JP5769014B2 - 電子写真用トナー及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するためのトナー及びその製造方法に関する。
電気的潜像を現像剤により現像して可視画像を形成する電子写真方式は、光導電性物質を含む感光体上に電気的潜像を形成し、該電気的潜像をトナーを含有する現像剤で現像してトナー画像とし、紙等の記録媒体にトナー画像を転写した後、加熱及び加圧により定着して定着画像を形成するものである。
現像に使用されるトナーは、一般に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、その他の添加剤を含有する着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と懸濁重合法がある。
粉砕法では、熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤等を溶融混合して分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することによりトナーを製造している。
また、省エネルギー・トナーの小粒径化などの前述した粉砕トナーでは達成が困難である課題に対応するため、懸濁重合法、乳化重合法、溶解樹脂懸濁法などによるケミカルトナーが一般的になってきている。
電子写真方式によりフルカラー画像を形成するには、3色プロセスカラーであるシアン、マゼンタ、イエロートナーにブラックトナーを組み合わせたトナーセットを用いることが一般的である。
順序に限定はないが例えば、原稿からの光を色分解フィルターを通して感光体上に露光するか、あるいはスキャナーで読み取った像をレーザーで感光体上に書き込み露光して、該感光体上にイエロー画像部の電気的潜像を形成する。
該電気的潜像をイエロートナーで現像して得られたイエロートナー画像を紙等の記録媒体に転写する。
次いで、同様の工程によりマゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを用いて得られたマゼンタトナー画像、シアントナー画像及びブラックトナー画像を順次イエロートナー画像上に重ね合わせることにより、フルカラー画像が形成される。
しかし電子写真式カラー画像形成装置が広く普及するに従い、その用途も多種多様に広がり、従来のカラー画像に加え、メタリック調の画像も望まれている。
特許文献1の特許4535112号公報、特許文献2の特開2007−282056号公報では、メタリック/パール顔料を用いずに金属の高光沢を表現する手段を提案している。しかし、画像の凹凸が目立ち滑らかな画像が得られない。
金属顔料を電子写真用トナーに用いるのには様々な問題がある。
ひとつは金属顔料の粒径である。メタリック調の画像を出すためには粒径10μm以上の金属顔料が必要であり好ましくは20μm程度の粒径が必要となる。その金属顔料の粒径は一般的な電子写真用トナーよりも大きい。もうひとつは安全性である。金属顔料は粉塵爆発を発生した際の爆発エネルギーが大きく従来の粉砕法では粉砕時における衝撃などからその危険性がぬぐい切れない。更にもう一つは電気抵抗であり、金属顔料の電気抵抗は低く、これが露出した場合のトナー帯電特性に与える影響は大きい。
金属顔料を用いたトナーとしては、薄片状無機結晶質基質上に二酸化チタンから成る薄層を被覆させた鱗片状顔料を着色剤に配合したトナーを用いる手段として、特許文献3の特公平7−023974号公報記載のものなどが提案されており、メタリック調を表現することは可能だったが、金属顔料の露出により電子写真用トナーの重要な特性である帯電特性が低下するなどにより充分な信頼性が得られなかった。更に金属微粒子の粉塵爆発に対する危険性が伴うものでもあった。
特許文献4の特開平5−289395号公報では、ドメイン樹脂に金属顔料を内包させたトナーが提案され帯電特性への影響を低減し、粉塵爆発に対する危険性も低減されたが、やはり衝撃を用いて微粉砕する方法では安全性が充分でない。特には分級される微細紛は金属顔料が露出している可能性はぬぐいきれない。また、粒度分布が広いため選択的に大きな粒子が使用されていくことから、長期的に安定したメタリック画像が得られないこともある。
特許文献5の特開2009−209367号公報では、乳化凝集法で金属顔料トナーを製造するための顔料表面処理の提案がされている。この手段によりケミカルトナーに用いることができ、安全性の観点からも好ましいが、特殊な表面処理を必要とし、高価な顔料を用いなければならない。
本発明の目的は上記問題を鑑みたものであり、メタリック調の画像が安定して得られ、金属顔料の露出による帯電特性の低下がなく、同様に粉塵爆発等の危険性がなく、シャープな粒度分布であるため画像安定性がよいトナー、及び、該トナーを安全且つ安定して製造することが可能な製造方法、を提供することを目的とする。
上記課題は、下記(1)〜(10)記載の「電子写真用トナー」、「電子写真用トナーの製造方法」、「電子写真用現像剤」、「電子写真式画像形成装置」を含む本発明によって解決される。
(1)「乳化分散工程中の液温度において、有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂及び/又はその前駆体(H)、有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下のポリエステル系重合体(L)、金属系メタリック顔料を少なくとも含んだ前記有機溶媒に溶解乃至分散させたトナー組成液を、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で、少なくとも乳化または分散させ、収斂させて形成される母体粒子を有するトナーであって、該母体粒子は、金属顔料を内包した有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の前記ポリエステル系重合体(L)のドメインが有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の前記結着樹脂(H)のマトリックス内に分散されていることを特徴とする電子写真用トナー」。
(2)「分級工程を経ずに得られる前記母体粒子の体積平均粒径Dvが15μm以上40μm未満であり、Dv/Dnが1.30未満であることを特徴とする前記(1)項に記載の電子写真用トナー」。
(3)「前記有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂(H)と前記有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)の重量比(H;L)が80:20から60:40であることを特徴とする前記(1)項又は(2)項に記載の電子写真用トナー」。
(4)「前記有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)が、平均分子量Mw10000以上50000以下のテレフタル酸モノマーを35w%以上含有するポリエステルである前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載の電子写真用トナー」。
(5)「前記金属系メタリック顔料が鱗片状の、アルミニウムもしくは真鍮顔料である前記(1)項乃至(4)項のいずれかに記載の電子写真用トナー」。
(6)「前記有機溶媒に可溶な酸価10未満の結着樹脂が、脂肪族系の結晶性ポリエステル系重合体である前記(1)項乃至(5)項のいずれかに記載の電子写真用トナー」。
(7)「前記(1)項乃至(6)項のいずれかに記載の電子写真用トナーと、キャリアからなることを特徴とする現像剤」。
(8)「前記(7)項に記載の現像剤を用いた画像形成装置」。
(9)「前記(1)項乃至(6)項のいずれかに記載の電子写真用トナーもしくは前記(7)項に記載の現像剤を用いることを特徴とする単色の電子写真式画像形成装置」。
(10)「乳化分散工程中の液温度において有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂及び/又はその前駆体(H)、有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下のポリエステル系重合体(L)、金属系メタリック顔料を少なくとも含んだ前記有機溶媒に溶解乃至分散させたトナー組成液を、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で、少なくとも乳化または分散させる工程、収斂する工程を経て形成される母体粒子を有するトナーの製造方法であって、該母体粒子は金属顔料を内包した有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の前記ポリエステル系重合体(L)のドメインが有機溶媒に可溶な酸価5mgKOH/g未満の前記結着樹脂(H)のマトリックス内に分散されていることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法」。
本発明ではメタリック調の画像が安定して得られるトナーを安全且つ安定して製造することが可能であり、該トナーは金属顔料の露出による帯電特性の低下がなく、同様に粉塵爆発等の危険性がなく、シャープな粒度分布であるため画像安定性がよいトナーが得られる。
また、そのトナーを製造する際に特に特殊な顔料表面処理を必要としない。
更に結着樹脂に結晶性ポリエステル系重合体を用いることにより低温定着性が向上する。
また、ウレア変性ポリエステルを伸長反応させることでホットオフセット温度が大幅に向上する。
本発明におけるトナーの母体粒子の構造を模式的に説明する図である。 本発明における画像形成装置の1例を示す図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のトナーは、概略、乳化分散工程中の液温度において有機溶媒に可溶な酸価5未満の結着樹脂(H)、有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)、金属系メタリック顔料を少なくとも含んだ前記有機溶媒に溶解乃至分散させたトナー組成液を樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で乳化または分散させる工程を経て形成される母体粒子を有するトナーであって、該トナーの体積平均粒径Dvが10μm以上40μm以下であり、D4/Dnが1.30未満であることを特徴とする電子写真用トナーともいうことができる。
本発明の電子写真用トナー粒子は、体積平均粒径が10μm以上40μm以下であることが好ましい。15μm以上40μm未満であることがより好ましい。体積平均粒径が10μm未満では前述したとおりメタリック調を示す効果が得られる粒度の金属顔料を内包させることが困難となることが多い。40μmより大きくなると加熱加圧定着時にトナーを充分潰すことが困難となり画像の粒状度が悪くなり、良好な画像を得られないことがある。
更に該トナーの粒度分布Dv/Dnは1.30未満であることが好ましい。1.30以上では粒度分布が広すぎるために複数枚印刷するときにトナー付着量のバラつきが生じやすくなったり、出力画像のベタ粒状度が大きく劣化したりして安定した出力画像が得られなくなる。
本発明の電子写真用トナーは、トナー組成液を、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で乳化または分散させる工程を経て形成される母体粒子を有するトナーである。従来の衝撃エネルギーにより粉砕し微粉末化する従来の工法で金属顔料を取り扱うことは非常に危険である。本発明のトナーはトナー組成液中で有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)が金属顔料を内包し、乳化分散工程時に有機溶媒に可溶な酸価5未満の結着樹脂又はその前駆体(H)中に更に内包されることにより、金属顔料の露出がなく、安全に製造することが可能となる。
更に前期工法を用いることによってシャープな粒度分布を分級工程なく製造できるため、金属顔料粒径未満の微紛の発生がなくなり、その点でも安全に作製できる。
またシャープな粒度分布は、画像出力の付着量、粒状度などの出力安定性に寄与するものであり容易に1.30未満の粒度分布を達成可能である。
[酸価20以上のポリエステル系重合体(L)]
本発明のトナーに好適に用いられる材料は以下のものが挙げられる。
本発明のトナーに用いられる有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)を構成するモノマーとしては、以下のものが挙げられる。
ここで、有機溶媒に対して難溶であるとは、乳化分散工程中の任意の温度において、有機溶媒10質量部に対しポリエステル系重合体を10質量部投入し、混合攪拌したときに溶解して、透明な溶解液となるものであるが、その温度で保存すると24時間以内に溶解液が次第に白濁化することと定義する。乳化分散工程中の任意の温度において一度も透明にならず白濁しているときは不溶、透明な溶解液のままである場合を可溶とする。
前記ポリエステル系重合体(L)のための2価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオール、などが挙げられる。
ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記3価以上の多価アルコールとしては、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、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
酸成分としては、本発明では好適にフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物が用いられ、その含有比により有機溶媒への溶解性を調整することができる。
好適な有機溶媒溶解性が得られるモノマー組成として、テレフタル酸モノマーを40w%以上含有させたポリエステル系重合体が挙げられ、本発明でも好適に用いられる。
また、3価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステル、などが挙げられる。この含有比により酸価が調整可能である。
ポリエステル系重合体(L)の酸価は20mgKOH/g以上50mgKOH/gであることが好ましい。
更に好ましくは25mgKOH/g以上35mgKOH/g以下である。
酸価が20mgKOH/g未満では有機溶媒中で金属顔料に選択的に吸着し内包するのに不充分な極性となり、50mgKOH/gよりも大きくなると有機溶媒や他の結着樹脂への溶解性が高くなり金属顔料内包状態が維持できなくなる傾向になる。
前記ポリエステル系樹脂(L)のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のGPCによる分子量分布で、重量平均分子量(Mw)が1.0×10〜1.0×10である樹脂が、定着性、帯電性、造粒性、保存性の点で好ましい。重量平均分子量(Mw)が1.0×10未満では金属顔料の内包安定性に問題がでる可能性があり、重量平均分子量(Mw)が1.0×10より大きい場合トナー組成液粘度が上昇し狙いのトナー粒度分布が得られにくくなる。
さらにはコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、などを用いることもある。
また、本発明に用いられるポリエステル系重合体(L)は一部にウレタン結合やエポキシによるアミド結合などが含まれることがある。前記結合により塩基価の付与などが可能となると共に、有機溶媒への溶解性を調整することが可能となる。
[結着樹脂(H)]
本発明のトナーに用いられる結着樹脂(H)とは、乳化分散工程中の液温度において有機溶媒に可溶な酸価10未満の樹脂であり、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができ、2種類以上の樹脂を混合し用いることが可能である。混合される樹脂の組成によりトナー形状やトナー中のWAX、顔料の位置などを制御することが可能となる。
樹脂の例としては、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は2種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂、などが挙げられる。
前記スチレン系単量体としては、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、p−フエニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−アミルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン、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−クロルスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体、などが挙げられる。
前記アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、あるいはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類、などが挙げられる。
前記メタクリル系単量体としては、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、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n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸又はそのエステル類、などが挙げられる。
前記ビニル重合体、又は共重合体を形成する他のモノマーの例としては、以下の(1)〜(18)が挙げられる。(1)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフイン類;(2)ブタジエン、イソプレン等のポリエン類;(3)塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;(4)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;(5)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等のビニルエーテル類;(6)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(7)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;(8)、ビニルナフタリン類;(9)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等;(10)マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;(11)マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;(12)マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステルの如き不飽和二塩基酸のモノエステル;(13)ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;(14)クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;(15)クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物;(16)該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー;(17)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(18)4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルへキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー。
本発明のトナーにおいて、結着樹脂(H)のビニル重合体、又は共重合体は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、芳香族ジビニル化合物として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、などが挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6へ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、これらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、などが挙げられる。エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、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#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの、などが挙げられる。
その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物も挙げられる。ポリエステル型ジアクリレート類として、例えば、商品名MANDA(日本化薬社製)が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、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、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
これらの架橋剤は、前記ビニル重合体、又は共重合体を形成する他のモノマー100重量部に対して、0.01〜10重量部用いることが好ましく、0.03〜5重量部用いることがより好ましい。これらの架橋性モノマーのうち、トナー用樹脂に定着性、耐オフセット性の点から、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を1つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が好適に挙げられる。これらの中でも、スチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。
本発明のビニル重合体又は共重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、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(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロへキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2’,4’−ジメチル−4’−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−(tert−ブチルパーオキシ)イソプロピルべンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエ−ト、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレート、などが挙げられる。
結着樹脂(H)がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のGPCによる分子量分布で、重量平均分子量(Mw)が5.0×10〜1.0×10である樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。重量平均分子量(Mw)が8.0×10以下では残留溶媒値は小さくすることが可能だがオフセット性、保存性に問題があり、重量平均分子量(Mw)が5.0×10より大きい場合残留溶媒値を200ppm以下とすることが困難となる。
結着樹脂(H)がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、0〜10mgKOH/gであることが好ましく、0〜5mgKOH/gであることが最も好ましい。酸価が小さいほど金属顔料や前記酸価20以上のポリエステル系重合体との親和性が小さくなり、金属顔料内包化への影響が小さくできる。
結着樹脂(H)の成分としてのポリエステル系重合体を構成するモノマーとしては、前記有機溶媒に難溶なポリエステル系重合体(L)と同様に以下のものが挙げられる。
2価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオール、などが挙げられる。
ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記3価以上の多価アルコールとしては、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、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
結着樹脂(H)の成分としてのポリエステル系重合体を形成する酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、などがあげられる。また、3価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステル、などが挙げられる。
何れにせよ結着樹脂(H)として用いられるポリエステル系重合体は有機溶媒に可溶であることが条件となり、その分子量や脂肪族カルボン酸モノマーの含有量などでその溶解性は調整可能である。
結着樹脂(H)がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のGPCによる分子量分布で、重量平均分子量(Mw)が3.0×10〜1.0×10である樹脂が、定着性、造粒性、保存性の点で好ましい。重量平均分子量(Mw)が3.0×10未満では残留溶媒値は小さくすることが可能だがオフセット性、保存性に問題があり、重量平均分子量(Mw)が1.0×10より大きい場合トナー組成液粘度が上昇し狙いのトナー粒度分布が得られにくくなる。
結着樹脂(H)がポリエステル樹脂の場合、その酸価は0〜10mgKOH/gであることが好ましく、0〜5mgKOH/gであることが更に好ましい。酸価が小さいほど金属顔料や前記酸価20以上のポリエステル系重合体(L)との親和性が小さくなり、金属顔料内包化への影響が小さくできる。
本発明のトナーに使用できる結着樹脂(H)としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくともいずれか中に、これらの両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含む樹脂も使用することができる。ポリエステル系樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物、などが挙げられる。ビニル重合体成分を構成するモノマーとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
本発明において、トナー組成物の結着樹脂(H)成分の酸価は、以下の方法により求め、基本操作はJIS K−0070に準ずる。
(1)試料は予め結着樹脂(重合体成分)以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5〜2.0gを精秤し、重合体成分の重さをWgとする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
(2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150(ml)を加え溶解する(前記有機溶媒に難溶なポリエステル樹脂(L)はこのトルエン系のエタノール混媒には実質的に不溶であるので、この時点で分離)。
(3)0.1mol/lのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
(4)このときのKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、このときのKOH溶液の使用量をB(ml)とし、以下の計算式(1)で算出する。ただしfはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)=[(S−B)×f×5.61]/W 計算式(1)
トナーの結着樹脂及び結着樹脂を含む組成物は、トナー保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が35〜80℃であるのが好ましく、40〜75℃であるのがより好ましい。
Tgが35℃より低いと高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがある。また、Tgが80℃を超えると、定着性が低下することがある。
(結着樹脂前駆体)
結着樹脂前駆体としては、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体が好ましく、イソシアネートやエポキシなどにより変性されたポリエステルプレポリマーを挙げることができる。これは、活性水素基を持つ化合物(アミン類など)と伸長反応し、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)の向上に効果をおよぼす。
このポリエステルプレポリマーの合成方法としては、ベースとなるポリエステル樹脂に、従来公知のイソシアネート化剤やエポキシ化剤などを反応させることで容易に合成することができる。
イソシアネート化剤としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
また、エポキシ化剤としては、エピクロロヒドリンなどをその代表例として挙げることができる。
イソシアネート化剤の比率は、イソシアネート基[NCO]と、ベースとなるポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、このポリエステルプレポリマーのウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
このポリエステルプレポリマー中のイソシアネート化剤の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
また、このポリエステルプレポリマー中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、伸長反応後のウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
前記結着樹脂前駆体は、重量平均分子量が1×10以上3×10以下であることが好ましい。
(結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物)
結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物としては、活性水素基を有する化合物が挙げられ、その代表として、アミン類を挙げることができる。
アミン類としては、ジアミン化合物、3価以上のポリアミン化合物、アミノアルコール化合物、アミノメルカプタン化合物、アミノ酸化合物、および、これらのアミノ基をブロックした化合物などが挙げられる。
ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
3価以上のポリアミン化合物としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコール化合物としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタン化合物としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸化合物としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
これらのアミノ基をブロックした化合物としては、前記アミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物およびジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物である。
本発明において、前記結着樹脂(H)成分として非結晶性の未変性ポリエステル樹脂を用いることができる。
変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂と未変性のポリエステル樹脂は、少なくとも一部が相溶していることが好ましい。これにより、低温定着性及び耐ホットオフセット性を向上させることができる。
このため、変性ポリエステル樹脂と未変性のポリエステル樹脂のポリオールとポリカルボン酸は、類似の組成であることが好ましい。
本発明のトナー中に結晶性ポリエステルを分散し含有させることが可能である。結晶性ポリエステルは結晶性を持つがゆえに、吸熱ピーク温度付近において急激な粘度低下を示す熱溶融特性を示す。つまり、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性がよく、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、定着することから、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することができる。
結晶性ポリエステルとして、鋭い吸熱曲線を有しかつ、60〜110℃の範囲で吸熱ピークを示すものを用いることで、トナーの低温定着性と耐熱保存性を同時に、より満たすことが可能となる。更には結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度が、65〜75で℃であれば、よりトナーの低温定着性と耐熱保存性を向上させることが可能となる。
結晶性ポリエステルは、例として、アルコール成分として炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1、8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、およびこれらの誘導体と、少なくとも酸性分として二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、もしくは、炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸、特にフマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1、8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸およびこれらの誘導体を用いて合成される結晶性ポリエステルが好ましい。
中でも、吸熱ピーク温度と吸熱ショルダー温度の差をより小さくする点で、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1、8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれか一種類のアルコール成分と、フマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1、8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれか一種類のジカルボン酸成分のみで構成されることが好ましい。
また、本発明のトナーの結着樹脂(H)として結晶性ポリエステル系重合体を用いる場合もある。結晶性ポリエステル系重合体は40℃以下の常温では有機溶媒に溶解しにくいため、この場合はトナー組成液を50℃以上に加温して結晶性ポリエステル系重合体が可溶な温度で乳化分散工程を行なう。
結晶性ポリエステル系重合体は前記結晶性ポリエステル成分中にウレタン結合を付与することもある。ウレタン基の濃度によってトナーの硬度や動的粘弾性が調整できる。
本発明の電子写真用トナーの有機溶媒に可溶な酸価5mgKOH/g未満の結着樹脂(H)と有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上のポリエステル系重合体(L)の組み合わせにおいて、前者と後者の含有比(H;L)は80:20から60:40が好ましい。金属顔料を内包する有機溶媒に難溶なポリエステル系重合体の比が20未満になると金属顔料が露出する傾向になりトナー帯電特性、保存性、画像安定性が悪化する。またその比が40より大きくとなると有機溶媒に難溶なポリエステル系重合体に内包された金属顔料がトナー表面に偏在する傾向になり、同様にトナー帯電特性、保存性、画像安定性が悪化することがある。
[金属顔料]
本発明のトナーに用いられる金属顔料は、例えばシルバー、アルミニウム、ブロンズ、ゴールドブロンズ、ステンレス鋼、亜鉛、鉄、スズおよび銅顔料である。
特に好まれる色調としてアルミニウム顔料、銅と亜鉛の合金である真鍮顔料が挙げられる。
上記顔料は鱗片上の形状をしていることが好ましく、その粒径はD90において10μm以上35μm以下が好ましい。また、トナー粒径D90よりも小さいことが重要となる。
10μm未満ではその反射性が不充分となり充分なメタリック調が表現できないことは公知の事実である。35μmより大きいと電子写真用トナーに適した粒度内に納まることが困難となり、トナー帯電特性などのトナーとして重要な特性に影響を与える。
市販されている金属顔料は表面処理としてシリカ層に覆われていたり、金属接着性の高い樹脂でコーティングされていたり、無処理だったりする場合があるが、本発明のトナーではいずれの表面であったとしても用いることができる。
なぜなら本発明の電子写真用トナーの製造方法では、金属顔料表面組成に関わらず有機溶媒に難溶なポリエステル系重合体に内包される傾向にあるためである。
そのメカニズムは定かではないが、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中にトナー組成液を投入しせん断を与えると溶解物は水系媒体と混合され一時連続相となるが、有機溶媒に不要な金属顔料及び難溶性樹脂は粒子形状を維持した状態となり連続相とはならない。その後乳化収斂が進むと粒子形状を維持した状態の材料を核として収斂が進行し、結果的に連続相を経た物質に包まれる形で造粒されるからと考えられる。つまり乳化工程、収斂工程では凝集と乳化が水媒体中で別に起こり、結果的に粒子がとなると考えられる。
[有機低分子物質]
本発明のトナーには着色剤、結着樹脂の他に様々な機能を持たせるために有機低分子物質が分散され添加されることがある。有機低分子物質の例としては、脂肪酸エステル、フタル酸等の芳香族酸のエステル、燐酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、イタコン酸エステル、その他エステル、ベンジル、ベンゾイン化合物、ベンゾイル化合物等のケトン類、ヒンダードフェノール化合物、べンゾトリアゾール化合物、芳香族スルホンアミド化合物、脂肪族アミド化合物、長鎖アルコール、長鎖ジアルコール、長鎖カルボン酸、長鎖ジカルボン酸、などが挙げられる。
具体的には、ジメチルフマレート、モノエチルフマレート、モノブチルフマレート、モノメチルイタコネート、モノブチルイタコネート、ジフェニルアジペート、ジベンジルテレフタレート、ジベンジルイソフタレート、ベンジル、ベンゾインイソプロピルエーテル、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルジフェニルエーテル、2−ベンゾイルナフタレン、ジベンゾイルメタン、4−ビフェニルカルボキシリックアシッド、ステアリルステアリン酸アミド、オレイルステアリン酸アミド、ステアリンオレイル酸アミド、オクタデカノール、n−オクチルアルコール、テトラコサン酸、エイコサン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ノナデカン酸、パルミチン酸ヒドロキシオクタン酸、ドコサン酸、特開2002−105414号公報に記載の一般式(1)〜(17)の化合物、等が挙げられる。
更に、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;などの天然ワックスが挙げられる。また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。更に、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。
また、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;などの天然ワックスが挙げられる。また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。更に、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。
これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
この有機低分子物質は樹脂との組み合わせにより以下の機能を示す場合がある。
用いられる樹脂と有機低分子物質が有機低分子物質の溶融温度以上の温度にて相溶する場合、有機低分子物質は可塑剤として機能する。つまり、該有機低分子物質により樹脂の軟化速度が向上し低温定着性を有することとなる。この場合該有機低分子物質の溶融温度は120℃以下が好ましく、更に好ましくは80℃以下となる。溶融温度が120℃を超えると低温定着性に効果がなくなる。
用いられる樹脂と有機低分子物質が相溶しない場合、有機低分子物質は離型剤として機能する。この場合該有機低分子物質の溶融温度は100℃以下が好ましく、更に好ましくは80℃以下である。溶融温度が100℃以上となると定着時にコールドオフセットを発生しやすくなる。
また、該有機低分子物質の溶融粘度としては、該有機低分子物質の融点より10℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。
前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
−その他の材料−
着色剤、結着樹脂(H)、前記ポリエステル系重合体(L)、有機低分子以外の材料として、トナー粒子に流動性、現像性、帯電性等を付与するための外添剤として無機微粒子を使用することができる。
外添剤としての無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、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、等が挙げられる。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。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積としては、20〜500m/gが好ましい。
前記無機微粒子の前記トナーにおける含有量としては、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜2.0質量%がより好ましい。
前記流動性向上剤は、表面処理を行なって、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、等が挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理を行ない、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、等が挙げられる。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。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、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、等が挙げられる。
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂100重量部に対し、0.1〜10重量部が好ましく、0.2〜5重量部がより好ましい。該含有量が、0.1重量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、10重量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、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。
−樹脂微粒子−
本発明の水性溶媒中に分散される樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよく、例えば、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂、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。これらの中でも微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られ易い点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。
なお、前記ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーであり、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、などが挙げられる。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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」;三洋化成工業株式会社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
前記樹脂微粒子は、目的に応じて適宜選択した公知の方法に従って重合させることにより得ることができるが、該樹脂微粒子の水性分散液として得るのが好ましい。該樹脂微粒子の水性分散液の調製方法としては、例えば、(i)前記ビニル樹脂の場合、ビニルモノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法から選択されるいずれかの重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を製造する方法、(ii)前記ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の場合、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液を適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱、又は硬化剤を添加して硬化させて、樹脂微粒子の水性分散体を製造する方法、(iii)前記ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の場合、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法、(iv)予め重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により調製した樹脂を機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下、水中に分散させる方法、(v)予め重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により調製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を得た後、該樹脂微粒子を適当な分散剤存在下、水中に分散させる方法、(vi)予め重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により調製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、又は予め溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、次に溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下、水中に分散させる方法、(vii)予め重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により調製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱又は減圧等によって溶剤を除去する方法、(viii)予め重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により調製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法、などが好適な調製方法として挙げられる。
また、前記水系媒体においては、必要に応じて、後述の乳化乃至分散時における、前記溶解乃至分散液の油滴を安定化させ、所望の形状を得つつ粒度分布を更にシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。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。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記界面活性剤としては、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、等が挙げられる。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、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、フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。前記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、例えば、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、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(炭素数6〜11)オキシ]−1−アルキル(炭素数3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(炭素数6〜8)−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(炭素数11〜20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(炭素数7〜13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(炭素数4〜12)スルホン酸又はその金属塩、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(炭素数6〜10)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(炭素数6〜10)−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(炭素数6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子株式会社製);フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M株式会社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業株式会社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ化学工業株式会社製);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)等が挙げられる。
前記陽イオン界面活性剤としては、例えば、アミン塩型界面活性剤、四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、フルオロアルキル基を有する陽イオン界面活性剤等が挙げられる。前記アミン塩型界面活性剤としては、例えば、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、イミダゾリン等が挙げられる。前記四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤としては、例えば、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等が挙げられる。前記フルオロアルキル基を有する陽イオン界面活性剤としては、例えばフルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級又は三級アミン酸、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10個)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族四級アンモニウム塩、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、などが挙げられる。
前記カチオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−121(旭硝子株式会社製);フロラードFC−135(住友3M株式会社製);ユニダインDS−202(ダイキン工業株式会社製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ化学工業株式会社製);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)等が挙げられる。
本発明のトナーセットは一成分系現像剤または二成分系現像剤として用いることができる。
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、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。
磁性キャリアの被覆材料としては、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、エポキシ樹脂等が挙げられる。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一成分系現像剤(磁性トナーあるいは非磁性トナー)としても用いることができる。
〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置は一般的な電子写真式画像形成装置であるが、通常のブラック、イエロー、マゼンタ、シアン4つの画像形成手段に更に一つの画像形成手段が追加された装置であり、タンデム型とよばれる中間転写ベルト上に画像形成手段を4つ並べて配置したものが画像形成手段を5つ並べて配置したものに変更された電子写真式画像形成装置である場合と、金属色等の特別な色調のトナー単色の電子写真式画像形成装置である場合がある。
それらは用途により使い分けられるが、トナー粒径や定着条件が通常のプロセスカラートナーと異なる場合が多いため、後者の使用法が好ましい。
図1は、本発明に係るフルカラープリンタ(以下、便宜上、複写機という)(500)の1例の概略構成図である。
複写機(500)は、プリンタ部(100),これを搭載する給紙装置(200),プリンタ部(100)の上に固定されるスキャナ(300)などを備えている。また、スキャナ(300)の上には原稿自動給送装置(400)が固定されている。
プリンタ部(100)は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ(18Y,M,C,K)からなる画像形成ユニット(20)を備えている。
各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)が、無論、このうち、いずれのユニットでも金属光沢画像のものに変えることができる。プロセスカートリッジ(18Y,M,C,K)の他には、光書込ユニット(21)、中間転写ユニット(17)、二次転写装置(22)、レジストローラ対(49)、ベルト定着方式の定着装置(25)などが配設されている。
光書込ユニット(21)は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
プロセスカートリッジ(18Y,M,C,K)は、ドラム状の感光体(1)、帯電器、現像装置(4)、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ(18)について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体(1Y)の表面は一様帯電される。
帯電処理が施された感光体(1Y)の表面には、光書込ユニット(21)によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部(露光部)の感光体(1Y)の表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体(1Y)表面に(Y)用の静電潜像が形成される。形成された(Y)用の静電潜像は現像手段たる現像装置(4Y)によって現像されて(Y)トナー像となる。
Y用の感光体(1Y)上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト(110)に一次転写される。一次転写後の感光体(1Y)の表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ(18Y)において、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体(1Y)は、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ(18M,C,K)についても同様である。
次に、中間転写ユニット(17)について説明する。
中間転写ユニット(17)は、中間転写ベルト(110)やベルトクリーニング装置(90)などを有している。また、張架ローラ(14)、駆動ローラ(15)、二次転写バックアップローラ(16)、4つの一次転写バイアスローラ(62Y,M,C,K)なども有している。
中間転写ベルト(110)は、張架ローラ(14)を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ(15)の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ(62Y,M,C,K)は、それぞれ中間転写ベルト(110)の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト(110)をその内周面側から感光体(1Y,M,C,K)に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体(1)と一次転写バイアスローラ(62)との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体(1Y)上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト(110)上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体(1M,C,K)上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト(110)上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト(110)上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト(110)の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ(15)との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置(90)によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置(22)について説明する。
中間転写ユニット(17)の図中下方には、2本の張架ローラ(23)によって紙搬送ベルト(24)を張架している二次転写装置(22)が配設されている。紙搬送ベルト(24)は、少なくとも何れか一方の張架ローラ(23)の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ(23)のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット(17)の二次転写バックアップローラ(16)との間に、中間転写ベルト(110)及び紙搬送ベルト(24)を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)と、二次転写装置(22)の紙搬送ベルト(24)とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ(23)には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。
この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ(23)側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対(49)によって中間転写ベルト(110)上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ(23)に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
複写機(500)本体の下部に設けられた給紙装置(200)には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット(44)が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット(44)は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ(42)を押し当てている。そして、給紙ローラ(42)を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路(48)に向けて送り出される。
給紙カセット(44)から送り出された転写紙を受け入れる給紙路(48)は、複数の搬送ローラ対(47)と、給紙路(46)内の末端付近に設けられたレジストローラ対(49)とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対(49)に向けて搬送する。レジストローラ対(49)に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対(49)のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット(17)において、中間転写ベルト(110)上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対(49)は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。
これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト(110)上の4色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト(24)の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト(24)上から定着装置(25)に送られる。
定着装置(25)は、定着ベルト(26)を2本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ(27)とを備えている。これら定着ベルト(26)と加圧ローラ(27)とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト(24)から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける2本のローラのうち、加圧ローラ(27)から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト(26)を加熱する。加熱された定着ベルト(26)は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
定着装置(25)内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部(57)上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置(400)の原稿台(30)上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス(32)上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置(400)が開かれ、スキャナ(300)のコンタクトガラス(32)が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置(400)によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ(300)による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置(400)にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置(400)がシート原稿をコンタクトガラス(32)まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第1走行体(33)と第2走行体(34)とがともに走行を開始し、第1走行体(33)に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第2走行体(34)内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ(35)を通過した後、読取センサ(36)に入射される。読取センサ(36)は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ(18Y,M,C,K)内の各機器や、中間転写ユニット(17)、二次転写装置(22)、定着装置(25)がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ(36)によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット(21)が駆動制御されて、各感光体(1Y,M,C,K)上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト(110)上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置(200)内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ(42)の1つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク(43)内に多段に収容される給紙カセット(44)の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ(45)で1枚ずつ分離されて反転給紙路(46)に進入した後、搬送ローラ対(47)によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット(44)からの給紙に代えて、手差しトレイ(51)からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ(50)が選択回転せしめられて手差しトレイ(51)上の転写紙を送り出した後、分離ローラ(52)が転写紙を1枚ずつ分離してプリンタ部(100)の手差し給紙路(53)に給紙する。
複写機(500)は、2色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト(110)をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体(1Y,M,C,K)を接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト(110)を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体(1Y,M,C)から離間させる。そして、4つの感光体(1Y,M,C,K)のうち、K用の感光体(1K)だけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体(1)だけでなく、現像装置(4)も駆動を停止させて、感光体(1)や現像装置(4)の各部材及び現像装置(4)内の現像剤の不要な消耗を防止する。
複写機(500)は、複写機(500)内の各機器の制御を司るCPU等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、3つのモードの中から1つを選択することができる。この3つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
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、部は質量部を示す。
[ワックス分散液の作製]
次に、結着樹脂(H)としての樹脂、およびワックスを添加した下記組成からなる分散液を調製した。
結着樹脂(H)としてポリエステルA(Tg58℃、Mw5000、酸価3mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体)100質量部、パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞社製)80質量部、スチレンアクリル−ポリエチレンドラフト共重合体(WDA 三洋化成社製)20質量部を、酢酸エチル400質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して、10分間攪拌を行ない、分散させた後、ダイノーミルを用いて8時間分散を施し、ワックス分散径0.8μmのワックス分散液Aを得た。
[樹脂微粒子エマルションの調製]
撹拌棒、および温度計をセットした反応容器内に、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、三洋化成工業株式会社製)11質量部、スチレン79質量部、メタクリル酸79質量部、アクリル酸ブチル105質量部、ジビニルベンゼン13質量部、およ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。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液]を得た。
得られた[微粒子分散液]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920、堀場製作所製)で測定したところ、体積平均粒径が105nmであった。[微粒子分散液]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂分のガラス転移温度(Tg)は95℃、数平均分子量140,000、質量平均分子量980,000であった。
[水系媒体相の調製]
イオン交換水306質量部、樹脂微粒子分散液60質量部、およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム4質量部を混合撹拌し、均一に溶解させて水系媒体相(水系媒体)を調製した。
[実施例1]
〔トナー組成液Aの調製]
・スチレンアクリル酸エステル共重合体A
(Tg62℃、Mw15000、酸価なし) 600部
・ポリエステル系共重合体I
(Tg61℃、Mw20000、酸価31mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸40部、イソフタル酸5部、トリメリット酸5部の縮重合体) 300部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Aを得た。
なお前記スチレンアクリル酸エステル共重合体Aは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体Iは難溶な樹脂(L)だった。
[乳化乃至分散液の調製1]
前記水系媒体200質量部を容器内に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い、回転数8,500rpmで攪拌し、これに前記トナー組成液AからG100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化・分散液:乳化スラリー)を調製した。
更にスリーワンモーターにて300rpmで10分間攪拌し、収斂工程を行なった。この工程によって前記乳化分散工程で発生した狙いより小さい粒子が凝集し粒度分布がシャープになる。
この工程後のトナー組成液Aにて造粒した粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnを、以下に示す。Dv=18μm、Dv/Dn=1.28
〈有機溶剤の除去〉
攪拌機、および温度計をセットしたコルベン内に、前記乳化スラリー100質量部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら30℃にて12時間脱溶剤した。
〈洗浄および乾燥〉
前記分散スラリー100質量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水100質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)で混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後、濾過する操作を2回行なった。得られた濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液20質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて30分間)した後減圧濾過した。
得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行なった。更に得られた濾過ケーキに10質量%塩酸20質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行ない、最終濾過ケーキを得た。
得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子A1を得た。
以上で得られたトナー母体粒子A100部に対し疎水化シリカ(HDK H1303 粒径15nm:Wacker Chemie GmbH社製)0.5部、疎水化酸化チタニア(MT−150AI 粒径15nm テイカ社製)0.2部を添加しヘンシェルミキサーにて外添し各金属顔料トナーを得た。
得られた電子写真用トナーA1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。
〔キャリアの作製〕
芯材として体積平均粒径65μmの球形フェライト粒子に、コート材としてのシリコーン樹脂とメラミン樹脂の混合物を被覆してキャリアを作製した。
〔現像剤の製造〕
上記トナーA1の5質量部と上記キャリア95質量部とをターブラミキサーで混合し、二成分現像剤を製造した。
〔実施例2〕
〔トナー組成液Bの調製〕
・前記ポリエステルA
(Tg58℃、Mw5000、酸価3mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 500部
・ポリエステル系共重合体II
(Tg63℃、Mw10000、酸価21mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸38部、イソフタル酸10部、トリメリット酸2部の縮重合体) 400部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
〔トナーB1、現像剤の作製〕
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Bを得た。
なお前記ポリエステルAは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体IIは難溶な樹脂(L)だった。
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液B」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製2」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=18μm、Dv/Dn=1.28であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーB1を得た。得られた電子写真用トナーB1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例3〕
〔トナー組成液Cの調製〕
・ポリエステルB
(Tg58℃、Mw5000、酸価8mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 650部
・ポリエステル系共重合体III
(Tg63℃、Mw50000、酸価45mgKOH/g、ビスフェノールA及びエチレンオキサイト付加物50部、テレフタル酸42部、トリメリット酸8部の縮重合体)
250部
・真鍮顔料
(Eckart社製 Dorolan 10/0 Rich Gold) 234部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
〔トナー組成液C〕
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Cを得た。
なお前記ポリエステルBは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体IIIは難溶な樹脂(Lだった。
〔トナーC1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液C」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製3」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=16μm、Dv/Dn=1.26であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーC1を得た。得られた電子写真用トナーC1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例4〕
〔トナー組成液Dの調製〕
・結晶性ポリエステル系共重合体A
(Tm63℃、Mw20000、セバシン酸、1,6ヘキサンジオール、縮重合体のウレタン付加物) 600部
・ポリエステル系共重合体II
(Tg63℃、Mw10000、酸価21mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸38部、イソフタル酸10部、トリメリット酸2部の縮重合体) 300部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
〔トナー組成液D〕
上記を液温度60℃としながらクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Dを得た。
なお前記結晶性ポリエステル系共重合体Aは50℃以上65℃以下で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体IIIは50℃以上65℃以下で難溶な樹脂(L)だった。
〔トナーD1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液D」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製4」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=20μm、Dv/Dn=1.26であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーD1を得た。得られた電子写真用トナーD1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例1〕
〔トナー組成液Eの調製〕
・ポリエステルC
(Tg60℃、Mw8000、酸価12mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、トリメリット酸、アジピン酸の縮重合体) 600部
・ポリエステル系共重合体II
(Tg63℃、Mw10000、酸価21mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸38部、イソフタル酸10部、トリメリット酸2部の縮重合体) 300部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
〔トナー組成液E〕
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Eを得た。
なお前記ポリエステルCは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体IIは難溶な樹脂(L)だった。
〔トナーE1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液E」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製5」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=18μm、Dv/Dn=1.28であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーE1を得た。得られた電子写真用トナーE1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例2〕
〔トナー組成液Fの調製〕
・ポリエステルB
(Tg58℃、Mw5000、酸価8mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 600部
・ポリエステル系共重合体IV
(Tg58℃、Mw20000、酸価33mgKOH/g、ビスフェノールA及びエチレンオキサイト付加物50部、テレフタル酸35部、イソフタル酸5部、トリメリット酸5部、アジピン酸5部の縮重合体) 300部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Fを得た。
なお前記ポリエステルB、ポリエステル系共重合体IVともに室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)だった。
〔トナーF1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液F」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製6」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=20μm、Dv/Dn=1.28であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーF1を得た。得られた電子写真用トナーF1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例3〕
〔トナー組成液Gの調製〕
トナー組成液Fのアルミパウダー(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20)75部を、真鍮顔料(Eckart社製 Dorolan 10/0 Rich Gold)234部とした以外はトナー組成液Fと同様にトナー組成液Gを得た。
〔トナーG1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液G」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製7」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=15μm、Dv/Dn=1.26であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーG1を得た。得られた電子写真用トナーG1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例4〕
〔トナー組成液Hの調製〕
・ポリエステルB
(Tg58℃、Mw5000、酸価8mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 600部
・ポリエステル系共重合体V
(Tg61℃、Mw20000、酸価10mgKOH/g、ビスフェノールA及びエチレンオキサイト付加物50部、テレフタル酸40部、イソフタル酸10部の縮重合体)
300部
・アルミパウダー(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Hを得た。
なお前記ポリエステルBは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体Vは難溶な樹脂(L)だった。
〔トナーH1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液H」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製8」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=18μm、Dv/Dn=1.28であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーH1を得た。得られた電子写真用トナーH1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例5〕
〔トナー組成液Iの調製〕
・前記ポリエステルA
(Tg58℃、Mw5000、酸価3mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 750部
・ポリエステル系共重合体II
(Tg63℃、Mw10000、酸価21mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸38部、イソフタル酸10部、トリメリット酸2部の縮重合体) 150部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・ワックス分散液A 300部
・酢酸エチル 800部
上記をクリアミックス(CLM−0.8S エムテクニック社製)にてR2ローターを用い10000rpmで溶解/分散/攪拌した後、ナノマイザー(吉田機械興業社製メディアレス分散機)にて、衝突型ジェネレータ(口径100μm)を用い、20MPaの吐出圧力で分散を行ない、トナー組成液Iを得た。
なお前記ポリエステルAは室温以上で酢酸エチルに可溶な樹脂(H)であり、ポリエステル系共重合体I1は難溶な樹脂(L)だった。
〔トナーI1、現像剤の作製〕
実施例1における「トナー組成液A」の代わりに「トナー組成液I」を用い、実施例1の場合と同様に、乳化乃至分散液を同様な「乳化乃至分散液の調製9」にて調製し、収斂工程を行なった後、造粒された母体粒子を得た。粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=18μm、Dv/Dn=1.26であった。そして、実施例1と同様に脱溶剤、洗浄および乾燥、最終濾過ケーキの打解、篩掛け、外添剤添加の工程を経て電子写真用トナーI1を得た。得られた電子写真用トナーI1の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例5〕
〔ウレア変性ポリエステルの合成〕
冷却管、撹拌機、および窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、およびジブチルチンオキサイド2質量部を仕込み、常圧下、230℃にて8時間反応させた。次いで、10〜15mHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステルを合成した。
得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,100、質量平均分子量が9,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が49mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、および窒素導入管の付いた反応容器内に、前記中間体ポリエステル411質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、および酢酸エチル500質量部を仕込み、100℃にて5時間反応させて、ウレア変性ポリエステル(前記活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体)を合成した。
得られたウレア変性ポリエステルの遊離イソシアネート含有量は、1.60質量%であり、ウレア変性ポリエステルの固形分濃度(150℃、45分間放置後)は50質量%であった。
〔ケチミン(前記活性水素基を有する化合物)の合成〕
撹拌棒、および温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン30質量部、およびメチルエチルケトン70質量部を仕込み、50℃にて5時間反応を行ない、ケチミン化合物(前記活性水素基含有化合物)を合成した。
得られたケチミン化合物(前記活性水素機含有化合物)のアミン価は423であった。
前記ウレア変性ポリエステルを前記トナー組成液B100部に対し20部混合攪拌しトナー組成液B2を作製した。
[乳化乃至分散液の調製10]
前記水系媒体200質量部を容器内に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い、回転数8,500rpmで攪拌し、これに前記トナー組成液B2を100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化・分散液:乳化スラリー)を調製した。
更にスリーワンモーターにて300rpmで10分間攪拌し、収斂工程を行なった。この工程によって前記乳化分散工程で発生した狙いより小さい粒子が凝集し粒度分布がシャープになる。
〔トナーB2、現像剤の作製〕
この工程後のトナー組成液B2にて造粒した粒子の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、トナー組成液B2:Dv=18μm、Dv/Dn=1.28。
これ以降の工程はトナー母体粒子A1からG1と同様にトナー母体粒子B2を得た。
得られた電子写真用トナーB2の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例6〕
[乳化乃至分散液の調製11]
前記水系媒体200質量部を容器内に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い、回転数13,000rpmで攪拌し、これに前記トナー組成液A100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化・分散液:乳化スラリー)を調製した。
更にスリーワンモーターにて300rpmで10分間攪拌し、収斂工程を行なった。この工程によって前記乳化分散工程で発生した狙いより小さい粒子が凝集し粒度分布がシャープになる。
〔トナーA3、現像剤の作製〕
この工程後の各トナー組成液にて造粒した粒子A3の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=16μm、Dv/Dn=1.24、であった。得られた電子写真用トナーA3の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例7〕
[乳化乃至分散液の調製12]
前記水系媒体200質量部を容器内に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い、回転数13,000rpmで攪拌し、これに前記トナー組成液B100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化・分散液:乳化スラリー)を調製した。
更にスリーワンモーターにて300rpmで10分間攪拌し、収斂工程を行なった。この工程によって前記乳化分散工程で発生した狙いより小さい粒子が凝集し粒度分布がシャープになる。
〔トナーB3、現像剤の作製〕
この工程後のトナー組成液にて造粒した粒子B3の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=16μm、Dv/Dn=1.26、であった。得られた電子写真用トナーB3の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔実施例8〕
[乳化乃至分散液の調製13]
前記水系媒体200質量部を容器内に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用い、回転数13,000rpmで攪拌し、これに前記トナー組成液Cの100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化・分散液:乳化スラリー)を調製した。
〔トナーC3、現像剤の作製〕
更にスリーワンモーターにて300rpmで10分間攪拌し、収斂工程を行なった。この工程によって前記乳化分散工程で発生した狙いより小さい粒子が凝集し粒度分布がシャープになる。
この工程後の各トナー組成液にて造粒した粒子C3の体積平均粒径及び粒度分布Dv/Dnは、Dv=16μm、Dv/Dn=1.26、であった。得られた電子写真用トナーC3の粒度分布及び電気抵抗を表1に表わす。そしてさらに、このトナーから実施例1と同様にして二成分現像剤を製造した。
〔比較例6〕
〔粉砕トナーJの作製〕
・前記ポリエステルA
(Tg58℃、Mw5000、酸価3mgKOH/g、ビスフェノールA、EO、PO付加物及びテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸の縮重合体) 550部
・ポリエステル系共重合体II
(Tg63℃、Mw10000、酸価21mgKOH/g、プロパンジオール50部、テレフタル酸38部、イソフタル酸10部、トリメリット酸2部の縮重合体) 400部
・アルミパウダー
(Eckart社製 STANDART Aluminium Powder PC 20) 75部
・パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞社製) 50部
・水 100部
を混合攪拌した。該混合物をオープンロール混練機(ニーデックス 日本コークス工業社製)でフロントロール供給側100℃、排出側80℃、バックロール供給側40℃、排出側30℃、フロントロール回転数35rpm、バックロール回転数31rpm、ギャップ0.25mmにて2回通しで混練した後、パルペライザー(ホソカワミクロン株式会社製)で粉砕したのち、カウンタージェットミル(ホソカワミクロン)にて4000rpmで粉砕を行ない、個数平均粒径Dn6.1μm、体積平均粒径Dv22μmに微粉砕した。
得られた粒度分布は個数平均のD90で10μmと非常に多くの微細粉を含み、その微細粉は金属顔料未満の粒径のため光学顕微鏡で観察してみると金属顔料が露出したものも多く観察された。危険を伴う分級工程となったが、前記粉砕工程上がりの粉体をエルボジェット分級機にて分級し、Dv= 8μm、Dv/Dn=1.36の粉砕トナー母体粒子Jを作製し、以降の工程を実施例1〜8、比較例1〜5の場合と同様に実行して、現像剤を作製した。
〔比較例7〕
〔粉砕トナーKの作製〕
比較例6において、エルボジェット分級機にて分級する際、粒度分布のチャンネルを変更して、Dv=18μm、Dv/Dn=1.42の粉砕トナー母体粒子Kを作製し、以降の工程を実施例1〜8、比較例1〜5の場合と同様に実行して、現像剤を作製した。
〔比較例8〕
〔粉砕トナーLの作製〕
比較例6において、エルボジェット分級機にて分級する際、粒度分布のチャンネルを変更して、Dv=25μm、Dv/Dn=1.48の粉砕トナー母体粒子Lを作製し、以降の工程を実施例1〜8、比較例1〜5の場合と同様に実行して、現像剤を作製した。
〔比較例9〕
〔粉砕トナーMの作製〕
比較例6において、エルボジェット分級機にて分級する際、粒度分布のチャンネルを変更して、Dv=40μm、Dv/Dn=1.38の粉砕トナー母体粒子Mを作製し、以降の工程を実施例1〜8、比較例1〜5の場合と同様に実行して、現像剤を作製した。
Figure 0005769014
[画像評価]
上記それぞれの二成分現像剤について、タンデム型カラー画像形成装置(「Imagio Neo C350」、株式会社リコー製)の定着ユニットからシリコーンオイル塗布機構を取り去り、オイルレス定着方式に改造して、温度および線速を調整可能にチューニングした装置と、王子製紙社製PODグロスペーパーとを用い、定着温度範囲、画像粒状性、メタリック調の光沢感、100枚連続印刷後の画像安定性を評価した。
[定着温度範囲]
ベタ付着量を0.4mg/cm未定着画像を王子製紙社製PODグロスペーパーに作成したサンプルを以下の条件で定着ユニットに通紙してさせてコールドオフセット温度(定着下限温度)及びホットオフセット温度(定着上限温度)を求めた。
紙送りの線速度を150mm/秒、面圧を2.0kgf/cm、ニップ幅を3mm、定着温度110℃から10℃毎に昇温とした。
[画像粒状性、メタリック調の光沢感]
ベタ付着量を0.35mg/cm未定着画像を、王子製紙社製PODグロスペーパーに作成したサンプルを以下の条件で定着ユニットに通紙してさせて定着したベタ画像を目視にて評価した。
紙送りの線速度を150mm/秒、面圧を2.0kgf/cm、ニップ幅を3mm、定着温度160℃とした。
また、100枚連続印刷後の画像についても同様に評価を行なった。
<粒状性>
滑らかなベタ画像 :○
ざらついたベタ画像:×
その中間のベタ画像:△
<メタリック調の光沢感>
光沢感有 :○
光沢感なし:×
その中間 :△
評価結果を表2に示す。
Figure 0005769014
1 ドラム状の感光体
4 現像装置
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18Y,18M,18C,18K プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
25 定着装置
22 二次転写装置
23 張架ローラ
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
36 読取センサ
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 反転給紙路
47 搬送ローラ対
48 給紙路
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
57 スタック部
62Y,62M,62C,62 一次転写バイアスローラ
90 ベルトクリーニング装置
90 ベルトクリーニング装置
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動給送装置
500 複写機
特許4535112号公報 特開2007−282056号公報 特公平7−023974号公報 特開平5−289395号公報 特開2009−209367号公報

Claims (10)

  1. 乳化分散工程中の液温度において、有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂及び/又はその前駆体(H)、有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下のポリエステル系重合体(L)、金属系メタリック顔料を少なくとも含んだ前記有機溶媒に溶解乃至分散させたトナー組成液を、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で、少なくとも乳化または分散させ、収斂させて形成される母体粒子を有するトナーであって、該母体粒子は、金属顔料を内包した有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の前記ポリエステル系重合体(L)のドメインが有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の前記結着樹脂(H)のマトリックス内に分散されていることを特徴とする電子写真用トナー。
  2. 分級工程を経ずに得られる前記母体粒子の体積平均粒径Dvが15μm以上40μm未満であり、Dv/Dnが1.30未満であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
  3. 前記有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂(H)と前記有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)の重量比(H;L)が80:20から60:40であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
  4. 前記有機溶媒に難溶な酸価20以上のポリエステル系重合体(L)が、平均分子量Mw10000以上50000以下のテレフタル酸モノマーを35w%以上含有するポリエステルである請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真用トナー。
  5. 前記金属系メタリック顔料が鱗片状の、アルミニウムもしくは真鍮顔料である請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用トナー。
  6. 前記有機溶媒に可溶な酸価10未満の結着樹脂が、脂肪族系の結晶性ポリエステル系重合体である請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真用トナー。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真用トナーと、キャリアからなることを特徴とする現像剤。
  8. 請求項7に記載の現像剤を用いた画像形成装置。
  9. 請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真用トナーもしくは請求項7に記載の現像剤を用いることを特徴とする単色の電子写真式画像形成装置。
  10. 乳化分散工程中の液温度において有機溶媒に可溶な酸価10mgKOH/g未満の結着樹脂及び/又はその前駆体(H)、有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下のポリエステル系重合体(L)、金属系メタリック顔料を少なくとも含んだ前記有機溶媒に溶解乃至分散させたトナー組成液を、樹脂微粒子を分散させた水系媒体中で、少なくとも乳化または分散させる工程、収斂する工程を経て形成される母体粒子を有するトナーの製造方法であって、該母体粒子は金属顔料を内包した有機溶媒に難溶な酸価20mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の前記ポリエステル系重合体(L)のドメインが有機溶媒に可溶な酸価5mgKOH/g未満の前記結着樹脂(H)のマトリックス内に分散されていることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
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