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12000rpm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40℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩った後、得られたトナー母粒子:100部に疎水性シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、比表面積:200m2/g):0.5部と、疎水化ルチル型酸化チタン(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.02μm):0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、[トナー1]を得た。
[実施例2]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料・ワックス分散液2]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー2]を得た。
[実施例3]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料・ワックス分散液3]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー3]を得た。
[実施例4]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料・ワックス分散液4]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー4]を得た。
[実施例5]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料・ワックス分散液5]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー5]を得た。
(油相−6の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部、[マスターバッチ2]0.55部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料分散液1]を得た。
(油相−7)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液:30部、ワックス分散液−1:50部、[マスターバッチ1]の50%酢酸エチル溶解液20部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、[顔料・ワックス分散液6]を得た。
[比較例1]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料分散液1]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー6]を得た。
[比較例2]
乳化時の[顔料・ワックス分散液1]を[顔料・ワックス分散液6]に変える以外は実施例1と同様にして[トナー7]を得た。
<評価方法>
(XPSでの表面原子濃度測定)
使用装置:PHI社製1600S型X線光電子分光装置
使用条件:X線源 MgKα(100W)
分析領域:0.8×2.0mm
試料については試料ホルダー上にカーボンシート上にトナーを乗せて測定した。
また混練物については、該トナーをラボプラストミルを用いて130℃、70rpmで30分間溶融混練後のブロックを粗粉砕させ同様にカーボンシート状に乗せ測定した。
測定された各原子濃度のピーク強度からPHI社製提供の相対感度因子を用いて表面原子濃度の計算を行い表面原子濃度を見積もった。
今回の測定に際しては層状無機化合物にAlが含有されていることから、Alについて原子濃度%を測定した。
(FTIR−ATR)
測定方法は以下の通りである。 先ず、試料として、トナー3gを自動ペレット成型器(Type M No.50 BRP-E;MAEKAWA TESTING MACHINE CO.製)で6tの荷重で1分間プレスして40mmφ(厚さ約2mm)ペレットを作製した。そのトナーペレット表面をFTIR−ATR法により測定した。用いた顕微FTIR装置は、PERKIN ELMER社製Spectrum OneにMultiScope FTIR ユニットを設置したもので、直径100μmのゲルマニウム(Ge)結晶のマイクロATRで測定した。赤外線の入射角41.5°、分解能4cm−1、積算20回で測定した。 得られたワックス由来のピーク(2850cm−1)とバインダ樹脂由来のピーク(828cm−1)との強度比(P2850/P828)をトナー粒子表面近傍の相対的なワックス量とした。値は測定場所を変えて4回測定した後の平均値を用いた。
(ワックス含有量)
本発明におけるワックス含有量は処方量によって決定されるが、水系造粒トナーは、ごくまれに造粒中にワックスが水系媒体中へ抜ける場合がある。このような場合トナー中のワックス含有量はワックスの軟化点温度(Tm)を示す時の吸熱量より求めることが出来る。
ワックスの軟化点温度Tmとは、示差走査型熱量測定(DSC)において、そのDSC曲線の最大吸熱量を示したピーククトップで決定される。また測定は島津製作所製TA−60WS、及びDSC−60を用い、次に示す測定条件で測定した。
〈測定条件〉
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/min)
温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
測定した結果は前記島津製作所製データ解析ソフト(TA-60、バージョン1.52)を用いて解析を行った。解析は2度目の昇温時の吸熱ピークで行った。
ワックス総量は以下の式1で算出した。
ワックス総量(質量%)=(トナー試料のワックスの吸熱量(J/g))×100)/(ワックス単体の吸熱量(J/g)) ・・・式1
このように、上記分析により、トナー製造工程中にワックスが流出して、仕込んだ全てワックスがトナーに含有されない場合においても、トナー粒子中のワックス総量を有効に規定することができる。
(トナー粒径)(別件1より転記)
トナーの平均粒径及び粒度分布はカー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。本発明においてはコールターカウンターTA−II型を用いて、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)接続し測定した。
測定方法は次の通りである。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。本発明に係わる体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径(Dv)及び個数分布から求めた個数平均粒径(Dn)とその比Dv/Dnを求めた。
(トナーの円形度)
トナーの円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水100mLを入れ、分散剤として10wt%界面活性剤(ネオゲンSC−A(第一工業製薬製))0.5mLを加え、さらに、測定試料0.5gを加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナーの形状及び分布を測定する。分散液濃度を3,000〜10,000個/μLとすることで再現性良く平均円形度を測定することが出来る。
(ガラス転移点Tg(℃))
ガラス転移点の測定は、理学電機社製のRigaku THRMOFLEX TG8110により、昇温速度10℃/minの条件にて測定される。
Tgの測定方法について概説する。Tgを測定する装置として、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用した。
まず試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC測定を行った。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
(トナーの酸価)
本発明のトナー酸価の測定方法は、JIS K0070に準拠した方法による。但しサンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン又はTHF等の溶媒を用いる。
酸価は具体的に次のような手順で決定される。
測定装置 :電位差自動滴定装置 DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)
使用電極 :DG113−SC (メトラー・トレド社製)
解析ソフト:LabX Light Version 1.00.000
装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用する。
測定温度 :23℃
測定条件は以下のとおりである。
Stir
Speed [%] 25
Time [s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration [mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume [mL] 1.0
Wait time [s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set) [mV] 8.0
dV(min) [mL] 0.03
dV(max) [mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE [mV] 0.5
dt [s] 1.0
t(min) [s] 2.0
t(max) [s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume [mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n = 1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
(画像粒状性、鮮鋭性)
デジタルフルカラー複写機(リコー社製imagioColor2800)を用い、を用い、単色で写真画像の出力を行ない、粒状性、鮮鋭性の度合を目視にて評価した。良好なものから順に、「◎」はオフセット印刷並、「○」はオフセット印刷よりわずかに悪い程度、「△」はオフセット印刷よりかなり悪い程度、「×」は従来の電子写真画像程度(非常に悪い)、で評価した。
(地汚れ)
デジタルフルカラー複写機(リコー社製imagioColor2800)を用い、単色モードで50%画像面積の画像チャートを30000枚ランニング出力した後、白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定を行なった。画像濃度の差が少ない方が地肌汚れが良く、良好なものから「◎」、「○」、「△」、「×」の順にランク付けした。
(定着性評価)
定着ローラーとしてテフロン(登録商標)ローラーを使用した(株)リコー製複写機 MF2200定着部を改造した装置を用いて、これにリコー製のタイプ6200紙をセットし複写テストを行なった。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)とホットオフセット温度(耐ホットオフセット温度)を求めた。従来の低温定着トナーの定着下限温度は140〜150℃程度である。なお、低温定着の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/sec、面圧1.2Kgf/cm、ニップ幅3mm、高温オフセットの評価条件は紙送りの線速度を50mm/sec、面圧2.0Kgf/cm、ニップ幅4.5mmと設定した。各特性評価の基準は以下の通りである。
〈低温定着性〉(5段階評価)
良 ◎:140℃未満、○:140〜149℃、△:150〜159℃、×:160以上 悪
〈ホットオフセット性〉(5段階評価)
良 ◎:201℃以上、○:200〜191℃、△:190〜181℃、×:180℃以下 悪
(耐熱保存性)
トナーを50℃×8時間保管後、42メッシュのふるいにて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性とした。耐熱保存性の良好なトナーほど残存率は小さい。以下の4段階で評価した。
×:30%以上
△:20〜30%
○:10〜20%
◎:10%未満
各実施例及び比較例で作製したトナー性状及び評価結果を表に示す。
Figure 0004859058
本発明のトナーは、ドット再現性、現像性、転写性が長期間にわたって優れ、クリーニング性にも優れているので、電子写真現像方式を用いた複写機、レーザープリンター及び、普通紙ファックス等に使用される画像形成装置用のトナーとして好適に使用することができる。
本発明のトナーを用いるタンデム型画像形成装置の構成例を示す図である。 本発明のプロセスカートリッジの構成例を示す図である。
符号の説明
100 画像形成装置
101 感光体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 受像紙
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラー
146 給紙路
147 搬送ローラー
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
1010K ブラック用静電潜像担持体
1010Y イエロー用静電潜像担持体
1010M マゼンタ用静電潜像担持体
1010C シアン用静電潜像担持体
1014 支持ローラ
1015 支持ローラ
1016 支持ローラ
1017 中間転写クリーニング装置
1018 画像形成手段
1021 露光装置
1022 二次転写装置
1023 ローラ
1024 二次転写ベルト
1025 定着装置
1026 定着ベルト
1027 加圧ローラ
1028 シート反転装置
1032 コンタクトガラス
1033 第1走行体
1034 第2走行体
1035 結像レンズ
1036 読取りセンサ
1049 レジストローラ
1052 分離ローラ
1053 手差し給紙路
1054 手差しトレイ
1055 切換爪
1056 排出ローラ
1057 排出トレイ
1058 コロナ帯電器
1062 転写帯電器

Claims (10)

  1. 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性してなる変性層状無機鉱物からなるトナーであって、該変性層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤及び層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性してなる変性層状無機鉱物からなるトナー成分を水系媒体中で乳化又は分散させる工程を経て得られたトナーであって、該変性層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10であることを特徴とした静電荷像現像用トナー。
  3. 有機溶媒中に、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤、層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を溶解又は分散させ、前記溶解液又は分散液からなる油相を、水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、トナー粒子を造粒することにより得られたトナーであって、該層状無機鉱物がトナー表面に偏在しており、該トナー中の離型剤重量比が3〜6%であり、該トナーのFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる2850cm−1のピークと828cm−1のピークとの強度比(P2850/P828)が0.03〜0.10であることを特徴とした静電荷像現像用トナー。
  4. 前記離型剤が炭化水素系ワックスであ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。
  5. 前記変性層状無機鉱物が有機変性クレイであり、トナー中に0.05〜5.0重量%含有される事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。
  6. 該トナーの平均円形度が0.93〜0.97であ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。
  7. 該トナーの平均体積粒子径(Dv)が3.0〜7.0μmで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。
  8. 該トナーの酸価が0.5〜40.0(KOHmg/g)であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 該トナーのガラス転移点が40〜70℃であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷像現像用静電荷像現像用トナー。
  10. 感光体と、現像手段と、帯電手段及び/又はクリ−ニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、該現像手段は、トナーを保持し、該トナーは、請求項1〜9のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8178270B2 (en) * 2006-06-30 2012-05-15 Zeon Corporation Toner for development of electrostatic image
JP5102078B2 (ja) * 2007-03-15 2012-12-19 株式会社リコー 画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP2009133959A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー及び該トナーを用いた画像形成方法と装置
JP2009265311A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Ricoh Co Ltd トナーの製造方法
JP5146661B2 (ja) * 2008-05-08 2013-02-20 株式会社リコー トナーの製造方法及びトナー
JP2010061068A (ja) * 2008-09-08 2010-03-18 Ricoh Co Ltd トナー及びその製造方法
JP2010102117A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー及び二成分系現像剤
JP5447817B2 (ja) * 2009-01-22 2014-03-19 株式会社リコー トナー
JP2010191229A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP2010204431A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー
JP5545464B2 (ja) * 2009-03-18 2014-07-09 株式会社リコー 画像形成装置および静電荷像現像用トナー
JP2010262170A (ja) * 2009-05-08 2010-11-18 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法
US8227164B2 (en) 2009-06-08 2012-07-24 Ricoh Company, Limited Toner, and developer, developer container, process cartridge, image forming apparatus and image forming method using the toner
JP2011081022A (ja) * 2009-09-14 2011-04-21 Ricoh Co Ltd 電子写真用トナー
US20110091805A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-21 Xerox Corporation Toner compositions
JP5446792B2 (ja) * 2009-12-02 2014-03-19 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、現像剤、トナー入り容器及びプロセスカ−トリッジ
JP5979593B2 (ja) 2012-09-12 2016-08-24 株式会社リコー 現像装置、及び画像形成装置
JP6535988B2 (ja) 2014-03-18 2019-07-03 株式会社リコー トナー、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2015232696A (ja) 2014-05-12 2015-12-24 株式会社リコー トナー、現像剤、及び画像形成装置
JP6520501B2 (ja) 2014-07-24 2019-05-29 株式会社リコー トナー、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP6590204B2 (ja) 2014-12-19 2019-10-16 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法及びトナー収容ユニット
CN107250916B (zh) 2015-01-05 2020-11-24 株式会社理光 调色剂、调色剂存储单元和图像形成设备
JP2017107138A (ja) 2015-01-05 2017-06-15 株式会社リコー トナー、トナー収容ユニット及び画像形成装置
JP2017044790A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
US20220128917A1 (en) * 2019-01-23 2022-04-28 Ricoh Company, Ltd. Toner, toner stored container, developer, developing device, process cartridge, and image forming apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19957245A1 (de) * 1999-11-27 2001-05-31 Clariant Gmbh Verwendung von salzartigen Struktursilikaten als Ladungssteuermittel
JP4255846B2 (ja) * 2003-01-20 2009-04-15 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法
EP1591838B1 (en) * 2003-01-20 2013-03-13 Ricoh Company, Ltd. Toner, developing agent, image forming apparatus, process cartridge and method of image formation
US7150952B2 (en) * 2003-03-05 2006-12-19 Konica Minolta Holdings, Inc. Toner for developing electrostatic image and producing method therefor
JP4676890B2 (ja) * 2005-03-17 2011-04-27 株式会社リコー トナーの製造方法及びトナー
JP5020549B2 (ja) * 2005-06-21 2012-09-05 株式会社リコー 画像形成装置
US20070218382A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 Shigeru Emoto Toner and method of manufacturing the same
JP4660443B2 (ja) * 2006-09-08 2011-03-30 株式会社リコー トナー、トナー容器、現像剤、画像形成装置並びにプロセスカートリッジ
US7824834B2 (en) * 2006-09-15 2010-11-02 Ricoh Company Limited Toner for developing electrostatic image, method for preparing the toner, and image forming method and apparatus using the toner
JP4850098B2 (ja) * 2007-03-14 2012-01-11 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー

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