JP4957389B2 - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、画像形成装置 - Google Patents
静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
近年の電子写真の技術開発では、白黒からフルカラーヘの展開が急速になされつつある。フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は、一般に3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のカラートナーに黒色トナーを加えた4色のトナーを用いてすべての色の再現を行なうものである。
上記固着した残留トナーを静電荷像保持体から除去する、クリーニング方法としては、弾性ブレードを静電荷像保持体に強く押し当てて除去するブレードクリーニング法が、簡単なシステムで安価、且つクリーニング能力の観点で適していると考えられ、一般的に用いられている。
更に、紙に対する定着性の改善目的として、結晶性ポリエステル樹脂を用いる技術が提案されている。例えば、結着樹脂として非結晶性ポリエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂とを混合して用いたトナーが提案されている(例えば、特許文献7参照)。
更に、結着樹脂として、結晶性樹脂に加えて非結晶性樹脂を併用し、且つ、非結晶性樹脂の比率を多くする方法が提案されている。
この乳化重合凝集法は、乳化重合等の重合法により樹脂粒子の分散液を作製し、他方、溶媒に着色剤を分散させた着色剤分散液を作製し、これらを混合した後、加熱、pH制御、および/または、凝集剤の添加などにより上記の樹脂粒子と着色剤とを所望の粒子径になるまで凝集させて凝集粒子を形成し、その後、この凝集粒子を所望の粒子径まで成長させ、最後に、凝集粒子を樹脂粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱して融合させることによりトナーを作製する方法である。
例えば、オイルレス定着に用いるトナーには、その内部にワックス等の離型剤が含まれるが、乳化重合凝集法で得られるトナーでは、離型剤を内包させる構造;すなわち離型剤を含むコア層を、結着樹脂からなるシェル層で被覆するいわゆるコアシェル構造も可能であるため、流動性の悪化等を混練粉砕法に対しては引き起こしにくくなる。
従って、コアシェル構造を有するトナーでは低温定着性と保存性とを両立させることが容易とされていた。
即ち、本発明は、
<1> 少なくとも、ジカルボン酸と脂肪族ジオールとから合成される結晶性ポリエステル樹脂、多価カルボン酸と多価アルコールとから合成される非晶性ポリエステル樹脂、着色剤、離型剤及び下記一般式(1)で表される高級アルコールを含有するトナー母粒子であって、少なくとも、前記非晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、前記結晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、前記着色剤の粒子を分散した着色剤粒子分散液、前記離型剤の粒子を分散した離型剤粒子分散液、及び前記一般式(1)で表される高級アルコールの粒子を分散した高級アルコール粒子分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を融合する融合工程と、を少なくとも経て製造されるトナー母粒子を含んで構成され、前記トナー母粒子は、形状係数SF1が128以上であり、算術平均高さ分布の累積50%の値が0.05μm以上0.15μm以下の範囲であり、前記高級アルコールは、前記トナー母粒子の内部に含有され、前記トナー母粒子に対する含有量が0.5〜10質量%であり、前記凝集工程で添加する際の体積平均粒径が100nm〜500nmであることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
一般式(1)
CH3(CH2)xCH2OH
一般式(1)中、xは28以上48以下の整数を表す。
<4> 前記トナー母粒子製造工程は、前記凝集工程により得られた凝集粒子に、有機金属イオン封鎖剤を添加して、該凝集粒子の凝集を停止させる凝集停止工程を更に含むことを特徴とする<3>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法である。
<8> 静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段が、クリーニングブレードを備えるクリーニング手段であって、クリーニングブレードの反発弾性が25〜35%であることを特徴とする<7>に記載の画像形成装置である。
<静電荷像現像用トナー>
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「本発明のトナー」という場合がある。)は、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、着色剤、及び離型剤を含有するトナー母粒子と、下記一般式(1)で表される高級アルコールと、を含んで構成され、前記トナー母粒子は、形状係数SF1が128以上であり、算術平均高さ分布の累積50%の値が0.05μm以上0.15μm以下の範囲であることを特徴とする。
一般式(1)
CH3(CH2)xCH2OH
一般式(1)中、xは28〜48の範囲の整数を表す。
本発明に係るトナー母粒子は、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、着色剤、及び離型剤を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を有してなる。また、本発明に係るトナー母粒子は、形状係数SF1が128以上であり、算術平均高さ分布の累積50%の値が0.05μm以上0.15μm以下の範囲である。
但し、本発明においては、結晶性ポリエステル樹脂としては、ジカルボン酸と脂肪族ジオールとから合成されるものを、非晶性ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成されるものを適用したトナー母粒子であって、非晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、着色剤の粒子を分散した着色剤粒子分散液、離型剤の粒子を分散した離型剤粒子分散液、及び下記一般式(1)で表される高級アルコールの粒子を分散した高級アルコール粒子分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、凝集粒子を融合する融合工程と、を少なくとも経て製造されるトナー母粒子を適用する。
即ち、クリーニング性が良好である形状係数の大きいトナー(ポテト形状)は、表面も大きく荒れており、高転写性に必要な滑らかな表面性を得ることが困難である。一方、球形トナーは、表面も滑らかとなり、より高転写効率に優れることとなるが、クリーニング性に課題が残る。
形状係数SF1(%)=(ML2/A)×(π/4)×100
(上式において、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を表す。)
ここでトナー(トナー母粒子)の算術平均高さとは、表面粗さ指標であり、通常Raと表記される物理量である。
Raはトナー表面の粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し平均した値であり、値が小さいと表面が滑らかな状態、値が大きいと表面があれた状態を表す。
本発明では、トナー(トナー母粒子)1,000個にわたり繰り返し測定を行い、データの統計処理を行ってトナー母粒子の算術平均高さ分布を求め、算術平均高さの平均値、中央値、標準偏差などのデータを得た。ここでいう算術平均高さの変動とは、算術平均高さの平均値に対する標準偏差を百分率で表したものである。
なお、体積平均粒子径を上記範囲とすることは、重ね合わせフルカラー画像形成において、カラー再現性に優れる点からも好ましい。
また、本発明におけるトナー母粒子は、コア層に結晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、離型剤、着色剤を少なくとも含み、シェル層に非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含有するコアシェル型であることが好ましい。
コア層に低融点の結晶性ポリエステル樹脂を含むことにより、超低温定着性をより顕著にすることができる。
尚、本発明においては、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂を結晶性樹脂とする。本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂としては、明確な吸熱ピークを有するものであればよく、結晶性ポリエステル主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50%以下であれば、この共重合体も結晶性を示す、即ち吸熱ピークを示すことより、結晶性ポリエステル樹脂とする。以下、結晶性ポリエステル樹脂の例を示すが、ここに示されるものに限定はされない。
これら脂肪族ジオールが、分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点降下を起こし、耐トナーブロッキング性、画像保存性、低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、前記鎖炭素数が7未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融点が高くなり、超低温定着を行ったときに十分溶融することができず、画像高光沢を得ることができなくなる。一方、20を超えると実用上の材料入手性、コスト、の点より好ましくない。実質は14以下がより好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂のトナー母粒子中の添加量は、1〜40質量%が好ましく、より好ましくは2〜20質量%である。前記結晶性ポリエステル樹脂のトナー母粒子中の添加量が2質量%より少ない場合は、所望の超低温定着性、更に画像光沢性を得ることができない場合があり、また、20質量%を超える場合は、結晶性樹脂のもつ軟らかさが原因となるトナーつぶれ等が発生、感光体(静電荷像保持体)のフィルミングや帯電ロール、転写ロールを使用している画像形成システムにおいては部材の汚染により画質欠陥が生じやすくなる場合がある。
本発明に係るトナー母粒子に使用される着色剤としては、公知の着色剤を用いることができる。例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、プリリアンカーミン6B、デイボンオイルレッド、ビラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メリレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々顔料や、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、リオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、リオインジコ系、フタロシアニン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、リアジン系、リアゾール系、キサンテン系などの各種染料などを1種または2種以上を合せて使用することができる。
本発明に係るトナー母粒子に使用できる離型剤は、公知のものが使用でき、例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのごとき動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、合成ワックス及びそれらの変性物である。
またパラフィンワックスの中でも特に融点が75〜100℃のフィッシャートロプシュワックスを使用することにより、低速領域から高速領域のいかなるプロセススピードの画像形成装置においても高温領域でのオフセット性が良好である。加えて、画像形成装置に用いるクリーニング手段が、クリーニングブレードである場合、ブレードクリーニング適性に優れる。
前記離型剤の体積平均粒径が100nm未満では、使用される結着樹脂の特性により異なるが、離型剤成分がトナー中に取り込まれにくなる場合がある。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不充分となる場合がある。なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、分割して多段に添加してもよい。
本発明の構成要素の一つである高級アルコールについて説明する。本発明に用いられる高級アルコールは、下記一般式(1)で表される高級アルコールである。
一般式(1)
CH3(CH2)xCH2OH
一般式(1)中、xは28〜48の範囲の整数を表す。
一般式(1)において、xが28より小さい場合、後述するように一般式(1)で表される高級アルコールが、前記トナー母粒子の内部に含有される場合、前記トナー母粒子に添加・混合される場合の何れにおいても、トナーの摩擦係数の増大により、期待とするブレードクリーニング適性に関して効果が認められなくなり、更に感光体へのフィルミングが発生してしまう。また、xが48を超えると、通常の樹脂又は樹脂粒子と同じ付着/凝集性(良方向)となり、クリーニング適性が、特に高速領域において、優位性が無くなり、形状係数SF1が128以上のポテト形状であっても、表面性(滑り度)が0.15未満であると、クリーニング性が劣り、未クリーニング現象による黒筋等が発生してしまう。前記一般式(1)において、xは28〜48の範囲の整数であることが好ましく、30〜40の範囲の整数であることがより好ましい。
但し、本発明においては、高級アルコールは、トナー母粒子の内部に含有し(本発明のトナーの第一の形態)、トナー母粒子に対する含有量が0.5〜10質量%であり、上記トナーの製造方法における凝集工程で添加する際の体積平均粒径が100nm〜500nmであるものとする。
本発明に係るトナー母粒子の製造方法について説明する。
本発明に係るトナー母粒子は、公知である混練・粉砕製法や、乳化重合や懸濁重合等の化学製法等によって作製することが可能である。本発明における粒度分布や形状分布や表面性及びコアシェル構造による保管特性/帯電性に優れたトナーを作製できる点や、得率や環境負荷の観点から、乳化重合凝集法でトナー母粒子を製造することが好ましい。つまり、本発明のトナーの製造方法は、少なくとも、非晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、着色剤を分散した着色剤分散液、及び離型剤を分散した離型剤分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、過熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上に過熱することにより融合する融合工程と、を少なくとも経てトナー母粒子を製造するトナー母粒子製造工程を、含むことが好ましい。
以下に、乳化重合凝集法による、好ましいコアシェル構造のトナー母粒子の製造方法について詳しく説明する。
本発明に係るトナー母粒子の製造方法について述べる。
乳化重合凝集法は、非晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、着色剤を分散した着色剤分散液、及び離型剤を分散した離型剤分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、過熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上に過熱することにより融合する融合工程と、を含むものである。
各種分散液の作製に用いられる分散媒としては、例えば、水系媒体等が挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明においては、各種分散液に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。前記界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが好適に挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤がより好ましい。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面橋性剤又はカチオン界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
凝集工程においては、まず、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、着色剤分散液、さらに離型剤分散液や、その他の成分(本発明のトナーの第二の形態において、コア層に高級アルコールを含有させる場合は、高級アルコール分散液)を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、第1の結着樹脂のガラス転移温度近辺の温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加することにより行う。凝集工程に用いられる凝集剤は、各種分散液の分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、上述した無機金属塩の他、2価以上の金属錯体を好適に用いることができる。
特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に好ましい。
前記凝集剤は、樹脂粒子分散液や着色剤分散液に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤の他、2価以上の無機金属塩を好適に用いることができる。特に、無機金属塩を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、トナーの帯電特性を向上させることができるので好適である。
コアシェル構造のトナー母粒子を製造する場合、付着工程として、上記した凝集工程を経て形成された凝集粒子の表面に、非晶性ポリエステル樹脂を含むからなる樹脂粒子及び必要に応じ前記一般式(1)で表される高級アルコール粒子を付着させることにより被覆層を形成する(以下、凝集粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「付着樹脂凝集粒子」と称す)。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成される本発明に係るトナー母粒子のシェル層に相当するものである。
被覆層の形成は、凝集工程において凝集粒子を形成した分散液中に、非晶性ポリエステル樹脂及び必要に応じて高級アルコールからなる粒子分散液を追添加することにより行うことができ、必要に応じて凝集剤等の他の成分(例:pH調整剤、分散剤等)も同時に追添加してもよい。非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液は、コアで使用される非晶性ポリエステル樹脂粒子と同一でもよいし、異なってもよい。変更する場合はコアで使用される非晶性ポリエステル樹脂よりもガラス転移温度が高い(+0〜20℃)ものが熱保管特性の観点より好適に使用される。
なお、付着工程においては、凝集粒子が形成された混合分散液に、少なくとも非晶性ポリエステル樹脂を含む分散液を追添加した分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な付着樹脂凝集粒子が形成され易い点で有利である。
シェル層の厚みが20nmより薄くなると、良好な保存性を得ることができない場合がある。また、シェル層の厚みが500nmを超えると超低温定着性を阻害する場合がある。
更に好ましくは、シェル層に使用する樹脂粒子の体積平均粒径をX(μm)、シェルに使用する樹脂粒子の重量をY(wt)、トナー母粒子の体積平均粒径をZ(μm)とした時に、以下式を満たす時に、形状係数115から145までの形状のトナーを得る場合においても、均一なシェルを付着させることができる。
350 ≦ Z×Y/X ≦ 1100
本発明に係るトナー母粒子の製造に際しては、前記凝集工程により得られた凝集粒子に、有機金属イオン封鎖剤を添加して、該凝集粒子の凝集を停止させる凝集停止工程を有することが好ましい。凝集停止工程において、有機金属イオン封鎖剤を凝集粒子に添加することによって金属イオンの働きを封鎖、後の融合工程で表面性をより滑らかにさせることができる。この工程により、本発明に係るトナー母粒子の形状係数SF1を128以上にし、滑り度を0.05μm以上0.15μm以下の範囲にすることが容易になる。
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた付着樹脂凝集粒子を融合させる。融合工程は、シェル用の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上で実施することができる。融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には10分〜20時間である。
なお、融合工程においては、加熱と同時に架橋反応を実施してもよく、あるいは、融合が終了した後に、架橋反応を実施してもよい。
融合終了後得られた粒子の冷却を行う。本発明においては表面性を滑らかな状態を保つ為に結晶性ポリエステル樹脂粒子や離型剤の再結晶化温度以下及び非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点以下への急冷が必要となる。本発明における冷却速度は、コア層の結晶性ポリエステル樹脂の種類/量により異なるが、概ね−20℃/min以上である。−20℃/minを超える急冷却を行うことでコア層の結晶性樹脂の再結晶化及びドメインの成長を防ぐ事ができ、表面顔出しの抑制、即ち表面凹凸のない、非常に滑らかな融合工程終了時の粒子の状態で取り出すことができる。冷却速度が−20℃/minより遅い場合は、再結晶化が進みトナー表面への突き出しによる表面の荒れ、更にシェル層を突き破り表面露出などを起こし流動性/帯電性、更には転写効率の悪化を引き起こす場合がある。
融合工程、冷却工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施する。これにより外添剤が添加されない状態のトナーが得られる。
この場合、トナーとして十分な帯電特性、信頼性を確保するために、十分に洗浄することが好ましい。洗浄工程では、硝酸・硫酸・塩酸などの酸や水酸化ナトリウムに代表されるアルカリ溶液で処理し、イオン交換水等で洗浄するとより顕著な洗浄効果を得ることができる。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用することができる。トナー母粒子は、乾燥後の含水率が好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下に調整することが望ましい。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いても一向にかまわない。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、マンガン、ニッケル等の金属、合金、またはこれら金属を含有する化合物などの磁性体などが挙げられ、トナー特性としての帯電性を阻害しない程度の量が使用できる。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
一方、本発明のトナーの第二の形態では、得られたトナー母粒子に、前記一般式(1)で表される高級アルコールを添加・混合して、本発明のトナーが得られる。該混合は、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、他の外添剤と伴に又は段階を分けて付着させることができる。
本発明の静電荷像現像用現像剤(以下、「本発明の現像剤」という場合がある)は、本発明のトナーを含有するものであれば特に制限はなく、トナーを単独で用いる一成分系の現像剤であってもよく、トナーとキャリアとを含む二成分系の現像剤であってもよい。なお、一成分系の現像剤の場合には、磁性金属粒子を含むトナーであっても磁性金属粒子を含まない非磁性一成分トナーであっても構わない。
次に、本発明のトナーを用いた画像形成方法について説明する。本発明のトナーは、公知の電子写真方式を利用した画像形成方法に利用できる。具体的には以下の工程を有する画像形成方法において利用することができる。
すなわち、好ましい画像形成方法は、静電荷像保持体表面を一様に帯電させる帯電工程と、帯電した前記静電荷像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記静電荷像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記静電荷像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、転写後の前記静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程と、を有するもので、前記トナーとして、既述の本発明のトナーを用いる。また、転写工程は、静電荷潜像保持体から被転写体へのトナー像の転写を媒介する中間転写体を用いたものであってもよい。
本発明の画像形成方法は、既述の本発明のトナーを含む現像剤を用いるので、長期に渡り、写真画質の様な高光沢な高画質が得られ、良好な超低温定着性、現像性、転写性、クリーニング適性が得られる。
次に、本発明のトナーを用いた画像形成装置について説明する。本発明のトナーを用いた画像形成に用いる、好ましい画像形成装置として、具体的には、静電荷像保持体と、前記静電荷像保持体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電した前記静電荷像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電荷像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を具備する画像形成装置が挙げられる。この他にも公知の手段、例えば、静電荷像保持体から被転写体へのトナー像の転写を媒介する中間転写手段(中間転写体)などを有していてもよい。また、カラー画像を形成する場合には、各色のトナーに対応する複数の潜像保持体を備えたいわゆるタンデム型の画像形成装置であってもよい。
図1に示す画像形成装置は、複数の現像ユニットを有するタンデム方式の画像形成装置であって、各構成要素に制限はない。以下に、この画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、既述の本発明のトナーを含む現像剤を用いているので、長期に渡り、写真画質の様な高光沢な高画質が得られ、良好な超低温定着性、現像性、転写性、クリーニング適性が得られる。
クリーニングブレードの幅は、静電荷像保持体の軸方向の長さに応じて適宜設定すればよい。
各実施例及び比較例で用いた静電荷像現像用トナー、キャリア及び静電荷像現像用現像剤の製造における各種の測定は以下の方法で行った。
トナー母粒子の算術平均高さは、キーエンス社製の超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK−9500により測定した。本装置では試料トナーにレーザーを照射し3次元走査を行った。各位置毎のレーザー反射光をCCDカメラでモニターし、試料の3次元表面情報を得た。得られた表面情報を統計的に処理して表面粗さに関する指数を求めた。今回の測定では、レンズ倍率3000倍の視野で、高さ方向(Z軸方向)のレーザースキャンピッチ0.01μmのスキャン条件で、トナー母粒子1個の表面を縦横(XY軸平面内)2μm四方にわたって3次元測定し、トナー母粒子1個のトナーの算術平均高さを求めた。また、測定の際にはγ補正としてγ=0.3を使用し、ノイズカット解析として、高さの平滑化処理を一度実施して表面粗さを求めた。この操作をトナー1,000個にわたり繰り返し測定を行い、データの統計処理を行ってトナー母粒子の算術平均高さ分布を求めた。
樹脂粒子、着色剤粒子、離形剤粒子の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定した。
本発明に係るトナー母粒子の体積平均粒径及び粒径分布指標は、コールターマルチサイザー−II(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマンーコールター社製)を使用して測定した。測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加え、これを前記電解液100〜150ml中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザー−II型により、アパーチャー径が30μmのアパーチャーを用いて、粒径が0.6〜18μmの範囲の粒子の粒度分布を測定した。測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を、体積平均粒子径D16v及び数平均粒子径D16pと定義し、累積50%となる粒径を、体積平均粒子径D50v(既述のトナー(トナー母粒子)の体積平均粒径はこれを指す)及び数平均粒子径D50pと定義する。同様に、累積84%となる粒径を、体積平均粒子径D84v及び数平均粒子径D84p定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は、D84v/D16vとして算出される。
トナー母粒子の形状係数SF1は、スライドグラス上に散布したトナー粒子、またはトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個以上のトナーの最大長と投影面積を求め、下記式(2)によって計算し、その平均値を求めることにより得られるものである。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(2)
上記式(2)中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
測定には、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(HORIBA LA−920)を使用した。
結着樹脂、結晶性樹脂の分子量の測定においては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)として「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムとして「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。
測定は、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実施した。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
トナー母粒子のガラス転移点及び融点、樹脂粒子のガラス転移点及び離型剤の融点は、示差走査熱量計(島津製作所社製:DSC−50)を用い、昇温速度3℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移点は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とし、融点は吸熱ピークの頂点の温度とした。
トナー母粒子の表面積は(BET表面積)は、比表面積・細孔分布測定装置(コールターSA3100型、ベックマン−コールター社製)により測定した。
高温高湿及び低温低湿における帯電量は、高温高湿:30℃,90%RH、低温低湿:5℃,10%RHの各雰囲気下にトナー組成物、キャリアの右方をそれぞれ24時間放置・調湿し、その後蓋付きガラス瓶にてTC=トナー質量÷(トナー質量+キャリア質量)×100)が5質量%になるように、トナー組成物,キャリアを採取し、それぞれの雰囲気下でターブラ攪拌を行い、攪拌された現像剤を25℃、55%RHの条件下で東芝社製TB200にて測定した。また、実機内現像剤のトナー帯電量は、現像機のマグスリーブ上から現像剤を採取し、その現像剤を同様に25℃,55%RHの環境で東芝社製TB200にて測定した。
まず、トナー母粒子の作製に用いる各分散液を以下の様に調整した。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの調製)
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):200部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):100部
・イソフタル酸:60部
・テレフタル酸ジメチル:100部
・無水ドデセニルコハク酸:40部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒としてジブチルスズオキシド0.20部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて220℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量18700になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用の非晶性ポリエステル樹脂を得た。ガラス転移温度は60.8℃であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2.2):150部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):160部
・イソフタル酸:20部
・テレフタル酸ジメチル:100部
・無水ドデセニルコハク酸:90部
以上の成分を混合した溶液を用い、ジブチルスズオキシド0.15gを窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧しながら220℃で3時間攪拌し、分子量が31000になったところで、無水トリメリット酸7gを加え更に3時間攪拌し、重量平均分子量が54100、ガラス転移温度が55.6℃である非晶性ポリエステル樹脂を得た。
ついでこれを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径0.24μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを得た。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2.2):150部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):160部
・イソフタル酸:120部
・テレフタル酸ジメチル:100部
以上の成分を混合した溶液を用い、ジブチルスズオキシド0.15gを窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧しながら220℃で5時間攪拌し、分子量20500になったところで減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。ガラス転移温度は62.8℃であった。
ついでこれを樹脂粒子分散液Aの調整条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径0.22μmのアモルファスポリエステル樹脂を含む非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cを得た。
・1,8セバシン二酸:250部
・1,6ヘキサンジオール:150部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記成分と、触媒としてTi(OBu)4(酸成分に対し、0.014質量%)と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。その後、減圧蒸留を行い、200℃まで徐々に昇温を行い3時間攪拌し、粘稠な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量18000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷し結晶性ポリエステル樹脂(融点:69℃)を得た。
・1,10ドデカン二酸:250部
・1,9ノナンジオール:175部
以上の成分を用いた以外は、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Dの作製と同様の処理を行い反応させ、重量平均分子量が24500である結晶性ポリエステル樹脂(融点:75℃)を得た。
ついで、これを樹脂粒子分散液Dの調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径0.21μmの樹脂粒子分散液Eを得た。
・銅フタロシアニン顔料(BASF社製):60部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8部
・イオン交換水:300部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)により10分間分散し、次いで超音波分散機で20分間照射し、体積平均粒径140nmの着色剤粒子を分散させた着色剤分散液Fを得た。
・Magenta顔料(C.I.Pigment Red122):60部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8部
・イオン交換水:300部
以上の成分を混合して、溶解し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散し、次いで超音波分散機で20分間照射し、平均粒子径が210nmである着色剤(Magenta顔料)粒子が分散された着色分散液Gを調製した。
・Yellow顔料(C.I.Pigment Yellow 180):60部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8部
・イオン交換水:300部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて15分間分散し、次いで超音波分散機で40分間照射し、平均粒子径が230nmである着色剤(Yellow顔料)粒子が分散された着色分散液Hを調製した。
・カーボンブラック(リーガル330:キャボット製):60部
・イオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンSC):8部
・イオン交換水:300部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散し、平均粒子径が140nmである着色剤(ブラック顔料)粒子が分散された着色剤分散液Iを調製した。
・パラフィンワックス FNP0090(融点90.2℃ 日本精鑞社製):60部
・イオン性界面活性剤(ネオゲン RK、第一工業製薬):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合した溶液を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均径240nm、固形分量20質量%の離型剤分散液Jを得た。
離型剤分散液Jの調製において、パラフィンワックス FNP0090の変わりに、パラフィンワックス HNP9(融点76℃ 日本精蝋社製)を用いた以外は、離型剤分散液Jの調製と全く同様の操作をし、堆積平均粒径200nm、固形分量20質量%の離型剤分散液J−2を得た。
離型剤分散液Jの調製において、パラフィンフックス FNP0090 の代わりに、ペンタエリスリトールベヘン酸エステルWAX WEP5(融点84℃ 日本油脂(株)製)を用いた以外は、離型剤分散液Jの調整と全く同様の操作をし、体積平均粒径230nm、固形分量20質量%の離型剤分散液Kを得た。
東洋ペトロライト社製ユニリンシリーズ(前記一般式(1)において、x=40で重量平均分子量800の高級アルコール)を60部、イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬)を5部、イオン交換水を240部混合した溶液を95℃に過熱して、IKA性ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均径210nm、固形分濃度20質量%の高級アルコール分散液Lを得た。
東洋ペトロライト社製ユニリンシリーズ(前記一般式(1)において、x=35で重量平均分子量800の高級アルコール)を東芝機械製エクストリューダーBS48にて溶融混錬した後、マイクロナイザーで粉砕し、体積平均径7.7μmの高級アルコール粒子Mを得た。
高級アルコール粒子Mの作製と同様にして、前記一般式(1)におけるxが45で、重量平均分子量が1200のアルコールの粒子である高級アルコール粒子M−1、及び、前記一般式(1)におけるxが25で、重量平均分子量が700のアルコールの粒子である高級アルコール粒子M−2をそれぞれ得た。
<トナー母粒子O−1の製造>
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A:380部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B’:380部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液E:120部
・着色剤分散液F:90部
・離型剤分散液J:135部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中において550質量部のイオン交換水と伴に攪拌しながら20℃に調整、その後ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
次いで、これに硫酸アルミニウム水溶液150質量部(Al2(SO3)4相当で15質量部)を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。その後加熱用オイルバスで攪拌しながらフラスコを45℃まで加熱した。45℃で60分保持した後、ここに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A210部と非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B210部を混合した混合液を緩やかに追加し、攪拌しながら30分放置した。
この時の粒度をコールターカウンターにて測定したところ体積平均粒径は6.0μmであった。体積平均粒度分布指標GSDvは1.22、形状係数SF1は、134であった。また、算術平均高さ分布の累積50%の値(算術平均高さ分布の中央値)は、0.126であった。
トナー母粒子O−1の製造において、着色剤分散液Fを着色剤分散液G,H,Iにそれぞれ変更した以外はトナー母粒子O−1の製造方法と同様にして、トナー母粒子O−2,O−3,O−4をそれぞれ作製した。得られたトナー母粒子O−2,O−3,O−4それぞれの体積平均粒径/GSDv/形状係数SF1は、O−2が6.1μm/1.23/136、O−3が6.0μm/1.22/134、O−4が6.2μm/1.20/132であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B:900部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液D:45部
・着色剤分散液F:90部
・離型剤分散液J−2:105部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコの中において360部のイオン交換水と伴に混合、攪拌しながら20℃に調整、その後加熱用オイルバスでウルトラタラックスT50で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム水溶液(Al2O3分として0.6部)を加え、45℃まで昇温し、50分保持したところで非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを375部添加、そのまま30分保持した。
その後エチレンジアミン4酢酸・4Na塩・4水和物を前記固形分(トナー母粒子成分)に対して1.2%添加、更に1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加え系内のpHを7にした。その後の処理は、トナー母粒子O−1の製造と同一の処方により、粒径6.5μm、体積平均粒度分布指標GSDv1.21、形状係数SF1=130の着色トナー母粒子P−1を得た。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子P−1の製造において、着色剤分散液Eを着色剤分散液G、H、Iにそれぞれ変更した以外は、トナー母粒子P−1の製造方法と同様にして、トナー母粒子P−2、P−3、P−4をそれぞれ作製した。得られたトナー母粒子P−2、P−3、P−4それぞれの体積粒径/GSDv/形状係数SF1は、P−2が6.4μm/1.23/135、P−3が6.5μm/1.20/134、P−4が6.3μm/1.21/133であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子O−1〜O−4の製造において、45℃60分保持後に添加する非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A210部,非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B’210部の混合液の代わりに、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A200部、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B140部、高級アルコール分散液L80部を添加した以外は、トナー母粒子O−1〜O−4と全く同様な方法で、トナー母粒子Q−1〜Q−4をそれぞれ得た。トナー母粒子Q−1〜Q−4それぞれの体積粒径/GSDv/形状係数SF1は、Q−1が5.9μm/1.19/135、Q−2が5.9μm/1.20/140、Q−3が6.1μm/1.20/136、Q−4が6.0μm/1.21/135であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子P−1〜P−4の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B分散液Bを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cに変更し、離型剤分散液J−2を離型剤分散液Kに変更した以外は、トナー母粒子P−1〜P−4の製造方法と同様にして、トナー母粒子R−1〜R−4を得た。得られたトナー母粒子R−1〜R−4それぞれの体積粒径/GSDv/形状係数SF1は、R−1が6.7μm/1.23/120、R−2が6.6μm/1.23/127、R−3が6.5μm/1.23/119、R−1が6.4μm/1.23/124であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子O−1〜O−4の製造において、85℃で3時間攪拌しながら放置した後の冷却における冷却速度を−1℃/minに変更して、30℃まで冷却したこと以外は、トナー母粒子O−1〜O−4と同様にして、トナー母粒子S−1〜S−4を得た。得られたトナー母粒子S−1〜S−4それぞれの体積平均粒径/GSDv/形状係数SF1は、S−1が6.1μm/1.21/135、S−2が6.0μm/1.20/136、S−3が6.0μm/1.20/134、S−4が6.1μm/1.20/133であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子O−1〜O−4の製造において、エチレンジアミン4酢酸・4Na塩・4水和物を添加せずに、水酸化ナトリウム水溶液のみで系内のpHを7.5にした以外は、トナー母粒子O−1〜O−4と同様にして、トナー母粒子T−1〜T−4を作製した。得られたトナー母粒子T−1〜T−4それぞれの体積平均粒径/GSDv/形状係数SF1は、T−1が6.7μm/1.20/134、T−2が6.8μm/1.20/136、T−3が6.7μm/1.21/135、T−4が6.9μm/1.22/133であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子O−1〜O−4の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を440部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B’の添加量を440部にして、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Eを添加しなかったこと、更に磁力シールを用いて攪拌を継続しながら加熱したときの温度を85℃から90℃に変更した以外は、トナー母粒子O−1〜O−4と同様な製造方法でトナー母粒子U−1〜U−4を得た。得られたトナー母粒子U−1〜U−4それぞれの体積平均粒径/GSDv/トナー形状係数SF1は、U−1が6.4μm/1.20/138、U−2が6.6μm/1.19/136、U−3が6.3μm/1.20/137、U−3が6.5μm/1.21/136であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子R−1〜R−4の製造において、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液D:45部を200部に、着色剤分散液F:90部を100部に、離型剤分散液J−2:105部を120部にし、ポリ塩化アルミニウム水溶液(Al2O3分として0.6部)を0.65部に、45℃まで昇温し、50分保持したところで非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを405部添加、そのまま30分保持した。
その後エチレンジアミン4酢酸・4Na塩・4水和物を前記固形分(トナー母粒子成分)に対して2%添加、更に1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加え系内のpHを7.5にした。その後の処理は、トナー母粒子O−1の製造と同一の処方により、粒径6.5μm、体積平均粒度分布指標GSDv1.22、形状係数SF1=125の着色トナー母粒子V−1を得た。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
トナー母粒子O−1〜4の作製において、更に処方として高級アルコール分散液Lを40部を入れた以外は、母粒子O−1〜4と全く同様な方法で、トナー粒子W−1〜4を得た。
これら粒子の粒径/GSD/形状係数は、W−1が5.8μm/1.21/136、W−2が5.9μm/1.21/134、W−3が5.9μm/1.21/133、W−4が5.8μm/1.23/131であった。更に算術平均高さ分布の中央値については表1及び2に示す。
上述したように作製したトナー母粒子O−1〜4〜U−1〜4、V−1〜4に対して、トナー母粒子100部当り、外添剤として体積平均粒径30nmのデシルトリメトキシシラン処理されたチタニアを0.8部、体積平均粒径100nmのヘキサメチルジンラザン処理したシリカ1.2部、及び高級アルコール粒子Mを0.7部添加し、5Lヘンシェルミキサー(三井三池加工機(株)製)にて10分間混合し、更に風力篩分機ハイボルターNR300(東京機械製)にて(網目開き45μm)篩分し、それぞれトナー(1)−1〜(7)−4、(11)−1〜4とした。
更にトナー母粒子O−1〜4〜Q−1〜4、W−1〜4に対しては、上記外添剤の添加において高級アルコール粒子Mのみを添加しない以外は上記と全く同じ処方にて、トナー(8)−1〜4〜(10)−1〜4、(13)−1〜4をそれぞれ得た。更にトナー母粒子O−1〜4においては、添加する高級アルコール粒子MをM1及びM2にそれぞれ変えたトナー(14)−1〜(15)−4を得た。更に添加する高級アルコール粒子Mの質量を0.05部にした以外は(1)−1〜4と全く同様な方法で(16)−1〜4を得た
粒径35μmのフェライトコアに対して質量比で0.8質量%のシリコーン樹脂(東レ−ダウコーエングシリコーン社製:SR2411)をニーダー装置を用いコーティングして、キャリアを得た。得られたキャリア93質量部と、上述のトナー(1)−1〜(11)−4、[13]−1〜[16]−4をそれぞれ7部とを、V型ブレンダーにて混合し、現像剤[1]−1〜[11]−4、[13]−1〜[16]−4をそれぞれ得た。
更に、粒径35μmのフェライトコアに対して質量比で2.0部のメチルメタクリレート樹脂とカーボンブラック0.6部と0.3部のメラミンビースをトルエン10部に溶解混合された混合液をニーダー装置を用いコーティングを行いキャリアを得た。得られたキャリアとトナー(1)−1〜4と混合し現像剤[12]−1〜4を得た。
−二成分系現像剤の評価−
表1及び2に示すように、作製した二成分系の現像剤[1]−1〜[1]−4の4色並びに[2]−1〜[2]−4・・・[16]−1〜[16]−4を用いて、以下の評価を実施した。その結果を表1及び2に示す。尚、評価に用いるDocucolor500改造機及びDocuCentre−C5540改造機は、何れも静電荷像保持体、帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写手段、定着手段、及びクリーニング手段を具備するものであり、これらの改造機を用いた画層形成は、帯電工程、潜像形成工程、現像工程、転写工程、定着工程、クリーニング工程を有するものである。
前記各現像剤を、プロセススピードが可変のDocucolor500改造機を用いて、プロセススピード165mm/secに固定した条件で、定着温度を80〜180℃の範囲で変えて定着テストを実施した。
定着性の評価は、定着温度を変えた場合のオフセットが起こらなかった最も低い定着温度(最低定着温度)を測定し、以下の基準で評価した。
◎:最低定着温度が100℃未満
○:最低定着温度が100℃以上110℃未満
△:最低定着温度が110℃以上120℃未満
×:最低定着温度が120℃以上130℃未満
××:最低定着温度が130℃以上
前記各現像剤を、Fuji Xerox社製DocuCentre−C5540改造機の現像器に収容し、温度30℃、湿度90%RH及び温度10℃、湿度30%RHの環境に72時間放置(調湿)した。その後、評価時は感光体(静電荷像保持体)表面の各色のトナー現像量が、40〜50g/m2の範囲で維持できるように現像条件を設定した。転写性の評価は使用トナー重量に対する回収トナー量の割合で求めた。具体的には、評価で使用したトナー消費量aを評価前後のトナーカートリッジの重量変化から求め、転写残トナー量bを評価前後の廃トナー回収ボックスの重量変化から求め、以下の式で転写効率を求めて、転写性を評価した。
・転写効率η(%)=(a−b)/a×100
目標とする転写効率は90%以上であり、以下のような判断基準で評価した。
◎:η(%)≧95%
○:92%≦η(%)<95%
△:90%≦η(%)<92%
×:η(%)<90%
DCC500改造機にて、温度:22℃、湿度55%の条件下で、4色(回)重ね取り画像でコート紙上にCin400%とし、温度140℃で定着を行い、画像を形成した。得られた画像に対して偏角光沢計にて60°光沢度を測定して、以下の基準で評価した。
◎:光沢度が40%以上
○:光沢度が30%以上40%未満
△:光沢度が20%以上30%未満
×:光沢度が20%未満
得られた現像剤[1]−1〜[16]−4を、前記DocuCentreC5540改造機にて、定着温度を最低定着温度+20℃に設定して、30℃90%の環境にてテストを実施した。
高温高湿維持性(クリーニング性)の評価は、以下のように黒筋(クリーニング不良)で評価した。
10万枚印刷後の感光体(潜像保持体)表面、及び、10万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面の黒筋を目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
◎:黒筋が発生が無い。
○:感光体上に黒筋が若干あるが全く問題が無い。
△:感光体上に黒筋があるが、印刷物表面に黒筋が無い。
×:印刷物表面に黒筋が現れる。
得られた現像剤[1]−1〜[16]−4を、前記DocuCentreC5540改造機にて、定着温度を最低定着温度+20℃に設定して30℃90%の環境にてテストを実施した。
高温高湿維持性(帯電維持性)の評価は、以下のように白地部かぶりで評価した。
10万枚印刷後の感光体(潜像保持体)表面、及び、10万枚印刷後の画像を形成した印刷物表面の黒筋を目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
◎:白地部のかぶりが無い。
○:感光体上にかぶりが若干あるが全く問題が無い。
△:感光体上にかぶりがあるが、印刷物表面に白地部汚れが無い。
×:印刷物表面に黒筋が現れる。
得られた現像剤[1]−1〜[16]−4を、前記DocucentreC5540改造機(クリーニングブレードの10℃の反発弾性が20%)にて、10℃湿度30%の環境下、プロセススピードを165mm/secで、10万枚のテストを実施した。クリーニング性は、黒筋(クリーニング不良)の発生有無、感光体との摺察鳴き等から以下の基準で判断した。
◎:クリーニング不良、ブレード鳴き等の不具合全く無し。
○:軽微な感材上筋発生はあるが全く問題なし。鳴きは無し。
△:感材上に筋発生はるが画質上問題なし。鳴きも軽微に発生しているが問題無し。
×:画質上欠陥発生。
低温低湿クリーニング性(1)において、クリーニング装置のクリーニングブレードの10℃の反発弾性率を20%から30%に、プロセススピードを300mm/secに変更したこと以外、低温低湿クリーニング性(1)と同様の試験を実施し、低温低湿クリーニング性(1)と同様に評価した。
3Y、3M、3C、3K 潜像形成手段
4Y、4M、4C、4K 現像器
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール
6Y、6M、6C、6K クリーニング手段
11 駆動ロール
12 支持ロール
13 バックアップロール
14 二次転写ロール
15 中間転写ベルト
16 被記録体
17 クリーニング部材
18 定着器
20Y、20M、20C、20K 帯電器(帯電手段)
40Y、40M、40C、40K 現像ユニット
Claims (8)
- 少なくとも、ジカルボン酸と脂肪族ジオールとから合成される結晶性ポリエステル樹脂、多価カルボン酸と多価アルコールとから合成される非晶性ポリエステル樹脂、着色剤、離型剤及び下記一般式(1)で表される高級アルコールを含有するトナー母粒子であって、少なくとも、前記非晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、前記結晶性ポリエステル樹脂の粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、前記着色剤の粒子を分散した着色剤粒子分散液、前記離型剤の粒子を分散した離型剤粒子分散液、及び前記一般式(1)で表される高級アルコールの粒子を分散した高級アルコール粒子分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を融合する融合工程と、を少なくとも経て製造されるトナー母粒子を含んで構成され、
前記トナー母粒子は、形状係数SF1が128以上であり、算術平均高さ分布の累積50%の値が0.05μm以上0.15μm以下の範囲であり、
前記高級アルコールは、前記トナー母粒子の内部に含有され、前記トナー母粒子に対する含有量が0.5〜10質量%であり、前記凝集工程で添加する際の体積平均粒径が100nm〜500nmであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
一般式(1)
CH3(CH2)xCH2OH
一般式(1)中、xは28以上48以下の整数を表す。 - 前記非晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が30000以上80000以下の樹脂を構成成分の一つとして含むことを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも、非晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散した着色剤粒子分散液、離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液及び前記一般式(1)で表される高級アルコールの粒子を分散した高級アルコール分散液を混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集工程と、前記凝集粒子を、前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上に加熱することにより融合する融合工程と、を少なくとも経てトナー母粒子を製造するトナー母粒子製造工程を、含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記トナー母粒子製造工程は、前記凝集工程により得られた凝集粒子に、有機金属イオン封鎖剤を添加して、該凝集粒子の凝集を停止させる凝集停止工程を更に含むことを特徴とする請求項3に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 少なくとも、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
- 静電荷像保持体表面を一様に帯電させる帯電工程と、帯電した前記静電荷像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記静電荷像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記静電荷像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、転写後の前記静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程と、を有し、前記トナーとして請求項1又は2に記載のトナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
- 静電荷像保持体と、前記静電荷像保持体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電した前記静電荷像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電荷像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を具備し、前記トナーとして請求項1又は2に記載のトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
- 静電荷像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段が、クリーニングブレードを備えるクリーニング手段であって、クリーニングブレードの反発弾性が25〜35%であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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