WO2004066031A1 - トナー、現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents

トナー、現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 Download PDF

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WO2004066031A1
WO2004066031A1 PCT/JP2004/000379 JP2004000379W WO2004066031A1 WO 2004066031 A1 WO2004066031 A1 WO 2004066031A1 JP 2004000379 W JP2004000379 W JP 2004000379W WO 2004066031 A1 WO2004066031 A1 WO 2004066031A1
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WO
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toner
wax
image
particles
photoreceptor
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/000379
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hideki Sugiura
Satoshi Mochizuki
Yasuaki Iwamoto
Yasuo Asahina
Kazuhiko Umemura
Tomoyuki Ichikawa
Shinya Nakayama
Tomoko Utsumi
Koichi Sakata
Original Assignee
Ricoh Company, Ltd.
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0825Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components

Definitions

  • the present invention relates to a toner used for image formation in an electrostatic copying process such as a copying machine, a facsimile, a printer and the like.
  • the charging process applies electric charges to the surface of a photoreceptor, which is an image bearing member, by discharging, and the exposure process forms an electrostatic latent image by exposing the charged photoreceptor surface.
  • the toner image formed on the photoreceptor is then transferred to an intermediate transfer member, and then transferred from the intermediate transfer member to a recording member such as paper, or directly transferred from the photoreceptor to the recording member. After that, the toner image on the transferred recording member is fixed on the recording member by a fixing step of applying heat and pressure to fix the toner image.
  • the recording member is sandwiched between a pair of roller-shaped or belt-shaped fixing members having a heater therein, the toner is heated and melted, and the toner is fixed on the recording member by applying pressure.
  • the heating temperature is too high, the toner is excessively melted and a problem of fusing to the fixing member (hot offset) occurs.
  • the heating temperature is too low, the toner does not melt sufficiently and the fixing becomes insufficient.
  • toners having a higher hot offset generation temperature (hot offset resistance) and a lower fixing temperature (low temperature fixing property) are required.
  • it is necessary that the toner does not block during storage and at the ambient temperature in the apparatus (blocking resistance).
  • Patent Document 1 discloses that a toner having a low melting point, which cannot be used in a pulverized toner, is produced by suspending and polymerizing a polymerizable monomer system containing a substance having a polar group and a release agent in water to produce a toner. It is described that it can be contained.
  • Non-polar components such as petas are not present near the surface of the toner particles, contrary to the polar components, and assume a pseudo-capsule-like structure covered by the polar components on the surface.
  • the distribution of the wax inside the toner particles has not been analyzed and is unknown.
  • Patent Document 2 discloses a toner in which the wax content is 0.1 to 40% by weight and the proportion of the wax exposed on the toner surface is 1 to 10% by weight of the constituent compound exposed on the surface. ing. The ratio of the wax exposed on the toner surface is measured and specified by ESC A. However, since the analysis by ESCA is limited to a depth of about 0.1 ⁇ m from the outermost surface of the toner, the dispersed state of the wax that exists further inside and is suitable for exhibiting the release property in the fixing process I don't know.
  • Patent Document 3 describes a toner in which wax is included in toner particles and is localized on the surface of the particles. However, the detailed dispersion state of the wax near the toner surface is unknown. (Patent Document 1)
  • Patent Document 3 Patent Document 3
  • An object of the present invention is to solve the above conventional problems and achieve the following objects.
  • it is an object of the present invention to provide a toner that controls the dispersion state of wax near the toner surface, improves hot offset resistance, improves fixability, and improves blocking resistance, and also has excellent long-term storage properties. With the goal.
  • ⁇ 1> Contains at least a pinda resin, colorant and wax,
  • the content of the wax is a value obtained by converting the amount of heat absorbed by the tuss obtained by the DSC (differential scanning calorimeter) method into a weight, and is 3 to 21 wt% of the total toner weight.
  • FT IR A peak derived from the wax (2850 cm—1) determined by FTIR—ATR (Total Reflection Absorption Infrared Spectroscopy) as a value that defines the amount of the wax present in the depth region up to 3 ⁇ m.
  • the intensity ratio (P 2850 ZP 828 ) of the peak derived from the binder resin (828 cm—) is in the range of 0.01 to 0 ⁇ 40,
  • At least a part of the wax is present as a plurality of independent wax-dispersed particles included in the toner particles.
  • ⁇ 2> The toner according to any one of ⁇ 2>.
  • ⁇ 4> The toner according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3> above, wherein the exposed area of the wax on the outermost surface of the toner particles is 5% or less of the surface area of the outermost surface of the toner particles. is there.
  • ⁇ 5> The toner according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4> above, wherein the toner has a path for exuding the surface of the toner particles when heated and pressurized.
  • At least a toner material liquid obtained by dispersing at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent in an organic solvent is crosslinked in an aqueous medium.
  • the volume average particle diameter (DV) of the toner is 3.0 to 8.0 ⁇ m, and the ratio Dv / Dn to the number average particle diameter (Dn) is 1.00 to 1.40.
  • the glass transition point (T g) of the toner is 35 to 60 ° C.
  • Exposure means for exposing the photoreceptor to form an electrostatic latent image
  • Transfer means for transferring the toner image carried on the photoreceptor to a recording material
  • a fixing device for fixing the toner image on the recording material
  • the fixing device has a heating element having a heating element, a film in contact with the heating element, and a pressure member that is in pressure contact with the heating element via the film.
  • the fixing device heats and fixes the recording material by passing a recording material having an unfixed image formed between the pressure members.
  • the photoconductor is an amorphous silicon photoconductor, wherein ⁇ 20> and
  • ⁇ 23> The image according to any one of ⁇ 20> to ⁇ 22>, further comprising: an electric field for applying an alternating electric field when developing the latent image on the photoreceptor. It is a forming device.
  • ⁇ 24> The image forming apparatus according to any one of ⁇ 20> to ⁇ 23>, wherein the charging unit contacts the charging member with the photoconductor, and performs charging by applying a voltage to the charging member. is there.
  • Charging means for charging the photoreceptor developing means loaded with toner, and developing the electrostatic latent image using toner to form a toner image; toner remaining on the photoreceptor surface after transfer using a blade
  • a fixing device for fixing the toner image on the recording material
  • FIG. 1 is a cross-sectional TEM photograph of the toner of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of the toner of the present invention.
  • 3A to 3C are diagrams schematically showing the shape of the toner of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a fixing device in the image forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the fixing device of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an example of an image forming apparatus having the process cartridge of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7D are schematic diagrams illustrating the layer structure of the photoreceptor of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the developing device of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing charging characteristics of contact charging.
  • FIG. 1OA shows an example of a roller contact charging device
  • FIG. 10B shows an example of a brush contact charging device.
  • the toner of the present invention is a toner comprising at least a pinda resin, a colorant, and a wax, and the content of the wax is determined by an endothermic amount of the wax determined by a DSC (differential scanning calorimeter) method.
  • FT IR- is a value in terms of weight, which is 3 to 21 wt% of the total toner weight and which defines the amount of the wax present in a depth region from the surface of the toner to 0.3, am.
  • the intensity ratio (P 285, ZP 828 ) between the peak derived from the wax (2850 cm—) and the peak derived from the binder resin ( 828 cm— 1 ) determined by ATR (total reflection absorption infrared spectroscopy).
  • the wax is preferably located near the surface of the toner particles.
  • the wax exists on the outermost surface of the toner particles, uniform charging of the toner is hindered.
  • the wax exhibits cohesiveness and hinders the fluidity of the toner particles. Even if external additives such as inorganic fine particles are added to improve the chargeability and the fluidity, the external additives are buried by the wax present on the surface, and the chargeability and the fluidity cannot be obtained.
  • the wax migrates to the surface of the magnetic carrier, causing a reduction in chargeability, a reduction in the life of the developer, and migration onto the photoreceptor, causing filming.
  • the toner on the surface of the toner particles melts due to the ambient temperature during storage of the toner, toner blocking occurs and storage stability is reduced.
  • the wax is agglomerated inside the toner particles, sufficient release properties cannot be obtained, and the hot offset resistance is reduced. Therefore, in the toner of the present invention, it is assumed that at least a part of the wax is present in a so-called dispersed state as a plurality of independent box-dispersed particles included in the toner.
  • the dispersion state of the wax can be defined by the following measurement based on the total amount of the wax in the toner particles and the amount of the wax near the surface of the toner particles.
  • the total amount of the wax in the toner particles can be obtained by a DSC (differential scanning calorimeter) method. Measure each of the toner sample and the wax sample using the following measuring equipment and conditions, and determine from the ratio of the endothermic amounts of the obtained pettas.
  • DSC device DSC60; manufactured by Shimadzu Corporation
  • the above analysis makes it possible to effectively define the total amount of the wax in the toner particles even when the wax flows out during the toner manufacturing process and the charged wax is not all contained in the toner.
  • the amount of wax near the toner particle surface can be obtained by the FTIR-ATR (total reflection absorption infrared spectroscopy) method. From the measurement principle, the analysis depth is about 0.3 ⁇ , and by this analysis, it is possible to obtain the relative peak amount in the 0.3 ⁇ m depth region from the surface of the toner particles.
  • the measuring method is as follows.
  • toner was pressed for 1 minute with a load of 6 t using an automatic pellet molding machine (Type M No. 50 BRP-E; manufactured by MAEKAWA TESTING MACHINE CO.) To 40 mm ⁇ (about 2 mm thick). ) Pellets were prepared. The surface of the toner pellet was measured by the FTIR-ATR method.
  • the microscopic FTIR instrument used was a MultiOne FTIR tool installed on a Spectrum One manufactured by PERKIN ELMER and measured with a micro ATR of germanium (Ge) crystal with a diameter of 100 ⁇ m. The measurement was performed with an incident angle of infrared light of 41.5 °, resolution of 4 cm- 1 and a total of 20 times.
  • the intensity ratio (P 2850 / P 828 ) between the peak (2850 cm- 1 ) derived from the obtained wax and the peak (828 cm- 1 ) derived from the binder resin is determined by the relative wax amount near the toner particle surface. did. The average value after four measurements at different measurement locations was used.
  • a toner material liquid obtained by dispersing at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant and a release agent in an organic solvent is prepared in the presence of resin fine particles.
  • wax For toners manufactured by dispersing in an aqueous medium and subjecting to crosslinking and Z or elongation reaction, wax is The toner is not present on the outermost surface of one particle, but is uniformly dispersed in the particle.
  • the above correlation was examined by changing the total amount of Pettus of the toner. In the region wax total is small, the wax content of the toner particles near the surface indicated by the value of the intensity ratio (P 2850 ZP 828) is constant at 0, after exceeding a certain value wax amount, intensity ratio (P increase of 285 value of ./P 828) it can be seen.
  • the wax in the toner particles is not selectively dispersed in the vicinity of the surface, but is uniformly dispersed in a region inside the outermost surface of the toner particles.
  • the FTIR—PETUS which is located at a depth of 0.3 ⁇ m from the surface of the toner particles analyzed by the ATR method, is located at a position where it can easily seep out to the toner surface. It is effective in
  • the total amount of Pex determined by the DSC method is 3 to 21 wt%, preferably 3 to 20 wt%. If the total amount of the waxes is less than 3 wt%, the amount of the lotus contained in the toner particles is too small, so that sufficient releasability at the time of fixing cannot be obtained, and the hot offset resistance decreases. On the other hand, if the total amount of the waxes exceeds 21 wt%, blocking resistance is reduced and glossiness after fixing is lost in color images, which is not preferable.
  • the relative wax amount near the toner particle surface determined by the FTIR-ATR method is preferably in the range of 0.01 to 0.40 in terms of the intensity ratio ( P2850 / P828 ). If the above intensity ratio is less than 0.01, the amount of wax near the surface of the toner particles is small, so that sufficient releasability cannot be obtained at the time of fixing. On the other hand, if the intensity ratio exceeds 0.40, the amount of wax near the surface of the toner particles increases, and the wax tends to be exposed to the outermost surface of the toner particles, which is not preferable. In order to improve compatibility between hot offset resistance at the time of fixing and chargeability, developability, anti-blocking properties, etc., the intensity ratio is more preferably in the range of 0.03 to 0.30. It is preferable that
  • FIG. 1 is a photograph showing a cross section of the toner of the present invention. It can be seen that the wax is dispersed near the surface of the toner particles and also uniformly dispersed inside. Due to such a dispersed state, even if the amount of wax contained in the toner particles is small, the hot offset resistance is effectively improved, and the chargeability, developability and blocking resistance of the toner are reduced. None.
  • the wax-dispersed particles are uniformly dispersed in the toner particles.
  • uniformly dispersed means that a plurality of wax-dispersed particles are dispersed in the toner particles without large uneven distribution.
  • the wax-dispersed particles in the inner region of the periphery of the toner particles be greater than 30% by number and less than 60% by number based on all the particles dispersed on the cross section of the toner.
  • the exposed area of the wax to the outermost surface of the toner particles is preferably 5% or less of the surface area of the outermost surface of the toner particles.
  • the toner of the present invention is formed by dispersing wax in toner particles as described above. Further, when the fixing member heats and pressurizes the toner, the toner has a path through which the wax exudes to one surface of the toner. . That is, the wax dispersed in the toner particles exudes to the toner surface when the toner is deformed by heating and pressing during fixing. With such a form of the toner, it is possible to improve the hot offset resistance without deteriorating the chargeability, fluidity, blocking resistance, and the like of the toner.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of the toner of the present invention.
  • the surface of the toner base particles 101 is covered with resin fine particles 102 and fixed.
  • Methods for coating and fixing the surface with resin fine particles 102 include a method in which fine resin particles having a fine particle diameter are coated on the toner surface and heat-fused, or a method in which the resin particles are coated in a liquid, but are particularly limited. It is not done. Fine resin particles adhered to the surface 1 0 2 Performs a reliable spacer function by the gaps generated between particles.
  • the spacer function secures a path for exuding the wax 103 contained in the toner, and the wax 103 exudes to the toner surface.
  • PEX achieves its purpose by quickly seeping out on the toner surface when fixing. Since a wax having a high acid value has a reduced function as a mold release agent, in order to secure the function as a mold release agent, a carbohydrate-free fatty acid having an acid value of 5 KOH mg Zg or less in acid value is required. It is particularly preferable to use wax, rice wax, montan ester wax, or ester wax. Any of these can be used alone or as a mixture.
  • the amount, type, and location of the above-mentioned wax are important in controlling the fixing property of the toner, particularly the hot offset property and the paper wrapping property.
  • the thermal properties of toner are also important.
  • Tg glass transition temperature
  • the fixing medium fixing roller, fixing belt
  • the stain paper stain and paper stain
  • the Tg of the toner can be obtained by the above-mentioned DSC apparatus.
  • the temperature of the sample was raised from room temperature to 150 ° C., and the glass transition temperature of the so-called 2nd peak measured again from room temperature was used.
  • the Tg of the toner is preferably from 35 to 60 ° C, more preferably from 45 to 55 ° C, from the viewpoint of heat-resistant storage stability. If the Tg is less than 35 ° C, the heat-resistant storage stability of the toner is deteriorated, and if it exceeds 60 ° C, the low-temperature fixability becomes insufficient.
  • Tg of these toners can be different from the Tg of the resin used, when the toner is manufactured by a crosslinking reaction or the like, it becomes necessary to control the Tg as the toner in particular. Even when a crosslinking reaction is not used, various materials contained in the toner (colorant, charge control agent, activator, reaction aid, colorant dispersant, grinding aid, wax dispersant, additives, etc.) Contains only a small amount of T g May fall below the content ratio, and its control is necessary.
  • the toner of the present invention contains a modified polyester (i) as a binder resin.
  • the modified polyester (i) refers to a state in which a bonding group other than an ester bond is present in the polyester resin, or a resin component having a different structure is bonded to the polyester resin through a covalent bond, an ion bond, or the like. Specifically, it refers to a product obtained by introducing a functional group such as a carboxylic acid group or an isocyanate group which reacts with a hydroxyl group into the polyester terminal, and further reacting with an active hydrogen-containing compound to modify the polyester terminal.
  • Examples of the modified polyester (i) include a rare-modified polyester obtained by reacting a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group with an amine (B).
  • the polyester prepolymer having an isocyanate group (A) includes a polycondensation product of a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) and having an active hydrogen group, and a polyisocyanate compound (A).
  • Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group and the like. Of these, an alcoholic hydroxyl group is preferable. is there.
  • Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or (DIO) and a small amount (TO) Are preferred.
  • Examples of dihydric alcohols (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol / ole, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol / ole, 1,4-butanediol, 1,6 -Hexanediol etc.); Anolectylene enolide glycol (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol corn, polytetramethylene etheno glycol etc.); Alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated Bisphenols (bisphenol A, bisphenol, bisphenol S, etc.); alkylene oxides of the above alicyclic diols
  • Trihydric or higher polyhydric alcohols include trihydric or higher polyhydric aliphatic alcohols (eg, glycerin, trimethylonoleethane, trimethylonolepropane, pentaerythritol tonole, sorbitol); Trivalent or higher phenols (trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
  • PC polycarboxylic acid
  • Divalent carboxylic acids include alkylenedicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylenedicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, Disphthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.).
  • TC trivalent or higher polycarboxylic acid
  • examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (TC) include an aromatic polycarboxylic acid having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid).
  • PC polyhydric alcohol
  • PO polyhydric alcohol
  • the ratio of polyhydric alcohol (P ⁇ ) to polyhydric carboxylic acid (PC) is usually 2 / l to lZl, as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of hydroxyl group [OH] and lipoxyl group [COOH].
  • polyvalent isocyanate compound examples include aliphatic polyvalent isocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanate Nitrate (isophorone diisocyanate, hexyl methane diisocyanate, etc.); aromatic diisocyanate (tolylene diisocyanate, diphenyl methane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanate (, a, a ') , a'-tetramethylxylylene diisocyanate); isocyanates; those obtained by blocking the above polyisocyanates with phenol derivatives, oximes, dysprolactams, and the like; and combinations of two or more of these.
  • aliphatic polyvalent isocyanates tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,
  • the ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4Z1-: 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. If [NCO] / [OH] exceeds 5, the low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a rare-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low, and the hot offset resistance deteriorates.
  • the content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably :! To 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and the heat storage stability and the low-temperature fixability are both disadvantageous. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
  • the number of isocyanate groups contained in one molecule in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups is usually one or more, and preferably 1.5 or more. 33, more preferably 1.8 to 2.5 on average. If the number is less than 1 per molecule, the molecular weight of the rare-modified polyester decreases and the hot offset resistance deteriorates.
  • the amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A) include diamine compounds (B1), trivalent or higher polyamine compounds (B2), amino alcohols (B3), Amino mercaptan (B4), amino acid (B5), and those in which the amino group of B1 to B5 is blocked (B6).
  • Examples of the divalent amine compound (B 1) include aromatic diamines (eg, furenediamine, getyltoluenediamine, 4,4 ′ diaminodiphenylmethane); and alicyclic diamines (4, 4 ′). Diamino-3,3,1-dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, isophoronediamine, etc .; and aliphatic diamines (ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.) And the like.
  • Examples of the trivalent or higher polyamine compound (B 2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine.
  • Examples of the amino alcohol (B 3) include ethanolamine, hydroxyxylalanine and the like.
  • Rinominomercaptan (B4) includes aminoethylmercaptan and aminopropylmercaptan.
  • Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
  • Examples of the compound obtained by blocking the amino group of B 1 to B 5 (B 6) include ketimine compounds obtained from the amides and ketones (such as acetone, methylethyl ketone, and methyl isobutyl ketone) of B 1 to B 5, Oxazolidine compound and the like.
  • Preferred of these amines (B) are mixtures of B1 and B1 with a small amount of B2.
  • the ratio of the amines (B) is determined by the equivalent ratio [NCO] / [NCO] of the isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and the amino groups [NH x] in the amines (B).
  • NH x usually 1/2 to 2Z1, preferably 1.5 / 1 to; 1 / 1.5, more preferably 1.2Z1 to: 1Z1.2 It is.
  • [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the rare-modified polyester decreases and the hot offset resistance deteriorates.
  • the rare modified polyester may have a urethane bond as well as a rare bond.
  • the molar ratio of the rare bond content to the urethane bond content is usually 100Z0 to: L0Z90, preferably 80 to 20 to 20/80, and more preferably 60 to 40 to 70. ⁇ ⁇ ⁇ If the molar ratio of the rare bond is less than 10%, the hot offset resistance deteriorates.
  • the modified polyester (i) used in the present invention is produced by a one-shot method or a pre-polymer method.
  • the weight average molecular weight of the modified polyester (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000.
  • the peak molecular weight at this time is preferably from 1,000 to 10,000, and if it is less than 1,000, the elongation reaction is difficult, the elasticity of the toner is small, and the hot offset resistance deteriorates as a result.
  • the number average molecular weight of the modified polyester (i) is not particularly limited when the unmodified polyester (ii) described later is used, and may be a number average molecular weight that is easily obtained to obtain the above weight average molecular weight.
  • the number average molecular weight is usually 20,000 or less, preferably 1,000 to 10,000, and more preferably 2,000 to 8,000. If it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device deteriorate.
  • a reaction terminator may be used to reduce the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Can be adjusted.
  • the reaction terminator include monoamines (such as getylamine, dibutylamine, butyramine, and laurylamine) and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
  • modified polyester in the present invention, not only the modified polyester (i) may be used alone, but also the unmodified polyester (ii) may be contained as a binder resin component together with the modified polyester (i).
  • the unmodified polyester (ii) may be contained as a binder resin component together with the modified polyester (i).
  • the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device are improved, and it is preferable to use alone.
  • (Ii) includes polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid similar to the polyester component of (i) above.
  • (ii) may be not only an unmodified polyester but also a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond, for example, may be modified with a urethan bond.
  • the polyester component (i) and (ii) are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixing property and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the polyester component (i) and (ii) have similar compositions.
  • the weight ratio of (i) and (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 3070, more preferably 5/95 to 25/75, particularly Preferably, it is 7Z93-20 / 80. If the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated and the heat storage stability and the low-temperature fixability are both disadvantageous.
  • the peak molecular weight of (ii) is usually from 1,000 to 10,000, preferably from 2,000 to 8,000, more preferably from 2,000 to 5,000. If it is less than 1,000, the heat-resistant storage stability deteriorates, and if it exceeds 10,000, the low-temperature fixability deteriorates.
  • the hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of compatibility between heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
  • the acid value of (ii) is preferably from 1 to 5, more preferably from 2 to 4. Since a high acid value wax is used for the wax, the low acid value binder leads to charging and high volume resistance, so it is a good match for toners used in two-component developers.
  • the glass transition point (Tg) of the pinda resin is usually 35 to 70 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is lower than 35 ° C, the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if the temperature exceeds 70 ° C, the low-temperature fixability becomes insufficient. ⁇ Since the rare-modified polyester easily exists on the surface of the obtained toner base particles, the known polyester Compared with ester-based toners, it shows a good tendency for heat-resistant storage stability even at a low glass transition point.
  • coloring agent all known dyes and pigments can be used.
  • carbon black nig mouth thin dye, iron black, naphthol yellow s, hanze yellow (1
  • the colorant can also be used as a masterbatch combined with a resin.
  • the binder resin used in the production of the master patch or kneaded with the master patch may be styrene such as polystyrene, poly (p-chlorostyrene), polyvinyl / triene / leene, or a polymer thereof, or a polymer thereof.
  • the master batch can be obtained by mixing and kneading the resin for the master patch and the colorant with high shearing force.
  • an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin.
  • a so-called flushing method in which an aqueous paste containing water of a coloring agent is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, the coloring agent is transferred to the resin side, and water and organic solvent components are removed, is a method of removing the coloring agent. Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used.
  • a high-shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
  • charge control agents can be used, for example, Nig-mouth syn dye, triphenylmethane dye, chromium-containing metal complex dye, molybdate chelate pigment , Rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorinated quaternary ammonium salts), alkyl amides, simple substances or compounds of phosphorus, simple substances or compounds of tandastene, fluorine activators, metal salts of salicylate and And metal salts of salicylic acid derivatives.
  • bontron 03 a nigral synthine dye, pontron P-51, a quaternary ammonium salt, pontron S-34, a metal-containing azo dye, E-82, an oxinaphthoic acid metal complex, and E-84, phenol-based condensate E-89 (or more, manufactured by Orient Chemical Industries), quaternary ammonium molybdenum complex TP-302, TP-415 (or more, Hodogaya Chemical Industries), quaternary Copy charge of ammonium salt P SY VP 2038, copy blue PR of trifenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP 2036, copy charge NX VP 434 (all manufactured by Hoechst), LRA -901, boron complex LR— 1 47
  • the amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as needed, and the toner manufacturing method, including the dispersion method. It is preferably used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Preferably, the range is 0.2 to 5 parts by weight.
  • Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles.
  • the primary particle diameter of the inorganic fine particles, 5 is preferably X 10- 3 ⁇ 2 ⁇ m, particularly 5 X 10- 3 to 0. Arbitrary preferred that 5 is mu m.
  • the specific surface area by the BET method may be 20 to 50 Om 2 / g. preferable.
  • the use ratio of the inorganic fine particles is preferably from 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably from 0.01 to 2.0 wt%.
  • the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, stonium titanate, zinc oxide, tin oxide, clay sand, clay, mica, and ash.
  • examples include stone, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, red iron oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like.
  • polymer-based fine particles for example, polycondensation systems such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylic acid ester, acrylic acid ester copolymer, silicone, benzoguanamine, and Nippon, Polymer particles made of a thermosetting resin may be used. '
  • Such an external additive can be subjected to a surface treatment to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity.
  • Preferred surface treatments include, for example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone foils, and modified silicone oils.
  • Agents it is preferable to use hydrophobic silica or hydrophobic titanium oxide obtained by subjecting silica or titanium oxide to the above surface treatment.
  • the toner binder can be manufactured by the following method.
  • Polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) are heated to 150 to 280 ° C in the presence of a known esterification catalyst such as tetraphthoxytitanate and dibutyl tin oxide, and reduced pressure if necessary.
  • the generated water is distilled off while obtaining a polyester having a hydroxyl group.
  • a polyvalent isocyanate compound (PIC) is reacted therewith to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group.
  • (A) is reacted with an amine (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a rare bond.
  • solvents that can be used include aromatic solvents (eg, toluene, xylene, etc.); ketones (eg, acetone, methylethyl ketone, methyl isobutyl ketone); esters (eg, ethyl acetate); amides (dimethylformamide, dimethyl) Examples include those that are inactive against polyvalent isocyanate compounds (PIC) such as acetoamides and ethers (such as tetrahydrofuran).
  • aromatic solvents eg, toluene, xylene, etc.
  • ketones eg, acetone, methylethyl ketone, methyl isobutyl ketone
  • esters eg, ethyl acetate
  • amides dimethylformamide, dimethyl
  • examples include those that are inactive against polyvalent isocyanate compounds (PIC) such as acetoamides and ethers (such as tetrahydrofuran
  • a toner material liquid is prepared by dispersing a colorant, an unmodified polyester (i), a polyester terpolymer having an isocyanate group (A), and a release agent in an organic solvent.
  • the organic solvent is preferably volatile, having a boiling point of less than 100 ° C., because it is easy to remove after forming the toner base particles.
  • aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferred.
  • the amount of the organic solvent to be used is generally 0 to 300 parts by weight, preferably 0 to 100 parts by weight, and more preferably 25 to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyester prepolymer.
  • the toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
  • the aqueous medium may be water alone, alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellsolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl, etc.) Organic solvent such as ethyl ketone).
  • the amount of the aqueous medium to be used is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner material liquid. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle size cannot be obtained. Exceeding 2000 parts by weight is not economical.
  • the glass transition point (T g) of the resin fine particles dispersed in the aqueous medium is preferably 50 to 110 ° C., more preferably 50 to 90 ° C., and the glass transition point (T g) is If the temperature is lower than 50 ° C, the storage stability of the toner deteriorates, or the probability of sticking and agglomeration in the toner collection path during recycling increases. If the glass transition point (T g) exceeds 110 ° C., the resin fine particles impair the adhesiveness to the fixing paper, and the minimum fixing temperature rises. A more preferred range is 50 to 70 ° C.
  • the weight average molecular weight is desirably 100,000 or less. Preferably it is 50,000 or less. The lower limit is usually 400. If the weight-average molecular weight exceeds 100,000, the resin fine particles hinder the adhesiveness to the fixing paper, and the lower limit temperature for fixing rises.
  • the resin fine particles known resins can be used as long as they can form an aqueous dispersion, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • a vinyl resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyester resin, etc. Is mentioned.
  • the resin fine particles two or more of the above resins may be used in combination. Among these, those comprising a vinyl resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyester resin, or a resin used in combination thereof are preferable because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
  • the bur-based resin is a polymer obtained by homopolymerizing or copolymerizing a beer-based monomer, for example, styrene-acrylic acid ester resin, styrene-methacrylic acid ester resin, styrene-butadiene copolymer, acrylate-acrylic acid S Terpolymers, methacrylic acid-acrylic acid ester polymers, styrene-acrylic acid nitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, etc.
  • styrene-acrylic acid ester resin styrene-methacrylic acid ester resin
  • styrene-butadiene copolymer acrylate-acrylic acid S Terpolymers, methacrylic acid-acrylic acid ester polymers, st
  • the volume average particle diameter of the resin fine particles is 10 to 200 nm, preferably 20 to 80 nm, as measured by a light scattering photometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
  • a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
  • surfactant examples include anionic surfactants such as alkyl benzene sulfonate, ⁇ -olefin sulfonate, phosphate ester, and amine salt type such as alkyl amine salt, amino alcohol fatty acid derivative, polyamine fatty acid derivative, and imidazoline.
  • anionic surfactants such as alkyl benzene sulfonate, ⁇ -olefin sulfonate, phosphate ester
  • amine salt type such as alkyl amine salt, amino alcohol fatty acid derivative, polyamine fatty acid derivative, and imidazoline.
  • Quaternary ammonium salt-type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinoline salt, and benzethonium chloride, and fatty acid amide derivatives .
  • Non-ionic surfactants such as polyhydric alcohol derivatives, such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine, and ⁇ -alkyl- and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ -dimethyl-ammo-betaines Sex surfactants.
  • Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorootatansulfonylglutamate, 3-[ ⁇ -fluoroalkyl (C 6 ⁇ C 11 1) oxy] 1 1-alkynole (C3-C4) sodium sulfonate, 31- [ ⁇ -fluoroalkanol (C6-C8) 1-N-ethylamino] 1-1 1 propanesulfonic acid sodium Fluoroalkyl (C11-C20) sulfonic acid and metal salts, perfluorinated alkyl carboxylic acid (C7-C13) and its metal salts, perfluoroalkyl (C4- C 12) Sulfonic acid and its metal salts, perfluorooctanes
  • Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3) M), UNIDYN DS-101, DS-102 (Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-8 1, 2, F-833 (Dainippon Inki Co., Ltd.), Etatop EF—102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204, (Manufactured by Tochem Product Co., Ltd.), and Ftageant F-100, F150 (manufactured by Neos).
  • cationic surfactant examples include an aliphatic primary, secondary or secondary amic acid and a perfluoroalkyl (C 6 -C 10) sulfonamide propyl trimethylammonium salt having a right to a fluoroalkyl group.
  • the resin fine particles are added in order to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium or to prevent the wax from being exposed to the outermost surface of the toner.
  • inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silicide, and hydroxyapatite. Can be.
  • the dispersed droplets may be stabilized by a polymer-based protective colloid.
  • acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ⁇ -cyanoacrylic acid, monocyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, or (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups
  • Monomers for example, mono-acrylic acid j3-hydroxyl, methacrylic acid-hydroxyl, acrylic acid ⁇ -hydroxypropyl, methacrylic acid ⁇ _hydroxypropyl, acrylic acid ⁇ -hydroxypropynole, methacryloleic acid ⁇ ⁇ -Hydroxypropynole, acrylic acid 3-3-Black mouth 2-Hydroxypropyl, methacrylic acid 13 _Black mouth 1-2-Hydroxypropynole, Diethyleneglycol / Ethanol
  • Homopolymers or copolymers having a ring such as polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, poly Oxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene Polyoxyethylenes such as lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl phenyl ester, cellulose such as methinoresenololose, hydroxyxeti / resenorelose, and hydroxypropinoresenololose Can be used.
  • the dispersing method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shearing type, a high-speed shearing type, a friction type, a high-pressure jet type, and an ultrasonic wave can be applied.
  • a high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 ⁇ m.
  • the number of revolutions is not particularly limited, but is usually 100 to 30,000 rpm, preferably 5,000 to 20,000 rpm.
  • the dispersion time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5 minutes for the patch method.
  • the temperature at the time of dispersion is usually 0 to 150 ° C (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.
  • the amines (B) are added to react with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
  • This reaction involves crosslinking and extension or extension of the molecular chains.
  • the reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours.
  • the reaction temperature is usually 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C.
  • a known catalyst can be used if necessary. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
  • the temperature of the entire system is gradually increased with laminar stirring, and strong stirring is applied in a certain temperature range, and then the solvent is removed to form spindle-shaped toner base particles.
  • an acid such as a calcium phosphate salt or a substance which can be dissolved in alkali
  • the calcium phosphate salt is dissolved with an acid such as hydrochloric acid, and then washed with water or the like.
  • Acid cal Remove shim salts It can also be removed by operations such as decomposition with enzymes
  • a charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
  • inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
  • the injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
  • a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained.
  • by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent it is possible to control the shape between a true spherical shape and a rattery pole shape, and to control the surface morphology from a smooth to a umeboshi shape. Can be.
  • the toner has a volume average particle diameter (DV) of 3.0 to 8.0 ⁇ m and a ratio (DvZD11) to the number average particle diameter (Dn) of 1.0 to 1.4. It is.
  • the toner has a volume average particle diameter of 3.0 to 6.0 ⁇ m and a Dv / Dn of 1.0 to 1.15 to provide heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, It has excellent hot offset resistance, and has excellent image gloss especially when used in full-color copiers.
  • the toner is fused to the surface of the carrier in a long-term stirring in the developing device, and the charging ability of the carrier is reduced.
  • filming of the toner on the developing roller and fusion of the toner to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur.
  • these phenomena are greatly related to the content of fine powder, and especially the particle size of the toner.
  • the particle size of 3 ⁇ m or less exceeds 10%, it will be a problem when attaching to a magnetic carrier or stabilizing charging at a high level.
  • the volume average particle diameter of the toner is larger than the range of the present invention, it becomes difficult to obtain a high-resolution image with high resolution, and the balance of the toner in the developer becomes poor. In this case, the variation in the particle size of the toner often increases.
  • Dv / Dn exceeds 1.40, the resolution decreases. If the volume average particle diameter is less than 3.0 ⁇ m, there is concern about the effect of toner floating on the human body.If the volume average particle diameter exceeds 8. ⁇ , the sharpness of the toner image on the photoreceptor decreases and the resolution decreases. Come.
  • the average particle size and the particle size distribution of the toner can be measured using a Coulter Counter II-I or a Coulter Multisizer-I II (both manufactured by Coulter Corporation).
  • the measurement was performed by using a Coulter Counter II-II type connected to an interface (manufactured by Nikka Giken) and a PC 980 1 personal computer (manufactured by NEC) for outputting the number distribution and volume distribution.
  • the average circularity of the toner is preferably in the range of 0.93 to 1.00.
  • the average circularity is less than 0.93 and the toner is in a shape apart from a sphere, satisfactory transferability or high-quality images without dust are difficult to obtain.
  • Such amorphous particles have many points of contact with the smooth medium on the photoreceptor and the like, and van der Waalska ⁇ ⁇ adheres more than spherical particles due to the van der Waalska image force because the charge concentrates on the tip of the protrusion. Power is high.
  • spherical toner particles are selectively moved in a toner in which irregular particles and spherical particles are mixed, and a character part or a line part image is missing.
  • the remaining toner must be removed for the next developing step, which causes a problem that a cleaning device is required and a toner field (a ratio of toner used for image formation) is low.
  • the circularity of toner is a value obtained by optically detecting particles and dividing by the circumference of an equivalent circle having the same projected area. Specifically, the measurement is performed using a flow-type particle image analyzer (FP IA-2000; manufactured by Sysmex Corporation). A predetermined container is charged with 100 to 150 mL of water from which impure solids have been removed in advance, 0.1 to 0.5 mL of a surfactant is added as a dispersant, and 0.1 to 9. Add about 5 g. Disperse the suspension in which the sample is dispersed using an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and measure the shape and distribution of the toner by setting the concentration of the dispersion to 3,000 to 100,000 ⁇ L.
  • the shape of the toner of the present invention is substantially spherical, and can be represented by the following shape rules.
  • FIGS. 3A to 3C are diagrams schematically showing the shape of the toner of the present invention.
  • the toner has a ratio of major axis to minor axis (r2 / X1) (see Fig. 3B) of 0.5 to 1.0, and a ratio of thickness to minor axis (r3_r2) (Fig. 3C) is preferably in the range of 0.7 to 1.0.
  • the ratio of the major axis to the minor axis (r 2 / r 1) is less than 0.5, dot reproducibility and transfer efficiency will be inferior due to separation from a true spherical shape, and high quality image quality will not be obtained.
  • the ratio (r 3 / r 2) of the thickness to the short axis is less than 0.7, the shape becomes close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained.
  • the ratio of the thickness to the short axis (r 3 / r 2) is 1.0, the rotating body has the long axis as the rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
  • r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of the field of view and observing.
  • the toner produced as described above can be used as a one-component magnetic toner without using a magnetic carrier or as a non-magnetic toner.
  • Magnetic carriers include iron, magnetite, filaments containing divalent metals such as Mn, Zn, and Cu.
  • the volume average particle size is preferably from 20 to 100 ⁇ m. If the average particle size is less than 20 m, carrier adhesion is likely to occur on the photoreceptor during development, and if it exceeds 100 m, the miscibility with the toner is low and the charge amount of the toner is insufficient, resulting in poor charging during continuous use. Tends to occur.
  • Cu ferrite containing Zn is preferable because of its high saturation magnetization, but can be appropriately selected according to the process of the image forming apparatus.
  • the resin for coating the magnetic carrier is not particularly limited, and examples thereof include a silicone resin, a styrene-acryl resin, a fluorine-containing resin, and a olefin resin.
  • the manufacturing method may be to dissolve the coating resin in a solvent, spray it into a fluidized bed and coat it on the core, After electrostatically attaching to the core particles, the core particles may be melted by heat and coated.
  • the thickness of the resin to be coated is preferably 0.05 to 10 ⁇ m , and more preferably 0.3 to 4 ⁇ .
  • An image forming apparatus includes: a photoreceptor; charging means for charging the photoreceptor; exposing means for exposing the photoreceptor to form an electrostatic latent image; Means for developing a toner image by developing the toner image with toner, transfer means for transferring the toner image carried on the photoreceptor to a recording material, and a fixing device for fixing the toner image on the recording material Wherein the toner is the toner of the present invention.
  • an image forming apparatus which uses a low-temperature fixable toner of the present invention to heat and fuse a toner image on a recording material by passing between two rollers, thereby fixing the toner image.
  • it is also preferred surface pressure applied between the rollers is an image forming apparatus which performs fixing at below 1. 5 ⁇ 1 0 5 P a.
  • FIG. 4 is a schematic view of an example of the fixing device in the image forming apparatus of the present invention.
  • (1) is a fixing roller
  • (2) is a pressure roller
  • (3) is a metal cylinder
  • (4) is an offset prevention layer
  • (5) is a heating lamp
  • (6) is a metal cylinder.
  • (7) denotes an offset prevention layer
  • (8) denotes a heating lamp
  • (T) 'Denotes a toner image
  • (S) denotes a support (transfer paper such as paper).
  • Rukoto to fixing surface pressure exerted between the two rollers (roller load / contact area) 1.
  • the following 5 X 1 0 5 P a is conventional Did not.
  • Conventional surface pressure has exceeded the 1. 5 X 1 0 5 P a, its Udenaito, could not be sufficiently fixed.
  • toner aspect of the present invention are those which can be fixed even at a low temperature, it is possible also to fix at a surface pressure is 1. 5 X 1 0 5 P a low surface pressure of less.
  • the low surface pressure does not crush the toner image on the recording material, so that a high-definition image can be output.
  • An image forming apparatus uses the toner according to the present invention, wherein a fixing device includes a heating element having a heating element, a film in contact with the heating element, and a pressing member that presses the heating element through the film. A pressure member, between the film and the pressure member.
  • a fixing device includes a heating element having a heating element, a film in contact with the heating element, and a pressing member that presses the heating element through the film.
  • a pressure member between the film and the pressure member.
  • An image forming apparatus characterized in that the image forming apparatus is a fixing device that heats and fixes by passing a recording material on which an unfixed image is formed.
  • the fixing device of the present invention is a so-called surf fixing device in which the fixing film 201 is rotated and fixed. More specifically, the fixing film 201 is an endless belt-like heat-resistant film, and includes a driving roller 202, which is a supporting rotating body of the film, a driven roller 203, and a lower portion between the two rollers.
  • the heating element 204 is held by a provided heater support, fixedly supported, and arranged so as to be suspended.
  • the driven roller 203 also functions as a tension roller for the fixing film 201, and the fixing film 201 is rotated in the clockwise direction by the clockwise rotation of the driving roller 202 in the figure. You.
  • the rotational drive speed is adjusted to a speed at which the speed of the recording material and the speed of the fixing film 201 are equal in the fixing nip region L where the pressure roller 205 and the fixing film 201 are in contact with each other.
  • the pressure roller 205 is a roller having a rubber elastic layer having good releasability such as silicone rubber, and rotates counterclockwise while the total pressure of the fixing nip region L is 4 to 1 It is pressed with a contact pressure of 0 kg.
  • the fixing film preferably has excellent heat resistance, releasability and durability, and a thin film having a total thickness of 100 ⁇ m or less, preferably 40 m or less is used.
  • a single-layer film or a composite layer film of a heat-resistant resin such as polyimide, polyetherimide, PES (polyether sulfide), and PFA (ethylene perfluoroalkylbutyl ether copolymer)
  • a release coating layer made by adding a conductive material to a fluororesin such as PTFE (tetrafluoroethylene resin) or PFA was applied to a thickness of 10 ⁇ m on at least the image contact surface side of a 20 ⁇ m thick film.
  • the heating element 204 of the present embodiment includes a flat substrate 206 and a fixing heater 207, and the flat substrate 206 has a high thermal conductivity and a high electrical resistivity such as alumina.
  • a fixing heater 207 composed of a resistance heating element is provided in the longitudinal direction on the surface in contact with the fixing film 201.
  • Cal fixing heater 2 0 7 is obtained by coating e.g. A g ZP d, the linear or strip-shaped electrical resistance material by scan screen printing such as T a 2 N.
  • electrodes (not shown) are formed at both ends of the fixing heater 207, and when a current is passed between the electrodes, the resistance heating element generates heat.
  • a fixing temperature sensor 208 composed of a thermistor is provided on the surface of the substrate opposite to the surface provided with the fixing heater.
  • the temperature information of the substrate detected by the fixing temperature sensor 208 is sent to control means (not shown), and the amount of power supplied to the fixing heater 207 is controlled by the control means. Controlled by temperature.
  • the process cartridge of the present invention uses the toner of the present invention, integrally supports a photoreceptor, and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit, and is detachably attached to an image forming apparatus main body. It is a process cartridge.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of an image forming apparatus having the process cartridge of the present invention.
  • (10) indicates the entire process cartridge
  • (11) indicates a photosensitive member
  • (12) indicates a charging unit
  • (13) indicates a developing unit
  • (14) indicates a cleaning unit.
  • a plurality of the above-mentioned components such as the photoreceptor (11), the charging means (12), the developing means (13), and the cleaning means (14) are used as a process cartridge.
  • the process cartridge is configured to be detachably mountable to a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
  • the photoconductor is driven to rotate at a predetermined peripheral speed.
  • the photoreceptor is uniformly charged on its peripheral surface with a predetermined positive or negative potential by a charging means, and then receives image exposure light from image exposure means such as slit exposure or laser beam scanning exposure.
  • An electrostatic latent image is sequentially formed on the peripheral surface of the body, and the formed electrostatic latent image is then developed with toner by a developing unit.
  • the developed toner image is transferred between a photoreceptor and a transfer unit from a paper feeding unit.
  • the recording medium (including the intermediate transfer member) fed in synchronization with the rotation of the photoconductor is sequentially transferred by the transfer means.
  • the recording material to which the image has been transferred is separated from the photoreceptor surface, introduced into the image fixing means, where the image is fixed, and printed out of the apparatus as a copy.
  • the surface of the photoreceptor after the image transfer is cleaned and cleaned to remove transfer residual toner, and is further subjected to charge elimination. Then, the surface is repeatedly used for image formation.
  • the image forming apparatus is an image forming apparatus characterized in that a photoconductor used for forming an image is an amorphous silicon photoconductor.
  • a conductive support is heated to 50 ° (: to 40 ° C.), and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, Use of an amorphous silicon photoreceptor having an a-Si photoconductive layer (hereinafter, referred to as "a-Si photoreceptor") by a film forming method such as a CVD method, a photo CVD method, and a plasma CVD method.
  • a film forming method such as a CVD method, a photo CVD method, and a plasma CVD method.
  • a plasma CVD method that is, a method in which a raw material gas is decomposed by direct current or high frequency or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support is used as a preferable method. I have.
  • the layer configuration of the amorphous silicon photoconductor is, for example, as follows.
  • 7A to 7D are schematic configuration diagrams for explaining a layer configuration.
  • the electrophotographic photoreceptor (500) shown in FIG. 7A is provided with a photoconductive layer (502) made of a_Si: H, X and having photoconductivity on a support (501). I have.
  • the electrophotographic photoreceptor (500) shown in FIG. 7B has a photoconductive layer (502) composed of a—Si: H, X and a photoconductive layer on a support (501). It consists of a silicon-based surface layer (503).
  • the electrophotographic photoreceptor (500) shown in D has a photoconductive layer (502) provided on a support (501).
  • the photoconductive layer (502) is composed of a charge generation layer (505) and a charge transport layer (506) composed of a—Si: H, and an amorphous silicon-based surface layer thereon. (503) is provided.
  • the support for the photoreceptor may be conductive or electrically insulating.
  • the conductive support include metals such as Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd, Fe, and the like. Alloys, for example, stainless steel and the like can be mentioned.
  • at least the photosensitive layer of an electrically insulating support such as a film or sheet of a synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, or polyamide, or glass or ceramic.
  • a support having a surface on the side on which a film is formed subjected to a conductive treatment can also be used.
  • the shape of the support can be cylindrical or plate-like or endless belt-like with a smooth or uneven surface, and the thickness is appropriately determined so that a desired photoreceptor for an image forming apparatus can be formed.
  • the support is usually at least 10 ⁇ m in terms of production, handling, and mechanical strength.
  • the amorphous silicon photoreceptor that can be used in the present invention has a charge injection blocking layer between the conductive support and the photoconductive layer, if necessary, that functions to prevent charge injection from the conductive support side. It is always effective to set up a new system (see Figure 7C). That is, the charge injection blocking layer has a function of preventing charge injection from the support side to the photoconductive layer side when the photosensitive layer is subjected to a charging treatment of a fixed polarity on its free surface. When subjected to a charging treatment, such a function is not exhibited, that is, it has a so-called polarity dependency.
  • the charge injection blocking layer contains a relatively large number of atoms for controlling conductivity as compared with the photoconductive layer.
  • the thickness of the charge injection blocking layer is preferably 0.1 to 5 ⁇ , more preferably 0.3 to 4 ⁇ , from the viewpoints of obtaining desired electrophotographic properties and economical effects. Is preferably 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the photoconductive layer is formed on the undercoat layer as needed, and the layer thickness of the photoconductive layer is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferable. Is preferably 1 to 100 ⁇ , more preferably 20 to 50 ⁇ m, and most preferably 23 to 45 ⁇ .
  • the charge transport layer mainly has a function of transporting charge when the photoconductive layer is functionally separated.
  • This charge transport layer is composed of a—SiC (H, F, O) containing at least silicon, carbon, and fluorine atoms, and, if necessary, hydrogen and oxygen atoms. It has the desired photoconductive properties, especially charge retention properties, charge generation properties and charge transport properties. In the present invention, it is particularly preferable to contain an oxygen atom.
  • the thickness of the charge transport layer is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects.
  • the charge transport layer is preferably 5 to 50 ⁇ , more preferably 10 to 10 ⁇ . It is desirable to set it to 4040 ⁇ , and optimally 20 to 30 ⁇ .
  • the charge generation layer is a layer mainly having a function of generating a charge when the photoconductive layer is separated in function.
  • This charge generation layer is composed of a-Si: H containing at least a silicon atom as a constituent element, containing substantially no carbon atom, and containing a hydrogen atom if necessary, and has a desired photoconductive property, in particular, a charge.
  • the layer thickness of the charge generation layer having the generation characteristics and charge transport characteristics is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferably 0.5 to 15 / im, It is more preferably 1 to 10 ⁇ , and most preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • the amorphous silicon photoreceptor that can be used in the present invention can be provided with a surface layer on the photoconductive layer formed on the support as described above, if necessary. It is preferable to form a surface layer.
  • This surface layer has a free surface and is provided mainly to achieve the object of the present invention in terms of moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electric pressure resistance, use environment characteristics, and durability.
  • the layer thickness of the surface layer in the present invention is usually 0.01 to 3 ⁇ , preferably 0.05 to 2 m, and most preferably 0.1 to 1 ⁇ m. is there. If the layer thickness is less than 0.01 zm, the surface layer is lost due to abrasion during use of the photoreceptor, and if it exceeds 3 ⁇ m, deterioration of electrophotographic characteristics such as increase in residual potential is observed. L
  • An image forming apparatus is an image forming apparatus that applies an alternating electric field when developing a latent image on a photoconductor.
  • a vibration bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to 21 1) as a developing bias by a power supply (22).
  • the background portion potential and the image portion potential are located between the maximum value and the minimum value of the oscillation bias potential.
  • the difference (peak-to-peak voltage) between the maximum value and the minimum value of the oscillation bias voltage is preferably 0.5 to 5 KV, and the frequency is preferably 1 to 10 KV.
  • a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used as the waveform of the oscillation bias voltage.
  • the DC voltage component of the oscillation bias is a value between the background portion potential and the image portion potential, but a value closer to the background portion potential than to the image portion potential is more likely to be applied to the background portion potential region. It is preferable to prevent fogging toner from adhering.
  • the waveform of the oscillating bias voltage is a rectangular wave
  • the duty ratio is preferably set to 50% or less.
  • the duty ratio is the ratio of the time during which the toner goes to the photoconductor in one cycle of the vibration bias.
  • the image forming apparatus is an image forming apparatus, wherein the charging device is a charging device that performs charging by bringing a charging member into contact with a latent image carrier and applying a voltage to the charging member. .
  • FIG. 1A shows a schematic configuration of an example of an image forming apparatus using a contact-type charging device.
  • the photosensitive member 301 as a member to be charged and an image carrier is driven to rotate at a predetermined speed (process speed) in the direction of the arrow.
  • the roller 302 rotates following the rotation of the photosensitive drum.
  • the charging roller is formed to have a diameter of 16 mm by coating a medium resistance rubber layer of about 1000 ⁇ * cm on a core metal having a diameter of 9 mm.
  • FIG. 9 is a diagram showing charging characteristics of contact charging.
  • the charging member used in the present invention may take any form, such as a magnetic brush or a fur brush, in addition to the roller, and can be selected according to the specifications and form of the electrophotographic apparatus. When using a magnetic brush, the magnetic brush
  • ⁇ ⁇ It is composed of a non-magnetic conductive sleeve for supporting various ferrite particles such as ⁇ -Cu ferrite as a charging member, and a magnet roll contained therein.
  • the fur brush is made of carbon, copper sulfide, metal, or a metal that has been conductively treated with a metal oxide.
  • a charger is made by winding or pasting it on the surface.
  • FIG. 10B shows a schematic configuration of an example of an image forming apparatus using a contact-type charging device.
  • the photosensitive member 306 as a member to be charged and an image carrier is driven to rotate at a predetermined speed (process speed) in the direction of the arrow.
  • a brush roller 307 constituted by a fur brush is brought into contact with the photosensitive member at a predetermined nip width with a predetermined pressing force against the elasticity of the brush portion 308.
  • the fur brush roller 307 as a contact charging member in this example is made of a metal core bar 309 having a diameter of 6 mm also serving as an electrode, and a conductive rayon fiber manufactured by Unitika Ltd. as a brush portion 308. It is a roll brush with an outer diameter of 14 mm and a length of 250 mm, which is wound spirally around a tape with REC_B piled.
  • the brushes in the brush section 308 have a density of 300 denierno 50 filaments, 1 55 per square millimeter. Insert this roll brush into a pipe with an inner diameter of 12 mm while rotating it in one direction.
  • the resistance value of the fur brush roller is Ru 1 X 1 0 5 ⁇ der at an applied voltage of 1 0 0 V.
  • This resistance was calculated from the current flowing when a voltage of 100 V was applied by bringing a fur brush roller into contact with a metal drum having a diameter of about 30 mm with a nip width of 3 mm.
  • the resistance value of the fur brush charger is such that even if a low-voltage defect such as a pinhole occurs on the photoreceptor to be charged, an excessive leakage current flows into this part, causing charging failure at the charging nip. It requires 1 0 4 Omega or more in order to prevent image defect or less is required 1 0 7 Omega in order to inject sufficient charge the photosensitive member surface in addition, as the material of the brush, Yunichika Co.
  • the brushes preferably have a denier of 3 to 10 deniers, a bundle of 10 to 100 filaments Z, and a density of 80 to 600 brushes / mm.
  • the hair foot is preferably 1 to 10 mm.
  • the fur brush roller is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (surface speed) in a direction (counter) opposite to the rotation direction of the photoconductor, and contacts the photoconductor surface with a speed difference.
  • a predetermined charging voltage is applied to the fur brush roller from a power supply 310, the rotating photoreceptor surface is uniformly contact-charged to a predetermined polarity and potential.
  • the contact charging of the photoconductor 300 with the fur brush roller 307 is performed by direct injection charging, and the surface of the rotating photoconductor has a potential substantially equal to the charging voltage applied to the fur brush roller. Be charged.
  • the charging member used in the present invention may take any form, such as a charging roller and a fur brush, in addition to the fur brush roller, and can be selected according to the specifications and forms of the electrophotographic apparatus. is there.
  • a charging roller it is common to coat a core metal with a medium resistance rubber layer having a thickness of about 1000 ⁇ ⁇ cm.
  • the magnetic brush uses various ferrite particles such as Zn-Cu ferrite as a charging member, a non-magnetic conductive sleep for supporting the ferrite particles, and a magnet roll included therein. It is constituted by.
  • FIG. 10B shows a schematic configuration of an example of an image forming apparatus using a contact-type charging device.
  • the photoreceptor as a member to be charged and an image carrier is driven to rotate at a predetermined speed (process speed) in the direction of an arrow.
  • a brush roller constituted by a magnetic brush is brought into contact with the photoreceptor with a predetermined pressing force and a predetermined nip width against the elasticity of the brush portion.
  • the magnetic brush as the contact charging member in this example includes Zn—Cu ferrite particles having an average particle size of 25 m and ⁇ —Cu ferrite particles having an average particle size of 10 ⁇ ratio 1:. 0 were mixed at 0 5, with a peak at the position of each of the average particle diameter, the Fuweraito particles having an average particle size of 2 5 mu m was coated with medium resistance resin layer, using magnetic particles.
  • the contact charging member is composed of the coated magnetic particles prepared above, a non-magnetic conductive sleeve for supporting the magnetic particles, and a magnet roll included therein. Coating with lmm, a charging nip with a width of about 5mm was formed with the photoreceptor.
  • the gap between the magnetic particle holding sleeve and the photoreceptor was about 500 ⁇ .
  • the magnet roll is rotated so that the sleep surface rubs in the opposite direction at twice the speed of the peripheral speed of the photoreceptor surface, and the photoreceptor and the magnetic brush come into uniform contact I did it.
  • the charging member used in the present invention may take any form such as a charging roller and a fur brush, and can be selected according to the specifications and forms of the electrophotographic apparatus.
  • a charging roller it is common to coat a core metal with a medium resistance rubber layer of about 1000 ⁇ ⁇ cm.
  • the fur brush is made of a material obtained by conducting a conductive treatment with carbon, copper sulfide, a metal, and a metal oxide.
  • a charger is formed by winding or pasting.
  • the magnetic carrier used for the two-component developer was as follows in common with the examples.
  • the above coating material is dispersed with a stirrer for 10 minutes to prepare a coating solution, and the coating solution and core material are rotated in a fluidized bed.
  • the coating solution was applied to a core material by feeding the coating solution to a coating apparatus for performing coating while forming a swirling flow provided with a bottom plate disk and stirring blades.
  • the resulting coating was fired in an electric furnace at 250 ° C. for 2 hours to obtain a carrier coated with a silicone resin at an average thickness of 0.5 m.
  • a developer is prepared by uniformly mixing and charging 7 parts by weight of each color toner shown in the following examples to a carrier of 100 parts by weight using a tumbler mixer of a type in which a container is rolled and stirred. did.
  • Aqueous Dispersion [Particulate Dispersion 1] was obtained.
  • the volume average particle diameter of [Fine Particle Dispersion 1] measured with a laser diffraction Z-scattering particle size distribution analyzer (LA-920: manufactured by HORIBA, Ltd.) was 10 nm.
  • a part of [fine particle dispersion 1] was dried to isolate a resin component.
  • the T g of the resin component was 58 ° C., and the weight average molecular weight was 130000.
  • Intermediate polyester 1 has a number average molecular weight of 2200 and a weight average molecular weight The polymer had a peak molecular weight of 9,700, a molecular weight of 3,000, a Tg of 54 ° C, an acid value of 0.5, and a hydroxyl value of 52.
  • [Raw material solution 1] Transfer 1 24 parts to a container and use a bead mill (Ultra Visco mill: manufactured by Imex Co., Ltd.) to feed the solution at a rate of 1 kg Z hr, a disk peripheral speed of 6 mZ seconds, and 0.5 mm zirconia. 80 volumes of beads. /. Filling and dispersing of wax and wax under the conditions of 3 passes. Next, add 13 24 parts of a 65% solution of [low-molecular polyester 1] in ethyl acetate, and use a bead mill under the above conditions for 2 passes. Thus, [Pigment / wax dispersion liquid 1] was obtained. [Pigment / wax dispersion 1] had a solid content of 50%.
  • [Filter cake 1] was dried at 45 ° C for 48 hours with a circulating drier, and sieved with a mesh of 75 m to obtain [Toner base particles 1]. Then, 100 parts of [Toner Base Particle 1] was mixed with 1 part of hydrophobic silica and 1 part of hydrophobic titanium oxide in a Henschel mixer to obtain [Toner 1]. Table 1 shows the physical properties of the obtained [Toner 1], and Table 2 shows the evaluation results.
  • Example 1 a toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that the step of preparing the oil phase was changed to the following conditions.
  • Table 1 shows the physical properties of the obtained [Toner 2], and Table 2 shows the evaluation results.
  • [Material Dissolution 2] Transfer 1 324 parts to a container and use a bead mill (UltraViscomil: manufactured by Imex Co., Ltd.) to supply a liquid at a rate of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 mZ seconds, and a 0.5 mm zirconium. 80% by volume of beads and 7 passes were used to disperse carbon black and wax. Next, 1324 parts of a 65% solution of [low molecular polyester 1] in ethyl acetate was added, and the mixture was subjected to 4 passes with a bead mill under the above conditions to obtain [face / wax dispersion 2]. [Pigment / wax dispersion 2] had a solid content of 50%.
  • Example 1 a toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that the step of preparing the oil phase was changed to the following conditions.
  • Table 1 shows the physical properties of [Toner 3] obtained, and Table 2 shows the evaluation results.
  • [Raw material solution 3] 1 3 2 4 parts were transferred to a container, and a bead mill (UltraViscomil: manufactured by Imex Co., Ltd.) was used to feed the solution at a speed of 1 kg ghr, a disk peripheral speed of 6 m / s, and 0.5 mm zircon your beads 80 volume 0 /. Under the conditions of filling and 7 passes, the pressure pump rack and wax were dispersed. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low-molecular polyester 1] was added, and the mixture was passed through a bead mill under the above conditions for 4 passes to obtain [Pigment / Wax Dispersion 3]. [Pigment / wax dispersion 3] had a solid content of 50%.
  • the above formulation was heated to 65 ° C and uniformly dissolved or dispersed to obtain a monomer composition.
  • a silane coupling agent KBE930: Shin-Etsu Silicone
  • colloidal silica Alignment # 200: Nippon Aerosil
  • the monomer composition described above was charged into the dispersion medium, and the mixture was stirred at 70 ° C in a nitrogen atmosphere using a TK homomixer. The mixture was stirred at 00 rpm for 60 minutes to granulate the monomer composition.
  • Example 1 100 parts of a polyester resin having a tertiary amine group as an adsorptive group (T g, 37 ° C.) was added as a pigment dispersing agent, and 100 parts were mixed with a Henschel mixer. A toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mixture was kneaded with two rolls. Table 1 shows the physical properties of the obtained toner, and Table 2 shows the evaluation results.
  • Example 1 Same as Example 1 except that 100 parts of styrene / polyethylene polymer (Tg: 72 ° C., number average molecular weight: 7100) was added as a wax dispersant during production of the oil phase of Example 1. To obtain a toner. Table 1 shows the physical properties of the obtained toner, and Table 2 shows the evaluation results.
  • Tg 72 ° C., number average molecular weight: 7100
  • Example 1 A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the method of preparing the oil phase in Example 1 was changed as follows. Table 1 shows the physical properties of the obtained toner, and Table 2 shows the evaluation results.
  • [Raw material solution 1] 1 3 2 4 parts were transferred to a container, and a bead mill (UltraViscomil: manufactured by IMEX Co., Ltd.) was used to feed the solution at a rate of 1 kg Zhr, a disk peripheral speed of 6 m / s, and 0.5 Carbon black and wax were dispersed under the conditions of 80% by volume mm zirconia beads and one pass. Then, [Low molecular polyester 1] Then, 324 parts of a 65% ethyl acetate solution of the above was added, and the mixture was passed once with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / Pettatus Dispersion 1]. [Pigment / Pettatus Dispersion 1] had a solid concentration of 50%.
  • the evaluation of the toner was performed in the following manner.
  • the dispersion state of the wax was evaluated by observing the cross section of the toner using a TEM (transmission electron microscope).
  • the outermost surface of the toner particles was based on a depth from the surface to 0.3 im.
  • “uniformly dispersed” in the table indicates a state in which at least two or more wax particles are present in one toner particle, and the toner is detected without large uneven distribution.
  • the imagio Neo 450 made by Ricoh was modified to use a belt fixing method to transfer solid paper and thick paper (Ricoh type 6200 and NB S Ricoh copy printing paper 1 35>) with a solid image, 1.0 ⁇
  • the fixing was evaluated with a toner adhesion amount of 0.1 mg / cm 2 .
  • a fixing test was performed by changing the temperature of the fixing belt, and the upper limit temperature at which hot offset did not occur on plain paper was defined as the fixing upper limit temperature.
  • the minimum fixing temperature was measured for thick paper.
  • the minimum fixing temperature was defined as the fixing roll temperature at which the residual rate of image density after rubbing the shaved fixed image with a pad was 70% or more. It is desirable that the maximum fixing temperature is 200 ° C or more and the minimum fixing temperature is 140 ° C or less.
  • the transfer residual toner on the photoreceptor that passed through the cleaning process was transferred to blank paper with Scotch tape (manufactured by Sumitomo 3LEM), and then transferred to a Macbeth reflection densitometer RD 514
  • the difference between the blank and the blank is less than 0 • 005: ⁇ , 0.005 to 0.010 for ⁇ , 0.011 to 0.02 for ⁇ , and more than 0.02 Those were evaluated as X.
  • the penetration was measured with a penetrometer. Also, for toner stored in a low-temperature, low-humidity (10 ° C, 15%) environment, the penetration is evaluated in the same manner. In a high-temperature, high-humidity, low-temperature, low-humidity environment, the value with the smaller penetration is adopted. evaluated. From good results, ⁇ : 20 mm or more, ⁇ : 15 mm or more and less than 20 mm, ⁇ : 10 mm or more to less than 15 mm, X: less than 10 mm.
  • An evaluation machine tuned by modifying Ricoh's IPSiO Color 8100 to an oilless fixing system was used. 10,000 sheets of a 5% image area ratio chart were continuously output, and the state in which the minute amount of offset material adhering to the fixing belt adhered to the paper was visually observed. When the degree of dirt was so severe that it could not withstand use, it was rated as X. When one or two dirt spots were detected per sheet, it was rated as ⁇ , and when no dirt was detected, it was rated as ⁇ .
  • Table 1 shows the physical properties of the toners obtained in the above Examples and Comparative Examples, and Table 2 below shows the evaluation results of the toners.
  • the toner of the present invention in which the peak amount measured by the DSC method and the FTIR-ATR method falls within the specified range has a low fixing lower limit temperature and is excellent in low-temperature fixability.
  • the toner has a high maximum fixing temperature, excellent hot offset resistance, good environmental storage stability, and good chargeability, developability, and transferability. Further, by controlling the degree of circularity, shape, and particle size, it is possible to obtain a toner having no capri, toner scattering and the like, and having good cleanability.
  • the toner of the present invention is excellent in hot offset resistance, has good charging resistance and developability without deteriorating chargeability and developing property, and can be suitably used as an electrostatic latent image developing toner.

Abstract

 トナー表面近傍のワックスの分散状態を制御し、耐ホットオフセット性を向上させて定着性を良好にすると共に、耐ブロッキング性を向上させて長期の保存性にも優れるトナーを提供することを課題とする。 少なくともバインダ樹脂、着色剤及びワックスを含み、前記ワックスの含有量が、DSC(示差走査熱量計)法により求められるワックスの吸熱量を重量換算した値で、全トナー重量の3~21wt%であり、トナー粒子の表面から0.3μmまでの深さ領域に存在する前記ワックスの量を規定する値として、FTIR−ATR(全反射吸収赤外分光)法により求められる、前記ワックス由来のピーク(2850cm−1)と前記バインダ樹脂由来のピーク(828cm−1)との強度比(P2850/P828)が0.01~0.40の範囲にあり、前記ワックスの少なくとも一部が、トナー粒子中に内包された複数の独立したワックス分散粒子として存在することを特徴とするトナー。

Description

トナー、 現像剤、 画像形成装置、 プロセスカートリッジ及ぴ画像形成方法 技術分野
本発明は、 複写機、 ファクシミリ、 プリンタ一等の静電複写プロセスの画像 形成に用いられるトナーに関する。 背景技術
電子写真方式の画像形成装置で明は、 像担持体である感光体の表面に放電によ つて電荷を与える帯電工程と、 帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成 する露光工程と、 感光体表面に形成された書静電潜像の極性と逆の極性を有する トナーを供給して現像する現像工程とを経て感光体上にトナー像が形成される 。 感光体上に形成されたトナー像は、 その後、 一旦中間転写体に転写され、 中 間転写体から紙等の記録部材に転写されるか、 あるいは感光体から記録部材に 直接転写される転写工程を経て、 転写された記録部材上のトナー像に熱と圧を かけて定着させる定着工程によって記録部材上に固定される。
上記定着工程では、 内部にヒータを有するローラ状あるいはベルト状の一対 の定着部材により、 記録部材を挟み込んで、 トナーを加熱溶融すると共に圧力 をかけて記録部材上に定着させる。 このとき、 加熱温度が高すぎると、 トナー が過剰に溶融し、 定着部材に融着する問題 (ホットオフセット) が発生する。 また、 加熱温度が低すぎると トナーが十分に溶融せず定着が不十分になる問題 が発生する。 省エネルギー化、 画像形成装置の小型化の観点から、 よりホット オフセット発生温度が高く (耐ホットオフセット性) 、 かつ定着温度が低い ( 低温定着性) トナーが求められている。 また、 トナーが保管中及ぴ装置内の雰 囲気温度下でプロッキングしないこと (耐ブ口ッキング性) が必要である。
とりわけフルカラー複写機、 フルカラープリンターにおいては、 その画像の 光沢性及び混色性が必要なことから、 トナーはより低溶融粘度であることが必 要であり、 シャープメルト性のポリエステル系のトナーパインダが用いられて いる。 このようなトナーでは、 ホットオフセットの発生が起こりやすいことか ら、 従来からフルカラー用の機器では、 定着部材にシリコーンオイルなどを塗 布することが行われている。 しかしながら、 定着部材にシリコーンオイルを塗 布するためには、 オイルタンク、 オイル塗布装置が必要であり、 装置が複雑、 大型となる。 また、 定着部材の劣化をも引き起こし、 一定期間毎のメンテナン スが必要とされる。 さらに、 コピー用紙、 O H P (オーバーヘッドプロジェク ター) 用フィルム等にオイルが付着することが不可避であり、 とりわけ O H P においては付着オイルによる色調の悪化の問題がある。
そこで、 定着部材にオイル塗布することなく トナーの融着を防ぐために、 ト ナ一にワックスを添加する方法が一般的に用いられている。 しかしながら、 そ の離型効果はワックスのバインダ中での分散状態によって大きく左右される。 特許文献 1には、 極性基を有する物質と離型剤を含有する重合性単量体系を 水中で懸濁重合してトナーを製造することにより、 粉碎法トナーでは使用でき ない低融点のワックスを含有させることができるとの記載がされている。 ヮッ タスのような非極性成分は、 極性成分とは逆にトナー粒子の表面付近には存在 せず、 表面の極性成分に覆われた擬似カプセル状の構造をとるとしている。 し かしながら、 トナー粒子内部におけるヮックスの分布については分析されてお らず、 不明である。
特許文献 2には、 ワックスの含有量を 0 . 1〜4 0重量%とし、 トナー表面 に露出するワックスの存在割合が表面に露出する構成化合物の 1〜 1 0重量% であるトナーが記載されている。 トナー表面に露出するワックスの割合を E S C Aによって測定し、 規定しているものである。 しかしながら、 E S C Aによ る分析は、 トナーの最表面から 0 . 1 μ m程度の深さに限られるため、 更に内 側に存在し、 定着工程で離型性を発揮するに相応しいヮックスの分散状態を知 るには及ばない。
特許文献 3には、 ワックスがトナー粒子に内包されかつ粒子表面に局在化す るトナーが記載されている。 しかしながら、 トナー表面近傍のワックスの詳細 な分散状態は不明である。 (特許文献 1 )
特許第 26630 1 6号公報
(特許文献 2 )
特許第 3225889号公報
(特許文献 3 )
特開 2002— 6541号公報 発明の開示
本発明は、 上記従来における問題点を解決し、 以下の目的を達成することを 課題とする。 即ち、 トナー表面近傍のワックスの分散状態を制御し、 耐ホット オフセット性を向上させて定着性を良好にすると共に、 耐ブロッキング性を向 上させて長期の保存性にも優れるトナーを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段は、 以下の通りである。 即ち、
< 1 > 少なくともパインダ樹脂、 着色剤及びワックスを含み、
前記ワックスの含有量が、 D S C (示差走查熱量計) 法により求められるヮ ッタスの吸熱量を重量換算した値で、 全トナー重量の 3〜 2 1 w t %であり、 トナー粒子の表面から 0. 3 μ mまでの深さ領域に存在する前記ワックスの 量を規定する値として、 FT I R— ATR (全反射吸収赤外分光) 法により求 められる、 前記ワックス由来のピーク (2850 cm—つ と前記バインダ樹脂 由来のピーク (828 cm—つ との強度比 (P 2850ZP 828 ) が 0. 0 1〜 0 · 40の範囲にあり、
前記ワックスの少なくとも一部が、 トナー粒子中に内包された複数の独立し たワックス分散粒子として存在することを特徴とするトナーである。
< 2 > 前記ワックスの含有量が、 全トナー重量の 3〜 20 w t %である前記 < 1 >に記載のトナーである。
< 3 > ワックス分散粒子が、 トナー粒子中に均一に分散する前記 < 1 >及ぴ
< 2〉のいずれかに記載のトナーである。 < 4 > ワックスのトナー粒子最表面への露出面積が、 トナー粒子最表面の表 面積の 5 %以下であることを特徴とする前記 < 1 >から < 3〉のいずれかに記 載のトナーである。
< 5 > 加熱及ぴ加圧されたときにワックスがトナー粒子表面にしみ出る経路 を有する前記く 1 >から < 4 >のいずれかに記載のトナーである。
< 6 > ワックスが、 脱遊離脂肪酸カルナゥパワックス、 ライスワックス、 モ ンタン系ワックス、 及ぴエステルワックスのいずれか、 もしくはこれらのいず れかの組み合わせである前記く 1 >からく 5 >のいずれかに記載のトナーであ る。
< 7 > バインダ樹脂が、 変性ポリエステルを含む前記く 1〉から < 6 >のい ずれかに記載のトナーである。
< 8 > バインダ樹脂が、 変性ポリエステルと共に、 未変性ポリエステ ルを含有し、 変性ポリエステルと未変性ポリエステルの重量比が 5Z 95〜 8 0/20である前記 < 7 >に記載のトナーである。
< 9 > バインダ樹脂のピーク分子量が 1 000〜 1 0000である前記く 7 >及ぴ< 8 >のいずれかに記載のトナーである。
< 10 > バインダ樹脂のガラス転移点 (T g) が 35〜 70°Cである前記 < 7 >からく 9 >のいずれかに記載のトナーである。
< 1 1 > 少なくとも、 窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリ マー、 ポリエステル、 着色剤及び離型剤を有機溶媒中に分散させてなるトナー 材料液を、 水系媒体中で架橋及ぴ Z又は伸長反応させて得られる前記 < 7 >か ら 10 >のいずれかに記載のトナーである。
< 1 2 > 樹脂微粒子の存在下で水系媒体に分散させる前記 < 1 1 >に記載の トナーである。
< 1 3 > トナーの体積平均粒径 (D V ) が 3. 0〜8. 0 μ mであり、 さら に個数平均粒径 (Dn) との比 Dv/Dnが 1. 00〜 1. 40である前記 < 1 >からく 1 2 >のいずれかに記載のトナーである。 < 1 4 > トナーの平均円形度が 0 . 9 3〜1 . 0 0である前記 < 1 >から < 1 3 >のいずれかに記載のト^ "一である。
< 1 5 > 略球形である前記 < 1〉から < 1 4〉のいずれかに記載のトナーで ある。
< 1 6 > トナー形状を長軸 r 1、 短軸 r 2、 及ぴ、 厚さ r 3で規定したとき (但し、 r l ≥ r 2≥ r 3とする。 ) 、 長軸 r 1と短軸 r 2との比 (r 2 Z r 1 ) が 0 . 5〜 1 . 0の範囲にあり、 厚さ r 3と短軸 r 2との比 (r 3 / τ 2
) が 0 . 7〜1 . 0の範囲にある前記 < 1 >から < 1 5 >のいずれかに記載の トナーである。
< 1 7 > 外添加剤として、 疎水性シリカ及び/又は琼水性酸化チタンを用い る前記ぐ 1 >からぐ 1 6 >のいずれかに記載のトナーである。
< 1 8 > トナーのガラス転移点 (T g ) 力 3 5から 6 0 °Cである前記く 1
>から< 1 7 >のいずれかに記載のトナーである。
< 1 9 > 前記 < 1〉から < 1 8〉のいずれかに記載のトナーと、
キャリアとを含有することを特徴とする二成分静電潜像現像用現像剤である。
< 2 0 > 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段と、
該感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーが装填され、 該静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する 現像手段と、
感光体上に担持されたトナー像を被記録材に転写する転写手段と
被記録材上のトナー像を定着する定着装置とを有し、
前記トナーが、 前記く 1 >から < 1 8 >のいずれかに記載のトナーであること を特徴とする画像形成装置である。
< 2 1 > 前記定着装置が、 発熱体を具備する加熱体と、 前記加熱体と接触 するフィルムと、 前記フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有 し、 前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた被記録材を通 過させて加熱定着する定着装置である前記ぐ 2 0 >に記載の画像形成装置であ る。
< 2 2 > 感光体が、 アモルファスシリコン感光体である前記 < 2 0 >及び
< 2 1 >のいずれかに記載の画像形成装置である。
< 2 3 > 感光体上の潜像を現像するときに交互電界を印加するための電界 印刷手段が付された現像手段を有する前記 < 2 0〉から < 2 2 >のいずれかに 記載の画像形成装置である。
< 2 4 > 帯電手段が、 感光体に帯電部材を接触させ、 当該帯電部材に電圧 を印加することによって帯電を行なう前記 < 2 0 >から < 2 3 >のいずれかに 記載の画像形成装置である。
< 2 5 > 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段、 トナーが装填され、 該静電潜像をトナーを用 いて現像してトナー像を形成する現像手段、 転写後に感光体表面に残留したト ナーをプレードを用いてクリ一二ングするクリ一二ング手段より選ばれる少な くとも一つの手段とを
一体的に有してなり、 画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリツ ジであって、 前記トナーが、 前記 < 1 >から < 1 8 >のいずれかに記載のトナ 一であるであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
< 2 6 > 感光体を帯電させる帯電工程と、
該感光体を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
該静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、 感光体上に担持されたトナー像を被記録材に転写する転写工程と、
被記録材上のトナー像を定着する定着装置とを有し、
前記トナーが、 前記く 1 >からく 1 8 >のいずれかに記載のトナーであること を特徴とする画像形成方法である。
本発明によると、 従来における問題を解決することができ、 トナー表面近 傍のワックスの分散状態を制御し、 耐ホットオフセット性を向上させて定着性 を良好にすると共に、 耐プロッキング性を向上させて長期の保存性にも優れる トナーを提供することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のトナーの断面 TEM写真である。
図 2は、 本発明のトナーの断面を模式的に示す図である。
図 3 Aから図 3 Cは、 本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。
図 4は、 本発明の画像形成装置における定着装置の一例の概略を示した図で める。
図 5は、 本発明の定着装置の一例を示す図である。
図 6は、 本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置の一例の概略 構成を示した図である。
図 7 Aから図 7 Dは、 本発明の感光体の層構成を説明するための模式的構成 図である。
図 8は、 本発明の現像器の一例を示した図である。
図 9は、 接触帯電の帯電特性を示す図である。
図 1 OAはローラ接触帯電装置の一例を、 図 1 0 Bはブラシ接触帯電装置の 一例を示す。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明の実施の形態を説明する。
本発明のトナーは、 少なくともパインダ樹脂、 着色剤、 ワックスとを含んで 構成される トナーであって、 前記ワックスの含有量が、 D S C (示差走查熱量 計) 法により求められるワックスの吸熱量を重量換算した値で、 全トナー重量 の 3〜 2 1 w t %であり、 前記トナーの表面から 0. 3 ,a mまでの深さ領域 に存在する前記ワックスの量を規定する値として、 FT I R— ATR (全反射 吸収赤外分光) 法により求められる、 前記ワックス由来のピーク (28 50 c m— と前記バインダ樹脂由来のピーク (8 28 c m—1) との強度比 (P285 。ZP 828 ) が 0 , 0 1〜 0. 40の範囲にあり、 前記ワックスの少なくとも一 部が、 トナー粒子中に内包された複数の独立したワックス分散粒子として存在 する。 定着工程での耐ホットオフセ、 ト性向上のためには、 ワックスはトナー粒子 表面近傍にあることが好ましい。 しかしながら、 ワックスがトナー粒子最表面 に存在すると、 トナーの均一な帯電を阻害する。 また、 ワックスが凝集性を示 して、 トナー粒子の流動性を妨げる。 帯電性、 流動性向上のために無機微粒子 等の外添剤が添加されていても、 表面に存在するワックスによってこれら外添 剤が埋没してしまい、 帯電性、 流動性は得られない。 さらに、 長期の使用にお いて、 ワックスが磁性キャリアに表面に移行し、 帯電性の低下や、 現像剤寿命 の低下を引き起こしたり、 感光体上に移行してフィルミングを発生させたりす る。 加えて、 トナー保管時に、 雰囲気温度によってトナー粒子表面にあるヮッ タスが融けると、 トナーブロッキングを起こすため、 保存安定性が低下する。 その一方で、 ワックスがトナー粒子内部に凝集して存在すると、, 十分な離型性 が得られず、 耐ホットオフセット性を低下させる。 そこで、 本発明のトナーは 、 前記ワックスの少なくとも一部が、 トナー中に内包された複数の独立したヮ ックス分散粒子として、 いわゆる分散状態で存在するものとし、 ワックスの含 有量と、 前記トナーの表面から 0 . 3 mまでの深さ領域に存在する前記ヮッ タスの相対量を決定することにより、 前記帯電性や流動性と、 離型性との双方 を満足させることができた。
本発明のトナーにおいて、 ワックスの分散状態は、 トナー粒子中のワックス の総量と トナー粒子表面近傍のワックス量とで、 以下に示す測定により規定す ることができる。 トナー粒子中のワックス総量は、 D S C (示差走査熱量計 ) 法で得られる。 以下の測定装置及ぴ条件により、 トナー試料とワックス単体 試料とをそれぞれ測定し、 それぞれ得られるヮッタスの吸熱量の比から求める
•測定装置: D S C装置 (DSC60;島津製作所製)
' 料量:約 5 m g
•昇温温度: 1 0 °CZm i n
•測定範囲:室温〜 1 5 0 °C
•測定環境:窒素ガス雰囲気中 ヮックス総量は以下の式 1で算出した。
ワックス総量 (w t %) = (トナー試料のワックスの吸熱量 (J/g) ) X I
00) Z (ワックス単体の吸熱量 (JZg) ) · · ·式 1
このように、 上記分析により、 トナー製造工程中にワックスが流出して、 仕 込んだ全てワックスがトナーに含有されない場合においても、 トナー粒子中の ワックス総量を有効に規定することができる。
トナー粒子表面近傍のワックス量は、 FT I R— ATR (全反射吸収赤外分 光) 法で得られる。 測定原理から分析深さは 0. 3 μπι程度であり、 この分析 により、 トナー粒子の表面から 0. 3 μ mの深さ領域における相対的なヮック ス量を求めることができる。 測定方法は以下の通りである。
先ず、 試料として、 トナー 3 gを自動ペレッ ト成型器 (Type M No.50 BRP- E ; MAEKAWA TESTING MACHINE CO.製) で 6 tの荷重で 1分間プレスして 40mm φ (厚さ約 2 mm) ペレットを作製した。 そのトナーペレツト表面を F T I R 一 AT R法により測定した。 用いた顕微 FT I R装置は、 PERKIN ELMER社製 Spectrum Oneに MultiScope FTIR ュ-ットを設置したもので、 直径 1 00 μ m のゲルマニウム (G e) 結晶のマイクロ ATRで測定した。 赤外線の入射角 4 1. 5° 、 分解能 4 cm—1, 積算 20回で測定した。
得られたワックス由来のピーク (2850 cm—1) とバインダ樹脂由来のピ ーク (828 cm—1) との強度比 (P 2850/P 828 ) 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。
様々なトナーの分析結果から、 上記の D S C法により求められるワックス総 量の値と、 F T I R— AT R法により求められる強度比 (P 2S 50 P 828 ) の 値とは、 トナーの製造工程の違い等による分散状態の違いによって異なる相関 関係が見られた。 本発明の好ましい態様である、 少なくとも、 窒素原子を含む 官能基を有するポリエステルプレボリマー、 ポリエステル、 着色剤及ぴ離型剤 を有機溶媒中に分散させてなるトナー材料液を、 樹脂微粒子存在下で水系媒体 中に分散し架橋及び Z又は伸長反応させて製造するトナーは、 ワックスがトナ 一粒子最表面に存在せず、 粒子中に均一に分散しているトナーであり、 このト ナ一のヮッタス総量を変化させて、 上記相関関係を調べたところ次の通りであ る。 ワックス総量が少ない領域においては、 強度比 (P 2850ZP 828 ) の値で 示されるトナー粒子表面近傍のワックス量は 0で一定しており、 ワックス総量 がある値を超えてから、 強度比 (P 285。/P 828 ) の値の増加が見られる。 こ れは、 トナー粒子中のワックスは、 表面近傍に選択的に分散するものでなく、 トナー粒子最表面よりも内側に入った領域において均一に分散していることを 裏付けている。 また、 FT I R— ATR法により分析されるトナー粒子表面か ら 0 · 3 μ mの深さ領域に存在するヮッタスが、 トナー表面にしみ出しやすい 位置にあることから、 トナー離型性を効果的に発揮するものである。
D S C法により求められるヮックス総量は 3〜 2 1 w t %であり、 3〜 20 w t %であることが好ましい。 ヮックス総量が 3 w t %未満では、 トナー粒子 中に含有されるヮッタスの量が少なすぎ、 定着時に十分な離型性を得ることが できず、 耐ホットオフセット性を低下させる。 また、 ワックス総量が 2 1 w t %を超えると耐ブロッキング性が低下したり、 カラー画像においては定着後の 光沢性が失われたりするので好ましくない。
また、 FT I R— ATR法によって求められるトナー粒子表面近傍の相対的 なワックス量は、 強度比 (P 2850/P 828 ) の値で 0. 0 1〜0. 40の範囲 にあることが好ましい。 上記強度比が 0. 0 1未満では、 トナー粒子表面近傍 のヮックス量が少なく、 従って定着の際に十分な離型性得ることができない。 また、 強度比が 0. 40を超えると、 トナー粒子表面近傍のワックス量が多く なり、 トナー粒子最表面に露出しやすくなるので好ましくない。 定着時の耐ホ ッ トオフセット性と、 帯電性、 現像性、 耐ブロッキング性等との両立を良好に するために、 より好ましくは、 上記強度比が 0. 0 3〜0. 3 0の範囲である ことがよい。
前記ワックスの少なくとも一部が、 トナー粒子中に内包された複数の独立し たヮックス分散粒子として存在するかどうか、 或いは、 トナー粒子中のヮック スの分散状態は、 TEM (透過型電子顕微鏡) により観察した。 具体的には、 トナーをエポキシ樹脂に包埋して約 1 Ο Ο μ ΠΙに超薄切片化し、 四酸化ルテニ ゥムにより染色した後、 Τ Ε Μにより倍率 1 0 0 0 0倍でトナーの断面観察し た。 図 1は、 本発明のトナーの断面 Τ Ε Μ写真である。 ワックスが、 トナー粒 子表面近傍に分散すると共に、 内部においても均一に分散している様子が分か る。 このような分散状態によって、 トナー粒子中に含有されるワックス量は少 量であっても、 効果的に耐ホットオフセット性を向上させ、 かつトナーの帯電 性、 現像性、 耐ブロッキング性を低下させることがない。
ワックス分散粒子は、 トナー粒子中に均一に分散することが好ましい。 ここ で、 均一に分散するとは、 複数のワックス分散粒子が、 トナー粒子中で大きな 偏在なく分散することをいう。 例えば、 トナー中心を含む任意のトナー断面に おいて、 トナー外周上の任意の点と前記トナー中心とを結ぶ半径における、 該 トナー中心からトナー外周側に向かって前記半径の 2 Ζ 3の長さに位置する周 の内側の領域におけるワックス分散粒子が、 該トナー断面上の全ヮックス分散 粒子に対し 3 0個数%より大きく、 6 0個数%以下の状態も好ましい。
ワックスのトナー粒子最表面への露出面積は、 トナー粒子最表面の表面積の 5 %以下であることが好ましい。
本発明のトナーは、 上記のようにトナー粒子中にワックスが分散してなるが 、 更に、 定着部材によってトナーが加熱及ぴ加圧された際に、 ワックスがトナ 一表面にしみ出る経路を有する。 すなわち、 トナー粒子中に分散したワックス は、 トナーが定着時に加熱及ぴ加圧により変形することで、 トナー表面にしみ 出す。 このようなトナーの形態により、 トナーの帯電性、 流動性、 耐ブロッキ ング性等は悪化させることなく、 かつ、 耐ホットオフセット性を向上させるこ とができる。
図 2は、 本発明のトナーの断面を模式的に示す図である。 例えば、 図 1に示 すように、 トナー母体粒子 1 0 1表面上を樹脂微粒子 1 0 2で覆い固着させる 。 樹脂微粒子 1 0 2で表面を被覆固着させる方法としては、 微小粒径の樹脂微 粒子をトナー表面に被覆させ、 加熱融着する方法や、 液中で被覆させる方法な どがあるが、 特に限定されるものではない。 表面に固着した樹脂微粒子 1 0 2 は、 粒子と粒子の間に生じる隙間によって確実なスぺーサの機能を果たす。 ト ナ一が定着工程で熱と圧力をかけられ変形すると、 このスぺーサ機能によって トナー内部に含まれるワックス 1 0 3のしみ出す経路が確保され、 ワックス 1 0 3はトナー表面にしみ出すことができる。 すなわち、 ワックス 1 0 3は定着 時にのみトナー表面にしみ出し、 その他の工程、 例えば現像工程でトナー表面 からワックス 1 0 3がしみ出すことによるトナーの帯電性低化などの不具合が 解消される。
ヮックスは定着時に速やかにトナー表面にしみ出ることによって目的を達成 する。 酸価の高いワックスは離型剤としての機能が低下するので、 離型剤とし ての機能を確保するには、 酸価値 5 K O H m g Z g以下の酸価を有した脱遊離 脂肪酸カルナゥバワックス、 ライスワックス、 モンタン系エステルワックス、 エステルヮックスを用いることが特に好ましい。 これらは、 いずれかを単独又 は混合して用いることができる。
トナーの定着性、 特にホットオフセット性、 紙巻きつき性を制御する際に前 述のワックスの量、 種類、 存在位置は重要である。 一方、 トナーの熱特性も重 要で、 熱特性の中でもガラス転移温度 (T g ) を制御することで、 特に微量ホ ットオフセッ トに起因する定着媒体 (定着ローラ、 定着ベルト) 汚れ (紙汚れ となる) を防止する点においてさらに好ましい。
トナーの T gは、 前述の D S C装置により得ることが可能で、 試料を室温か ら 1 5 0 °Cまで昇温したのち、再度室温から測定するいわゆる 2ndピークのガラ ス転移温度を用いた。 トナーの T gは、 3 5〜6 0 °C、 好ましくは、 4 5〜5 5 °Cが、 耐熱保存性の点からより好ましい。 T gが、 3 5 °C未満では、 トナー の耐熱保存性が悪化し、 6 0 °Cを超えると低温定着性が不十分となる。 これら トナーの T gは、 用いる樹脂の T gとは異なる値となり得るのもで、 トナーを 架橋反応等で製造する場合、 特にトナーとしての T gを制御する必要性がでて くる。 また架橋反応等を用いない場合でも、 トナー中に含有する各種材料 (着 色剤、 帯電制御剤、 活性剤、 反応助剤、 着色剤分散剤、 粉砕助剤、 ワックス分 散剤、 添加剤他) が少量含有するだけで、 可塑効果他で、 トナーとしての T g が含有量比以上に低下する場合もあり、 その制御が必要である。
この他のトナーの構成材料について説明する。
(変性ポリエステル)
本発明のトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル (i) を含む。 変性ポ リエステル(i) としては、 ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が 存在したり、 またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、 ィ オン結合などで結合した状態をさす。 具体的には、 ポリエステル末端に、 カル ボン酸基、 水酸基と反応するイソシァネート基などの官能基を導入し、 さらに 活性水素含有化合物と反応させ、 ポリエステル末端を変性したものを指す。 変性ポリエステル (i) としては、 イソシァネート基を有するポリエステルプ レポリマー (A) とァミン類 ( B ) との反応により得られるゥレア変性ポリェ ステルなどが挙げられる。 ィソシァネート基を有するポリエステルプレボリマ 一 (A) としては、 多価アルコール (P O ) と多価カルボン酸 (P C ) の重縮 合物で、 かつ活性水素基を有するポリエステルを、 さらに多価イソシァネート 化合物 (P I C ) と反応させたものなどが挙げられる。 上記ポリエステルの有 する活性水素基としては、 水酸基 (アルコール性水酸基及ぴフ ノール性水酸 基) 、 アミノ基、 カルボキシル基、 メルカプト基などが挙げられ、 これらのう ち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ゥレア変性ポリエステルは、 以下のようにして生成される。
多価アルコール化合物 ( P O ) と しては、 2価アルコール ( D I O ) 及ぴ 3 価以上の多価アルコール (T O ) が挙げられ、 (D I O ) 単独、 または (D I O ) と少量の ( T O ) との混合物が好ましい。 2価アルコール (D I O ) とし ては、 アル'キレングリ コーノレ (エチレングリ コー/レ、 1, 2—プロピレングリ コー レ、 1 , 3—プロピレングリ コー/レ、 1 , 4ーブタンジォ一ノレ、 1 , 6― へキサンジオールなど) ; ァノレキレンエーテノレダリコーノレ (ジエチレングリ コ ール、 トリエチレングリ コール、 ジプロピレングリ コール、 ポリエチレングリ コール、 ポリプロピレングリコーノレ、 ポリテトラメチレンエーテノレグリ コーノレ など) ;脂環式ジオール (1, 4ーシクロへキサンジメタノール、 水素添加ビ スフエノール Aなど) ; ビスフエノール類 (ビスフエノール A、 ビスフエノー ル 、 ビスフエノール Sなど) ;上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイ ド
(エチレンオキサイ ド、 プロピレンオキサイ ド、 ブチレンオキサイ ドなど) 付 加物 ;上記ビスフエノール類のアルキレンォキサイ ド (エチレンォキサイ ド、 プロピレンォキサイ ド、 ブチレンォキサイ ドなど) 付加物などが挙げられる。 これらのうち好ましいものは、 炭素数 2〜 1 2のアルキレンダリコール及ぴビ スフヱノール類のアルキレンォキサイ ド付加物であり、 特に好ましいものはビ スフヱノール類のアルキレンォキサイ ド付加物、 及びこれと炭素数 2〜1 2の アルキレングリコールとの併用である。 3価以上の多価アルコール (T O ) と しては、 3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール (グリセリン、 トリ メチローノレエタン、 トリメチローノレプロパン、 ペンタエリスリ トーノレ、 ソルビ トールなど) ; 3価以上のフエノール類 (トリスフエノール P A、 フエノール ノボラック、 クレゾ一ルノボラックなど) ;上記 3価以上のポリフエノール類 のアルキレンォキサイ ド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸 (P C ) としては、 2価カルボン酸 (D I C ) 及ぴ 3価以上 の多価カルボン酸 (T C ) が挙げられ、 (D I C ) 単独、 及び (D I C ) と少 量の (T C ) との混合物が好ましい。 2価カルボン酸 (D I C ) としては、 ァ ルキレンジカルボン酸 (コハク酸、 アジピン酸、 セバシン酸など) ; ァルケ二 レンジカルボン酸 (マレイン酸、 フマール酸など) ;芳香族ジカルボン酸 (フ タル酸、 ィソフタル酸、 テレフタル酸、 ナフタレンジカルボン酸など) などが 挙げられる。 これらのうち好ましいものは、 炭素数 4〜 2 0のァルケ二レンジ カルボン酸及ぴ炭素数 8〜 2 0の芳香族ジカルボン酸である。 3価以上の多価 カルボン酸 (T C ) としては、 炭素数 9〜 2 0の芳香族多価カルボン酸 (トリ メリ ッ ト酸、 ピロメ リッ ト酸など) などが挙げられる。 なお、 多価カルボン酸
( P C ) としては、 上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル (メチ ルエステル、 ェチルエステル、 イソプロピルエステルなど) を用いて多価アル コール (P O ) と反応させてもよレヽ。 多価アルコール (P〇) と多価カルボン酸 (P C) の比率は、 水酸基 [OH ] と力ルポキシル基 [COOH] の当量比 [OH] / [COOH] として、 通 常 2/l〜 lZl、 好ましくは 1. 5ノ:!〜 1/ 1、 さらに好ましくは 1. 3 Z 1〜; 1. 0 2/ 1である。
多価イソシァネート化合物 (P I C) としては、 脂肪族多価イソシァネート (テトラメチレンジィソシァネート、 へキサメチレンジイソシァネート、 2, 6—ジイソシアナトメチルカプロエートなど) ;脂環式ポリイソシァネート ( ィソホロンジィソシァネート、 シク口へキシルメタンジィソシァネー トなど) ;芳香族ジイソシァネート (トリレンジイソシァネート、 ジフエエルメタンジ イソシァネートなど) ;芳香脂肪族ジイソシァネート ( , a, a ' , a ' ― テトラメチルキシリ レンジィソシァネートなど) ;イソシァネート類;前記ポ リイソシァネートをフエノール誘導体、 ォキシム、 力プロラクタムなどでブロ ックしたもの ;及ぴこれら 2種以上の併用が挙げられる。
多価ィソシァネート化合物 (P I C) の比率は、 イソシァネート基 [NCO ] と、 水酸基を有す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 4Z1〜: 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、 ゥレア変性ポ リエステルを用いる場合、 そのエステル中のウレァ含量が低くなり、 耐ホッ ト オフセッ ト性が悪化する。
イソシァネート基を有するポリエステルプレポリマー (A) 中の多価ィソシ ァネート化合物 (P I C) 構成成分の含有量は、 通常 0. 5〜4 0 w t %、 好 ましくは:!〜 3 0 w t %、 さらに好ましくは 2〜 2 0 w t %である。 0. 5 w t %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、 4 0 w t %を超えると低温定着性が悪 化する。
イソシァネート基を有するポリエステルプレポリマー (A) 中の 1分子当た りに含有されるイソシァネート基は、 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、 ゥレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、 耐ホットオフセッ ト 性が悪化する。
次に、 ポリエステルプレボリマー (A) と反応させるアミン類 (B) として は、 2価ァミン化合物 (B 1) 、 3価以上の多価アミン化合物 (B 2) 、 アミ ノアルコール (B 3) 、 ァミノメルカプタン (B 4) 、 アミノ酸 (B 5) 、 及 ぴ B 1〜B 5のアミノ基をブロックしたもの (B 6) などが挙げられる。
2価ァミン化合物 (B 1 ) と しては、 芳香族ジァミン (フエュレンジアミン 、 ジェチルトルエンジァミン、 4, 4 ' ージアミノジフエニルメタンなど) ; 脂環式ジァミン (4, 4 ' ージアミノー 3, 3, 一ジメチルジシクロへキシル メタン、 ジァミンシク口へキサン、 ィソホロンジァミンなど) ;及ぴ脂肪族ジ ァミン (エチレンジァミン、 テトラメチレンジァミン、 へキサメチレンジァミ ンなど) などが挙げられる。 3価以上の多価ァミン化合物 (B 2) 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 (B 3 ) としては、 エタノールァミン、 ヒ ドロキシェチルァ二リンな どが挙げられる。 了ミノメルカプタン (B 4) としては、 アミノエチルメル力 プタン、 ァミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。 アミノ酸 (B 5) と しては、 ァミノプロピオン酸、 アミノカプロン酸などが挙げられる。 B 1〜B 5のアミノ基をブロックしたもの (B 6) としては、 前記 B 1〜B 5のァミン 類とケトン類 (アセトン、 メチルェチルケトン、 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、 ォキサゾリジン化合物などが挙げられる。 こ れらァミン類 (B) のうち好ましいものは、 B 1及ぴ B 1と少量の B 2の混合 物である。
アミン類 (B) の比率は、 イソシァネート基を有するポリエステルプレポリ マー (A) 中のイソシァネート基 [NCO] と、 アミン類 (B) 中のアミノ基 [NH x] の当量比 [NCO] / [NH x] として、 通常 1 / 2〜 2 Z 1、 好 ましくは 1. 5/1〜; 1/1. 5、 さらに好ましくは 1. 2Z 1〜: 1 Z 1. 2 である。 [NCO] / [NHx] が 2を超えたり 1/2未満では、 ゥレア変性 ポリエステルの分子量が低くなり、 耐ホットオフセット性が悪化する。
また、 ゥレア変性ポリエステル中には、 ゥレア結合と共にウレタン結合を含 有していてもよい。 ゥレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、 通常 1 00Z0〜: L 0Z90であり、 好ましくは 80ダ20〜20/80、 さらに 好ましくは、 60Ζ40〜30Ζ70である。 ゥレア結合のモル比が 10 %未 満では、 耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明で用いられる変性ポリエステル (i) は、 ワンショット法、 プレボリマ 一法により製造される。 変性ポリエステル (i) の重量平均分子量は、 通常 1万 以上、 好ましくは 2万〜 1 000万、 さらに好ましくは 3万〜 100万である 。 この時のピーク分子量は 1 000〜 1 0000が好ましく、 1000未満で は伸長反応しにく く トナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪 化する
。 また 1 0000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課 題が高くなる。 変性ポリエステル (i) の数平均分子量は、 後述の変性されてい ないポリエステル (ii) を用いる場合は特に限定されるものではなく、 前記重 量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。 (i) 単独の場合は、数 平均分子量は、 通常 20000以下、 好ましくは 1 000〜 1 0000、 さら に好ましくは 2000〜 8000である。 20000を超えると低温定着性及 ぴフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル (i) を得るためのポリエステルプレポリマー (A) とアミ ン類 (B) との架橋及び/'又は伸長反応には、 必要により反応停止剤を用い、 得られるゥレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。 反応停止 剤としては、 モノアミン (ジェチルァミン、 ジブチルァミン、 ブチルァミン、 ラウリルァミンなど) 、 及ぴそれらをブロックしたもの (ケチミン化合物) な どが挙げられる。
(未変性ポリエステル) 本発明においては、 前記変性されたポリエステル (i) 単独使用だけでなく、 この (i) と共に、 未変性ポリエステル (ii) をパインダ樹脂成分として含有さ せることもできる。 (ii) を併用することで、 低温定着性及びフルカラー装置 に用いた場合の光沢性が向上し、 単独使用より好ましい。 (ii) としては、 前 記 (i) のポリエステル成分と同様な多価アルコール (PO) と多価カルボン酸
(PC) との重縮合物などが挙げられ、 好ましいものも (i) と同様である。 ま た、 (ii) は無変性のポリエステルだけでなく、 ゥレア結合以外の化学結合で 変性されているものでもよく、 例えばゥレタン結合で変性されていてもよい。
(i) と (ii) は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、 耐ホットォ フセッ ト性の面で好ましい。 従って、 (i) のポリエステル成分と (ii) は類似 の組成が好ましい。 (ii) を含有させる場合の (i) と (ii) の重量比は、 通常 5/95〜 80ノ 20、 好ましくは 5/95〜 30 70、 さらに好ましくは 5/95〜 25/75、 特に好ましくは 7Z93〜20/80である。 (i) の 重量比が 5%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。
(ii) のピーク分子量は、 通常 1 000〜: 1 0000、 好ましくは 2000 〜8000、 さらに好ましくは 2000〜5000である。 1 000未満では 耐熱保存性が悪化し、 1 0000を超えると低温定着性が悪化する。 (ii) の 水酸基価は 5以上であることが好ましく、 さらに好ましくは 10〜 1 20、 特 に好ましくは 20〜80である。 5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の 面で不利になる。 (ii) の酸価は 1〜 5が好ましく、 より好ましくは 2〜4で ある。 ワックスに高酸価ワックスを使用するため、 バインダは低酸価バインダ が帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチ しゃすい。
パインダ樹脂のガラス転移点 (T g) は通常 35〜70°C、 好ましくは 55 〜65°Cである。 35 °C未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、 70°Cを超え ると低温定着性が不十分となる。 ゥレア変性ポリエステルは、 得られるトナー 母体粒子の表面に存在しやすいため、 本発明のトナーにおいては、 公知のポリ エステル系トナーと比較して、 ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾 向を示す。
(着色剤)
着色剤としては、 公知の染料及ぴ顔料が全て使用でき、 例えば、 カーボンブ ラック、 ニグ口シン染料、 鉄黒、 ナフ トールイェロー s、 ハンザイェロー (1
0G、 5 G、 G) 、 カドミユウムイェロー、 黄色酸化鉄、 黄土、 黄鉛、 チタン 黄、 ポリアゾイェロー、 オイルイェロー、 ハンザイェロー (GR、 A、 RN、 R) 、 ビグメントイエロー L、 ベンジジンイェロー (G、 GR) 、 パーマネン トイエロー (NCG) 、 バルカンファス トイェロー ( 5 G、 R) 、 タートラジ ンレーキ、 キノ リ ンイェローレーキ、 アンスラザンイェロー B G L、 イソイン ドリノンイェロー、 ベンガラ、 鉛丹、 鉛朱、 カドミユウムレッド、 カドミユウ ムマーキユリ レッ ド、 アンチモン朱、 パーマネン ト レツ ド 4 R、 パラレツ ド、 ファイセ一レッ ド、 /、°ラクロノレオノレトニトロア二リ ンレッ ド、 リ ソーノレファス トスカーレツ ト G、 ブリリ アン トファス トスカーレツ ト、 ブリ リアン トカーン ミン B S、 パーマネントレッ ド (F 2R、 F 4R、 FRL、 FRLL、 F 4 R H) 、 ファス トスカーレッ ト VD、 ベル力ンファス トルビン B、 ブリ リアント スカーレッ ト G、 リ ソ一ルルビン G X、 パーマネントレッ ド: F 5 R、 ブリ リア ントカーミン 6 B、 ビグメントスカーレッ ト 3 B、 ボルドー 5 B、 トルイジン マルーン、 パーマネントボルドー F 2 K、 へリオボルドー B L、 ボルドー 10 B、 ボンマノレーンライ ト、 ボンマノレーンメジアム、 ェォシンレーキ、 ローダミ ンレーキ B、 ローダミンレーキ Y、 ァリザリ ンレーキ、 チォインジゴレッ ド Β 、 チォインジゴマノレーン、 オイノレレッ ド、 キナタ 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、 ぺリノ ンオレンジ、 オイノレオレンジ、 コバノレトブノレ一、 セルリアンブル一、 ァノレカリ ブノレーレーキ、 ピーコックブ /レーレーキ、 ビク トリアブノレーレーキ、 無金属フ タロシアニンブ/レー、 フタロシアユンブノレー、 ファス トスカイブ /レー、 インダ ンスレンブルー (RS、 B C) 、 インジゴ、 群青、 紺青、 アントラキノンブル 一、 ファス トバイオレッ ト B、 メチノレバイオレッ トレーキ、 コパノレト紫、 マン ガン紫、 ジォキサンバイオレット、 アントラキノンバイオレツト、 クロムダリ ーン、 ジンタグリーン、 酸化クロム、 ピリジアン、 エメラルドグリーン、 ビグ 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、 フタ口シアニングリーン、 アントラ キノングリーン、 酸化チタン、 亜鉛華、 リ トボン及ぴ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〜 1 5重量%、 好ましくは 3〜 1 0重量%である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。 マ スターパッチの製造、 またはマスターパッチとともに混練されるバインダ樹脂 と しては、 ポリスチレン、 ポリ一 p—クロロスチレン、 ポリ ビニ^/ト /レエンな どのスチレン及ぴその置換体の重合体、 あるいはこれらとビュル化合物との共 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 二ノレ、 ポリ酢酸ビニノレ、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリエステノレ、 ェポ 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、 ポリビュル プチラール、 ポリアクリル酸樹脂、 ロジン、 変性ロジン、 テルペン樹脂、 脂肪 族又は脂環族炭化水素樹脂、 芳香族系石油樹脂、 塩素化パラフィン、 パラフィ ンワックスなどが挙げられ、 単独あるいは混合して使用できる。
上記マスターバッチは、 マスターパッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力を かけて混合、 混練して得ることができる。 この際着色剤と樹脂の相互作用を高 めるために、 有機溶剤を用いることができる。 また、 いわゆるフラッシング法 と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混 練し、 着色剤を樹脂側に移行させ、 水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色 剤のゥエツトケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、 好ましく用いられる。 混合混練するには 3本ロールミル等の高せん断分散装置 が好ましく用いられる。
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、 例えばニグ口シン系染料、 トリ フエニルメタン系染料、 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、 アルコキシ系ァミン、 4級アンモニゥム塩 (フッ素変性 4級アンモニゥム塩を含む) 、 アルキルアミ ド、 燐の単体または化合物、 タン ダ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ぴ、 サリ チル酸誘導体の金属塩等である。 具体的にはニグ口シン系染料のボントロン 0 3、 4級アンモニゥム塩のポントロン P— 51、 含金属ァゾ染料のポントロン S— 34、 ォキシナフトェ酸系金属錯体の E— 82、 サリチル酸系金属錯体の E— 84、 フエノール系縮合物の E— 89 (以上、 オリエント化学工業社製) 、 4級アンモユウム塩モリブデン錯体の TP— 302、 TP— 41 5 (以上、 保土谷化学工業社製) 、 4級アンモユウム塩のコピーチャージ P SY VP 2 038、 トリフエニルメタン誘導体のコピーブルー P R、 4級アンモ-ゥム塩 のコピーチャージ NEG VP 2036 , コピーチャージ NX VP 43 4 (以上、 へキスト社製) 、 LRA- 901、 ホウ素錯体である LR— 1 47
(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、 ァゾ 系顔料、 その他スルホン酸基、 カルボキシル基、 4級アンモニゥム塩等の官能 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、 バインダ樹脂 の種類、 必要に応じて使用される添加剤の有無、 分散方法を含めたトナー製造 方法によって決定されるもので、 一義的に限定されるものではないが、 好まし くはバインダ樹脂 1 00重量部に対して、 0. 1〜 1 0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。 1 0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。
(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、 帯電性を補助するための外添剤として、 無機 微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、 5 X 10—3〜 2 μ mであることが好ましく、 特に 5 X 10— 3〜0. 5 μ mであることが好ま しい。 また、 B ET法による比表面積は、 20〜50 Om2/gであることが 好ましい。 この無機微粒子の使用割合は、 トナーの 0 . 0 1〜5 w t %である ことが好ましく、 特に 0 . 0 1〜2 . 0 w t %であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、 例えばシリカ、 アルミナ、 酸化チタン、 チタ ン酸バリウム、 チタン酸マグネシウム、 チタン酸カルシウム、 チタン酸スト口 ンチウム、 酸化亜鉛、 酸化スズ、 ケィ砂、 クレー、 雲母、 ケィ灰石、 ケイソゥ 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 ゥム、 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 化ケィ素、 窒化ケィ素などを挙げることができる。
この他、 高分子系微粒子、 たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、 分散 重合によって得られるポリスチレン、 メタクリル酸エステルゃァクリル酸エス テル共重合体ゃシリコーン、 ベンゾグアナミン、 ナイ口ンなどの重縮合系、 熱 硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。 '
このような外添剤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ことができる。 例えばシラン力ップリン 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、 シリコーンォ ィル、 変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。 特に、 シリカ、 酸化チタンに上記の表面処理を施して得られる疎水性シリカ 、 疎水性酸化チタンを用いることが好ましい。
次に、 トナーの製造方法について説明する。 ここでは、 好ましい製造方法に ついて示すが、 これに限られるものではない。
(トナーパインダの製造方法)
トナーバインダは以下の方法などで製造することができる。 多価アルコール ( P O ) と多価カルボン酸 ( P C ) を、 テトラフ'トキシチタネート、 ジブチル チンォキサイ ドなど公知のエステル化触媒の存在下、 1 5 0〜2 8 0 °Cに加熱 し、 必要により減圧としながら生成する水を溜去して、 水酸基を有するポリエ ステルを得る。 次いで 4 0〜 1 4 0。Cにて、 これに多価イソシァネート化合物 ( P I C ) を反応させ、 イソシァネート基を有するプレボリマー (A) を得る 。 さらに (A) にァミン類 (B ) を 0〜 1 4 0 °Cにて反応させ、 ゥレア結合で 変性されたポリエステルを得る。
( P I C ) を反応させる際、 及び (A) と (B ) を反応させる際には、 必要 により溶剤を用いることもできる。 使用可能な溶剤としては、 芳香族溶剤 (ト ノレェン、 キシレンなど) ; ケトン類 (アセトン、 メチルェチルケトン、 メチル イソプチルケトンなど) ;エステル類 (酢酸ェチルなど) ; アミ ド類 (ジメチ ルホルムアミ ド、 ジメチルァセトアミ ドなど) 及ぴエーテル類 (テトラヒ ドロ フランなど) などの多価イソシァネート化合物 ( P I C ) に対して不活性なも のが挙げられる。
未変性ポリエステル ( i i ) を併用する場合は、 水酸基を有するポリエステル と同様な方法で ( i i ) を製造し、 これを前記 ( i ) の反応完了後の溶液に溶解し 、 混合する。
(トナーの製造方法)
1 ) 着色剤、 未変性ポリエステル (i) 、 イソシァネート基を有するポリエス テルブレポリマー (A) 、 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 1 0 0 °C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—ジクロロェタン、 1 , 1, 2—トリクロロェタン、 トリクロ口エチレン、 クロロホノレム、 モノクロ口べン ゼン、 ジクロロェチリデン、 酢酸メチル、 酢酸ェチル、 メチノレエチノレケトン、 メチルイソプ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及ぴ塩化メチレン、 1, 2 —ジクロロェタン、 クロ口ホルム、 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、 ポリエステルプレボリマー 1 0 0重量部に対し、 通常 0〜 3 0 0重量部、 好ましくは 0〜 1 0 0重量部、 さらに好ましくは 2 5 〜 7 0重量部である。
2 ) トナー材料液を界面活性剤、 樹脂微粒子の存在下、 水系媒体中で乳化さ せる。 水系媒体は、 水単独でも良いし、 アルコール (メタノール、 イソプロピルァ ノレコール、 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、 メチルェチルケトンなど) 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 1 0 0重量部に対する水系媒体の使用量は、 通常 5 0〜2 0 0 0重量部、 好ましくは 1 0 0〜 1 0 0 0重量部である。 5 0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。 2 0 0 0 0重量部を超えると経済的でない。
水系媒体に分散させる前記樹脂微粒子のガラス転移点 ( T g ) は、 好ましく は 5 0〜 1 1 0 °C、 より好ましくは 5 0〜9 0 °Cであり、 ガラス転移点 (T g ) が 5 0 °C未満の場合、 トナー保存性の悪化、 又はリサイクル時トナー回収経 路にて固着、 凝集する確率が高くなる。 ガラス転移点 (T g ) が 1 1 0 °C超の 場合、 樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、 定着下限温度が上が つてしまう。 更に好ましい範囲としては 5 0〜7 0 °Cの範囲が挙げられる。 また、 その重量平均分子量は 1 0万以下であることが望ましい。 好ましくは 5万以下である。 その下限値は、 通常、 4 0 0 0である。 重量平均分子量が 1 0万を超える場合、 樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、 定着下 限温度が上がってしまう。
前記樹脂微粒子は水性分散体を形成しうる樹脂であれば公知の樹脂が使用で き、 熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、 例えばビニル系樹脂、 ポリウ レタン樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリエステル樹脂等が挙げられる。 樹脂微粒子と しては、 上記の樹脂を 2種以上併用しても差し支えない。 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、 ボリエステル樹脂又はそれらの併用樹脂から なるものが好ましい。
ビュル系樹脂としては、 ビエル系モノマーを単独重合また共重合したポリマ 一で、 例えば、 スチレン一アク リル酸エステル樹脂、 スチレン一メタク リル酸 エステル樹脂、 スチレン一ブタジエン共重合体、 アクリル酸一アクリル酸エス テル重合体、 メタクリル酸一アクリル酸エステル重合体、 スチレン一アタリ口 二トリル共重合体、 スチレン一無水マレイン酸共重合体、 スチレン一ァクリル 酸共重合体、 スチレンーメタクリル酸共重合体等が挙げられる。
樹脂微粒子において、 その体積平均粒径は、 光散乱光度計 (大塚電子製) に て測定した値で、 1 0〜2 0 0 n m、 好ましくは 2 0〜 8 0 n mである。
また、 水系媒体中の分散を良好にするために、 界面活性剤、 樹脂微粒子等の 分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、 アルキルベンゼンスルホン酸塩、 α—ォレフインスル ホン酸塩、 リン酸エステルなどのァニオン性界面活性剤、 アルキルアミン塩、 ァ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 モニゥム塩、 アルキルジメチルベンジルアンモニゥム塩、 ピリジニゥム塩、 ァ ルキルイソキノ リニゥム塩、 塩化べンゼトニゥムなどの 4級アンモニゥム塩型 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、 例えばァラニン、 ドデシルジ (ァミノエチル) グリシン 、 ジ (ォクチルァミノエチル) グリシンや Ν—アルキル一 Ν , Ν—ジメチルァ ンモ -ゥムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、 フルォロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、 非常に 少量でその効果をあげることができる。 好ましく用いられるフルォロアルキル 基を有するァニオン性界面活性剤としては、 炭素数 2〜 1 0のフルォロアルキ ルカルボン酸及ぴその金属塩、 パーフルォロオタタンスルホニルグルタミン酸 ジナトリウム、 3 - [ ω一フルォロアルキル ( C 6〜C 1 1 ) ォキシ] 一 1— アルキノレ ( C 3〜 C 4 ) スルホン酸ナトリウム、 3一 [ ω—フルォロアルカノ ィル ( C 6〜 C 8 ) 一 N—ェチルァミノ] 一 1一プロパンスルホン酸ナトリ ウ ム、 フルォロアルキル ( C 1 1〜 C 2 0 ) 力ルボン酸及ぴ金属塩、 パーフル才 口アルキルカルボン酸 (C 7〜C 1 3 ) 及ぴその金属塩、 パーフルォロアルキ ル (C 4〜C 1 2 ) スルホン酸及ぴその金属塩、 パーフルォロオクタンスルホ ン酸ジエタノーノレアミ ド、 N—プロピノレー N— ( 2—ヒ ドロキシェチノレ) パー フルォロオクタンスルホンアミ ド、 パーフルォロアルキル (C 6〜C 1 0) ス ルホンアミ ドプロピルトリメチルアンモニゥム塩、 パーフルォロアルキル (C 6〜C 1 0 ) _N—ェチルスルホ -ルグリシン塩、 モノパーフルォロアルキノレ (C 6〜C 1 6) ェチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、 サーフロン S— 1 1 1、 S— 1 1 2、 S - 1 1 3 (旭硝子 社製) 、 フロラード FC— 93、 FC— 95、 FC— 98、 FC— 1 29 (住 友 3 M社製) 、 ュニダイン D S— 1 01、 D S - 1 02 (ダイキン工業社製) 、 メガファック F— 1 1 0、 F— 1 20、 F— 1 1 3、 F— 1 9 1、 F - 8 1 2、 F - 833 (大日本ィンキ社製) 、 エタトップ EF— 1 02、 103、 1 04、 105、 1 1 2、 1 23 A、 1 23 B、 306 A、 501、 20 1、 2 04、 (トーケムプロダクッ社製) 、 フタージヱント F— 1 00、 F 1 50 ( ネオス社製) などが挙げられる。
また、 カチオン性界面活性剤としては、 フルォロアルキル基を右する脂肪族 1級、 2級もしくは 2級ァミン酸、 パーフルォロアルキル (C 6 - C 1 0) ス ルホンァミ ドプロピルトリメチルアンモニゥム塩などの脂肪族 4級アンモニゥ ム塩、 ベンザルコニゥム塩、 塩化べンゼトニゥム、 ピリジニゥム塩、 イミダゾ リュウム塩、 商品名としてはサーフロン S _ 1 2 1 (旭硝子社製) 、 フロラ一 ド F C— 1 3 5 (住友 3 M社製) 、 ュニダイン D S— 202 (ダイキン工業杜 製) 、 メガファック F— 1 50、 F - 8 24 (大日本ィンキ社製) 、 エタ トツ プ EF— 1 32 (トーケムプロダクツ社製) 、 フタージェント F— 300 (ネ ォス社製) などが挙げられる。
樹脂微粒子は、 水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるため 、 又は、 ワックスのトナー最表面への露出を防ぐために加えられる。 このため に、 トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が 10〜 90%の範囲になるよ うに加えられることが好ましい。 例えば、 ポリメタタリル酸メチル微粒子 1 μ m、 及ぴ 3 μ m、 ポリスチレン微粒子 0. 5 μ m及び 2 m、 ポリ (スチレン 一アクリロニトリル) 微粒子 1 μ m、 商品名では、 P B— 200H (花王社製 ) 、 SGP (総研社製) 、 テクノポリマー SB (積水化成品工業社製) 、 SG P— 3 G (総研社製) 、 ミクロパール (積水ファインケミカル社製) 等がある 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 力、 ヒ ドロキシァパタイ ト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、 無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、 高分子系保護コロイ ドにより分散液滴を安定化させても良い。 例えばァクリル 酸、 メタクリル酸、 α—シァノアクリル酸、 一シァノメタクリル酸、 イタコ ン酸、 クロ トン酸、 フマール酸、 マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類 、 あるいは水酸基を含有する (メタ) アクリル系単量体、 例えばアクリル酸一 j3—ヒ ドロキシェチル、 メタクリル酸一 —ヒ ドロキシェチル、 アクリル酸一 β —ヒ ドロキシプロビル、 メタクリル酸一 β _ヒ ドロキシプロピル、 アクリル 酸一 γ—ヒ ドロキシプロピノレ、 メタクリノレ酸ー γ—ヒ ドロキシプロピノレ、 ァク リル酸ー 3—クロ口 2—ヒ ドロキシプロビル、 メタクリル酸一 3 _クロ口一 2 ーヒ ドロキシプロピノレ、 ジエチレングリコー/レモノアクリノレ酸エステノレ、 ジェ チレングリコールモノメタクリル酸エステル、 グリセリンモノアクリル酸エス テル、 グリセリンモノメタクリル酸エステル、 Ν—メチロールアクリルアミ ド 、 Ν—メチロールメタクリルアミ ドなど、 ビュルアルコールまたはビニルアル コーノレとのエーテノレ類、 例えばビ-ノレメチノレエーテノレ、 ビュルェチノレエーテノレ 、 ビュルプロピルエーテルなど、 またはビニルアルコールとカルボキシル基を 含有する化合物のエステル類、 例えば酢酸ビニル、 プロピオン酸ビニル、 酪酸 ビニルなど、 アタリルァミ ド、 メタクリルァミ ド、 ジアセトンアタリルァミ ド あるいはこれらのメチロール化合物、 アクリル酸クロライ ド、 メタクリル酸ク 口ライ ドなどの酸ク口ライ ド類、 ビニルビリジン、 ビニルピロリ ドン、 ビュル イミダゾール、 エチレンィミンなどの含窒素化合物、 またはその複素環を有す るものなどのホモポリマーまたは共重合体、 ポリオキシエチレン、 ポリオキシ プロピレン、 ポリオキシエチレンアルキルァミン、 ポリオキシプロピレンアル キルァミン、 ポリオキシエチレンアルキルアミ ド、 ポリオキシプロピレンアル キルアミ ド、 ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、 ポリオキシェチレ ンラウリルフエ-ルエーテル、 ポリォキシエチレンステアリルフエ-ルエステ ル、 ポリォキシエチレンノニルフエニルエステルなどのポリォキシエチレン系 、 メチノレセノレロース、 ヒ ドロキシェチ /レセノレロース、 ヒ ドロキシプロピノレセノレ ロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、 低速せん断式、 高速せ ん断式、 摩擦式、 高圧ジェット式、 超音波などの公知の設備が適用できる。 こ の中でも、 分散体の粒径を 2〜 20 μ mにするために高速せん断式が好ましい 。 高速せん断式分散機を使用した場合、 回転数は特に限定はないが、 通常 1 0 00〜30000 r pm、 好ましくは 5000〜20000 r pmである。 分 散時間は特に限定はないが、 パッチ方式の場合は、 通常 0. 1〜5分である。 分散時の温度としては、 通常、 0〜1 50°C (加圧下) 、 好ましくは 40〜 9 8°Cである。
3) 乳化液の作製と同時に、 アミン類 (B) を添加し、 イソシァネート基を 有するポリエステルプレポリマー (A) との反応を行わせる。
この反応は、 分子鎖の架橋及ぴノ又は伸長を伴う。 反応時間は、 ポリエステ ルプレポリマー (A) の有するイソシァ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 1 0分〜 40時間、 好ましくは 2〜 24時間で ある。 反応温度は、 通常、 0〜 1 50°C、 好ましくは 40〜98°C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、 ジォクチルチンラウレートなどが挙げられる。
4) 反応終了後、 乳化分散体 (反応物) から有機溶媒を除去し、 洗浄、 乾燥 してトナー母体粒子を得る。
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 シゥム塩を除去する。 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
5 ) 上記で得られたトナー母体粒子に、 荷電制御剤を打ち込み、 ついで、 シ リカ微粒子、 酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、 トナーを得る。 荷電制御剤の打ち込み、 及ぴ無機微粒子の外添は、 ミキサー等を用いた公知 の方法によって行われる。
これにより、 小粒径であって、 粒径分布のシャープなトナーを容易に得るこ とができる。 さらに、 有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、 真 球状からラタビーポール状の間の形状を制御することができ、 さらに、 表面の モフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
(粒径分布)
トナーは、 体積平均粒径 (D V ) が 3 . 0〜 8 . 0 μ mであり、 個数平均粒 径 (D n ) との比 (D v Z D 11 ) が 1 . 0 0〜 1 . 4 0である。 好適には体積 平均粒径 3 . 0〜 6 . 0 μ mであり、 D v / D nが 1 . 0 0〜 1 . 1 5である トナーとすることにより、 耐熱保存性、 低温定着性、 耐ホットオフセット性の いずれにも優れ、 とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性 に優れる。 一般的には、 トナーの粒子径は小さければ小さい程、 高解像で高 画質の画像を得る為に有利であると言われているが、 逆に転写性ゃクリーニン グ性に対しては不利である。 また、 本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さ い場合、 二成分系現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキヤリァの 表面にトナーが融着し、 キャリアの帯電能力を低下させたり、 一成分系現像剤 として用いた場合には、 現像ローラへのトナーのフィルミングゃ、 トナーを薄 層化する為のブレード等の部材へのトナ一の融着を発生させやすくなる。 また、 これらの現象は微粉の含有率が大きく関係し、 特にトナーの粒子径が
3 μ m以下の粒子が 1 0 %を超えると、 磁性キヤリァへの付着や高いレベルで 帯電の安定性を図る場合支障となる。
逆に、 トナーの体積平均粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、 高解 像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、 現像剤中のトナーの収支が 行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。 また、 Dv/ Dnが 1. 40を超えると解像力が低下してくる。 体積平均粒径が 3. 0 ^ m 未満の場合はトナーの浮遊による人体への影響も心配され、 また 8. Ο μπιを 超えると感光体上のトナー像の鮮鋭度が低下し解像力も低下してくる。
トナーの平均粒径及ぴ粒度分布は、 コールターカウンター ΤΑ— I I、 コー ルターマルチサイザ一 I I (いずれもコールター社製) を用いて測定すること ができる。 本発明においてはコールターカウンター Τ Α— I I型を用い個数分 布、 体積分布を出力するインターフ イス (日科技研製) 及ぴ PC 980 1パ 一ソナルコンピューター (NEC製) に接続し、 測定した。
(円形度)
トナーの平均円形度は、 0. 93〜1. 00の範囲にあることが好ましい。 平均円形度が 0. 93未満でトナーが球形から離れた形状である場合は、 満足 した転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。 このような不定形の 粒子は感光体等への平滑性媒体への接触点が多く、 また突起先端部に電荷が集 中することからファンデルワールスカゃ鏡像力が比較的球形な粒子よりも付着 力が高い。 そのため静電的な転写工程においては、 不定形粒子と球形の粒子の 混在したトナーでは球形の粒子が選択的に移動し、 文字部やライン部画像抜け が起こる。 また残されたトナーは次の現像工程のために除去しなければならず 、 クリーニング装置が必要であったり、 トナーィールド (画像形成に使用され るトナーの割合) が低かったりする不具合点が生じる。
トナーの円形度は、 光学的に粒子を検知して、 投影面積の等しい相当円の周 囲長で除した値である。 具体的には、 フロー式粒子像分析装置 (FP I A— 2 000 ; シスメックス社製) を用いて測定を行う。 所定の容器に、 予め不純固 形物を除去した水 1 00〜 1 50 m Lを入れ、 分散剤として界面活性剤 0. 1 〜0. 5mLを加え、 さらに、 測定試料 0. 1〜9. 5 g程度を加える。 試料 を分散した懸濁液を超音波分散器で約 1〜 3分間分散処理を行い、 分散液濃度 を 3, 000〜 1 0, 000個 Ζμ Lにしてトナーの形状及ぴ分布を測定する また、 本発明のトナーの形状は略球形状であり、 以下の形状規定によって表 すことができる。
図 3 Aから図 3 Cは、 本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。 図 3 Aから図 3 Cにおいて、 略球形状のトナーを長軸 r 1、 短軸で 2、 厚さ r 3 ( 但し、 r 1≥ r 2 r 3とする。 ) で規定するとき、 本発明のトナーは、 長軸 と短軸との比 (r 2/ X 1) (図 3 B参照) が 0. 5〜1. 0で、 厚さと短軸 との比 (r 3_ r 2) (図 3 C参照) が 0. 7〜1. 0の範囲にあることが好 ましい。 長軸と短軸との比 (r 2/r 1) が 0. 5未満では、 真球形状から離 れるためにドット再現性及ぴ転写効率が劣り、 高品位な画質が得られなくなる 。 また、 厚さと短軸との比 (r 3/r 2) が 0. 7未満では、 扁平形状に近く なり、 球形トナーのような高転写率は得られなくなる。 特に、 厚さと短軸との 比 (r 3/r 2) が 1. 0では、 長軸を回転軸とする回転体となり、 トナーの 流動性を向上させることができる。
なお、 r 1、 r 2、 r 3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、 磁性キヤリアを使用しない 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。
また、 2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、 磁性キヤリアとしては、 鉄、 マグネタイ ト、 Mn、 Z n、 C u等の 2価 の金属を含むフヱライ トであって、 体積平均粒径 20〜 1 00 μ mが好ましい 。 平均粒径が 20 m未満では、 現像時に感光体にキャリア付着が生じやすく 、 1 00 m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、 Z nを含む Cuフェライ トは 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、 スチレン一アク リル樹脂、 含フッ素樹脂、 ォ レフイン樹脂等がある。 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 . 0 5〜 1 0 μ m、 好ましくは 0 . 3〜4 μ πιが よい。
本発明の画像形成装置は、 感光体と、 該感光体を帯電させる帯電手段と、 該 感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、 トナーが装填され、 該静電 潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、 感光体上に担 持されたトナー像を被記録材に転写する転写手段と被記録材上のトナー像を定 着する定着装置とを有し、 前記トナーが、 本発明のトナーであることを特徴と する画像形成装置である。
特に、 本発明の低温定着可能なトナーを用いて、 被記録材上のトナー像を、 2本のローラの間を通すことによって加熱溶融して定着を行なう画像形成装置 であって、 2本のローラ間に加わる面圧 (ローラ荷重/接触面積) が 1 . 5 Χ 1 0 5 P a以下で定着を行なう画像形成装置であることも好ましい。
図 4に本発明の画像形成装置における定着装置の一例の概略図を示す。 この 図において、 (1 ) は定着ローラ、 (2 ) は加圧ローラ、 (3 ) は金属シリン ダー、 (4 ) はオフセッ ト防止層、 (5 ) は加熱ランプ、 (6 ) は金属シリン ダー、 (7 ) はオフセット防止層、 (8 ) は加熱ランプ、 (T ) .'はトナー像、 ( S ) は支持体 (紙等の転写紙) を示す。
本発明の画像形成装置で用いられるような定着装置において、 2本のローラ 間に加わる面圧 (ローラ荷重/接触面積) を 1 . 5 X 1 0 5 P a以下で定着す ることは従来はなかった。 従来の面圧は 1 . 5 X 1 0 5 P aを越えており、 そ うでないと、 充分に定着することができなかった。 これに対し、 本発明のトナ 一は低温でも定着できるものであり、 面圧が 1 . 5 X 1 0 5 P a以下という低 面圧でも定着することが可能になる。 また、 低面圧にしたことで、 被記録材上 のトナー画像を押しつぶし乱さないので、 高精細な画像出力が可能となる。 本発明の画像形成装置は、 本発明のトナーを使用し、 定着装置が、 発熱体を 具備する加熱体と、 前記加熱体と接触するフィルムと、 前記フィルムを介して 前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、 前記フィルムと前記加圧部材の間に 未定着画像を形成させた被記録材を通過させて加熱定着する定着装置であるこ とを特徴とする画像形成装置である。
本発明の定着装置は、 図 5に示すように、 定着フィルム 2 0 1を回転させて 定着する、 いわゆるサーフ定着装置である。 以下詳説すると、 定着フィルム 2 0 1はェンドレスベルト状耐熱フィルムであり、 該フィルムの支持回転体であ る駆動ローラ 2 0 2と、 従動ローラ 2 0 3と、 この両ローラ間の下方に設けた ヒータ支持体に保持させて固定支持させて配設した加熱体 2 0 4とに懸回張設 してある。
従動ローラ 2 0 3は定着フィルム 2 0 1のテンションローラを兼ね、 定着フ イルム 2 0 1は駆動ローラ 2 0 2の図中時計回転方向の回転駆動によって、 時 計回転方向に向かって回転駆動される。 この回転駆動速度は、 加圧ローラ 2 0 5と定着フィルム 2 0 1が接する定着ニップ領域 Lにおいて被記録材と定着フ イルム 2 0 1の速度が等しくなる速度に調節される。
ここで、 加圧ローラ 2 0 5はシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有 するローラであり、 反時計周りに回転しつつ、 前記定着ニップ領域 Lに対して 総圧 4〜 1 0 k gの当接圧をもって圧接させてある。
また定着フィルムは、 耐熱性、 離型性、 耐久性に優れたものが好ましく、 総 厚 1 0 0 μ m以下、 好ましくは 4 0 m以下の薄肉のものを使用する。 例えば ポリイミ ド、 ポリエーテルイミ ド、 P E S (ポリエーテルサルフアイ ド) 、 P F A ( 4フッ化エチレンパーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体樹脂) 等の耐熱樹脂の単層フィルム、 或いは複合層フィルム、 例えば 2 0 μ m厚フィ ルムの少なくとも画像当接面側に P T F E ( 4フッ化エチレン樹脂) 、 P F A 等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を 1 0 μ m厚に施したもの や、 フッ素ゴム、 シリコンゴム等の弾性層を施したものである。
図 5において、 本実施形態の加熱体 2 0 4は平面基板 2 0 6及ぴ定着ヒータ 2 0 7から構成されており、 平面基板 2 0 6は、 アルミナ等の高熱伝導度且つ 高電気抵抗率を有する材料からなっており、 定着フィルム 2 0 1と接触する表 面には抵抗発熱体で構成した定着ヒータ 2 0 7を長手方向に設置してある。 か かる定着ヒータ 2 0 7は、 例えば A g Z P d、 T a 2 N等の電気抵抗材料をス クリーン印刷等により線状もしくは帯状に塗工したものである。 また、 前記定 着ヒータ 2 0 7の両端部には、 図示しない電極が形成され、 この電極間に通電 することで抵抗発熱体が発熱する。 さらに、 前記基板の定着ヒータが具備させ てある面と逆の面にはサーミスタによって構成した定着温度センサ 2 0 8が設 けられている。
定着温度センサ 2 0 8によって検出された基板の温度情報は図示しない制御 手段に送られ、 かかる制御手段により定着ヒータ 2 0 7に供給される電力量が 制御され、 加熱体 2 0 4は所定の温度に制御される。
本発明のプロセスカートリッジは、 本発明のトナーを使用し、 感光体と、 帯 電手段、 現像手段、 クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一 体に支持し、 画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジである ことを特徴とする。
図 6に本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示 す。
図において、 ( 1 0 ) はプロセスカートリ ッジ全体を示し、 ( 1 1 ) は感光 体、 (1 2 ) は帯電手段、 (1 3 ) は現像手段、 (1 4 ) はクリーニング手段 を示す。
本発明においては、 上述の感光体 (1 1 ) 、 帯電手段 (1 2 ) 、 現像手段 ( 1 3 ) 及ぴクリーニング手段 ( 1 4 ) 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。
本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置は、 感光体が所定の周 速度で回転駆動される。 感光体は回転過程において、 帯電手段によりその周面 に正または負の所定電位の均一帯電を受け、 次いで、 スリツト露光やレーザー ビーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、 こうして感光体の周 面に静電潜像が順次形成され、 形成された静電潜像は、 次いで現像手段により トナー現像され、 現像されたトナー像は、 給紙部から感光体と転写手段との間 に感光体の回転と同期されて給送された被記録材 (中間転写部材を含む) に、 転写手段により順次転写されていく。 像転写を受けた被記録材は感光体面から 分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、 複写物 (コピー) として装置 外へプリントアウトされる。 像転写後の感光体の表面は、 クリーニング手段に よって転写残り トナーの除去を受けて清浄面化され、 更に除電された後、 繰り 返し画像形成に使用される。
本発明の画像形成装置は、 画像形成を行なうのに用いられる感光体が、 ァモ ルファスシリコン感光体であることを特徴とする画像形成装置である。
(アモルファスシリコン感光体について)
本発明に用いられる電子写真用感光体としては、 導電性支持体を 50° (:〜 4 0 o°cに加熱し、 該支持体上に真空蒸着法、 スパッタリング法、 イオンプレー ティング法、 熱 CVD法、 光 CVD法、 プラズマ CVD法等の成膜法により a 一 S iからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体 (以下、 「a— S i系感光体」 と称する。 ) を用いることができる。 なかでもプラズマ CVD 法、 すなわち、 原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロ一放電に よって分解し、 支持体上に a— S i堆積膜を形成する方法が好適なものとして 用いられている。
(層構成について)
アモルファスシリコン感光体の層構成は例えば以下のようなものである。 図 7 Aから図 7 Dは、 層構成を説明するための模式的構成図である。 図 7 Aに示 す電子写真用感光体 (500) は、 支持体 (50 1) の上に a _ S i : H, X からなり光導電性を有する光導電層 (502) が設けられている。 図 7 Bに示 す電子写真用感光体 (500) は、 支持体 (50 1) の上に、 a— S i : H, Xからなり光導電性を有する光導電層 (502) と、 アモルファスシリ コン系 表面層 (503) とから構成されている。 図 7 Cに示す電子写真用感光体 (5 00) は、 支持体 (501) の上に、 a— S i : H, Xからなり光導電性を有 する光導電層 (502) と、 アモルファスシリ コン系表面層 (503) と、 ァ モルファスシリ コン系電荷注入阻止層 (504) とから構成されている。 図 7 Dに示す電子写真用感光体 (5 0 0 ) は、 支持体 (5 0 1 ) の上に、 光導電層 ( 5 0 2 ) が設けられている。 該光導電層 (5 0 2 ) は a— S i : H, から なる電荷発生層 (5 0 5 ) ならびに電荷輸送層 (5 0 6 ) とカゝらなり、 その上 にアモルファスシリコン系表面層 (5 0 3 ) が設けられている。
(支持体について)
感光体の支持体としては、 導電性でも電気絶縁性であってもよい。 導電性支 持体としては、 A l、 C r、 M o、 A u、 I n、 N b、 T e、 V、 T i、 P t 、 P d、 F e等の金属、 及ぴこれらの合金、 例えばステンレス等が挙げられる 。 また、 ポリエステノレ、 ポリエチレン、 ポリカーボネート、 セルロースァセテ ート、 ポリプロピレン、 ポリ塩化ビニル、 ポリスチレン、 ポリアミ ド等の合成 樹脂のフィルムまたはシート、 ガラス、 セラミック等の電気絶縁性支持体の少 なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができ る。 支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、 無端ベル ト状であることができ、 その厚さは、 所望通りの画像形成装置用感光体を形成 し得るように適宜決定するが、 画像形成装置用感光体としての可撓性が要求さ れる場合には、 支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄く することができる。 しかしながら、 支持体は製造上及び取り扱い上、 機械的強 度等の点から通常は 1 0 μ m以上とされる。
(注入防止層について)
本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には必要に応じて 導電性支持体と光導電層との間に、 導電性支持体側からの電荷の注入を阻止す る働きのある電荷注入阻止層を設けるのがいつそう効果的である (図 7 C参照 ) 。 すなわち、 電荷注入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面 に受けた際、 支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を 有し、 逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、 い わゆる極性依存性を有している。 そのような機能を付与するために、 電荷注入 阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。 電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、 及ぴ経済的効 果等の点から好ましくは 0. 1〜5 μιη、 より好ましくは 0. 3〜4 μπι、 最 適には 0. 5〜 3 μ mとされるのが望ましい。
(光導電層について)
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、 光導電層の層厚は所望の電 子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決 定され、 好ましくは 1〜1 00 μπι、 より好ましくは 20〜 50 ^ m、 最適に は 2 3〜4 5 μπιとされるのが望ましい。
(電荷輸送層について)
電荷輸送層は、 光導電層を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主とし て奏する層である。 この電荷輸送層は、 その構成要素として少なくともシリコ ン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、 必要であれば水素原子、 酸素原子を含 む a— S i C (H、 F、 O) からなり、 所望の光導電特性、 特に電荷保持特性 , 電荷発生特性及ぴ電荷輸送特性を有する。 本発明においては酸素原子を含有 することが特に好ましい。
電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果など の点から適宜所望にしたがって決定され、 電荷輸送層については、 好ましくは 5〜5 0 πι、 より好ましくは 1 0〜40 μπι、 最適には 20〜3 0 μπιとさ れるのが望ましい。
(電荷発生層について)
電荷発生層は、 光導電層を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主とし て奏する層である。 この電荷発生層は、 構成要素として少なくともシリコン原 子を含み、 実質的に炭素原子を含まず、 必要であれば水素原子を含む a— S i : Hから成り、 所望の光導電特性、 特に電荷発生特性、 電荷輸送特性を有する 電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の 点から適宜所望にしたがって決定され、 好ましくは 0. 5〜 1 5 /im、 より好 ましくは 1〜1 0 μηι、 最適には 1〜 5 μ mとされる。 (表面層について)
本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には、 必要に応じ て上述のようにして支持体上に形成された光導電層の上に、 更に表面層を設け ることができ、 アモルファスシリコン系の表面層を形成することが好ましい。 この表面層は自由表面を有し、 主に耐湿性、 連続繰り返し使用特性、 電気的耐 圧性、 使用環境特性、 耐久性において本発明の目的を達成するために設けられ る。
本発明における表面層の層厚としては、 通常 0 . 0 1〜3 μ πι、 好適には 0 . 0 5〜 2 m、 最適には 0 . 1〜 1 μ mとされるのが望ましいものである。 層厚が 0 . 0 1 z mよりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層 が失われてしまい、 3 μ mを超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下が みら Lる。
本発明の画像形成装置は、 感光体上の潜像を現像するときに、 交互電界を印 加することを特徴とする画像形成装置である。
図 8に示した本実施例の現像器 (2 0 ) において、 現像時、 現像スリーブ (
2 1 ) には、 電源 (2 2 ) により現像バイアスとして、 直流電圧に交流電圧を 重畳した振動バイアス電圧が印加される。 背景部電位と画像部電位は、 上記振 動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。 これによつて現像部 (
2 3 ) に向きが交互に変化する交互電界が形成される。 この交互電界中で現像 剤のトナーとキャリアが激しく振動し、 トナーが現像スリーブ ( 2 1 ) 及ぴキ ャリアへの静電的拘束力を振り切って感光体ドラム (2 4 ) に飛翔し、 感光体 ドラムの潜像に対応して付着する。
振動バイアス電圧の最大値と最小値の差 (ピーク間電圧) は、 0 . 5〜5 K Vが好ましく、 周波数は 1〜 1 0 Κ Η ζが好ましい。 振動バイアス電圧の波形 は、 矩形波、 サイン波、 三角波等が使用できる。 振動バイアスの直流電圧成分 は、 上記したように背景部電位と画像部電位の間の値であるが、 画像部電位よ りも背景部電位に近い値である方が、 背景部電位領域へのかぶり トナーの付着 を防止する上で好ましい。 振動バイアス電圧の波形が矩形波の場合、 デューティ比を 5 0 %以下とする ことが望ましい。 ここでデューティ比とは、 振動バイアスの 1周期中でトナー が感光体に向かおうとする時間の割合である。 このようにすることにより、 ト ナ一が感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を大き くすることができるので、 トナーの運動がさらに活発化し、 トナーが潜像面の 電位分布に忠実に付着してざらつき感ゃ解像力を向上させることができる。 ま たトナーとは逆極性の電荷を有するキヤリァが感光体に向かおうとするピーク 値とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができるので、 キヤリァの 運動を沈静化し、 潜像の背景部にキヤリァが付着する確率を大幅に低減するこ とができる。
本発明の画像形成装置は、 帯電装置が、 潜像担持体に帯電部材を接触させ、 当該帯電部材に電圧を印加することによって帯電を行なう帯電装置であること を特徴とする画像形成装置である。
(ローラ帯電の場合)
図 1 O Aに接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示し た。 被帯電体、 像担持体としての感光体 3 0 1は矢印の方向に所定の速度 (プ ロセススピード) で回転駆動される。 この感光ドラムに接触させた帯電部材で ある帯電ローラー 3 0 2は芯金とこの芯金 3 0 3の外周に同心一体にローラー 上に形成した導電ゴム層 3 0 4を基本構成とし、 芯金 3 0 3の両端を不図示の 軸受け部材などで回転自由に保持させると供に、 不図示の加圧手段によって感 光ドラムに所定の加圧力で押圧させており、 本図の場合はこの帯電ローラー 3 0 2は感光ドラムの回転駆動に従動して回転する。 帯電ローラは、 直径 9 mm の芯金上に 1 0 0 0 0 0 Ω * c m程度の中抵抗ゴム層を被膜して直径 1 6 mm に形成されている。
帯電ローラー 3 0 2の芯金 3 0 3と図示の電源 3 0 5とは電気的に接続され ており、 電源 3 0 5により帯電ローラー 3 0 2に対して所定のバイアスが印加 される。 これにより感光体 3 0 1の周面が所定の極性、 電位に一様に帯電処理 される。 図 9は、 接触帯電の帯電特性を示す図である。 本発明で使われる帯電部材の形状としてはローラーの他にも、 磁気ブラシ、 ファーブラシなど、 どのような形態をとつてもよく、 電子写真装置の仕様や形 態にあわせて選択可能である。 磁気ブラシを用いる場合、 磁気ブラシは例えば
Ζ η— C uフェライ ト等、 各種フェライ ト粒子を帯電部材として用い、 これを 支持させるための非磁性の導電スリーブ、 これに内包されるマグネットロール によって構成される。 また、 ファーブラシを用いる場合、 例えばファーブラシ の材質としては、 カーボン、 硫化銅、 金属、 及ぴ金属酸化物により導電処理さ れたファーを用い、 これを金属や他の導電処理された芯金に卷き付けたり張り 付けたりすることで帯電器とする。
(ファーブラシ帯電の場合)
図 1 0 Bに接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示し た。 被帯電体、 像担持体としての感光体 3 0 6は矢印の方向に所定の速度 (プ ロセススピード) で回転駆動される。 この感光体に対して、 ファーブラシによ つて構成されるブラシローラ 3 0 7が、 ブラシ部 3 0 8の弾性に抗して所定の 押圧力をもって所定のニップ幅で接触させてある。
本例における接触帯電部材としてのファーブラシローラ 3 0 7は、 電極を兼 ねる直径 6 mmの金属製の芯金 3 0 9に、 ブラシ部 3 0 8としてュニチカ (株 ) 製の導電性レーヨン繊維 R E C _ Bをパイル地にしたテープをスパイラル状 に巻き付けて、 外径 1 4 m m、 長手長さ 2 5 0 m mのロールブラシとしたもの である。 ブラシ部 3 0 8のブラシは 3 0 0デニールノ 5 0フィラメント、 1平 方ミリメートル当たり 1 5 5本の密度である。 このロールブラシを内径が 1 2 m mのパイプ内に一方向に回転させながらさし込み、 ブラシと、 パイプが同心 となるように設定し、 高温多湿雰囲気中に放置してクセ付けで斜毛させた。 ファーブラシローラの抵抗値は印加電圧 1 0 0 Vにおいて 1 X 1 0 5 Ωであ る。 この抵抗値は、 金属製の直径 ψ 3 0 m mのドラムにファーブラシローラを 二ップ幅 3 m mで当接させ、 1 0 0 Vの電圧を印加したときに流れる電流から 換算した。 ファーブラシ帯電器の抵抗値は、 被帯電体である感光体上にピンホール等の 低耐圧欠陥部が生じた場合にもこの部分に過大なリーク電流が流れ込んで帯電 ニップ部が帯電不良になる画像不良を防止するために 1 0 4 Ω以上必要であり 、 感光体表面に充分に電荷を注入させるために 1 0 7 Ω以下である必要がある また、 ブラシの材質としては、 ュニチカ (株) 製の R E C— B以外にも、 R E C— C、 R E C _ M 1、 R E C— M 1 0、 さらに東レ (株) 製の S A— 7、 日本蚕毛 (株) 製のサンダーロン、 カネボウ製のベルトロン、 クラレ (株) の クラカーボ、 レーヨンにカーボンを分散したもの、 三菱レーヨン (株) 製の口 一バル等が考えられる。 ブラシは一本が 3〜1 0デニールで、 1 0〜 1 0 0フ イラメント Z束、 8 0〜 6 0 0本/ mmの密度が好ましい。 毛足は 1〜 1 0 m mが好ましい。
このファーブラシローラは感光体の回転方向と逆方向 (カウンター) に所定 の周速度 (表面の速度) をもって回転駆動され、 感光体面に対して速度差を持 つて接触する。 そしてこのファーブラシローラに電源 3 1 0から所定の帯電電 圧が印加されることで、 回転感光体面が所定の極性 ·電位に一様に接触帯電処 理される。 本例では該ファーブラシローラ 3 0 7による感光体 3 0 6の接触帯 電は直接注入帯電が支配的となって行なわれ、 回転感光体表面はファーブラシ ローラに対する印加帯電電圧とほぼ等しい電位に帯電される。
本発明で使われる帯電部材の形状としてはファーブラシローラの他にも、 帯 電ローラ、 ファーブラシなど、 どのような形態をとつてもよく、 電子写真装置 の仕様や形態にあわせて選択可能である。 帯電ローラを用いる場合、 芯金上に 1 0 0 0 0 0 Ω ^ c m程度の中抵抗ゴム層を被膜して用いるのが一般的である 。 磁気ブラシを用いる場合、 磁気ブラシは例えば Z n— C uフェライ ト等、 各 種フェライ ト粒子を帯電部材として用い、 これを支持させるための非磁性の導 電スリープ、 これに内包されるマグネットロールによって構成される。
(磁気ブラシ帯電の場合) 図 1 0 Bに接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示し た。 被帯電体、 像担持体としての感光体は矢印の方向に所定の速度 (プロセス スピード) で回転駆動される。 この感光体に対して、 磁気ブラシによって構成 されるブラシローラが、 ブラシ部の弾性に抗して所定の押圧力をもつて所定の 二ップ幅で接触させてある。
本例における接触帯電部材としての磁気ブラシとしては、 平均粒径: 2 5 mの Z n— C uフェライ ト粒子と、 平均粒径 1 0 μ πιの Ζ η— C uフェライ ト 粒子を、 重量比 1 : 0 . 0 5で混合して、 それぞれの平均粒径の位置にピーク を有する、 平均粒径 2 5 μ mのフヱライト粒子を、 中抵抗樹脂層でコートした 、 磁性粒子を用いた。 接触帯電部材は、 上述で作成された被覆磁性粒子、 及び 、 これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、 これに内包されるマグネッ トロールによって構成され、 上記被覆磁性粒子をスリーブ上に、 厚さ l m mで コートして、 感光体との間に幅約 5 m mの帯電二ップを形成した。 また、 該磁 性粒子保持スリーブと感光体との間隙は、 約 5 0 0 μ πιとした。 さらに、 マグ ネットロールは、 スリープ表面が、 感光体表面の周速に対して、 その 2倍の早 さで逆方向に搢擦するように、 回転され、 感光体と磁気ブラシとが均一に接触 するようにした。
本発明で使われる帯電部材の形状としては磁気ブラシの他にも、 帯電ローラ 、 ファーブラシなど、 どのような形態をとつてもよく、.電子写真装置の仕様や 形態にあわせて選択可能である。 帯電ローラを用いる場合、 芯金上に 1 0 0 0 0 0 Ω · c m程度の中抵抗ゴム層を被膜して用いるのが一般的である。 また、 ファーブラシを用いる場合、 例えばファーブラシの材質としては、 カーボン、 硫化銅、 金属、 及び金属酸化物により導電処理されたファーを用い、 これを金 属ゃ他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器と する。
(実施例) 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。 尚、 「部」 は重量部を示す。
二成分現像剤に用いる磁性キヤリアは、 各実施例とも共通して以下のものを 用いた。
(磁性キヤリァの製造)
'芯材 C u— Z nフェライ ト粒子 (重量平均径: 3 5 μ m) 5 0 0 0部 • コー卜材
トルェン 4 5 0部 シリコーン樹脂 S R 2 4 0 0
(東レ ·ダウコーユング ·シリコーン製、 不揮発分 5 0 %) 4 5 0部 アミノシラン S H 6 0 2 0
(東レ ·ダウコーニング · シリ コーン製) 1 0部 カーボンブラック 1 0部 上記コート材を 1 0分間スターラーで分散してコート液を調整し、 このコー ト液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成 させながらコートを行うコーティング装置に投入して、 当該コート液を芯材上 に塗布した。 得られた塗布物を電気炉で 2 5 0 °C, 2時間焼成し、 シリコーン 樹脂により 0 . 5 mの平均厚さでコーティングされたキヤリアを得た。
(二成分現像剤の作製)
キャリア 1 0 0重量部に対し、 以下の実施例に示す各色トナー 7重量部を、 容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電 させて、 現像剤を作製した。
実施例 1
(有機微粒子エマルションの合成)
撹拌棒及ぴ温度計をセットした反応容器に、 水 6 8 3部、 メタクリル酸ェチ レンォキサイ ド付加物硫酸エステルのナトリゥム塩 (ェレミノール R S— 3 0 、 三洋化成工業製) 1 1部、 スチレン 8 3部、 メタクリル酸 8 3部、 アクリル 酸ブチル 1 1 0部、 過硫酸アンモユウム 1部を仕込み、 3 8 0 0回転/分で 3 0分間撹拌したところ、 白色の乳濁液が得られた。 加熱して、 系内温度 75°C まで昇温し 4時間反応させた。 さらに、 1 %過硫酸アンモニゥム水溶液 30部 加え、 75 °Cで 6時間熟成してビュル系樹脂 (スチレンーメタクリル酸ーァク リル酸プチルーメタクリル酸エチレンォキサイ ド付加物硫酸エステルのナトリ ゥム塩の共重合体) の水性分散液 [微粒子分散液 1] を得た。 [微粒子分散液 1] をレーザー回折 Z散乱式粒度分布測定装置 (L A— 920 :堀場製作所製 ) で測定した体積平均粒径は、 l l O nmであった。 [微粒子分散液 1] の一 部を乾燥して樹脂分を単離した。 該樹脂分の T gは 58°Cであり、 重量平均分 子量は 1 3万であった。
(水相の調整)
水 990部、 [微粒子分散液 1 ] 83部、 ドデシルジフエニルエーテルジス ルホン酸ナト リ ウムの 48. 3%水溶液 (エレミノール MON— 7 :三洋化成 工業製) 37部、 酢酸ェチル 90部を混合撹拌し、 乳白色の液体を得た。 これ を [水相 1 ] とする。
(低分子ポリエステルの合成)
冷却管、 撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、 ビスフエノール Aェ チレンォキサイ ド 2モル付加物 724 部、テレフタル酸 276部を入れ、常圧 下 230°Cで 7時間重縮合し、 さらに 1 0〜1 5mmHgの減圧下で 5時間反 応して [低分子ポリエステル 1] を得た。 [低分子ポリエステル 1] は、 数平 均分子量 2300、 重量平均分子量 6700、 ピーク分子量 3800、 T g 4 3°C、 酸価 4であった。
(中間体ポリエステルの合成)
冷却管、 撹拌機及ぴ窒索導入管の付いた反応容器中に、 ビスフ ノール Aェ チレンォキサイ ド 2モル付加物 682部、 ビスフエノール Aプロピレンォキサ イ ド 2モル付加物 8 1部、 テレフタル酸 283部、 無水トリメリット酸 22部 及ぴジブチルチンォキサイ ド 2部を入れ、 常圧下 230°Cで 7時間反応し、 さ らに 10〜1 5mmHgの減圧で 5時間反応した [中間体ポリエステル 1] を 得た。 [中間体ポリエステル 1] は、 数平均分子量 2200、 重量平均分子量 9 700、 ピーク分子量 3 000、 T g 54°C、 酸価 0. 5、 水酸基価 5 2で あった。
次に、 冷却管、 撹拌機及ぴ窒素導入管の付いた反応容器中に、 [中間体ポリ エステル 1] 4 1 0部、 ィソホロンジィソシァネート 8 9部、 酢酸ェチル 50 0部を入れ 1 00°Cで 5時間反応し、 [プレボリマー 1] を得た。 [プレポリ マー 1 ] の遊離イソシァネート重量0 /0は、 1. 5 3%であった。
(ケチミンの合成)
撹拌棒及ぴ温度計をセットした反応容器に、 ィソホロンジアミン 1 70部と メチルェチルケトン 7 5部を仕込み、 5 0°Cで 4時間半反応を行い、 [ケチミ ン化合物 1] を得た。 [ケチミン化合物 1] のアミン価は 4 1 7であった。 (マスターバッチの合成)
水 1 200部、 カーボンブラック (P r i n t e 3 5 :デクサ製) 540 部 [DB P吸油量 =42m l /1 00mg, p H= 9. 5] 、 ポリエステル樹 脂 1 200部を加え、 ヘンシェルミキサー (三井鉱山社製) で混合し、 混合物 を 2本ロールを用いて 1 3 0°Cで 1時間混練後、 圧延冷却しパルべライザ一で 粉砕、 [マスターバッチ 1 ] を得た。
(油相の作製)
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、 [低分子ポリエステル 1] 3 78部 、 カルナバワックス 1 00部、 酢酸ェチル 94 7部を仕込み、 撹拌下 8 0 に 昇温し、 80°Cのまま 5時間保持した後、 1時間で 30°Cに冷却した。 次いで 、 容器に [マスターバッチ 1 ] 500部、 酢酸ェチル 500部を仕込み、 1時 間混合し [原料溶解液 1] を得た。
[原料溶解液 1] 1 3 24部を容器に移し、 ビーズミル (ウルトラビスコミ ル : アイメックス社製) を用いて、 送液速度 1 k g Z h r、 ディスク周速度 6 mZ秒、 0. 5mmジルコニァビーズを 80体積。/。充填、 3パスの条件で、 力 一ボンブラック、 ワックスの分散を行った。 次いで、 [低分子ポリエステル 1 ] の 6 5%酢酸ェチル溶液 1 3 24部を加え、 上記条件のビーズミルで 2パス し、 [顔料 · ワックス分散液 1] を得た。 [顔料 · ワックス分散液 1] の固形 分濃度は 50%であった。
(乳化〜脱溶剤)
[顔料 'ワックス分散液 1 ] 749部、 [プレボリマー 1 ] を 1 1 5部、 [ ケチミン化合物 1] 2. 9部を容器に入れ、 TKホモミキサー (特殊機化製) で 5, 000 r pmで 2分間混合した後、 容器に [水相 1] 1 200部を加え 、 TKホモミキサーで、 回転数 1 3, 000 r p mで 2 5分間混合し [轧化ス ラリー 1] を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、 [乳化スラリー 1 ] を投入し、 30 °Cで 7時間脱溶剤した後、 4 5 °Cで 7時間熟成を行い、 [分散スラリー 1] を 得た。
(洗浄〜乾燥)
[分散スラリー 1] 1 00部を減圧濾過した後、
I:濾過ケーキにイオン交換水 1 0 0部を加え、 TKホモミキサ一で混合 (回転 数 1 2, 000 r p mで 1 0分間) した後濾過した。
H : Iの濾過ケーキに 1 0 %水酸化ナトリウム水溶液 1 00部を加え、 TKホ モミキサーで混合 (回転数 1 2, 00 O r pmで 1 0分間) した後、 減圧濾過 した。
ΠΙ : Πの濾過ケーキに 1 0%塩酸 1 00部を加え、 TKホモミキサーで混合 ( 回転数 1 2, O O O r pmで 1 0分間) した後濾過した。
IV: Πの濾過ケーキにイオン交換水 300部を加え、 TKホモミキサ一で混合 (回転数 1 2, 000 r p mで 1 0分間) した後濾過する操作を 2回行い、 [ 濾過ケーキ 1] を得た。
[濾過ケーキ 1] を循風乾燥機にて 4 5 °Cで 48時間乾燥し、 目開き 7 5 mメッシュで篩い、 [トナー母体粒子 1] を得た。 その後、 [トナー母体粒子 1] 1 00部に疎水性シリカ 1部と、 疎水化酸化チタン 1部をヘンシェルミキ サ一にて混合して [トナー 1 ] を得た。 得られた [トナー 1] の物性を表 1に 、 評価結果を表 2に示す。 実施例 2
実施例 1において、 油相の作製の工程を以下の条件に変更した以外は実施例 1 と同様にしてトナーを得た。 得られた [トナー 2] の物性を表 1に、 評価結 果を表 2に示す。
(油相の作製)
撹拌棒及ぴ温度計をセットした容器に、 [低分子ポリエステル 1] 378部 、 カルナバ /ライスワックス (重量比 7 : 3) 100部、 酢酸ェチル 947部 を仕込み、 撹拌下 80°Cに昇温し、 80°Cのまま 4時間保持した後、 1時間で 30°Cに冷却した。 次いで容器に [マスターバッチ 1] 500部、 酢酸ェチル 500部を仕込み、 1時間混合し [原料溶解液 2] を得た。
[原料溶解液 2] 1 324部を容器に移し、 ビーズミル (ウルトラビスコミ ル :アイメックス社製) を用いて、 送液速度 1 k g/h r , ディスク周速度 6 mZ秒、 0. 5 mmジルコ二ァビーズを 80体積%充填、 7パスの条件で、 力 一ボンブラック、 ワックスの分散を行った。 次いで、 [低分子ポリエステル 1 ] の 6 5%酢酸ェチル溶液 1 324部を加え、 上記条件のビーズミルで 4パス し、 [顏料 · ワックス分散液 2] を得た。 [顔料 · ワックス分散液 2] の固形 分濃度は 50%であった。
実施例 3
実施例 1において、 油相の作製の工程を以下の条件に変更した以外は実施例 1 と同様にしてトナーを得た。 得られた [トナー 3] の物性を表 1に、 評価結 果を表 2に示す。
(油相の作製)
撹拌棒及ぴ温度計をセットした容器に、 [低分子ポリエステル 1] 378部 、 カルナバワックス 400部、 酢酸ェチル 947部を仕込み、 撹拌下 80 °Cに 昇温し、 80°Cのまま 4時間保持した後、 1時間で 30°Cに冷却した。 次いで 容器に [マスターパッチ 1] 500部、 酢酸ェチル 500部を仕込み、 2時間 混合し [原料溶解液 3] を得た。 [原料溶解液 3 ] 1 3 2 4部を容器に移し、 ビーズミル (ウルトラビスコミ ル:アイメックス社製) を用いて、 送液速度 1 k gZh r、 ディスク周速度 6 m/秒、 0. 5 mmジルコユアビーズを 8 0体積0 /。充填、 7パスの条件で、 力 一ポンプラック、 ワックスの分散を行った。 次いで、 [低分子ポリエステル 1 ] の 6 5 %酢酸ェチル溶液 1 3 2 4部を加え、 上記条件のビーズミルで 4パス し、 [顔料 · ワックス分散液 3 ] を得た。 [顔料 · ワックス分散液 3 ] の固形 分濃度は 5 0 %であった。
比較例 1
(A重合体の製造方法)
撹拌機、 コンデンサー、 温度計、 窒素導入管を付したフラスコにメタノール 3 0 0 g、 トルェン 1 0 0 g、 スチレン 5 7 0 g、 2—アク リルアミ ド一 2—メ チルプロパンスルホン酸 3 0 g、 ラウロイルパーォキサイ ド 1 2 gを仕込み撹 拌、 窒素導入下 6 5 °Cで 1 0時間溶液重合し、 内容物をフラスコから取り出し 、 減圧乾燥後、 ジェットミルにて粉枠し、 重量平均分子量 3, 0 0 0の A重合 体を製造した。
(トナーの製造)
スチレン 1 8 3部
2—ェチルへキシルァクリ レート 1 7部
A重合体 0. 1部
C. I. Pigment Yellow 17 7部
パラフィンワックス (融点 1 5 5° F :大成興産製) 3 2部
開始剤 (V— 6 0 1 :和光純薬製) 1 0部
上記処方を 6 5°Cに加温し、 均一に溶解又は分散し単量体組成物とした。
別途、 イオン交換水 1 2 0 0 m 1にシランカップリ ング剤 (K B E 9 0 3 :信 越シリ コーン製) を 0. 3 g均一に分散させ、 コロイダルシリカ (ァエロジル # 2 0 0 : 日本ァエロジル製) 6 gを投入しさらに均一に分散した。 この分散 液を塩酸で p H= 6に調整して分散媒系を調製した。 この分散媒系に上記単量 体組成物を投入し、 窒素雰囲気下 7 0°Cで TK式ホモミキサーを用いて 6, 5 0 0 r p mで 6 0分間撹拌し単量体組成物を造粒した。 その後パドル撹拌翼で 撹拌しつつ 7 5 °Cで、 8時間重合した。 重合反応終了後、 反応生成物を冷却し 2 0 %水酸化ナトリゥム水溶液を 4 2 g力 Πえ 1晚ァルカリ処理を行い、 分散剤 を溶解し、 ろ過、 水洗、 乾燥することにより [トナー 4 ] を得た。 得られた [ トナー 4 ] の物性を表 1に、 評価結果を表 2に示す。
実施例 4
実施例 1のマスターパッチの製造の際に、 3級アミン基を吸着基に持つポリェ ステル樹脂 (T g、 3 7 °C) を顔料分散剤として 1 0 0部加え、 ヘンシェルミ キサ一で混合、 2本ロールで混練した以外は実施例 1と同様にしてトナーを得た 。 得られたトナーの物性を表 1に、 評価結果を表 2に示す。
実施例 5
実施例 1の油相製造の際にワックス分散剤として、スチレン ·ポリエチレンポ リマー (T g 7 2 °C、数平均分子量 7 1 0 0 ) を 1 0 0部加えた以外は実施例 1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性を表 1に、評価結果を表 2 に示す。
比較例 2
実施例 1の油相の作成方法を以下に変更した以外は実施例 1と同様にしてトナ 一を得た。 得られたトナーの物性を表 1に、 評価結果を表 2に示す。
(油相の作製)
撹拌棒及ぴ温度計をセットした容器に、 [低分子ポリエステル 1 ] 3 7 8部 、 カルナパワックス 50部、 酢酸ェチル 9 4 7部を仕込み、 撹拌下 8 0 °Cに昇温 し、 8 0 °Cのまま 1時間保持した後、 1時間で 3 0 °Cに冷却した。 次いで、 容器 に [マスターバッチ 1 ] 5 0 0部、 酢酸ェチル 5 0 0部を仕込み、 1 0分間混 合し [原料溶解液 1 ] を得た。
[原料溶解液 1 ] 1 3 2 4部を容器に移し、 ビーズミル (ウルトラビスコミ ル:アイメックス社製) を用いて、 送液速度 1 k g Z h r、 ディスク周速度 6 m/秒、 0 . 5 mmジルコニァビーズを 8 0体積%充填、 1パスの条件で、 カー ボンブラック、 ワックスの分散を行った。 次いで、 [低分子ポリエステル 1 ] の 65%酢酸ェチル溶液 1 324部を加え、 上記条件のビーズミルで 1パスし、 [顔料 · ヮッタス分散液 1 ] を得た。 [顔料 · ヮッタス分散液 1 ] の固形分濃 度は 50%であった。
トナーの評価は以下の要領で行った。
(評価項目)
1 ) ワックスの分散性
TEM (透過型電子顕微鏡) を用いて、 トナー断面を観察してワックスの分 散状態を評価した。 トナー粒子最表面は、 表面から 0. 3 i mまでの深さを基 準とした。 また、 表中 「均一」 に分散とは、 トナー 1粒子中にワックス粒子が 少なく とも 2個以上存在して、 大きな偏在がなく検出される状態を示す。
2) 定着性 (耐ホッ トオフセッ ト性、 低温定着性)
リコー製 imagio Neo 450を改造してベルト定着方式として、 普通紙及ぴ厚紙 の転写紙(リコー製 タイプ 6200及ぴ NB Sリコー製複写印刷用紙く 1 35 >) にベタ画像で、 1. 0±0. 1 mg/c m2のトナー付着量で定着評価し た。 定着ベルトの温度を変化させて定着試験を行い、 普通紙でホットオフセッ トの発生しない上限温度を定着上限温度とした。 また、 厚紙で定着下限温度を 測定した。 定着下限温度は、禧られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度 の残存率が 70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。 定 着上限温度は 200°C以上、 定着下限温度は 140°C以下が望まれる。
3) タリ一ユング性
画像面積率 95%チヤ一トを 1, 000枚出力後、 クリーニング工程を通過 した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ (住友スリーェム製) で白紙に 移し、 それをマクベス反射濃度計 RD 5 14型で測定し、 ブランクとの差が 0 • 005未満のものを◎、 0. 005〜 0. 01 0のものを〇、 0. 01 1— 0. 02のものを△、 0. 02を超えるものを Xとして評価した。
4) 転写性
画像面積率 20%チャートを感光体から紙に転写後、 クリーニング工程の直 前における感光体上の転写残トナーをスコッチテープ (住友スリーェム製) で 白紙に移し、 それをマクベス反射濃度計 RD 5 1 4型で測定し、 ブランクとの 差が 0. 0 0 5未満のものを◎、 0. 0 0 5〜0. 0 1 0のものを〇、 0. 0 1 1〜0. 0 2のものを△、 0. 0 2を超えるものを Xとして評価した。
5) 帯電安定性
リコー製 IPSiO Color 8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングし た評価機を用いて、 各トナーを用いて画像面積率 5 %チャート連続 1 0 0 , 0 0 0枚出力耐久試験を実施し、 そのときの帯電量の変化を評価した。 現像剤 1 gを計量し、 ブローオフ法により帯電量変化を求めた。 帯電量の変化が 5 / g以下の場合は〇、 1 0 μ c /g以下の場合は△、 1 0 μ c/ g超える場合 は Xとした。
6) 画像濃度
リコー製 imagio Neo 450を改造してベルト定着方式として、 普通紙の転写紙 (リコー製 タイプ 6 2 0 0) に 0. 4 ± 0. 1 m g/ c m2の付着量における ベタ画像出力後、 画像濃度を X_R i t e (X-R i t e社製) により測定し た。 画像濃度 1. 4以上を〇、 それ未満を Xとした。
7) 画像粒状性、 鮮鋭性
リコー製 IPSiO Color 8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングし た評価機を用い、 単色で写真画像の出力を行い、 粒状性、 鮮鋭性の度合いを目 視にて評価した。 良好なものから◎、 〇、 △、 Xで評価した。 ◎はオフセット 印刷並、 〇はオフセット印刷よりわずかに悪い程度、 △はオフセット印刷より かなり悪い程度、 Xは従来の電子写真画像程度で非常に悪い。
8) カプリ
温度 1 0°C、 湿度 1 5 %の環境において、 リコー製 IPSiO Color 8100をオイ ルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、 各トナーを用い て画像面積率 5 %チャート連続 1 0 0, 0 0 0枚出力耐久試験を実施後、 転写 紙上地肌部のトナー汚れ度合いを目視 (ルーペ) にて評価した。 良好なものか ら©、 〇、 △、 Xで評価した。 ◎は、 トナー汚れがまったく観察されない良好 な状態、 〇は、 わずかに汚れが観察される程度で問題とはならい状態、 △は少 し汚れが観察される状態、 Xは許容範囲外で非常に汚れがあり問題となる状態 を示す。
9) トナー飛散
温度 40°C、 湿度 9 0%の環境において、 リコー製 IPSiO Color 8100をオイ ルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、 各トナーを用い て画像面積率 5%チャート連続 1 00, 000枚出力耐久試験を実施後、 複写 機内のトナー汚染状態を目視にて評価した。 ◎は、 トナー汚れがまったく観察 されず良好な状態、 〇は、 わずかに汚れが観察される程度で問題とはならい状 態、 △は少し汚れが観察される状態、 Xは許容範囲外で非常に汚れがあり問題 となる状態を示す。
1 0) 環境保存性 (耐ブ口ッキング性)
トナーを 1 0 gずつ計量し、 20 m 1のガラス容器に入れ、 1 00回ガラス 瓶をタツビングした後、 温度 5 5°C、 湿度 8 0 %にセットした恒温槽に 24時 間放置した後、 針入度計で針入度を測定した。 また低温低湿 (1 0°C、 1 5% ) 環境に保存したトナーも同様に針入度を評価し、 高温高湿、 低温低湿環境で 、 より針入度が小さい方の値を採用して評価した。 良好なものから、 © : 20 mm以上、 〇: 1 5 mm以上 20 mm未満、 △: 1 0 mm以上〜 1 5 mm未満 、 X : 1 0 mm未満、 とした。
11) 定着汚れ
リコー製 IPSiO Color 8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングし た評価機を用いた。 画像面積率 5%チャートを連続 1 0000枚出力し、 定着 ベルトに付着した微量オフセット物が紙上に再付着した状態を目視で観察した 。 汚れ程度がひどく、 使用に耐えない場合は X、 1枚あたり 1、 2箇所汚れ箇 所が検出される場合は△、 全く汚れが検出されない場合は〇とした。
上記実施例及ぴ比較例によって得られたトナーの物性を以下の表 1に、 また 、 トナーの評価結果を以下の表 2に示す。 表 1
Figure imgf000055_0001
D S C法によ り 、. ワ ックスの吸熱量から換算。
F T I R— AT R法により、 トナー粒子表面から 3 /z mの深さ領域におけるワ ックス由来ピ とバイ ンダ由来のピーク ( 8 2 8 c m—1) との強度比 P 2 8 5。ZP 828を算出。
表 2
Figure imgf000056_0001
表 1及び表 2の結果から分かる通り、 D S C法と F T I R— A T R法によつ て測定されるヮックス量が規定する範囲にある本発明のトナーは、 定着下限温 度が低く低温定着性に優れると共に、 定着上限温度が高く耐ホットオフセット 性にも優れ、 環境保存安定性も良く、 かつ、 帯電性、 現像性、 転写性共に良好 なトナーである。 また、 円形度、 形状、 粒径の制御により、 カプリ、 トナー飛 散等がなく、 クリ一ユング性も良好なトナーとすることができる。
産業上の利用可能性
本発明のトナーは、 耐ホットオフセット性に優れ、 帯電性、 現像性を低下さ せることなく、 耐ブ口ッキング性も良好であり、 静電潜像現像用トナーとして 好適に用いることができる。

Claims

1. 少なくともバインダ樹脂、 着色剤及びワックスを含み、 前記ワックスの含有量が、 D S C (示差走査熱量計) 法により求められるヮ ッタスの吸熱量を重量換算した値で、 全トナー重量の 3〜2 1 w t %であり、 トナー粒子の表面から 0. 3 μ mまでの深さ領域に存在する前記ヮッタスの 量を規定する値として、 FT I R— ATR (全反射吸収赤外分光) 法により求 められる、 前記ワックス由来請のピーク (28 50 cm— と前記バインダ樹脂 由来のピーク (8 28 c m— との強度比 (P 2850/P 828 ) が 0. 0 1〜 0. 40の範囲にあり、 の
前記ワックスの少なく とも一部が、 トナー粒子中に内包された複数の独立し たワックス分散粒子として存在する 囲
ことを特徴とするトナー。
2. 前記ワックスの含有量が、 全トナー重量の 3〜 20 w t %である請求の 範囲第 1項に記載のトナー。
3. ワックス分散粒子が、 トナー粒子中に均一に分散する請求の範囲第 1項 及ぴ第 2項のいずれかに記載のトナー。
4. ワックスのトナー粒子最表面への露出面積が、 トナー粒子最表面の表面 積の 5 %以下であることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 3項のいずれか に記載のトナー。
5. 加熱及ぴ加圧されたときにワックスがトナー粒子表面にしみ出る経路を 有する請求の範囲第 1項から第 4項のいずれかに記載のトナー。
6. ワックスが、 脱遊離脂肪酸カルナゥバワックス、 ライスワックス、 モン タン系ワックス、、及ぴエステルワックスのいずれか、 もしくはこれらのいずれ かの組み合わせである請求の範囲第 1項から第 5項のいずれかに記載のトナー
7. バインダ樹脂が、 変性ポリエステルを含む請求の範囲第 1項から第 6項 のいずれかに記載のトナー。
8. バインダ樹脂が、 変性ポリエステルと共に、 未変性ポリエステ
ルを含有し、 変性ポリエステルと未変性ポリエステルの重量比が 5Z 9 5〜8 0 / 2 0である請求の範囲第 7項に記載のトナー。
9. バインダ樹脂のピーク分子量が 1 0 0 0〜 1 0 0 0 0である請求の範囲 第 7項及ぴ第 8項のいずれかに記載のトナー。
1 0. パインダ樹脂のガラス転移点 (T g ) が 3 5〜 7 0°Cである請求の範 囲第 7項から第 9項のいずれかに記載のトナー。
1 1. 少なく とも、 窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレボリマ 一、 ポリエステル、 着色剤及ぴ離型剤を有機溶媒中に分散させてなるトナー材 料液を、 水系媒体中で架橋及び Z又は伸長反応させて得られる請求の範囲第 7 項から第 1 0項のいずれかに記載のトナー。
1 2. 榭脂微粒子の存在下で水系媒体に分散させる請求の範囲第 1 1項に記 載のトナー。
1 3. トナーの体積平均粒径 (D v) が 3. 0〜8. 0 μ mであり、 さらに 個数平均粒径 (D n) との比 D v/D nが 1. 0 0〜1 . 4 0である請求の範 囲第 1項から第 1 2項のいずれかに記載のトナー。
1 4. トナーの平均円形度が 0. 9 3〜1. 0 0である請求の範囲第 1項か ら第 1 3項のいずれかに記載のトナー。
1 5. 略球形である請求の範囲第 1項から第 1 4項のいずれかに.記載のトナ
1 6. トナー形状を長軸 r 1、 短軸 r 2、 及ぴ、 厚さ r 3で規定したとき ( 但し、 r 1 ≥ r 2≥ r 3とする。 ) 、 長軸 r 1 と短軸 r 2との比 ( r 2/ r 1 ) が 0. 5〜 1 . 0の範囲にあり、 厚さ r 3と短軸 r 2との比 ( r 3 / r 2 ) が 0. 7〜1. 0の範囲にある請求の範囲第 1項から第 1 5項のいずれかに記 載のトナー。
1 7. 外添加剤として、 疎水性シリカ及ぴ Z又は疎水性酸化チタンを用いる 請求の範囲第 1項から第 1 6項のいずれかに記載のトナー。
1 8. ト ·^ "一のガラス転移点 (T g ) カ、 3 5から 6 0°Cである請求の範囲第 1項から第 1 7項のいずれかに記載のトナー。
1 9 . 請求の範囲第 1項から第 1 8項のいずれかに記載のトナーと、 キャリアとを含有することを特徴とする二成分静電潜像現像用現像剤。
2 0 . 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段と、
該感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーが装填され、 該静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する 現像手段と、
感光体上に担持されたトナー像を被記録材に転写する転写手段と
被記録材上のトナー像を定着する定着装置とを有し、
前記トナーが、 請求の範囲第 1項から第 1 8項のいずれかに記載のトナーであ ることを特徴とする画像形成装置。
2 1 . 前記定着装置が、 発熱体を具備する加熱体と、 前記加熱体と接触する フィルムと、 前記フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、 前記'フイルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた被記録材を通過さ せて加熱定着する定着装置である請求の範囲第 2 0項に記載の画像形成装置。
2 2 . 感光体が、 アモルファスシリコン感光体である請求の範囲第 2 0項及 ぴ第 2 1項のいずれかに記載の画像形成装置。
2 3 . 感光体上の潜像を現像するときに交互電界を印加するための電界印刷 手段が付された現像手段を有する請求の範囲第 2 0項から第 2 2項のいずれか に記載の画像形成装置。
2 4 . 帯電手段が、 感光体に帯電部材を接触させ、 当該帯電部材に電圧を印 加することによって帯電を行なう請求の範囲第 2 0項から第 2 3項のいずれか に記載の画像形成装置。
2 5 . 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段、 トナーが装填され、 該静電潜像をトナーを用 いて現像してトナー像を形成する現像手段、 転写後に感光体表面に残留したト ナーをブレードを用いてクリ一ユングするクリ一二ング手段より選ばれる少な くとも一つの手段とを
一体的に有してなり、 画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッ ジであって、 前記トナーが、 請求の範囲第 1項から第 1 8項のいずれかに記載 のトナーであるであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2 6 . 感光体を帯電させる帯電工程と、
該感光体を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
該静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、 感光体上に担持されたトナー像を被記録材に転写する転写工程と、
被記録材上のトナー像を定着する定着装置とを有し、
前記トナーが、 請求の範囲第 1項から第 1 8項のいずれかに記載のトナーであ ることを特徴とする画像形成方法。
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