JP5434210B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられるトナーに関し、主として一成分現像方式の現像剤に関する。
一般に、電子写真方式による画像形成は、現像剤担持体を用いて、像担持体の表面に形成された潜像をトナーで現像した後、トナー像を被転写材に転写し、これを被転写材上に定着することにより行われる。近年、装置構成の簡便さ、カラー化、印刷物の高速化、高画質化等の観点から、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)を用いる非磁性一成分現像方式が多用されている。
非磁性一成分現像剤は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含む材料を混練することにより得られる混練物を冷却した後、粉砕する粉砕法や、水系媒体中で結着樹脂、着色剤及び離型剤を含む粒子を形成する重合法(例えば、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法)、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含む流体を噴霧して粒子を形成する噴霧造粒法により得られた粒子を用いることができる。
非磁性一成分現像方式では、現像剤担持体として、ウレタンゴム等の半導電性弾性材料を少なくとも表面に有する弾性現像ローラが用いられる。さらに、現像ローラ上に形成される非磁性一成分現像剤の厚さを規制しながら、非磁性一成分現像剤を帯電させる部材として、ブレードが用いられる。弾性現像ローラにブレードを押圧することで形成される現像剤層厚規制部を現像剤が通過する際に、現像剤は非常に大きなせん断力を受けるため、ブレードに現像剤(トナー)が固着しやすいという問題がある。その解決のためには、トナー粒子を熱的に安定な状態となる構成にすることが考えられるが、定着工程では加圧、加熱によりトナー像を被転写材に固定化するため、結着樹脂を熱的に安定な状態にした場合、低温定着時の被転写材との定着強度が弱くなってしまう。そこで画像形成に用いられる多くのトナーは、熱定着におけるオフセット、すなわち定着時にトナー像の一部が熱ローラ表面に付着しこれが被転写材上に転移して地汚れを起こす現象を防止するとともに、低温で溶融して被転写材との接着性を向上させるためトナー構成成分としてワックスなどの離型剤を含有させている。この離型剤を含有するトナーは、いろいろの問題点が解決されつつあるが、まだ次に示すような問題が未解決である。
(1)トナーの定着性の問題である。一つは低温定着時の被転写体との定着強度が弱いことであり、もう一つは高温時の定着ローラとの分離性がよくないことである。
(2)拭き残し、すり抜け、感光体の汚染などクリーニング特性の問題である。
(3)ブレードへの固着発生や、高温高湿環境下での耐ブロッキング性など熱的な安定性の問題である。
上記問題点に関連する文献として、例えば、特許文献1では、それぞれの平均粒径が異なり、平均粒径の大きいトナー中の離型剤の含有量は、平均粒径の小さいトナー中の離型剤の含有量より小さい2種類のトナーを用いることにより、低温低湿環境下にて、かぶりの発生や解像度低下がなく、また、一成分現像剤において、定着オフセットが発生せず、かつ、定着性が良好であり、さらに、高温高湿環境下において、キャリアや現像スリーブ等への離型剤の汚染が防止される画像形成方法が得られるとされるが、T1/2溶融温度が高く、離型剤添加総量も好適な範囲が0.5〜5重量部と少なく、低温定着性を十分に発揮しうるものとは思われない。
また、特許文献2では、トナーの球形化度が100以上130以下、離型剤の平均粒径が0.1μm以上1μm以下、かつ、長径と短径との比が1.1以上10以下であるトナーにより、特に定着ロール等の定着機から転写媒体を容易に剥離することができるとされるが、離型剤の存在状態を偏在化させうるものではなく、低温定着性や、高温時の分離性の向上を十分に発揮できるものとは考え難い。
また、特許文献3には、トナー全体の5%以下である小径トナー粒子の離型剤の含有率が、トナー粒子全体における離型剤の平均含有率を100としたときに、10〜80であるトナーにより、現像性を損なうことなく、クリーニング性を向上させると共に感光体汚染の発生を低減させることができるとされるが、小径トナー粒子への離型剤の不均一な分散の抑制を図るものであり、定着性の向上に寄与するものではないと思われる。
また、特許文献4には、重合法により製造された重合トナーと、粉砕法により製造された粉砕トナーとを混合したトナーであって、前記重合トナーの平均円形度が0.93〜0.99であり、前記粉砕トナーの平均円形度が0.85〜0.93であるトナーにより、クリーニング性を維持しつつ、帯電性が良好で、良好な可視画像を長期わたり形成することができるとされるが、重合トナーと粉砕トナーの混合重量比が20:1〜1:1と重合トナーの混合比が高いことからクリーニング性が十分とはいい難く、また、総離型剤量が多くなることが推察され、耐ブロッキング性が懸念される。
また、特許文献5には、重合工法により得られる重合トナーAと、粉砕工法により得られる粉砕トナーBとの混合により得られるトナーにおいて、粉砕トナーBのバインダー樹脂rと着色剤caの合計を100とした場合、粉砕トナーBのバインダー樹脂rと着色剤caの比率が、r:ca=97:3〜100:0の範囲内であり、重合トナーAの重量平均粒径DvAに対し、該粉砕トナーBの重量平均粒径DvBが、DvA×2〜DvA×10の範囲内であるトナーにより、クリーニング性と高画質を維持しつつ、低温定着性との両立を図るとされるが、クリーニング性向上のために、クリーニング助剤を用いる場合は、クリーニング助剤の大半は無機微粒子であるが故、低温定着性を阻害しやすく、クリーニング性と低温定着性の両立を図ることは難しいと考えられる。
本発明は、上記定着性、感光体汚染性、耐熱保管性が改善されたトナー、主に一成分現像剤を提供すること、また、その現像剤を用いる画像形成方法、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を目的とする。
上記課題を解決するために、以下に示す(1)から(12)の発明を提供する。
(1)少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含むトナー母体粒子(M)と外添剤からなるトナーであって、前記トナー母体粒子(M)は前記離型剤の含有量が0重量%以上4重量%以下であるトナー母体粒子(A)と、前記離型剤の含有量が10重量%以上30重量%以下であるトナー母体粒子(B)からなり、前記離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)の構成比率が50重量%以上80重量%以下であり、かつ、トナー母体粒子(M)中の平均離型剤量が3重量%以上20重量%未満であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)前記離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)の平均円形度が、0.880〜0.940で、前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)の平均円形度が、0.940〜0.990であることを特徴とする(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)前記離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)が粉砕法により得られるトナー母体粒子であり、前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)が重合法により得られるトナー母体粒子であることを特徴とする(1)または(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)が、該トナー母体粒子(B)表面の離型剤露出量が10mg/g以下であることを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(5)前記トナー母体粒子(M)が、示差走査熱量測定(DSC)により得られる吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲における最大吸熱ピークを示す温度が65〜80℃の範囲にあることを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(6)前記外添剤として無機微粒子がトナー母体粒子(M)に対して1.5重量%〜5.0重量%外添されていることを特徴とする(1)ないし(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(7)前記無機微粒子がシリカであることを特徴とする(6)に記載の静電荷像現像用トナー。
(8)前記トナー母体粒子の体積平均粒径が5〜12μmであることを特徴とする(1)ないし(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(9)(1)ないし(8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
(10)像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有する現像手段により前記静電潜像を可視像化する現像工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記現像剤が(9)に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
(11)像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有し、前記静電潜像を可視像化する現像手段と、前記現像手段により形成された可視像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させるための定着手段とを少なくとも備えた画像形成装置であって、前記現像剤が(9)に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
(12)像担持体と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有し前記静電潜像を可視像化するための現像手段とを少なくとも備えたプロセスカートリッジであって、前記現像剤が(9)に記載の現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明によれば、感光体汚染性、高温高湿環境下での耐ブロッキング性を損なうことなく、低温定着性と、高温での分離性を向上することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。 図1の画像形成装置における感光体を配設する作像形成部の構成を示す概略断面図である。 図2の作像形成部における現像装置の構成を示す概略断面図である。 本発明で使用されるプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
以下に本発明を詳細に説明する。
<トナー>
本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含むトナー母体粒子(M)と外添剤からなるトナーにおいて、離型剤量が異なるトナー母体粒子(A)、(B)を用いることを特徴とする。
本発明者らは、離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)〔以降、「離型剤の含有量が少ないトナー母体粒子(A)」ということがある。〕と、離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)〔以降、「離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)」ということがある。〕をランダムに混合して用いることにより、フルカラー画像形成時に離型剤成分が多い部分と少ない部分を存在させることができることを見出し、転写後の未定着画像のトナー層中にも、この離型剤寡多の部分(多い部分と少ない部分)が存在し、近接する離型剤量が多い粒子同士は、離型剤が溶融した際に選択的に融着合一化し、離型剤含有量が多い粒子による粒子鎖が形成されることを知った。そして、そのような粒子鎖が形成されることから、定着時に溶融した離型剤は、離型剤を多量に含む層から、そのトナー粒子鎖を通じて、定着ローラとトナー層界面、並びにトナー層と被転写体間への移動経路が形成され、離型剤の溶出が容易になり、同一の離型剤を均一に分散したトナーに比べ、格段に定着温度特性、すなわち高温時の定着ローラと被転写体との分離特性と、低温時の被転写体との定着強度特性の改善が図れることがわかった。
離型剤の含有量が少ないトナー母体粒子(A)は粉砕法により得るのが有利であり、離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)は重合法により得るのが有利である。粉砕トナー単独で離型剤量差を設ける場合、粉砕法では離型剤の添加量を増やしていくと、流動性の低下や、生産設備内での閉塞が起こるため、添加しうる離型剤量は6〜8重量%程度が上限となる。このため、離型剤量差を十分に維持することができず、前述の離型剤移動経路を作ることができない。また、移動経路を作ることができる程度まで離型剤を添加すると、離型剤の分散径が著しく粗大化してしまい、耐熱保管性が著しく低下し、トナー流動性が大きく低下してしまう。
さらに、本発明において、離型剤の含有量が少ないトナー母体粒子(A)と離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)(以下、「両者」というときもある。)の平均円形度を異にすることで、重合トナー単独で用いた場合に不利となる感光体のクリーニング特性を良好にすることが可能である。
本発明において、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)の離型剤の含有量は、0重量%以上4重量%以下が好ましい。さらに平均円形度が0.880〜0.940であることが好ましく、粉砕法によって得られるトナー母体粒子を用いることが好ましい。離型剤の含有量が4重量%を超えると、トナーの付着力が増大し流動性が低下し、トナーの生産性が低下する。平均円形度が0.880未満であると、細線再現性など画質の低下が著しくなる。平均円形度が0.940を超えると、トナー全体の平均円形度が高くなるため、クリーニング性が低下する。
また、離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)の離型剤の含有量は、10重量%以上30重量%以下が好ましく、15重量%以上30重量%以下がさらに好ましい。さらに平均円形度が0.940〜0.990であることが好ましく、重合法によって得られるトナー母体粒子を用いることが好ましい。離型剤の含有量が30重量%を超えると、トナー母体粒子表面に露出する離型剤量が増加し、耐熱保管性が著しく悪化するとともに、付着力が増大しトナー流動性が低下する。また離型剤の含有量が10重量%未満の場合、離型剤を偏析させた効果が得られず、定着性の向上を期待できない。平均円形度が0.940未満であると、細線再現性など画質の低下が著しくなるとともに、トナー表層が異形化するため、離型剤の均一で迅速な溶出を阻害する因子となり、定着性の向上を期待できない。平均円形度が0.990を超えると、平均円形度が高くなりすぎ、クリーニング性が低下する。
なお、円形度は、母体粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラを用いて光学的に画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法を用いて得られる投影面積に等しい円の周囲長を、実在粒子の周囲長で除した値である。また、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いて測定することができる。
離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)は、トナー単位重量あたりの離型剤のトナー母体粒子(B)表面への露出量が10mg/g以下であることが好ましく、8mg/g以下であることがさらに好ましい。離型剤のトナー母体粒子(B)表面への露出量が10mg/gを超えると、感光体への離型剤付着による汚染が起こることがある。なお、離型剤表面露出量は、室温にて着色樹脂粒子1gにn−ヘキサン7mLを加え、回転数120rpmで1min、ロールミルで攪拌し、攪拌後の溶液を吸引濾過し、濾液を真空乾燥して、表面より溶出した離型剤を定量することで得ることができる。
上記トナー母体粒子(M)は、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)と離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)との混合からなるが、その平均離型剤量は3重量%以上20重量%未満であることが好ましく、5重量%以上15重量%以下であることがより好ましい。平均離型剤量が3重量%未満の場合、定着性に寄与しうる離型剤量が不足するため、定着性は悪化する。平均離型剤量が20重量%を超えると、トナー母体粒子(M)表面近傍に存在する離型剤量が増加し、耐熱保管性が著しく悪化するとともに、付着力が増大しトナー流動性が低下する。
トナー母体粒子(M)中の平均離型剤量は、下記式により算出した。
トナー母体粒子(M)中の平均離型剤量(重量%)=(トナーAの離型剤含有量(重量%)×トナーAの構成比率(重量%)+トナーBの離型剤含有量(重量%)×トナーBの構成比率(重量%))/100
上式において、
トナーA:離型剤の含有量が少ないトナー母体粒子
トナーB:離型剤の含有量が多いトナー母体粒子
離型剤の含有量が上記の範囲にあるトナー母体粒子を用いれば、2種以上のトナー種を用いてもなんら差し支えない。
離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)と離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)の構成比率(混合比)は、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)の構成比率が50重量%以上80重量%以下であることが好ましい。より簡便で安価な現像装置の構成を目的とした場合、より安価で簡便に得られる粉砕法トナー母体粒子(A)を主成分として用い、定着性向上、画質向上に寄与しうる重合トナー母体粒子(B)を副成分として用いることが好ましい。離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)の構成比率が50重量%未満の場合、クリーニング性に劣るとともに、離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)が主成分となるため、耐熱保管性の悪化が懸念される。また、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)の構成比率が80重量%を超えると、上述の定着性、画質向上の効果を十分に得ることができない。
上記観点を鑑みた場合、用いる重合トナーは透明トナーを用いることもできる。この場合、粉砕トナーの色材量を予め所望のトナー色材量となるよう増量しておく必要があるが、フルカラートナーとして用いる場合、重合トナーが1種類で共通に用いることができるメリットがある。
本発明においては、トナー母体粒子(M)を示差走査熱量測定(DSC)により測定して得られる吸熱曲線は、30℃〜200℃の最大吸熱ピークが65〜85℃に存在することが好ましく、70〜85℃に存在することがさらに好ましい。最大吸熱ピークが65℃未満に存在すると、現像剤がブレードに固着しやすくなることがあり、85℃を超えると、現像剤の低温定着性が低下することがある。
本発明のトナーを製造する際に、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)および離型剤の含有量が多いトナー母体粒子(B)をそれぞれ外添処理した後、これらを混合してもよいが、均一性を考慮すると、離型剤量の含有量が少ないトナー母体粒子(A)と離型剤の含有量が多いトナートナー母体粒子(B)とを混合した後、これに一括して外添混合を行う方が好ましい。
前記の外添処理は、トナー粒子の流動性や帯電性/現像性/転写性を補助するための外添剤がトナー母体粒子に混合されるのであるが、この外添剤としては好ましくは1種以上の無機微粒子が用いられる。無機微粒子のBET法による比表面積としては、30m/g〜300m/gであることが好ましく、1次粒子径として10nm〜50nmが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、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、酸化アルミニウム、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、中でも酸化ケイ素(シリカ)を好ましく使用することができる。
外添剤の一次粒子径が10nm以下の場合はトナーへの外添剤埋まりこみが悪化し、画質劣化変動が大きくなり耐久により悪化する。外添剤の一次粒子径が50nm以上の場合は、トナーから外添剤の離脱が多くなり、感光体にフィルミングが発生する。
外添剤の添加量としては、トナー母体粒子に対して1.5重量%〜5.0重量%の範囲が好ましく、2.0〜4.0重量%がさらに好ましい。無機微粒子の添加量が1.5重量%未満であると、無機微粒子を添加する効果が得られなくなることがあり、5重量%を超えると、帯電性が高くなりすぎたり、現像部の部材を汚染したりすることがある。
また、本発明のトナーは、体積平均粒径が5〜12μmであることが好ましく、6〜10μmがさらに好ましい。体積平均粒径が5μm未満であると、トナーの付着力が大きくなって、現像ローラへのフィルミングが発生したり、静電力によるトナー像の制御が困難になったりすることがあり、12μmを超えると、画質が低下することがある。なお、現像剤の体積平均粒径は、マルチサイザーIII(コールター社製)を用いて測定することができる。
以下に測定方法について述べる。
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。
<粉砕法によるトナー母体粒子(A)>
トナー母体粒子(A)において、離型剤は、混練時に混合しても、予め結着樹脂中に分散しておいても構わないが、予め結着樹脂中に分散しておくことがより好ましい。トナー母体粒子(A)は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、必要に応じて荷電制御剤などを用いる。
(結着樹脂)
本発明において使用される結着樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知の結着樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、COC(環状オレフィン樹脂(例えば、TOPAS−COC(Ticona社製)))等であってよいが、オイルレス定着の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
本発明において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が使用可能である。多価アルコール成分のうち2価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
また、多価カルボン酸成分のうち2価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸,1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
また、本発明においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂(以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という)も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸3−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸3−(メチル)ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
結着樹脂は単一のものを用いても良いし、低分子量体、高分子量体の2種、若しくはその各々複数種の組合せを用いても良いが、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、低分子量体と高分子量体を少なくとも1種使用することがより好ましい。
より好ましい樹脂は、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂である。
また、高分子量体は、ビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂を用いることもできる。
(離型剤)
本発明において、離型剤としては、特に限定されないが、炭化水素系パラフィンが挙げられる。炭化水素系パラフィンとしては、例えば、アルケンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒を用いて重合した低分子量のポリアルケン;高分子量のポリアルケンを熱分解して得られるポリアルケン;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからアーゲ法を用いて得られる炭化水素、さらに水素添加して得られる炭化水素が挙げられる。このような離型剤を用いることにより、定着時に、現像剤から離型剤が十分に染み出し、優れた定着特性を発揮することができる。
トナーへの離型剤の添加方法としては、トナー製造時に添加する他に、上述した結着樹脂の合成時に添加しても良い。この場合、上述のポリエステル樹脂を結着樹脂として用いる場合には、炭化水素系離型剤を用いることが好ましい。結着樹脂に炭化水素系離型剤を予め内添するには、結着樹脂を合成する際に、結着樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系離型剤を添加した状態で結着樹脂の合成を行えば良い。例えば、結着樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマーおよびアルコールモノマーに炭化水素系離型剤を添加した状態で縮重合反応を行えば良い。結着樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系離型剤を添加した状態で、当該モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。
(離型剤分散剤)
本発明のトナーには、離型剤の分散を助ける離型剤分散剤を含有させても良い。離型剤分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットのうち一方に他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト体などが挙げられる。
上記の離型剤との相溶性の高いユニットとしては、炭素数が12以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体があり、樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。
(着色剤)
着色剤としては下記の様な公知のものを用いることができる。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質量%、好ましくは3〜10質量%である。
(着色剤のマスターバッチ化)
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を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結着樹脂としては、先にあげたポリエステル、ビニル系の樹脂のほかに、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉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、パラフィン離型剤などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
(荷電制御剤)
トナー粒子の帯電量を制御する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、結着樹脂の種類、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、通常、結着樹脂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とがある。
<重合法によるトナー母体粒子(B)>
本発明で用いるトナー母体粒子(B)は、水系媒体中で結着樹脂、着色剤及び離型剤を含む粒子を形成する重合法、例えば、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法のいずれの方法を用いても可能であるが、離型剤の含有量を増やしてもトナー表面に離型剤をより露出しがたい懸濁重合法によるトナーを用いることが好ましい。着色剤にはトナー母体粒子(A)の説明で挙げた着色剤をそのまま使用することができる。
懸濁重合法を用いてトナー母体粒子(B)を製造する方法としては、結着樹脂の前駆体である重合性単量体中に着色剤、重合開始剤、その他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等を用いて均一に溶解又は分散させた溶解液又は分散液を、通常の撹拌機、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて、分散安定剤を含有する水性溶媒中で分散させ、重合する方法が挙げられる。重合性単量体溶液の液滴が所望のトナーの粒子径を有するように撹拌速度及び時間を調整し、造粒することが好ましい。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、粒子が沈降しないように撹拌すればよい。重合温度は、通常、40℃以上であり、50〜90℃が好ましい。また、重合反応の後半に昇温してもよい。さらに、トナーを定着させる際の臭気の原因等となる未反応のモノマー、副生成物等を除去するために、重合反応の後半又は終了後に、水性溶媒を留去してもよい。重合反応の終了後に、生成したトナーは、洗浄・濾過により回収し、乾燥する。
(重合性単量体)
本発明のトナー母体粒子(B)に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。
単官能性重合性単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体、メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。
本発明においては、上記した単官能性重合性単量体を単独、或いは2種以上組み合わせて、又は上記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用する。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独もしくは混合して、又はそれらとほかの単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性などの点から好ましい。
(離型剤)
本発明において使用し得るワックス成分としては、具体的には、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムの如き石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びそれらの誘導体等が挙げられ、誘導体には酸化物や、ビニルモノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物も含まれる。また、高級脂肪族アルコールの如きアルコール;ステアリン酸、パルミチン酸の如き脂肪族或いはその化合物;酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、動物ワックスが挙げられる。これらは単独、もしくは併せて用いることができる。
(重合開始剤)
懸濁重合を開始させるために、必要に応じて重合開始剤を使用することができる。具体的には重合単量体に均一に溶解する、いわゆる油溶性の重合開始剤が使用でき、2,2'−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドの如き過酸化物系重合開始剤が用いられる。これらの重合開始剤の使用量は、目的とする重合度により変化するが、一般的には、重合性ビニル系単量体100重量部に対して5〜20重量部用いられる。重合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。
(分散剤)
本発明のトナーを懸濁重合法により製造する場合、水系分散媒体調製時に使用する分散剤としては、公知の無機系及び有機系の分散剤を用いることができるが、無機系の難水溶性の分散剤が好ましく、しかも酸に可溶性である難水溶性無機分散剤を用いるとよい。また、本発明においては、難水溶性無機分散剤を用い、水系分散媒体を調製する場合に、これらの分散剤が重合性ビニル系単量体100重量部に対して、0.2〜2.0重量部となるような割合で使用することが好ましい。また、本発明においては、重合性単量体組成物100重量部に対して300〜3,000重量部の水を用いて水系分散媒体を調製することが好ましい。
このような分散剤の具体例としては、無機系の分散剤としては、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。また、有機系の分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを用いることができる。
本発明において、上記したような難水溶性無機分散剤が分散された水系分散媒体を調製する場合には、市販の分散剤をそのまま用いて分散させてもよいが、細かい均一な粒度を有する分散剤粒子を得るために、水等の液媒体中で、高速撹拌下、上記したような難水溶性無機分散剤を生成させて調製してもよい。例えば、リン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散剤を得ることができる。
また、市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤の利用も可能である。例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンダデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムを用いることができる。
(重合性単量体組成物に溶解させる樹脂)
重合性単量体組成物に溶解させる樹脂としては、重合性単量体に溶解する樹脂であればよい。樹脂種としては、ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂,スチレン−アクリル酸共重合体,スチレン−メタクリル酸共重合体,スチレン−マレイン酸共重合体が挙げられる。樹脂の重量平均分子量は3,000〜50,000、好ましくは5,000〜30,000がよい。3,000未満であると、重合性単量体組成物の粘度の制御ができず、50,000を越えると重合性単量体に対する溶解性が低下する。重合性単量体組成物に溶解させる樹脂の量は、樹脂の分子量にもよるが、重合性単量体に対し1〜50質量%、好ましくは2〜25質量%、さらに好ましくは2〜10質量%である。1質量%未満であると重合性単量体組成物の粘度が上がらず、また50質量%を超えると逆に重合性単量体の粘度が高すぎて、分散工程で過大なせん断エネルギーを必要となるため好ましくない。重合性単量体組成物に溶解させる樹脂のガラス転移温度は、30〜85℃の範囲であることが好ましい。30℃未満では耐熱保存性に悪影響がみられることがあり、80℃を超えると定着性能が悪化することがある。
(分散機)
重合性単量体組成物の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリン、CLEAR MIX、CLEAR SS5や圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、アトライター、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
(トナー、樹脂等の軟化温度)
本発明におけるトナー、樹脂等の軟化温度は100〜150℃の範囲であることが好ましい。100℃未満では定着の際に高温オフセットが発生したり、現像機内で小径成分が多量に発生することがあり、150℃を超えると定着後の画像の定着強度が不十分になることがある。
軟化温度の測定方法としては、例えば、島津製作所製、高架式フローテスターCF−500を使用し、ダイス径1mm、加圧30kgf/cm2、昇温速度3℃/minの条件下で1cm3の試料を溶融流出させた時のストロークが、流出開始点から流出終了点までのストローク変化量の1/2になるときの温度が挙げられる。
(トナー、樹脂等のガラス転移温度)
本発明におけるトナー、樹脂等のガラス転移温度は40〜70℃の範囲であることが好ましい。40℃未満では耐熱保存性に劣ることがあり、70℃を超えると定着性能に劣ることがある。
ここで、ガラス転移点(Tg)の測定は、理学電機社製のRigaku THRMOFLEXTG8110により、昇温速度10℃/minの条件にて測定される。
Tg測定装置として、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用し、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。
<画像形成方法>
以下に本発明の画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
本発明の画像形成方法は、現像工程において、本発明の現像剤を用いる方法であって、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、現像剤担持体上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して該潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有し、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
また、本発明の画像形成装置は、現像手段において、本発明の現像剤が使用されるものであり、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、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その他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記静電潜像の形成は、例えば前記潜像担持体の表面を帯電手段により一様に帯電させた後、露光手段により像様に露光することにより行うことができる。
前記現像による可視像の形成は現像剤担持体としての現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナー層を潜像担持体である感光体ドラムと接触させるように搬送することにより、感光体ドラム上の静電潜像を現像することでなされる。トナーは、撹拌手段により攪拌され、機械的に現像剤供給部材へ供給される。現像剤供給部材から供給され、現像剤担持体に堆積したトナーは現像剤担持体の表面に当接するよう設けられた現像剤層規制部材を通過することで均一な薄層に形成されるとともに、さらに帯電される。潜像担持体上に形成された静電潜像は、現像領域において、前記現像手段により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。
前記可視像の転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
転写された可視像の定着は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いてなされ、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。 前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
<画像形成装置>
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置(プリンタ)の基本的な構成について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー(以下、「Y」と記す。)、シアン(以下、「C」と記す。)、マゼンタ(以下、「M」と記す。)、ブラック(以下、「K」と記す。)の4色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、該複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置(「タンデム型画像形成装置」)の基本的な構成について説明する。 この画像形成装置は、潜像担持体として4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト10に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ中間転写ベルト10に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
図2は、感光体を配設する作像形成部2の構成を示す概略図である。なお、画像形成部2Y、2C、2M、2Kにおける各感光体1Y、1C、1M、1K周りの構成はすべて同じであるため、1つの作像形成部2についてのみ図示し、色分け用の符号Y、C、M、Kについては省略してある。感光体1の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置3、現像手段としての現像装置5、感光体1上のトナー像を記録媒体又は中間転写体10に転写する転写手段としての転写装置6、感光体1上の未転写トナーを除去するクリーニング装置7の順に配置されている。帯電装置3と現像装置5との間には、帯電した感光体1の表面の画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段としての露光装置4から発せられる光が感光体1まで通過できるようにスペースが確保されている。
帯電装置3は、感光体1の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置3は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラを備えている。即ち、この帯電装置3は、帯電ローラを感光体1の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体1の表面を帯電する。感光体1の表面電位が−500Vとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。
なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置3には、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングブラシが設けられていてもよい。なお、帯電装置3として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体1の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラの表面と感光体1の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体1の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体1の表面が帯電される。
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、レーザ方式であるが、LEDアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
トナーボトル31Y、31C、31M、31Kから現像装置5内に補給されたトナーは、供給ローラ5bによって搬送され、現像ローラ5a上に担持される。そして、この現像ローラ5a上のトナーは感光体1と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ5aは、感光体1と対向する領域(以下、「現像領域」と記す。)において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ5a上のトナーが、感光体1の表面を摺擦しながら、トナーを感光体1の表面に供給する。このとき、現像ローラ5aには、図示しない電源から−300Vの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体1上の静電潜像と現像ローラ5aとの間では、現像ローラ5a上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ5a上のトナーは、感光体1上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体1上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
転写装置6における中間転写ベルト10は、3つの支持ローラ11、12、13に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト10上には、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ14を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体1Y、1C、1M、1Kと接触する中間転写ベルト10の部分の裏面に、それぞれ転写装置6としての一次転写ローラ14Y、14C、14M、14Kを配置している。ここでは、各一次転写ローラ14Y、14C、14M、14Kにより押圧された中間転写ベルト10の部分と各感光体1Y、1C、1M、1Kとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像を中間転写ベルト10上に転写する際には、各一次転写ローラ14に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像は、中間転写ベルト10上に静電的に付着し、転写される。
中間転写ベルト10の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置15が設けられている。このベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルト10の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置15内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ13に張架された中間転写ベルト10の部分には、二次転写ローラ16が接触して配置されている。この中間転写ベルト10と二次転写ローラ16との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置4の図中下側にある給紙カセット20内に収容されており、給紙ローラ21、レジストローラ対22等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト10上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ16に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト10上のトナー像が転写紙上に転写される。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置23が配置されている。この加熱定着装置23は、ヒータを内蔵した加熱ローラ23aと、圧力を加えるための加圧ローラ23bとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ24によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
現像装置5は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ5aが部分的に露出している。また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。現像装置5は、図1に示したトナーボトル31Y、31C、31M、31Kから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル31Y、31C、31M、31Kは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル31Y、31C、31M、31Kだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
図3は、現像装置の構成を示す概略図である。
現像剤収納器中の現像剤(トナー)は、現像剤供給部材としての供給ローラ5bで攪拌されながら、感光体1に供給する前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ5aのニップ部分に運ばれる。このとき供給ローラ5bと現像ローラ5aは、ニップ部で逆方向(カウンタ回転)に回転している。更に、現像ローラ5aに当接するように設けられた現像剤層規制部材としての規制ブレード5cで現像ローラ5a上のトナー量が規制され、現像ローラ5a上にトナー薄層が形成される。また、トナーは、供給ローラ5bと現像ローラ5aのニップ部と規制ブレード5cと現像ローラ5aの間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。
図4は本発明におけるプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
本発明の現像剤は、例えば図4に示すようなプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において使用することができる。本発明においては、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
図4に示したプロセスカートリッジは、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、図3で説明した現像手段、それにクリーニング手段とを備えている。
以上述べた本発明の画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジは、本発明の現像剤を用いることにより、感光体の汚染性、高温高湿環境下での耐ブロッキング性を損なうことなく、低温定着性とオフセット開始温度を向上することができる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
実施例1:
〔粉砕トナー母体粒子A1の作製〕
(結着樹脂L1の作製)
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2210g、テレフタル酸850g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸120g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド0.5gを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂L1を得た。樹脂軟化点は115℃、ガラス転移点は64℃であった。
(結着樹脂H1の作製)
ビニル系モノマーとして、スチレン600g、アクリル酸ブチル110g、アクリル酸30g及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド30gを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1230g、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン290g、イソドデセニル無水コハク酸250g、テレフタル酸310g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸180g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド7g、離型剤としてパラフィン離型剤(融点73.3℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は4℃)を仕込モノマー100重量部に対して7.5重量部、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、160℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。160℃に保持したまま2時間付加重合反応を熟成させた後、230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂H1を得た。樹脂軟化点は130℃、ガラス転移点は65℃であった。
(トナー粒子の作製)
(1−前混合)
結着樹脂L1を40重量部、結着樹脂H1を60重量部に、銅フタロシアニン顔料を4.0重量部含有相当のマスターバッチとサリチル酸亜鉛塩(オリエント化学工業社製E−84)1.0重量部を加え、ヘンシェルミキサーで十分混合した。
(2−混練)
2軸押出式混練機(PCM30:池貝工業社製)を、供給量8Kg/h、スクリュ回転数85rpm、制御温度は、供給部(F)を10℃、バレル部を120℃、ベント部(V)、ダイス部(D)を80℃にそれぞれ設定して溶融混練を行った。得られた混練物を冷却プレスローラーで2mm厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。
(3−粉砕分級)
その後、機械式粉砕機(KTM:川崎重工業社製)で平均粒径10〜12μmまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機(IDS:日本ニューマチック工業社製)で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機(ティープレックス型分級機タイプ:50ATP:ホソカワミクロン社製)を使用して分級を行い、体積平均粒径7.0μmの粉砕トナー母体粒子A1を得た。このとき、離型剤含有量は4.0重量%、平均円形度は0.920であった。
〔重合トナー母体粒子B1の作製〕
四つ口容器中にイオン交換水340重量部と0.1モル/リットルのNa3PO4水溶液380重量部を添加し、高速撹拌装置ホモミキサーを用いて15,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。
ここに1.0モル/リットル−CaCl水溶液30重量部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
一方、分散質として、
スチレン 83.0重量部
n−ブチルアクリレート 17.0重量部
銅フタロシアニン顔料 4.0重量部
サリチル酸亜鉛塩(オリエント化学工業社製E−84) 0.8重量部
離型剤:パラフィンワックス(融点73℃) 19.4重量部
ポリエステル樹脂(Mw=25,000、酸価15mgKOH/g) 5.0重量部
からなる混合物をアトライター(三井金属社製)を用い3時間分散させた後、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3重量部を添加し、重合性単量体組成物を調製した。
次に、前記水系分散媒体中に該重合性単量体組成物を投入し、内温60℃のN2雰囲気下で、高速撹拌装置の回転数を15000rpmに維持しつつ、4分間撹拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。
その後、撹拌装置をパドル撹拌羽根を具備したものに換え、200rpmで撹拌しながら同温度に保持し、5時間重合を行った。
重合終了後、内温を80℃に昇温し、更に重合を行なった。
次いで、冷却後に希塩酸を添加して水系分散媒体のpHを1.2にして難水溶性分散剤を溶解せしめた。
更に加圧濾過による固液分離の後、18000重量部の水で洗浄を行った。
その後、真空乾燥装置を用いて充分に乾燥させ、重合トナー母体粒子B1を得た。このとき、離型剤含有量は15.0重量%、平均円形度は0.982、体積平均粒径は6.8μm、離型剤表面露出量は5.6mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
粉砕トナー母体粒子A1を60重量部、重合トナー母体粒子B1を40重量部に、無機微粒子であるキャボジル社製TS530を3.0重量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理し、トナー粒子T1を得た。このとき、トナー粒子T1の体積平均粒径は6.9μm、平均離型剤量は8.4重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1と40重量部の重合トナー母体粒子B1とからなるトナー母体粒子(M1)の最大吸熱ピークを示す温度は73.2℃であった。
実施例2
〔重合トナー母体粒子B2の作製〕
重合トナー母体粒子B1の作製において、離型剤の仕込量を47.0重量部とする以外は全く同様の方法にて、重合トナー母体粒子B2を得た。このとき、離型剤含有量は30.0重量%、平均円形度は0.975、体積平均粒径は6.9μm、離型剤表面露出量は7.9mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1の60重量部を50重量部とし、40重量部の重合トナー母体粒子B1を50重量部の重合トナー母体粒子B2とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T2を得た。このとき、トナー粒子T2の体積平均粒径は6.9μm、平均離型剤量は17.0重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、50重量部の粉砕トナー母体粒子A1と50重量部の重合トナー母体粒子B2とからなるトナー母体粒子(M2)の最大吸熱ピークを示す温度は73.1℃であった。
実施例3
〔重合トナー母体粒子B3の作製〕
重合トナー母体粒子B1の作製において、離型剤の添加量を12.2重量部とする以外は全く同様の方法にて、重合トナー母体粒子B3を得た。このとき、離型剤含有量は10.0重量%、平均円形度は0.978、体積平均粒径は6.7μm、離型剤表面露出量は5.0mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1の60重量部を80重量部とし、40重量部の重合トナー母体粒子B1を20重量部の重合トナー母体粒子B3とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T3を得た。このとき、トナー粒子T3の体積平均粒径は7.0μm、平均離型剤量は5.2重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、80重量部の粉砕トナー母体粒子A1と20重量部の重合トナー母体粒子B3とからなるトナー母体粒子(M3)の最大吸熱ピークを示す温度は73.3℃であった。
実施例4
〔粉砕トナー母体粒子A2の作製〕
結着樹脂H1の作製において、離型剤仕込量を0重量部とする以外は全く同様の方法にて得られる結着樹脂H2を用いて、結着樹脂H2以外は粉砕トナーA1の作製と同様の方法により、粉砕トナー母体粒子A2を得た。このとき、離型剤含有量は0%、体積平均粒径は6.8μm、平均円形度は0.915であった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1を80重量部の粉砕トナー母体粒子をA2とし、40重量部の重合トナー母体粒子B1を20重量部の重合トナー母体粒子B2とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T4を得た。このとき、トナー粒子T4の体積平均粒径は6.8μm、平均離型剤量は6.0重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、80重量部の粉砕トナー母体粒子A2と20重量部の重合トナー母体粒子B2とからなるトナー母体粒子(M4)の最大吸熱ピークを示す温度は73.1℃であった。
実施例5
実施例1において、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1を50重量部の粉砕トナー母体粒子をA2とし、40重量部の重合トナー母体粒子B1を50重量部の重合トナー母体粒子B2とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T5を得た。このとき、トナー粒子T5の体積平均粒径は6.8μm、平均離型剤量は15.0重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、50重量部の粉砕トナー母体粒子A2と50重量部の重合トナー母体粒子B2とからなるトナー母体粒子(M5)の最大吸熱ピークを示す温度は73.0℃であった。
実施例6
〔粉砕トナー母体粒子A3の作製〕
粉砕トナー母体粒子A1の作製において、銅フタロシアニン顔料の添加量を、6.8重量部含有相当のマスターバッチとする以外は全く同様の方法にて、粉砕トナー母体粒子A3を得た。このとき、離型剤含有量は3.9重量%、体積平均粒径は6.7μm、平均円形度は0.918であった。
〔重合トナー母体粒子B4の作製〕
重合トナー母体粒子B1の作製において、色材の添加量を0重量部とする以外は全く同様の方法にて、重合トナー母体粒子B4を得た。このとき、離型剤含有量は15.5重量%、平均円形度は0.985、体積平均粒径は6.8μm、離型剤表面露出量は6.5mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を粉砕トナー母体粒子A3とし、重合トナー母体粒子B1を重合トナー母体粒子B4とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T6を得た。このとき、トナー粒子T6の体積平均粒径は6.7μm、平均離型剤量は8.5重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、60重量部の粉砕トナー母体粒子A3と40重量部の重合トナー母体粒子B4とからなるトナー母体粒子(M6)の最大吸熱ピークを示す温度は73.2℃であった。
比較例1
〔粉砕トナー母体粒子A4の作製〕
結着樹脂H1の作製において、離型剤仕込量を7.5重量部から9.6重量部とする以外は全く同様の方法にて得られる結着樹脂H3を用い、結着樹脂H3以外は粉砕トナー母体粒子A1の作製と同様の方法により、粉砕トナー母体粒子A4を得た。このとき、離型剤含有量は5.0重量%、体積平均粒径は6.9μm、平均円形度は0.912であった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を粉砕トナー母体粒子A4とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T7を得た。このとき、トナー粒子T7の体積平均粒径は6.9μm、平均離型剤量は9.0重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、60重量部の粉砕トナー母体粒子A4と40重量部の重合トナー母体粒子B1とからなるトナー母体粒子(M7)の最大吸熱ピークを示す温度は73.3℃であった。
比較例2
〔重合トナー母体粒子B5の作製〕
重合トナー母体粒子B1の作製において、離型剤の仕込量を73.2重量部とする以外は全く同様の方法にて、重合トナー母体粒子B5を得た。このとき、離型剤含有量は40.0重量%、平均円形度は0.984、体積平均粒径は6.9μm、離型剤表面露出量は9.0mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、重合トナー母体粒子B1を重合トナー母体粒子B5とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T8を得た。このとき、トナー粒子T8の体積平均粒径は7.0μm、平均離型剤量は18.4重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1と40重量部の重合トナー母体粒子B5とからなるトナー母体粒子(M8)の最大吸熱ピークを示す温度は73.0℃であった。
比較例3
〔重合トナー母体粒子B6の作製〕
重合トナー母体粒子B1の作製において、離型剤の仕込量を9.5重量部とする以外は全く同様の方法にて、重合トナー母体粒子B6を得た。このとき、離型剤含有量は8.0重量%、平均円形度は0.981、体積平均粒径は6.7μm、離型剤表面露出量は3.2mg/gであった。
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、重合トナー母体粒子B1を重合トナー母体粒子B6とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T9を得た。このとき、トナー粒子T9の体積平均粒径は6.7μm、平均離型剤量は5.6重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1と40重量部の重合トナー母体粒子B6とからなるトナー母体粒子(M9)の最大吸熱ピークを示す温度は73.3℃であった。
比較例4
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を90重量部、重合トナー母体粒子B1を10重量部とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T10を得た。このとき、トナー粒子T10の体積平均粒径は7.0μm、平均離型剤量は5.1重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、90重量部の粉砕トナー母体粒子A1と10重量部の重合トナー母体粒子B1とからなるトナー母体粒子(M10)の最大吸熱ピークを示す温度は73.1℃であった。
比較例5
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を40重量部、重合トナー母体粒子B1を60重量部とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T11を得た。このとき、トナー粒子T11の体積平均粒径は6.9μm、平均離型剤量は10.6重量%であった。なお、無機微粒子添加前の、40重量部の粉砕トナー母体粒子A1と60重量部の重合トナー母体粒子B1とからなるトナー母体粒子(M11)の最大吸熱ピークを示す温度は73.1℃であった。
比較例6
粉砕トナー母体粒子A1に対して3.0重量%の外添剤(無機微粒子であるキャボジル社製TS530)を含有した現像剤G1のみを用いて、所定付着量(1.0g/m)の60/100量が画像下層にくるように、さらに、重合トナー母体粒子B1に対して3.0重量%の外添剤(無機微粒子であるキャボジル社製TS530)を含有した現像剤G2のみが前記所定付着量の40/100量にて画像上層にくるようにして評価を行った。
比較例7
比較例6において、現像剤G2が画像下層に、現像剤G1が画像上層に来るようにして評価を行った。
比較例8
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を100重量部、重合トナー母体粒子B1を0重量部とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T12を得た。
比較例9
〔粉砕トナー母体粒子A5の作製〕
結着樹脂H1の作製において、離型剤仕込量を7.5重量部から3.6重量部をとする以外は全く同様の方法にて得られる結着樹脂H4を用いて、結着樹脂H4以外は粉砕トナー母体粒子A1の作成と同様の方法により、粉砕トナー母体粒子A5を得た。このとき、離型剤含有量は2.0重量%、平均円形度は0.916、体積平均粒径は7.0μmであった。
〔粉砕トナー母体粒子A6の作製〕
結着樹脂H1の作製において、離型剤の仕込量を7.5重量部から16.3重量部をとする以外は全く同様の方法にて得られる結着樹脂H5を用い、結着樹脂H5以外は粉砕トナー母体粒子A1の作製と同様の方法により、粉砕トナー母体粒子A6を得た。このとき、離型剤含有量は8.0重量%、平均円形度は0.917、体積平均粒径は7.1μmであった
〔均一化混合、外添〕
実施例1において、60重量部の粉砕トナー母体粒子A1を50重量部の粉砕トナー母体粒子A5、および50重量部の粉砕トナー母体粒子A6とし、重合トナー母体粒子B1を0重量部とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T13を得た。このとき、トナー粒子T13の体積平均粒径は7.0μm、平均離型剤量は5.0重量%であった。
比較例10
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を0重量部、重合トナー母体粒子B1を100重量部とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T14を得た。
比較例11
実施例1において、粉砕トナー母体粒子A1を0重量部とし、40重量部の重合トナー母体粒子B1を40重量部の重合トナー母体粒子B2、および60重量部の重合トナー母体粒子B3とする以外は実施例1と同様にしてトナー粒子T15を得た。このとき、トナー粒子T15の体積平均粒径は6.8μm、平均離型剤量は18.0重量%であった。
〔評価〕
上記実施例及び比較例のトナーを下記評価方法により評価した。表1に、混合に用いた粉砕トナー母体粒子と重合トナー母体粒子の各構成(平均円形度、離型剤含有量、配合量、平均離型剤含有量)等を示し、表2に、作製したトナーの評価結果(定着分離性、低温定着性、感光体汚染性、耐熱保管性)を示す。
(低温定着性の評価)
非磁性一成分現像方式のフルカラープリンタIpsio CX3000(リコー社製)を用いて、付着量1.0±0.1mg/cmとなるように未定着画像を作成し、リコー社製Ipsio CX2500の定着部分のみを取り出し、定着ベルトの温度およびベルト線速度を所望の値になるように改造した定着試験装置を用いて、定着温度が130℃から200℃の範囲で定着を行い、得られた定着画像について、スミア性試験を行い、スミア性を満足する温度が145℃未満であれば◎、145℃以上155℃未満であれば○、155℃以上165℃未満であれば△、165℃以上であれば×とする。
(定着分離性の評価)
上記低温定着性の評価と全く同様の方法にて試験を行い、分離不良により定着ローラに画像の巻きつきが発生した温度が、200℃以上であれば◎、200℃未満190℃以上であれば○、190℃未満180℃以上であれば△、180℃未満であれば×とする。
(感光体汚染性の評価)
リコー社製Ipsio CX3000を用いて、印字率6%の所定のプリントパターンを、N/N環境下(23℃、45%)の2000枚連続複写後(耐久後)、現像器の感光体の状態および複写画像を目視により観察し、評価した。判定基準は、感光体上にスジ又はムラの発生がないものを◎、感光体にスジ又はムラの発生が1〜2本あるが画像上欠損が認められないものは○、感光体にスジ又はムラの発生が3本以上あるが画像上のスジが1〜2本であるものを△、画像上のスジの発生が3本以上あるものを×として判定した。
(耐熱保管性の評価)
トナー10gを57℃90%の恒温槽に48時間放置した後、放置前後のトナーの凝集度をパウダーテスター(ホソカワミクロン社製)を用いて評価した。判定基準は、放置前に対する凝集度の増加幅が5%未満であれば◎、5%以上15%未満であれば○、15%以上25%未満であれば△、25%以上であれば×とする。
Figure 0005434210
Figure 0005434210
表1及び表2から、離型剤量の少ない粉砕法によるトナーと、離型剤量の多い重合法によるトナーを特定の割合で混合した実施例のトナーは、定着分離性、低温定着性、感光体汚染性、耐熱保管性のすべてにおいて良好な結果が得られることがわかる。
これに対して、比較例として挙げた離型剤量の少ない粉砕法トナーのみからなるトナーは、感光体汚染性は問題ないが、定着分離性、低温定着性、耐熱保管性が悪化すること、一方、離型剤量の多い重合法トナーのみからなるトナーは、粉砕法トナーの場合とは逆に、定着分離性、低温定着性、耐熱保管性は問題ないが、感光体汚染性が悪化することが明らかである。しかし、両者を配合することにより感光体汚染性、耐熱保管性を悪化させずに定着分離性、低温定着性を向上させていくことができることが観察される。
また、ここでは示さなかったが、両者の平均円形度が異なることから、両者を配合することにより、重合トナー単独で用いた場合に不利となる感光体のクリーニング性を良好にすることが可能である。
(図1〜4において)
1 感光体
2 作像形成部
3 帯電装置(帯電ローラ)
4 露光装置
5 現像装置
5a 現像ローラ
5b 現像剤供給ローラ
5c 規制ブレード
6 転写装置
7 クリーニング装置
10 中間転写ベルト
11、12、13 支持ローラ
14 一次転写ローラ
15 ベルトクリーニング装置
16 二次転写ローラ
T トナー(現像剤)
特許第3567385号公報 特開2001−305779号公報 特開2007−003920号公報 特開2007−79223号公報 特開2007−248558号公報

Claims (10)

  1. 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー母体粒子(M)と外添剤からなるトナーであって、前記トナー母体粒子(M)が前記離型剤の含有量が0重量%以上4重量%以下であるトナー母体粒子(A)と、前記離型剤の含有量が10重量%以上30重量%以下であるトナー母体粒子(B)からなり、前記離型剤の含有量が少ないトナー母体粒子(A)の構成比率が50重量%以上80重量%以下であり、かつ、前記トナー母体粒子(M)中の平均離型剤量が3重量%以上20重量%未満であり、前記トナー母体粒子(M)が、示差走査熱量測定(DSC)により得られる吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲における最大吸熱ピークを示す温度が65〜80℃の範囲にあり、前記離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)の平均円形度が、0.880〜0.940で、前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)の平均円形度が、0.940〜0.990であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 前記離型剤の含有割合が小さいトナー母体粒子(A)が粉砕法により得られるトナー母体粒子であり、前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)が重合法により得られるトナー母体粒子であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記離型剤の含有割合が大きいトナー母体粒子(B)が、該トナー母体粒子(B)表面の離型剤露出量が10mg/g以下であることを特徴とする請求項1ないし2のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記外添剤として無機微粒子がトナー母体粒子(M)に対して1.5%〜5.0%外添されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記無機微粒子がシリカであることを特徴とする請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記トナー母体粒子の体積平均粒径が5〜12μmであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
  8. 像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有する現像手段により前記静電潜像を可視像化する現像工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記現像剤が請求項7に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
  9. 像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有し前記静電潜像を可視像化するための現像手段と、前記現像手段により形成された可視像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着するための定着手段を少なくとも備えた画像形成装置であって、前記現像剤が請求項7に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
  10. 像担持体と、現像剤を担持して前記像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に現像剤を供給するための供給部材と、前記供給部材によって供給された現像剤を前記現像剤担持部材に薄層状に担持させるための層厚規制部材とを有し前記静電潜像を可視像化するための現像手段を少なくとも備えたプロセスカートリッジであって、前記現像剤が請求項7に記載の現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60123857A (ja) * 1983-12-09 1985-07-02 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 画像形成方法
JP2670468B2 (ja) * 1991-03-22 1997-10-29 キヤノン株式会社 静電荷像現像用現像剤、画像形成方法及び加熱定着方法
JP3343869B2 (ja) * 1992-06-29 2002-11-11 キヤノン株式会社 画像形成方法
JP3287733B2 (ja) * 1994-05-31 2002-06-04 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
JP3891524B2 (ja) * 1998-03-06 2007-03-14 株式会社巴川製紙所 電子写真用トナー
JP4006136B2 (ja) * 1998-06-18 2007-11-14 キヤノン株式会社 画像形成方法
JP4227309B2 (ja) * 2001-03-21 2009-02-18 キヤノン株式会社 磁性トナー
JP2005215018A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Oki Data Corp 現像剤、トナーカートリッジ、現像装置及び画像形成装置
JP2009036816A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Ricoh Co Ltd 非磁性一成分現像用トナーの製造方法

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