JP6024275B2 - 静電像現像用トナーと現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
高画質化、特にフルカラー画質への要求に対応するために、トナーとしてはますます小粒径化が進み、潜像を忠実に再現することが検討されている。またトナー粒子の形状を制御することで、高画質化を進めてきている。これによりドットや細線の再現性が良くなり、パイルハイト(画像層厚)も低くすることが可能となり、より高画質化が期待できる。
また高速かつ低電力での画像形成のためには、定着の熱量を減らすことが検討されてきた。
そこで、省エネルギー化を図る観点から、加熱ローラの消費電力を削減することが種々検討されている。例えば、画像を出力しない時には加熱ローラ用のヒータの出力を弱め、画像出力時にヒータの出力を上げて加熱ローラの温度を上昇させる方式が一般によく用いられている。
特に転写性やクリーニングについては小径化により付着力の増加などが伴い、クリーニング性の低下につながることは周知のとおりである。
そこで、転写性、クリーニング性を両立させ、良好な定着性を示し、多数枚の印字でも画質劣化が無いトナーと、トナーのクリーニング性を向上させ、クリーニングブレードの磨耗量を抑制可能なトナーと、クリーニングブレードの検討がなされている。(特許文献1)
しかしここでの添加剤は250nm以上の粒径を含んでおり、添加剤の遊離が起こり、感光体に傷を付けたり、そもそもトナー粒子に付着しないといった問題がある。
しかし、ここでは添加剤の粒径が1〜80nmの範囲も可としており、これではキャリアとの摩擦などによって添加剤がトナーに埋没してしまい、高品質のハーフトーンの画像が提供できないといった課題がある。また、現像剤に熱ストレスや圧ストレスを加えた場合、ワックスがトナー粒子表面に出て、ワックス過多となり、キャリア表面にもワックスを付着させてしまう。その結果、トナー極性が負の場合、同じ負極性のワックスがキャリアに付着することにより、現像剤の帯電量が下がってしまう。
さらに、ワックスが表面に過剰に析出したトナー粒子がキャリアと接触し続けることで、トナー−キャリア間の非静電的な付着力が増大し、トナーがキャリアから離れにくくなるため、現像不良により白抜け画像が発生したり、汲み上げ不良による画像濃度ムラが発生したりする。
(1)「少なくとも結着樹脂、離型剤からなる母体粒子と、母体表面に無機微粒子を持ち、該離型剤がR1−COO−R2[R1、R2は直鎖状アルキル基]で表され、平均炭素数が40〜48であるモノエステルワックスであり、該無機微粒子は80〜250nmの2次粒子径であり、かつ非球形シリカであることを特徴とする静電像現像用トナー」。
(2)「トナーのトナー粒子の表面ワックス量が0.10〜0.20の範囲であることを特徴とする前記(1)項に記載のトナー」。
(3)「前記無機微粒子の合着度が1.2〜3.5であることを特徴とする前記(1)項又は(2)項のいずれかに記載のトナー」。
(4)「上記トナーのシリカの添加量が、トナー100部に対して1.0〜2.0部の範囲にあることを特徴とする前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載のトナー」。
(5)「前記離型剤は、平均炭素数が42〜46であるモノエステルワックスであることを特徴とする前記(1)項乃至(4)項のいずれかに記載のトナー」。
(6)「前記無機微粒子の2次粒子径が120〜200nmであり、合着度が1.4〜2.8であることを特徴とする前記(1)項乃至(5)項のいずれかに記載のトナー」。
(7)「前記トナーのトナー粒子の表面ワックス量が0.13〜0.17の範囲であることを特徴とする前記(1)項乃至(6)項のいずれかに記載のトナー」。
(8)「水系造粒されたものであることを特徴とする前記(1)項乃至(7)項のいずれかに記載のトナー」。
(9)「キャリアと、前記(1)項乃至(8)項のいずれかに記載のトナーとからなることを特徴とする静電潜像現像剤」。
(10)「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、該静電潜像をトナーで現像するための現像手段と、該現像されたトナー像を中間転写媒体上に一次転写する一次転写手段と、中間転写媒体上のトナー像を受像媒体上に二次転写する二次転写手段と、受像媒体上のトナー像を定着するための定着手段と、前記静電潜像担持体表面をクリーニングするためのクリーニング手段とを有する画像形成装置であって、前記現像手段が、前記(1)項乃至(8)項のいずれかに記載のトナー又は前記(9)項に記載の現像剤を搭載したものであることを特徴とする画像形成装置」。
(11)「静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像をトナーで現像するための現像工程と、該現像されたトナー像を中間転写媒体上に一次転写する一次転写工程と、中間転写媒体上のトナー像を受像媒体上に二次転写する二次転写工程と、受像媒体上のトナー像を定着する定着工程と、前記静電潜像担持体表面をクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法であって、前記現像工程で、前記(1)項乃至(8)項のいずれかに記載のトナー又は前記(9)項に記載の現像剤を使用することを特徴とする画像形成方法」。
上記のように本発明は、少なくとも結着樹脂、離型剤からなる母体粒子と、母体表面に無機微粒子を持ち、該離型剤がR1−COO−R2[R1、R2は直鎖状アルキル基]で表され、平均炭素数が40〜48であるモノエステルワックスであり、該無機微粒子は80〜250nmの2次粒子径であり、かつ非球形シリカであることを特徴とするトナーに係わる。
離型剤として、特定のモノエステルワックスを使用することでトナー表面に露出している離型剤に対してもバインダー樹脂と同様に外添剤付着を可能にでき、経時劣化に対しても、遊離/埋没が少なくすることができる。さらに外添剤として不定形の80〜250nmのシリカを組合せて使用することで安定的に転写性が良好であり、経時において画像の乱れが少ない。
無機微粒子は合着度が1.2〜3.5であることが好ましく、合着度が1.2より小さいとより無機微粒子がより球形に近づくことを表している。1.2以下となると、外添が母体と点で接触することになり、トナーへの埋没や、トナーの凹部へのハキヨセ効果などが発生しやすくなり、外添剤の効果がえられず、トナー母体の影響が顕著になる。このため、クリーニング部での融着を誘発し、ひいては画像不良へつながるのである。
合着度が3.5以上となると、外添剤自身の研磨性などが高まる恐れがあり、好ましくない。また、合着度が3.5を超えると適切な二次粒子の粒径を得るためには一次粒子が小さくなり過ぎるため、シリカ生成の制御が困難になる。
合着度が規定の1.2〜3.5であると外添剤が異形化しているため、トナー母体との接触が点でなく面でつくことから、トナーからの離脱やハキヨセ効果が少なく、安定した画像が供給できるのである。
一方250nm以上となると、外添のスペーサ効果は得られるものの、外添剤の離脱が大きくなり、トナーからはがれることで、外添剤のフィルミングやクリーニングブレードのびびりなどの不良への原因になることから好ましくない。
このため天然由来のパラフィンワックスに比べ、分子量分布の制御が容易であり、分子量分布がシャープなものが作れる。分子量がシャープであれば、低粘性で不純物や低分子成分などのないワックスが得られるためである。これら高級アルコールや高級カルボン酸成分は、通常天然物から得られることが多く一般的には、偶数の炭素数を有する混合物から構成されている。
これら混合物をそのままエステル化した場合、目的とするエステル化合物の他に各種の類似構造物を持つ副生成物を副生するために、トナーの各特性に悪影響を及ぼしやすい。
エステル基が多すぎると結着樹脂との親和性が高くなり、離型性に悪影響を及ぼしやすく、エステル基がない場合は親和性が低く、より離脱しやすくなることから、上記記載のエステル化合物がより好ましい。
またモノエステルワックスの炭素数38以下ものが副生成物として含まれ易く、これが、ワックスベーパーとして定着時に発生し、機内汚染の原因となることがある。
モノエステルワックスの融点は例えば示差走査型熱量測定(DSC)により得られるDSC曲線により決定することができる。なおDSC曲線は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて、以下に示す測定条件で測定することにより得られる。
測定条件:サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)サンプル量:5mg リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg) 雰囲気:窒素(流量:50ml/分) 温度条件開始温度:20℃昇温速度:10℃/分 終了温度:150℃ 保持時間:なし 降温温度:10℃/分 終了温度:20℃ 保持時間:なし 昇温速度:10℃/分 終了温度:150℃。
測定結果はデータ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて解析することが可能である。
融点を50℃から90℃とするのは、50℃より低いと、高温保管でトナーが固化したり、高温下でのランニングで帯電低下などが発生する。一方90℃より高いと、高温離型性が悪いため、定着部材との分離性が悪化する。
Mwが200未満であり、Mnが150未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が低下する。
Mwが2000を超え、Mnが2000を超える場合には、エステルワックス自体の結晶性が発現しやすく、透明性が低下する傾向にある。
装置:GPC−150C(ウォーターズ社)カラム:GMH−HT30cm2連(東ソー社製)温度:135℃溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)流速:1.0ml/min 試料:0.15%の試料を0.4ml注入
さらに、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出される。
両面定着方法は、予め一旦転写紙の表面に定着像を形成し、次に転写紙の裏面に更に画像を形成する方法である。
この際一旦定着させた表面定着画像が再度定着器を通過するため、よりトナーの耐高温オフセット性を十分に考慮する必要がある。
2重量部未満の添加では耐高温オフセット性が低下し、更に両面画像の定着時において裏面の画像がオフセット現象を示す傾向がある。
40重量部を超える場合は、トナーの製造時に、粉砕法による製造においては装置内の融着が発生しやすく、また、重合法による製造においても造粒時にトナー粒子同士の合一が起きやすく結果的に粒度分布の広いトナーが生じやすい。
さらに、40重量部を超える場合は、トナーの耐久性が低下しやすい。
高温下での保管により、表面ワックスが染み出しやすくなり、トナー凝集体を形成することが考えられる。
0.10を下回るワックス量であると表面近傍のワックス量が不足しており、十分な離型性を得られず、ホットオフセットによる異常画像を引き起こしてしまう。
測定原理から分析深さは0.3μm程度であり、この分析により、トナー粒子の表面から0.3μmの深さ領域における相対的なワックス量を求めることができる。
先ず、試料として、トナー3gを自動ペレット成型器(Type M No.50 BRP−E;MAEKAWA TESTING MACHINE CO.製)で6tの荷重で1分間プレスして40mmφ(厚さ約2mm)ペレットを作製した。
そのトナーペレット表面をFTIR−ATR法により測定した。
用いた顕微FTIR装置は、PERKIN ELMER社製Spectrum OneにMultiScope FTIR ユニットを設置したもので、直径100μmのゲルマニウム(Ge)結晶のマイクロATRで測定した。
赤外線の入射角41.5°、分解能4cm−1、積算20回で測定した。
得られたワックス由来のピーク(2850cm−1)とバインダ樹脂由来のピーク(828cm−1)との強度比(P2850/P828)をトナー粒子表面近傍の相対的なワックス量とした。値は測定場所を変えて4回測定した後の平均値を用いた。
本発明の無機微粒子においては合着無機微粒子および/または溶融無機微粒子の1次粒子同士を処理剤を用いて化学結合させることにより、2次凝集させた無機微粒子のことを合着無機微粒子という。
本発明で用いる合着無機微粒子は、結晶無機微粒子および/または溶融無機微粒子の1次粒子同士を処理剤を用いて化学結合させることにより調製するが、上記処理剤としては、アルコキシシラン類、シラン系カップリング剤、クロロシラン類、シラザン類などのシラン系処理剤または液状エポキシ樹脂などのエポキシ系処理剤が好ましく用いられる。
アルコキシシラン類、シラン系カップリング剤などのシラン系処理剤を用いてシリカ1次粒子を処理した場合には、シリカ1次粒子に結合するシラノール基とシラン系処理剤に結合するアルコキシ基が反応し、脱アルコールにより新たなSi−O−Si結合を形成する。また無機微粒子は反応などのしやすさからシリカであることが好ましい。
シリカで例をとり、詳細を説明する。すなわち下式に示すようにシリカの1次粒子はシラン系処理剤を介して、化学結合により2次凝集する。
またシラザン類はアミノ基とシリカ1次粒子に結合するシラノール基が脱アンモニアすることにより、新たなSi−O−Si結合を生成して2次凝集する。
一方、エポキシ系処理剤を用いてシリカ1次粒子を処理した場合には、シリカ1次粒子に結合するシラノール基が、エポキシ系処理剤のエポキシ基酸素原子およびエポキシ基に結合する炭素原子を付加し、新たなSi−O−C結合を形成する。
すなわち下式に示すようにシリカ1次粒子はエポキシ系処理剤を介して、化学結合により2次凝集する。
また処理剤としての使用は、生成するSi−O−Si結合の方がSi−O−C結合よりも熱に対して安定であるため、シラン系処理剤の方がエポキシ系処理剤よりも望ましい。
上記のシラン系処理剤であるアルコキシシラン類としては、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシランなどが挙げられる。
さらに、上記のアルコキシシラン類またはシラン系カップリング剤以外のシラン系処理剤としては、具体的にビニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、メチルフエニルジクロロシラン、フエニルトリクロロシラン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ジメチルトリメチルシリルアミン、ヘキサメチルジシラザン、サイクリツクシラザン混合物などが挙げられる。
その際、処理助剤として、たとえば水または1%酢酸水溶液などを適宜加えてもよい。
シリカ1次粒子と処理剤の混合物を、次いで焼成するが、その焼成温度は100〜2500℃の温度範囲から選ばれる。
また焼成時間は0.5〜30時間でよい。
シリカ等の無機粒子の合着度は、一次粒子径の調整、処理剤の種類および量並びに処理条件によって任意に制御できる。
すなわち、凝集力はエポキシ系処理剤よりもシラン系処理剤を用いた方が、また処理剤の量をシリカ1次粒子に対して増加させた方が、また、焼成温度が高い方がそれぞれ強くすることができ、合着度が高くなる傾向にある。
合着度は1.2〜3.5の範囲にあることが望ましく、1.7〜3.5がより好ましい。
これが1.2より小さい場合には球形に近づく(上記定義から分かるように、球形粒子の合着度=1.0である。)ことから、点でトナーと接しやすくなり、外添剤が母体へ埋没しやすく、また外添剤が凹部へ転がりやすいなどにより転写性を維持できない。また3.5より大きい場合にはトナーから外添剤が剥れやすく、キャリア汚染による帯電低下や感光体への傷の発生により経時での画像欠陥となる。
合着度の測定は画像観察によって得られる。合着シリカを適切な溶媒(THFなど)に分散させた後、基板上で溶媒を除去し乾固させたサンプルをFE−SEMにて観察する。
加速電圧5〜8kV、観察倍率8k〜10k倍にて視野中のシリカについて二次粒子径を測定する。二次粒子系は凝集した粒子の最長長さを計測する。図1に例を示す。観察するシリカ個数は100個以上の粒子を計測する。一次粒子径はBET比表面積を測定し、BET比表面積より算出されるBET比表面積径を用いる。
シリカのBET比表面積は自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)を用いて計測した。サンプルセルに試料を約0.4g秤量し、これを前処理スマートプレップ(島津製作所製)にて24時間真空乾燥させ、試料表面の不純物、水分を取り除いた。前処理後のサンプルをTriStar3000にセットし、窒素ガス吸着量と相対圧の関係を求める。この関係からBET多点法によって試料のBET比表面積を求めることができる。
流動性向上剤とは、表面処理を行って疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止する剤のことであり、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。シリカ、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。
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トナーに添加される剤のことであり、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。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。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、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、カドミウムレッド、カドミ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、ピ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、リトポン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族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、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、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。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、前記トナーにおける結着樹脂として公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスチレンアクリル樹脂、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、前記トナーにおける接着性基材の主成分がポリエステル樹脂である場合には、定着時の相溶性の点で、ポリエステル樹脂が好ましく、また、低温定着性やフルカラー画像形成装置に用いた場合に光沢性が向上する点でも、ポリエステル樹脂が好ましい。
前記ガラス転移温度(Tg)が、30℃未満であると、耐熱保存性が悪化することがあり、80℃を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記重量平均分子量が、2,000未満であると、耐熱保存性が悪化することがあり、90,000を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂としては、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、例えば、下記構造式(1)で表されるものが好適に挙げられる。
前記構造式(1)において、R1及びR2は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子又は炭化水素基を表す。
前記炭化水素基としては、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、アルキル基、アルケニル基、アリール基、などが挙げられる。
これらは、置換基で更に置換されていてもよい。
前記アルキル基としては、炭素数1〜10のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、n−デシル基、イソデシル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、炭素数2〜10のものがより好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、炭素数6〜24のものがより好ましく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、スチリル基、メシチル基、シンナミル基、フェネチル基、ベンズヒドリル基等が挙げられる。
これらの中でも、−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH2C(CH3)H−、などが特に好ましい。
例えば、前記赤外線吸収(IR)スペクトルにおいて、965±10cm−1及び990±10cm−1の範囲にオレフィンのδch(面外変角振動)に基づく吸収を有することが好ましく、この場合、該吸収を示すものは結晶性であると評価することができる。
前記分子量分布(Mw/Mn)が、2未満であると、製造が困難で、コストがかかることがあり、8を超えると、シャープメルト性が悪化することがある。
なお、ホットオフセット性を向上させる観点からは、45mgKOH/g以下が好ましい。前記酸価が、5mgKOH/g未満であると、紙と樹脂との親和性及び目的とする低温定着性を達成することができないことがある。
前記ジオール化合物としては、例えば、炭素数2〜8が好ましく、2〜6がより好ましく、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、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、これらの誘導体、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用することができ、2種以上を併用することができる。これらの中でも、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
前記ジオール化合物の使用量としては、前記アルコール成分中において、80モル%以上が好ましく、85〜100モル%がより好ましい。
前記ジオール化合物の前記アルコール成分中における含有量が、80モル%未満であると、製造効率が悪くなることがある。
前記ジカルボン酸化合物としては、例えば、炭素数2〜8のものが好ましく、2〜6のものがより好ましく、例えば、シュウ酸、マロン酸、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、コハク酸、アジピン酸、これらの酸の無水物、これらの炭素数1〜3のアルキルエステル、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。これらの中でもフマル酸が好ましい。
前記ジカルボン酸化合物の使用量としては、酸成分中において、80モル%以上が好ましく、85〜100モル%がより好ましい。
前記ジカルボン酸化合物の前記酸成分中における含有量が、80モル%未満であると、製造効率が悪くなることがある。
該重縮合反応を行う際、得られる結晶性ポリエステル樹脂の強度を向上させる目的で、全単量体を一括仕込みしたり、低分子量成分を少なくする目的で、2価の単量体を反応させた後で3価以上の単量体を添加して反応させたり、反応を促進させる目的で、重縮合反応の後半に反応系を減圧にしたり、前記結晶性ポリエステル樹脂における結晶性及び軟化点を制御する目的で、重縮合反応時に、前記アルコール成分としてグリセリン等の3価以上の多価アルコールを添加し、前記酸成分として無水トリメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸を添加して非線状ポリエステルを得たり、等してもよい。
即ち、例えば、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、1,4−ブタンジオール、フマル酸、無水トリメリット酸、及びハイドロキノンを仕込み、160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させた。
次いで、8.3kPaの加圧下にて1時間反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂を合成することができる。
(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。
有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、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等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は5〜200nm、好ましくは20〜300nmである。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
ここで加える逆極性の界面活性剤としては、以下に示す構造の化合物が、特に好ましい。
無機微粒子の外添は上記記載のある無機微粒子などを用いて、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
また、本発明のトナーは、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)である分散度が1.00〜1.40の範囲にある。分散度を小さくして、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、感光体からの静電転写に際して、感光体上のトナーが均等な電界を受けることで転写率を高くすることができる。
この円形度は、乾式粉砕で製造されるトナーでは、熱的又は機械的に球形化処理する。
熱的には、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー母体粒子を噴霧することで球形化処理を行うことができる。また、機械的にはボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌することで、球形化処理することができる。ただし、熱的球形化処理では凝集し粒径の大きいトナー母体粒子又は機械的球形化処理では微粉が発生するために再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
以上によって製造されたトナーは、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良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、重量平均粒径D420〜100μmが好ましい。
平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体1にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
また、磁性キャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明の画像形成方法を実施する態様について、図2を参照しながら説明する。
図2に示すタンデム画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。
タンデム画像形成装置は、複写装置本体(150)と、給紙テーブル(200)と、スキャナ(300)と、原稿自動搬送装置(ADF)(400)とを備えている。
そして、中間転写体(1050)は、支持ローラ(1014)、(1015)及び(1016)に張架され、図2中、時計回りに回転可能とされている。
支持ローラ(1015)の近傍には、中間転写体(1050)上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置(1017)が配置されている(クリーニングブレード)。
支持ローラ(1014)と支持ローラ(1015)とにより張架された中間転写体(1050)には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段(1018)が対向して並置されたタンデム型現像器(120)が配置されている。
タンデム型現像器(120)の近傍には、露光装置(1021)が配置されている。
中間転写体(1050)における、タンデム型現像器(120)が配置された側とは反対側には、二次転写装置(1022)が配置されている。
二次転写装置(1022)においては、無端ベルトである二次転写ベルト(1024)が一対のローラ(1023)に張架されており、二次転写ベルト(1024)上を搬送される転写紙と中間転写体(1050)とは互いに接触可能である。
二次転写装置(1022)の近傍には定着装置(1025)が配置されている。
定着装置(1025)は、無端ベルトである定着ベルト(1026)と、これに押圧されて配置された加圧ローラ(1027)とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置(1022)及び定着装置(1025)の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置(1028)が配置されている。
次に、タンデム型現像器(120)を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。
即ち、先ず、原稿自動搬送装置(ADF)(400)の原稿台(130)上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置(400)を開いてスキャナ(300)のコンタクトガラス(1032)上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置(400)を閉じる。
このとき、第1走行体(1033)により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体(1034)におけるミラーで反射し、結像レンズ(1035)を通して読取りセンサ(1036)で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。
即ち、タンデム型現像手段(120)における各画像形成手段(1018)(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図3に示すように、それぞれ、静電潜像担持体(1110)(ブラック用静電潜像担持体(1010)K、イエロー用静電潜像担持体(1010)Y、マゼンタ用静電潜像担持体(1010M)、及びシアン用静電潜像担持体(1010C)と、該静電潜像担持体(1110)を一様に帯電させる帯電装置(160)と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像用に前記静電潜像担持体を露光(図3中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する現像装置(61)と、該トナー画像を中間転写体(1050)上に転写させるための転写帯電器(1062)と、クリーニング装置(63)と(クリーニングブレード)、除電器(64)とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。
こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ(1014)、(1015)及び(1016)により回転移動される中間転写体(1050)上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体(1010K)上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体(1010Y)上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体(1010M)上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体(1010C)上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。
そして、中間転写体(1050)上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)が形成される。
あるいは、給紙ローラ(142)を回転して手差しトレイ(1054)上のシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ(1058)で1枚ずつ分離して手差し給紙路(1053)に入れ、同じくレジストローラ(1049)に突き当てて止める。
なお、レジストローラ(1049)は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
そして、中間転写体(1050)上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ(1049)を回転させ、中間転写体(1050)と二次転写装置(1022)との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置(1022)により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)することにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。
なお、画像転写後の中間転写体(1050)上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置(1017)によりクリーニングされる。
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置(1022)により搬送されて、定着装置(1025)へと送出され、定着装置(1025)において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。
その後、該シート(記録紙)は、切換爪(1055)で切り換えて排出ローラ(1056)により排出され、排紙トレイ(1057)上にスタックされ、あるいは、切換爪(1055)で切り換えてシート反転装置(1028)により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ(1056)により排出され、排紙トレイ(1057)上にスタックされる。
(モノエステルワックスの調製)
ジムロート還流器、Dean−Stark水分離器を備えた4つ口フラスコ反応装置にベンゼン1740重量部、長鎖アルキルカルボン酸成分1300重量部、長鎖アルキルアルコール成分1200重量部、さらにp−トルエンスルホン酸120重量部を加え十分攪拌し溶解後、5時間還流せしめた後、水分離器のバルブを開け、共沸留去を行った。共沸留去後炭酸水素ナトリウムで十分洗浄後、乾燥しベンゼンを留去した。得られた生成物を再結晶後、洗浄し精製してモノエステルワックスを得た。
各エステルワックスは、長鎖アルキルカルボン酸の種類及び量と、長鎖アルキルアルコールの種類及び量とを変更することにより表に示す特性のモノエステルワックスを調製した。
合着シリカの作製では種々の平均粒径を有するシリカ1次粒子用いて種々の処理剤により2次凝集させた合着シリカを製造した。合着度の調整は使用したシリカ1次粒子の平均粒径、処理剤、シリカ1次粒子と処理剤の混合比を0.01〜50倍に振った。処理条件(焼成温度100〜2500℃、焼成時間0.5〜30時間)により調整をおこなった。
シリカ1次粒子と処理剤との混合はスプレードライヤーを用いて行った。本外添剤作製例で作製した合着シリカは表2に示した。
(トナー母体粒子1の作成)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、(未変性ポリエステル樹脂)を合成した。
得られた(未変性ポリエステル樹脂)は、数平均分子量が2700、重量平均分子量が6900、ガラス転移温度が45.1℃、酸価が22mgKOH/gであった。
水1200部、カーボンブラックPrintex35(デクサ社製;DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5)540部及び未変性ポリエステル樹脂1200部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。二本ロールを用いて、得られた混合物を150℃で30分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、(マスターバッチ1)を調製した。
得られた原料溶解液1324部を反応容器に移し、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、送液速度が1kg/時、ディスク周速度が6m/秒の条件で3パスして、分散させ、ワックス分散液を得た。
得られた中間体ポリエステル樹脂は、数平均分子量が2100、重量平均分子量が9500、ガラス転移温度が55℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が51mgKOH/gであった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、418mgKOH/gであった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683部、反応性乳化剤(メタクリル酸のエチレンオキシド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩)エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400rpmで15分間撹拌し、乳濁液を得た。乳濁液を加熱して、75℃まで昇温して5時間反応させた。次に、1重量%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加し、75℃で5時間熟成して、樹脂粒子分散液を調製した。
得られた樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径を、レーザードップラー法を用いた粒子径分布測定装置マイクロトラック超微粒子粒度分布計UPA−EX150(日機装社製)を用いて測定したところ、105nmであった。また、樹脂粒子分散液の一部を乾燥して樹脂分を単離し、樹脂分のガラス転移温度を測定したところ、59℃であり、重量平均分子量を測定したところ、150000であった。
水990部、樹脂粒子分散液83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液エレミノールMON−7(三洋化成工業社製)37部、高分子分散剤カルボキシメチルセルロースナトリウムの1重量%水溶液セロゲンBS−H−3(第一工業製薬社製)135部及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、水系媒体を得た。
次に、撹拌機及び温度計をセットした反応容器中に、乳化スラリーを仕込み、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、分散スラリーを得た。
得られた濾過ケーキに10重量%リン酸を加えて、pHを3.7に調整し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過した。
さらに、得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、最終濾過ケーキを得た。
得られた最終濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、(トナー母体1)を得た。トナー母体粒子1の表面近傍のワックス量をFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により測定した。結果は、表3に示される。
≪外添処理≫
トナー母体粒子 100重量部
無機微粒子1 1.5部
疎水性シリカ(1次粒子径25nm) 1.5部
酸化チタン(1次粒子径 20nm) 0.5部
を、ヘンシェルミキサー20A(三井鉱山写生)に入れ、ミキサー温度を35〜40℃で保ち、周速35m/sで10min混合し、その後目開き500meshの篩を通過させ(実施例1)のトナーを得た。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子2を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子2からトナー2を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子3を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子3からトナー3を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子4を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子4からトナー4を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子5を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子5からトナー5を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子6を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子6からトナー6を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子7を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子7からトナー7を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子8を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子8からトナー8を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子9を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子9からトナー9を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子10を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子10からトナー10を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子11を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子11からトナー11を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子12を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子12からトナー12を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子13を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子13からトナー13を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子14を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子14からトナー14を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子15を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子15からトナー15を作成した。
表3に示されるWAX種と添加量、外添剤を用いた以外は、実施例1とほぼ同様な方法、手順にて、トナー母体粒子16を作製し、その表面近傍のワックス量を同様に測定して、表3に示される結果を得た。またトナー母体粒子16からトナー16を作成した。
(原料組成)
アクリル樹脂溶液(固形分50wt%) 21.0部
グアナミン溶液(固形分70wt%) 6.4部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 7.6部
シリコーン樹脂溶液 65.0部
[固形分23wt%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
アミノシラン 1.0部
[固形分100wt%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
トルエン 60部
ブチルセロソルブ 60部
前述トナー1〜16と上記キャリアAを用い、キャリア100質量部に対しトナー7質量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラミキサーを用いて均一混合し帯電させて2成分系現像剤1〜16を作製した。
デジタルフルカラー複写機(リコー社製imagio MP C6000)を用いて各評価を行った。
図1に示されるような画像面積率100%、75%、及び50%、20%、5%、0%の画像チャートを150,000枚ランニング出力した後、2ドット画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力し、異常画像を確認した。(画質:問題がなければ○、異常画像は×)と評価した。
ランニング出力後の感光体を観察し、異常画像の原因を確認した。
フィルミング:感光体状の削れやキズ観察を行った。キズなどがないモノを○、キズなどフィルミングが発生しているものを×とした。画像には出ないが、フィルミングが確認できているものは△とした
融着:感光体状にトナーの融着がないかを確認した。確認されるものは×、確認されないものを○、画質では確認されないが感光体状に存在するものは△とした。
上記機械で50g、70g、300g、350gの紙厚を変更し通常条件で定着させた時の、定着性を確認した。
オフセット未発生:○
3種の紙種でオフセット未発生:△
2種以上の紙種でオフセット発生:×
とし、評価した。
トナーを40℃70%の環境下で2週間保管した後、75メッシュの篩を用いて手振動で篩い、金網上の残存率を測定した。
なお、耐熱保存性は0〜1%未満である場合を○、1%以上である場合を×として、判定した。
合着度の測定は画像観察によって得られる。合着シリカを適切な溶媒(THFなど)に分散させた後、基板上で溶媒を除去し乾固させたサンプルをFE−SEMにて観察する。
加速電圧5〜8kV、観察倍率8k〜10k倍にて視野中のシリカについて二次粒子径を測定する。二次粒子系は凝集した粒子の最長長さを計測する。図1に例を示す。観察するシリカ個数は100個以上の粒子を計測した。一次粒子径はBET比表面積を測定し、BET比表面積より算出されるBET比表面積径を用いた。
シリカのBET比表面積は自動比表面積/細孔分布測定装置(TriStar3000:島津製作所製)を用いて計測した。サンプルセルに試料を約0.4g秤量し、これを前処理スマートプレップ(島津製作所製)にて24時間真空乾燥させ、試料表面の不純物、水分を取り除いた。前処理後のサンプルをTriStar3000にセットし、窒素ガス吸着量と相対圧の関係を求めた。この関係からBET多点法によって試料のBET比表面積を求めた。
表4、に、実施例1〜9、比較例1〜7で製造したトナーの評価結果をまとめた。
1010K ブラック用静電潜像担持体
1010Y イエロー用静電潜像担持体
1010M マゼンタ用静電潜像担持体
1010C シアン用静電潜像担持体
1014 支持ローラ
1015 支持ローラ
1016 支持ローラ
1017 中間転写クリーニング装置
1018 画像形成手段
1021 露光装置
1022 二次転写装置
1023 ローラ
1024 二次転写ベルト
1025 定着装置
1026 定着ベルト
1027 加圧ローラ
1028 シート反転装置
1032 コンタクトガラス
1033 第1走行体
1034 第2走行体
1035 結像レンズ
1036 読取りセンサ
1049 レジストローラ
1050 中間転写体
1053 手差し給紙路
1054 手差しトレイ
1055 切換爪
1056 排出ローラ
1057 排出トレイ
1058 分離ローラ
61 現像装置
1062 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電器
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
(図4について)
1 感光体
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
14 一次転写ローラ
16 二次転写ローラ
Claims (10)
- 静電像現像用トナーであって、
少なくとも結着樹脂、離型剤からなる母体粒子と、母体表面に無機微粒子を持ち、
該離型剤がR1−COO−R2[R1、R2は直鎖状アルキル基]で表され、平均炭素数が40〜48であるモノエステルワックスであり、
該無機微粒子は合着度が1.4〜3.8であって、80〜250nmの2次粒子径であり、かつ非球形シリカであり、
前記トナーの粒子の表面ワックス量が0.10〜0.22の範囲である
ことを特徴とする静電像現像用トナー。
ここで、合着度は、無機微粒子の短軸方向の粒子長に対する長軸方向の長さの比で表される値であり、
表面ワックス量は、トナーのペレット表面をFTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により測定したワックス由来のピーク(2850cm −1 )とバインダ樹脂由来のピーク(828cm −1 )との強度比(P2850/P828)で表される値である。 - トナーのトナー粒子の表面ワックス量が0.10〜0.20の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記無機微粒子の合着度が1.4〜3.5であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記トナーのシリカの添加量が、トナー100部に対して1.0〜2.0部の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
- 前記離型剤は、平均炭素数が42〜46であるモノエステルワックスであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー。
- 前記無機微粒子の2次粒子径が120〜200nmであり、合着度が1.4〜2.8であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー。
- トナー粒子の表面ワックス量が0.13〜0.17の範囲であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナー。
- モノエステルワックスは、炭素数38以下のモノエステルワックスが4.0%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のトナー。
- キャリアと、請求項1乃至8のいずれかに記載のトナーとからなることを特徴とする静電潜像現像剤。
- 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、該静電潜像をトナーで現像するための現像手段と、該現像されたトナー像を中間転写媒体上に一次転写する一次転写手段と、中間転写媒体上のトナー像を受像媒体上に二次転写する二次転写手段と、受像媒体上のトナー像を定着するための定着手段と、前記静電潜像担持体表面をクリーニングするためのクリーニング手段とを有する画像形成装置であって、前記現像手段が、請求項1乃至8のいずれかに記載のトナー又は請求項9に記載の現像剤を搭載したものであることを特徴とする画像形成装置。
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