説明

画像形成方法

【課題】非磁性一成分現像プロセスにおいて、長期にわたり画像品位が良好であり、帯電性能の変化が少なく、高温高湿下においても耐久劣化時においても印字画質が低下しない画像形成方法を提供する。
【解決手段】トナー担持体と、前記担持体表面に供給されるトナーの層厚を規制するトナー規制部材とを有する画像形成装置の画像形成方法において、前記トナー担持体との当接面を表面粗さRa=0.1〜20μmとした該規制部材の前記当接面に体積平均粒径が0.5〜10μmの樹脂微粒子20を当接圧力10〜120N/mで前記規制部材の当接面に接触させ、かつ、該規制部材を該樹脂微粒子のガラス転移温度未満の温度に加熱することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、安定してトナー担持体上にトナー層を形成させる方法として、規制部材表面に粗さを付与させることが既に知られている。
トナー担持体としては、少なくともウレタンゴム等の半導電性弾性材料を表面に有する弾性現像ローラが用いられる。また、トナー規制部材として、金属や弾性ゴム製のブレードが用いられ、一成分現像方式において、温度、湿度等の環境変化や、経時使用によるトナーの劣化、トナー規制部材や、トナー担持体の表面の磨耗、トナー成分の一部のフィルミング化により、この規制部材通過後のトナーの層状態、帯電状態の変化が課題となる。
この課題の解決策として、特許文献1〜3などには、トナー層の規制状態を一定に保つことを企図して、現像剤規制手段表面の十点平均粗さ、現像剤規制手段表面の凹凸の平均間隔、現像剤規制領域における現像剤規制手段表面の凹凸の平均傾斜角を規定する方法が提案されている。しかしいずれも高速化、高寿命化の観点で不十分で有り、トナー規制部材へのトナーの堆積による画像濃度変化が避けられない。
【0003】
また他方、現像剤担持体を粗面化することでトナー層の規制状態を一定に保つことを企図し、装置の小型化を図りながら、斑点状の画質欠陥のない現像装置を提供する発明が知られている(たとえば特許文献4参照)。この特許文献4では、サンドブラスト等による現像剤担持体の粗面加工が提案されている。この文献のように、現像剤担持体と規制部材を比した場合、トナー層の規制を定量的に行うために、規制部材のほうがより高弾性の材料を用いている。そのため、トナーの付着、堆積は規制部材側に発生しやすく、現像剤担持体側の粗面加工のみではトナー規制部材へのトナーの堆積による画像濃度変化は避けられない。
【0004】
さらに、経時変化による搬送量が低下してしまう課題の解決を目的として、特許文献5には、粗面化後の現像剤担持体表面を研磨する方法が提案されている。この文献には、現像剤担持体表面の磨耗は、特に初期の磨耗が激しく、現像剤の搬送量の低下が著しいため、あらかじめこの部分を研磨により平滑化することを企図している。使用開始直後と、経時使用後の規制部の状態変化を抑制する効果が生まれ、所定の効果が得られたが、規制部材側へのトナーの付着や堆積の課題があり、特に低温定着性に有利なトナーを用いた場合には、搬送量の変動や、画像ノイズの発生、固着の発生という課題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、非磁性一成分現像プロセスにおいて、長期にわたり画像品位が良好であり、帯電性能の変化が少なく、高温高湿下あるいはトナーの耐久劣化時においても印字画質が低下しない画像形成方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために発明者らは以下のような解決手段を講じた。
(1)トナー担持体と、該トナー担持体表面に供給されるトナーの層厚を規制するトナー規制部材を有する画像形成装置の画像形成方法において、該トナー担持体との当接面を表面粗さRa=0.1〜20μmとした該規制部材の当接面に体積平均粒径が0.5〜10μmの樹脂微粒子を当接圧力10〜120N/mで接触させ、かつ、前記樹脂微粒子のガラス転移温度未満で加熱した規制部材を用いることを特徴とする。
(2) 前記(1)に記載の画像形成方法において、前記規制部材の加熱は前記ガラス転移温度との差が10℃以下であることを特徴とする。
(3) 前記(1)又は(2)に記載の画像形成方法において、前記規制部材の樹脂微粒子層形成後の表面粗さRaが、樹脂微粒子層形成前の表面粗さの1/4〜3/4である規制部材を用いることを特徴とする。
(4) 前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子の前記ガラス転移温度が40〜65℃であることを特徴とする。
(5) 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子は、離型剤を含有することを特徴とする。
(6) 前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子に離型剤が含まれており、前記離型剤は、示差走査型熱量計(DSC)で測定したときの吸熱ピーク温度が60〜80℃であることを特徴とする。
(7) 前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子は、色材を含有することを特徴とする。
(8) 前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子は、無機微粒子を含有することを特徴とする。
(9) 前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の画像形成方法において、前記樹脂微粒子は、トナーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明は、初期から耐久末期までの画像形成装置が支障無く使用できる使用状態期間内の非磁性一成分現像プロセスにおいて、長期にわたり画像品位が良好であり、帯電性能の変化が少なく、高温高湿下あるいはトナーの耐久劣化時においても印字画質が低下しない画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態にかかる画像形成装置の現像部の部分拡大図である。
【図2】実施形態にかかる規制部材表面の樹脂微粒子層形成後の表面粗さRaが、樹脂微粒子層形成前の表面粗さRaの1/4〜3/4になった状態を説明するための模式的拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
規制部材の表面は種々の提案がなされている。例えば鏡面の場合、トナーの付着は、しにくいが、トナーの層厚の規制は困難となる。この課題を解決する目的で、規制部材の表面に凹凸の所定粗さを付与する提案がなされている。
しかし、実際に規制部材がトナー担持体と近接、あるいは接触し、トナー担持体の回転により両者の間をトナーが通過し、層厚みが規制される際に、規制部材表面へのトナーの付着、堆積が発生してしまうと、使用初期と、使用を続けた経時後の場合とを比較すると、層規制状態が使用初期から変化が生じ、トナー搬送量が変動して、トナー担持体上のトナー層厚みの形成状態が不均一になってしまう。このため、ハーフトーンやベタ画像において大きな濃度変動が発生することとなる。さらに、場合によりトナー担持体表面への固着等による縦スジの発生や、地汚れの発生、トナーこぼれ、飛散による機内汚染の可能性が生じてしまう。
この傾向は、耐久後のトナーが劣化した状態や高温高湿環境など、トナーの流動性が低下する環境で顕著となる。さらに、ガラス転移点が低い、流動開始温度が低い、低融点物質を含有するなど、低温定着性に優れるトナーを用いた場合、より顕著になる。
このような課題を克服するために、表面粗さRaが0.1〜20μmに粗さ処理を規制部材に施し、この規制部材上のトナー担持体との当接面に、樹脂微粒子を0.1〜10N/mmの当接圧力で接触させる際に、前記樹脂微粒子のガラス転移温度未満の温度を該規制部材に与えるようにした。
【0010】
ところで前述した規制部材表面へのトナーの付着、堆積は、印字開始とともに徐々に発生し、当初付与した規制部材表面の凹凸の状態に対して一定量のトナーが付着した状態を保持して安定化する。ただし、安定化状態に達するまでの時間や、その印字枚数は、印字速度、印字パターン、印字濃度、印字時の温湿度等によって異なり、いつ定常状態となるかは一概には定まらない。また、特定の印字パターンを印刷する使用者の場合、規制部材の位置により濃度の変化速度が異なることがあり、同一印字物内で大きく濃度差が生じる可能性がある。
本実施形態では、あらかじめ規制部材上に付与した粗さの凹凸に対して規制部材が定常化した状態となるように樹脂微粒子(たとえばトナーなどの色材(色材の中でも好ましくはトナー))を付着させることにより、印字初期から安定した印字濃度を得ることを可能としている。
【0011】
本実施形態では、規制部材の表面は種々の提案がなされ、例えば規制部材の表面を鏡面とした場合、トナーの付着は、しにくくなる。その一方、トナーの層厚の規制効果は落ちる。この課題を解決するために、規制部材の表面に凹凸を付与する。
そして実際に規制部材がトナー担持体と近接、接触し、トナー担持体の回転により両者の間をトナーが通過し、層規制される際に、規制部材表面へのトナーの付着、堆積が発生する。その結果、使用初期と使用を続けた経時後の場合を比較してみると、層規制状態が初期から変化が生じトナー搬送量が徐々に変動し、トナー担持体上のトナー層形成状態が不均一になってしまう。このため、ハーフトーンやベタ画像において大きな濃度変動が発生する原因となる。さらに、場合により規制部材に固着等による縦スジの発生や、地汚れの発生、トナーこぼれ、飛散による機内汚染の発生に及ぶ傾向がある。この傾向を克服するために、表面粗さRaが0.1〜20μmに粗さ処理を施した規制部材上のトナー担持体との当接面に、樹脂微粒子を10〜120N/mの当接圧力で接触させた後、該樹脂微粒子のガラス転移温度未満の温度で該規制部材に熱負荷を与えて、画像形成を行うことを見出した。なおたとえば前記した熱負荷を与える例として、以下のようにすることができる。トナー担持体に対して規制部材を所定の規制厚で押圧した後、所定量のトナーを充填し、恒温槽で所定温度(例えば50℃湿度70%)に十分なじませた後、トナー担持体を回転させトナー層を形成させ、システムスピード40mm/secにて10分間回転させる。
【0012】
前述の規制部材表面へのトナーの付着、堆積は、印字開始とともに徐々に発生し、当初付与した規制部材表面の凹凸の状態に対し、一定量のトナーが付着した状態を保って一旦安定化すると考えられる(図1および図2参照)。
本実施の形態では、あらかじめ規制部材上に付与した所定の粗さの凹凸や定常化した状態に樹脂微粒子を付着させることにより、印字初期から安定した印字濃度を得ることを可能とするものである。
【0013】
樹脂微粒子は規制部材に設けられる初期の粗さRaの1/4〜3/4となるように施すことが望ましい(図2参照)。
初期の粗さRaが1/4未満の場合、規制部材上へのトナーの付着、堆積が発生した場合、印字濃度の変化が顕著となり安定した印字濃度を得ることができない。初期の粗さRaが3/4を超えた場合、トナーの層状態の規制が困難になる。特に低湿環境下や流動特性の高いトナーを用いた場合などにこの傾向は顕著である。なおこのRa値は表面粗さ計(JIS B 0601‐2001)を用いて測定することができる。
用いる樹脂微粒子は任意のものを用いることが出来るが、ガラス転移温度が40〜70℃、好ましくは40〜65℃の範囲にあり、体積平均粒径が0.5〜10μmの範囲のものが望ましい。前記ガラス転移温度が、70℃を超えると、低温定着性が悪化することがあり、40℃未満であると、耐熱保管性が悪化することがある。
また、規制部材上への付着、堆積層の成長は周期的に付着、堆積、脱離を繰り返しながら、最終的に堆積の層厚さが一定値を超えると層厚の規制が十分に行えなくなるのを防止するため、この現像装置に用いるトナー自身を規制部材に付着させておくことが望ましい。特に前述の付着、堆積、脱離において、他の物質が混入することがなく、該トナーは表面に無機微粒子を有することから、規制部材表面の研磨効果も有し、また規制部材から脱離した場合にある程度の流動性を付与させるころができる。このことから、付着層の成長、研磨が一定の平衡状態に保つことができる。
【0014】
規制部材の材質は、金属、ゴム等を用いることが出来る。規制部材への所定の粗さの付与は、基材の機械的加工、粗さ粒子の内包化、表面への粗さ粒子の付与などの方法を用いることが出来る。本実施形態での被覆層形成後の表面粗さを予め規制部材表面に施すことは可能であり、この表面粗さによる凹凸に、印字によるトナー付着は不可避であるため、初期状態からの変化は避けることが出来ない。
【0015】
粗さの形成を表面加工により行う場合、表面の細かい切削痕を該有機微粒子で被覆することにより、ブレード固着の発生などによる画像ノイズの発生を抑制することができる。また、金属粒子の溶射等により粒子を表面に付与する場合には、溶射等による金属粒子の脱離が発生するのを防止するため、表面に付与された金属粒子に被覆層を設ける。また、粒子間のポーラスな部分へのトナー粒子の埋没の進行による表面状態の変化も発生せず、表面密度の自由度を高くすることができる。金属メッキ処理等により、ポーラスな部分の封止は、例えばフッ素材料のような高離型材料でコーティングすれば樹脂微粒子の付着は抑えられる。
このように、トナー粒子により規制部材表面凹部に被覆層を設けることで、トナー粒子自身の規制部材表面の隙間封止効果と、適切なトナー量のトラップ効果(層厚規制効果)、研磨効果(付着層の過度な成長抑制)が得られる。
【0016】
<トナー>
画質への影響を考慮する上で、本実施形態で使用されるトナーは、体積平均粒径において5〜10μm(コールター製マルチサイザーIIIによる測定値)、好ましくは6〜9μmが好ましい。本実施形態に使用されるトナーには、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、荷電制御剤が含まれる。
【0017】
<粉砕トナー>
(結着樹脂)
本実施形態のトナーの製造に用いられる結着樹脂の種類は特に制限されない。結着樹脂はトナーの分野で公知の結着樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、COC(環状オレフィン樹脂(例えば、TOPAS−COC(Ticona社製)))等であってよい。結着樹脂としてはオイルレス定着の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
【0018】
本実施形態において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が挙げられる。多価アルコール成分のうち2価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0019】
また、多価カルボン酸成分のうち2価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
【0020】
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸,1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
【0021】
また、本実施形態においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られる樹脂(以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という)も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、このようなモノマーとしては、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【0022】
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸3−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸3−(メチル)ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
【0023】
結着樹脂は単一で用いても良いし、低分子量体と高分子量体の2種、若しくはその各々複数種の組合せを用いても良いが、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、低分子量体と高分子量体を少なくとも1種づつ使用することがより好ましい。
【0024】
より好ましい結着樹脂としては、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂である。
【0025】
また、高分子量体としては、ビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂を用いることもできる。
【0026】
(離型剤)
本実施形態において、離型剤としては、特に限定されないが、炭化水素系パラフィンが挙げられる。炭化水素系パラフィンとしては、例えば、アルケンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒を用いて重合した低分子量のポリアルケン;高分子量のポリアルケンを熱分解して得られるポリアルケン;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからアーゲ法を用いて得られる炭化水素、さらに水素添加して得られる炭化水素が挙げられる。このような離型剤を用いることにより、定着時に、現像剤から離型剤が十分に染み出し、優れた定着特性を発揮することができる。
【0027】
トナーへの添加方法としては、トナー製造時に添加する他に、上述した結着樹脂の合成時に添加しても良い。この場合、上述のポリエステル樹脂を結着樹脂として用いる場合には、炭化水素系離型剤を用いることが好ましい。結着樹脂に炭化水素系離型剤を予め内添するには、結着樹脂を合成する際に、結着樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系離型剤を添加した状態で結着樹脂の合成を行えば良い。例えば、結着樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマーおよびアルコールモノマーに炭化水素系離型剤を添加した状態で縮重合反応を行えば良い。結着樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系離型剤を添加した状態で、当該モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。
【0028】
該離型剤は、示差走査型熱量計(DSC)で測定したときに、60〜80℃の範囲に少なくとも1つの吸熱ピークが存在することが好ましく、さらに好ましくは65〜75℃の範囲にあることが好ましい。この温度が60℃を下回ると耐ブロッキング性が悪化し、80℃以上であると低温定着性が不十分となる。
【0029】
離型剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対して2質量部から10質量部が好ましく、さらに2質量部から8質量部であることが、よりこの好ましい。添加量が2質量部未満であると低温定着性が不十分であり、10質量部以上になると耐ブロッキング性、感光体汚染性が悪化する。
【0030】
(離型剤分散剤)
本実施形態では、離型剤の分散を助ける離型剤分散剤を含有させても良い。離型剤分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、離型剤との相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットの一方に、他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト体などが挙げられる。
上記の離型剤との相溶性の高いユニットとしては、炭素数が12以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体があり、樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。
【0031】
(荷電制御剤)
トナー粒子の帯電量を制御する荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【0032】
荷電制御剤の使用量は、結着樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、通常、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5質量部の範囲がよい。10質量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。
【0033】
(着色剤)
着色剤としては下記の様な公知のものを用いることができる。カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
【0034】
(着色剤のマスターバッチ化)
本実施形態で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチを用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練される結着樹脂としては、先にあげたポリエステル、ビニル系の樹脂のほかに、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィン離型剤などが挙げられ、これらは単独あるいは混合して使用できる。
【0035】
(外添剤)
本実施形態では、トナー粒子の流動性や帯電性/現像性/転写性を補助するための外添剤として、BET比表面積100〜300m/gの第1無機微粒子と、BET比表面積40〜100m/gの第2無機微粒子とからなり、前記外添剤総量が、トナー母体に対して0.01〜2.5重量部であることが好ましい。外添剤総量が0.01質量部以下であるとトナーの流動性が不十分で、トナー担持体上でトナー層の形成が困難になることがあり、2.5質量部を超えると、トナー規制部を通過するトナー量が過剰となり、トナーの帯電不良が発生する。
【0036】
また、両者の質量比は20:80〜80:20の範囲が好ましく、より好ましくは25:75〜75:25の範囲である。第1無機微粒子の比率が20%未満の場合、トナーの流動性が不十分となりトナー担持体上でトナー層の形成が困難になることがあり、75%を超えると耐久時に外添剤が埋没したり、転写性が悪化することがある。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
外添剤の一次粒子径が10nm以下の場合はトナーへの外添剤埋まりこみが悪化し、画質劣化変動が大きくなり耐久により悪化する。外添剤の一次粒子径が50nm以上の場合は、トナーから外添剤の離脱が多くなり、感光体にフィルミングが発生する。
【0037】
次に本実施形態におけるトナーの製造方法について、説明する。
<粉砕トナーの製造方法>
本実施形態におけるトナーの製造方法では、混合工程と、混練工程と、粉砕工程と、分級工程とを有している。
【0038】
(混合工程)
混合工程には、ミキサー、ブレンダーなどの混合機を用いることが出来るが、均一分散性の観点から、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等の高せん断タイプの混合機を用いることが好ましい。
【0039】
(混練工程)
原材料の前混合品を溶融混練する工程は、二軸連続混練機、一軸連続混練機、二本ロールミル、三本ロールミル、ニーダー、オープンロール型混練機などの混練機が使用できるが、離型剤分散性と生産性の観点から、二軸連続混練機、オープンロール型混練機を用いることが好ましい。
本実施形態におけるトナーの製造方法は、混練工程後に以下の冷却工程を有することが好ましい。
【0040】
(冷却工程)
本実施形態において、得られた混練物を冷却する際には、プレスローラー、シングルベルトクーラー、ダブルベルトクーラー、ドラムクーラー等を用いることができる。
【0041】
(粉砕工程)
冷却された混練物を粉砕する際には、カウンタージェットミル、旋回式ジェットミル、ジェットミル、ミクロンミル、ファインミル、ターボミル、クリプトロン粉砕機等を用いることができる。また、予めいずれかの粉砕機で数十μmまで粉砕した後に、所望の粒径まで粉砕するなど、複数の粉砕機を組み合わせて用いても良い。
【0042】
(分級工程)
さらに、粉砕されたトナーを分級する際には、気流式分級機、DS分級機、ターボプレックス、ティープレックス、ミクロンセパレーター、ホイッツァーセパレーター、気流式多段分級機等を用いることができる。
【0043】
<重合トナー>
本実施形態で用いるトナーは、水系媒体中で結着樹脂、着色剤及び離型剤を含む粒子を形成する重合法、例えば、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法のいずれの方法を用いることもできる。下記に一例を示す。
【0044】
(結着樹脂)
前記結着樹脂としては、少なくともポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、結着樹脂の熱特性、粘弾性特性の設計範囲が広がるのでより好ましい。
前記トナーは、少なくとも変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、更に結着樹脂の熱特性、粘弾性特性の設計範囲が広がるのでより好ましい。また、これらはモノマー類、マクロモノマー類、反応基を有するポリマーとして芯材表面に付着した後、加熱、又は架橋剤、重合開始剤などによってラジカル重合及び縮重合反応を引き起こし、被覆層として所望の特性を有する結着樹脂を形成する結着樹脂前駆体であってもよい。
前記トナーとしては、少なくともプレポリマーを含むトナー組成物を溶解した有機溶媒の油滴を水系媒体中に分散させ、伸長乃至架橋反応により形成された粒子からなることが好ましい。これにより、コアシェル構造を有するトナーを形成することが可能となる。
前記トナーとしては、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋乃至伸長反応させてなることが好ましい。
【0045】
(ポリエステル樹脂)
前記ポリエステル樹脂としては、変性ポリエステル樹脂と未変性ポリエステル樹脂があるが、架橋、伸長が容易であり、オフセット防止などの目的での粘弾性の調整に適するという点で変性ポリエステル樹脂を含有させることがより好ましい。
【0046】
(変性ポリエステル樹脂)
前記変性ポリエステル系樹脂としては、例えばイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを用いることができる。該イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルを更にポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。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びフェノール性水酸基)、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。
前記ポリオール(1)としては、例えば、ジオール(1−1)及び3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、又は(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。
【0047】
前記ジオール(1−1)としては、例えば、アルキレングリコール、アルキレンエーテルグリコール、脂環式ジオール、脂環式ジオールのアルキレンオキサイド、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイドなどが挙げられる。
【0048】
前記アルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどが挙げられる。
【0049】
前記アルキレンエーテルグリコールとしては、例えば、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ル、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。
【0050】
前記脂環式ジオールとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなどが挙げられる。
【0051】
前記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが挙げられる。
【0052】
前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイドとしては、例えば、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が挙げられる。
【0053】
前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイドとしては、例えば、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が挙げられる。
【0054】
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、及びこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
【0055】
前記3価以上のポリオール(1−2)としては、例えば、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール、3価以上のフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【0056】
前記3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。
【0057】
前記3価以上のフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどが挙げられる。
【0058】
前記ポリカルボン酸(2)としては、例えば、ジカルボン酸(2−1)及び3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられる。これらの中でも、(2−1)単独、及び(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。
【0059】
前記ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸、アルケニレンジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
【0060】
前記アルキレンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などが挙げられる。
【0061】
前記アルケニレンジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸などが挙げられる。
【0062】
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
【0063】
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
【0064】
前記3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、例えば、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(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、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
【0065】
前記ポリオール(1)と前記ポリカルボン酸(2)の比率としては、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1が好ましく、1.5/1〜1/1がより好ましく、1.3/1〜1.02/1が特に好ましい。
【0066】
前記ポリイソシアネート(3)としては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0067】
前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなどが挙げられる。
【0068】
前記脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
【0069】
前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
【0070】
前記ポリイソシアネート(3)の比率としては、イソシアネート基[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、5/1〜1/1が好ましく、4/1〜1.2/1がより好ましく、2.5/1〜1.5/1が特に好ましい。
前記[NCO]/[OH]が、1未満であると、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがあり、5を超えると、低温定着性が悪化することがある。
【0071】
末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量としては、0.5質量%〜40質量%が好ましく、1質量%〜30質量%がより好ましく、2質量%〜20質量%が特に好ましい。
【0072】
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保管性と低温定着性の両立の面で不利になり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
【0073】
前記イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、1個以上が好ましく、平均1.5〜3個がより好ましく、平均1.8〜2.5個が特に好ましい。
前記1分子当たりに含有するイソシアネート基が、1個未満であると、架橋及び伸長後のいずれかの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ことがある。
【0074】
本実施形態において、架橋剤及び伸長剤の少なくともいずれかとして、アミン類を用いることができる。該アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、又は(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
【0075】
前記ジアミン(B1)としては、例えば、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミンなどが挙げられる。
【0076】
前記芳香族ジアミンとしては、例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。
【0077】
前記脂環式ジアミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。
前記脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
【0078】
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、例えば、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。
【0079】
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
【0080】
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
【0081】
前記(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、(B1)及び(B1)と少量の(B2)の混合物である。
【0082】
さらに、必要により架橋及び伸長の少なくともいずれかは停止剤を用いて反応終了後の変性ポリエステルの分子量を調整することができる。
【0083】
前記停止剤としては、例えば、モノアミン又は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。
前記モノアミンとしては、例えば、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなどが挙げられる。
【0084】
前記アミン類(B)の比率としては、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、1/2〜2/1が好ましく、1.5/1〜1/1.5がより好ましく、1.2/1〜1/1.2が特により好ましい。
前記[NCO]/[NHx]が、2を超えると、又は1/2未満であると、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記結着樹脂としては、オフセット防止などの目的で粘弾性調整のために、ウレタン基及びウレア基のいずれかを有する変性ポリエステル樹脂を含有していることが好ましい。
【0085】
前記ウレタン基及びウレア基のいずれかを有する変性ポリエステル樹脂の含有率としては、前記結着樹脂中、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下が特に好ましい。
前記含有率が、20%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
【0086】
前記ウレタン基及びウレア基のいずれかを有する変性ポリエステル樹脂としては、直接結着樹脂に混合してもよいが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性ポリエステル樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂に混合させ、造粒中又は造粒後に鎖伸長又は架橋反応してウレタン基及びウレア基のいずれかを有する変性ポリエステル樹脂とすることが好ましい。
【0087】
(未変性ポリエステル樹脂)
本実施形態においては、前記変性ポリエステル単独使用だけでなく、この変性ポリエステルと共に変性されていないポリエステルをトナーバインダー成分として含有させることが重要である。未変性ポリエステル樹脂を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性、光沢均一性が向上する。前記未変性ポリエステル樹脂としては、前記変性ポリエステル樹脂のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも変性ポリエステル樹脂と同様である。また、前記未変性ポリエステル樹脂としては、無変性のポリエステルだけでなく、ウ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、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。前記変性ポリエステル樹脂と前記未変性ポリエステル樹脂は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。したがって、前記変性ポリエステル樹脂のポリエステル成分と前記未変性ポリエステル樹脂は類似の組成が好ましい。前記変性ポリエステル樹脂を含有させる場合の前記変性ポリエステル樹脂(A)と前記未変性ポリエステル樹脂(C)の質量比〔(A)/(C)〕としては、5/95〜75/25が好ましく、10/90〜25/75がより好ましく、12/88〜25/75が更に好ましく、12/88〜22/78が特に好ましい。
前記質量比〔(A)/(C)〕が、5/95未満であると、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保管性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。
【0088】
前記未変性ポリエステル樹脂(C)のピーク分子量としては、1,000〜30,000が好ましく、1,500〜10,000がより好ましく、2,000〜8,000が特に好ましい。
【0089】
前記ピーク分子量が、1,000未満であると、耐熱保管性が悪化することがあり、10,000を超えると、低温定着性が悪化することがある。
【0090】
前記未変性ポリエステル樹脂(C)の水酸基価としては、5mgKOH/g以上が好ましく、10mgKOH/g〜120mgKOH/gがより好ましく、20mgKOH/g〜80mgKOH/gが特に好ましい。
前記水酸基価が、5mgKOH/g未満であると、耐熱保管性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。
【0091】
前記水酸基価は、JIS K0070−1966に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。
試料0.5gを100mLのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mLを正確に加える。その後100℃±5℃のフラスコ浴中に浸して加熱する。1時間〜2時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。更に分解を完全にするため再びフラスコを浴中で10分間以上加熱し放冷後、有機溶剤でフラスコの壁をよく洗う。この液を(1/2)N水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差自動手滴定装置(DL―53 Titrator、メトラー・トレド社製)を用いて電位差滴定を行い、OH価を求める。
【0092】
前記(C)の酸価としては、0.5mgKOH/g〜40mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g〜35mgKOH/gがより好ましい。前記酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。また、酸価及び水酸基価がそれぞれこの範囲を超えるものは高温高湿度下、低温低湿度下の環境下において、環境の影響を受けやすく、画像の劣化を招きやすい。
【0093】
前記酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。
試料調製:ポリエステル0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mLに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解する。更にエタノール30mLを添加して試料溶液とする。
測定は、電位差自動手滴定装置(DL―53 Titrator、メトラー・トレド社製)にて計算することができるが、具体的には次のように計算する。
予め標定された(1/10)N苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液の消費量から次の計算で酸価を求める。
酸価=KOH(mL数)×f×56.1/試料質量
(ただしfはN/10 KOHのファクター)
【0094】
前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、60℃〜80℃が好ましく、65℃〜75℃がより好ましい。
前記ガラス転移温度が、60℃未満であると、トナーの耐熱保管性が悪化し、80℃を超えると、低温定着性が不十分となる。
前記ガラス転移温度(Tg)は、例えば、理学電機株式会社製TG−DSCシステムTAS−100を使用して測定することができる。
まず、試料約10mgをアルミニウム製試料容器に入れ、それをホルダーユニットに載せて電気炉中にセットする。次に、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し、その後室温まで試料を冷却して10分間放置する。更に、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱し、DSC測定を行う。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
【0095】
(着色剤)
前記着色剤としては、前記粉砕トナーと同様なものを、目的に応じて適宜選択することができる。
前記着色剤の含有量としては、前記トナーに対し1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜10質量%がより好ましい。
前記含有量が、1質量%未満であると、所望の色相に達しないことがあり、15質量%を超えると、帯電不良や定着性の不良等を招くことがある。
前記着色剤は、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。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、上述した変性又は未変性ポリエステル樹脂の他にスチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族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る。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記スチレン又はその置換体の重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどが挙げられる。
【0096】
前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などが挙げられる。
【0097】
前記マスターバッチとしては、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練してマスターバッチを得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒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媒とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶媒成分を除去する方法も着色剤のウエッ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本ロールミルなどの高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【0098】
(離型剤)
前記離型剤としては、前記粉砕トナーと同様なものを、目的に応じて適宜選択することができる。
前記離型剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、3質量部〜15質量部が好ましく、3質量部〜12質量部がより好ましく、3質量部〜10質量部が特に好ましい。
前記含有量が、3質量部未満であると、離型剤による離型効果がなくなり、オフセット防止の余裕度がなくなることがあり、15質量部を超えると、離型剤は低温で溶融するため、熱エネルギー、機械エネルギーの影響を受けやすく、現像部での攪拌時などに離型剤がトナー内部から染み出し、トナー規制部材や感光体に付着し、画像ノイズを発生させることがある。また、OHPシートに印字したとき、印字領域の外側に離型剤が広がり、投影像に画像ノイズとして現れることがある。
【0099】
前記離型剤の示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温時の好ましい吸熱ピークの範囲としては、60〜80℃が好ましく、65〜75℃がより好ましい。
前記吸熱ピークの範囲が、60℃未満であると、流動性や耐熱保管性が悪くなることがあり、90℃を超えると、定着性が悪くなる傾向がある。
前記吸熱ピークは、示差走査型熱量計(セイコーインスツル社製のDSC6200)を用いて測定することができる。具体的には、離型剤もしくはトナーを5mgアルミパンに計量し、示差走査型熱量計にセットし、室温から200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分で測定した。このときの結果を温度と熱量でプロットし、熱量が極小値をとる時の温度を吸熱ピークとした。また、吸熱ピークからベースラインに対し垂直に線分を引き、線分の中心を通過しベースラインに平行な線が、温度−熱量プロットと交わる2点間の温度差を、吸熱ピークの半値幅とした。また、ガラス転移温度は、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分から求めることができる。
【0100】
(無機微粒子)
前記無機微粒子は、トナー粒子に流動性、現像性、帯電性などを付与するための外添剤として使用する。
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリカ、チタニア、酸化チタン、アルミナなどが挙げられる。また、これらは、疎水化処理を施してもよい。
前記シリカの市販品としては、例えば、HDK H2000、HDK H2000/4、HDK H2050EP、HVK21、HDK H1303(いずれも、ヘキスト社製);R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル社製)などが挙げられる。
【0101】
前記チタニアの市販品としては、例えば、P−25(日本アエロジル社製)、STT−30、STT−65C−S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF−140(富士チタン工業株式会社製)、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれも、テイカ株式会社製)などが挙げられる。
【0102】
前記酸化チタン微粒子の市販品としては、例えばT−805(日本アエロジル社製)、STT−30A、STT−65S−S(いずれも、チタン工業社製)、TAF−500T、TAF−1500T(いずれも、富士チタン工業社製)、MT−100S、MT−100T(いずれも、テイカ株式会社製)、IT−S(石原産業株式会社製)などが挙げられる。
【0103】
前記シリカ、前記チタニア、前記アルミナを得るためには、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシランやメチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤で処理して得ることができる。また、シリコーンオイルを必要ならば熱を加えて無機微粒子に処理したシリコーンオイル処理酸化物微粒子、又は無機微粒子も好適である。
【0104】
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル、メタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【0105】
前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径としては、100nm以下が好ましく、3nm以上70nm以下がより好ましい。
前記一次粒子の平均粒径が、3nm未満であると、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくいことがあり、100nmを超えると、感光体表面を不均一に傷付けるので好ましくない。
【0106】
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。
また、前記無機微粒子のトナーにおける含有量としては、0.01質量%〜5.0質量%が好ましく、0.01質量%〜2.0質量%がより好ましい。
また、前記無機微粒子のBET法による比表面積としては、20m/g〜500m/gが好ましい。
【0107】
(帯電制御剤)
本実施形態のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業株式会社製)、第4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、第4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カ一リット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩などの官能基を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
【0108】
前記帯電制御剤の含有量としては、バインダー樹脂の種類、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、前記バインダー樹脂100質量部に対し0.1質量部〜10質量部が好ましく、0.2質量部〜5質量部がより好ましい。
前記含有量が、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶媒に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。
【0109】
前記流動性向上剤は、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可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
【0110】
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸などの脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm〜1μmのものが好適である。
【0111】
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
【0112】
<実施例>
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例、比較例に拘束されて解釈されるものではない。なお以下で用いられる部および%は特に断らない限り、質量基準(質量部、質量%)を意味する。
【実施例1】
【0113】
〔トナーAの作成〕
(結着樹脂L1の作成)
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2210g、テレフタル酸850g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸120g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド0.5gを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂L1を得た。樹脂L1の軟化点は115℃、ガラス転移点(Tg)は61℃であった。
【0114】
(結着樹脂H1の作成)
ビニル系モノマーとして、スチレン600g、アクリル酸ブチル110g、アクリル酸30g及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド30gを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1230g、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン290g、イソドデセニル無水コハク酸250g、テレフタル酸310g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸180g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド7g、離型剤としてパラフィン離型剤(融点73.3℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は4℃)を仕込みモノマー100質量部に対して5.0質量部、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、160℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を1時間かけて滴下した。160℃に保持したまま2時間付加重合反応を熟成させた後、230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂H1を得た。樹脂H1の軟化点は130℃、ガラス転移点は61℃であった。
【0115】
(トナー粒子の作成)
(1−混合工程)
結着樹脂L1を40部と、結着樹脂H1を60部に、サリチル酸亜鉛塩(オリエント化学工業社製E−84)1.0質量部、モーガルL(キャボット社製)を8.0質量部加え、20Lヘンシェルミキサーで、周速30m/sにて5分間混合した。このとき、離型剤の含有量は3質量部となった。
【0116】
(2−混練工程)
2軸押出式混練機(PCM30:池貝工業社製)を、供給量8Kg/h、スクリュー回転数85rpm、制御温度は、供給部(F)を10℃、バレル部を120℃、ベント部(V)、ダイス部(D)を80℃にそれぞれ設定して混練工程を行った。得られた混練物を冷却プレスローラーで2mm厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。
【0117】
(3−粉砕工程)
その後、機械式粉砕機(KTM:川崎重工業社製)で平均粒径10〜12μmまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機(IDS:日本ニューマチックエ業社製)で粗粉を分級しながら粉砕し、体積平均粒径6.5〜7.5μmまでさらに粉砕した。
【0118】
(4−分級工程)
さらに、ロータ型分級機(ティープレックス型分級機タイプ:ATP:ホソカワミクロン社製)を使用して分級を行い、体積平均粒径8.0μmのトナー母体1を得た。
(5−外添工程)
トナー母体1を100質量部に、無機微粒子であるTS530(キャボジル社製、BET比表面積225m/g)を1.0質量部、NX90(日本アエロジル社製、BET比表面積90m/g)を1.0質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理し、トナー粒子Aを得た。
【0119】
〔規制部材1の作成〕
縦12mm、横236mm、厚さ5mmのSUS製直方体形状の金属体の5mm×235mmの一端面に対して、H.V.O.F.=High Velosity Oxygen Fuel=溶射法にてタングステン粉末を1200℃にて溶射を行い、規制部材基材Aを得た。溶射後の溶射面の平均表面粗さRaは2.2μmであった。
上記規制部材基材Aを、この規制部材の取り外しが可能であるようにし、かつ規制部材を加熱、温度調整を可能なように改造したフルカラープリンタIpsio CX2500(リコー製)の現像装置に、規制圧力を12N/mとなるように該規制部材をとりつけた後、トナー粒子1を充填し、非磁性一成分現像方式のフルカラープリンタIpsio CX2500(リコー製)を用いて、規制部材の温度を54℃に保った状態でベタ画像を5分間印字した。
印字終了後、取り外した規制部材1の平均表面粗さRaは0.8μmであった。
【0120】
(評価)
(濃度安定性)
リコー製ipsio CX2500のプロセスカートリッジにトナー規制部材1を取り付け、規制圧力を30Nと設定し、トナーAを所定量充填したプロセスカートリッジを用い、B/W(テスト画像の印字率:モノクロ画像が前提(例)で、Black/Whiteの比。以下同様。)比3%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で連続印字した。N/N環境下の50枚および10,000枚連続印字後(耐久後)に、ベタ画像の濃度を10点測定し、その平均値から50枚後及び10,000枚後の濃度差を評価した。結果は○であった。
○:濃度差の絶対値が0.2未満
△:濃度差の絶対値が0.2以上0.5未満
×:濃度差の絶対値が0.5以上
【0121】
(搬送安定性)
リコー製ipsio CX2500のプロセスカートリッジのトナー規制部材1をとりつけ規制圧力を30Nと設定し、トナーAを所定量充填したプロセスカートリッジを用い、B/W比3%の所定のプリントパターンをH/H環境下(27℃、80%)で連続印字した。H/H環境下の初期、及び10,000枚連続印字後(耐久後)に、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、単位面積Aあたりの現像ローラ上のトナー量Mから、トナー搬送量M/Aを算出した。結果は○であった。
○:トナー搬送量が、5g/cm以上8g/cm未満
△:トナー搬送量が、3g/cm以上5g/cm未満及び、8g/cm以上10g/cm未満
×:トナー搬送量が、3g/cm未満及び、10g/cm以上
【0122】
(低温定着性)
非磁性一成分現像方式のフルカラープリンタIpsio CX3000(リコー製)を用いて、付着量0.5±0.1 mg/cmとなるように未定着画像を作成し、リコー製Ipsio CX2500の定着部分のみを取り出し、定着ベルトの温度が、所望の値になるように改造した定着試験装置を用いて、ベルト線速度300mm/secで、定着温度が130℃から200℃の範囲で定着を行い、得られた定着画像について、スミア性試験を行った。
スミア性を満足する温度が、160℃未満であれば○、160℃以上170℃未満であれば△、170℃以上であれば×とした。結果は○であった。
【実施例2】
【0123】
実施例1において、規制部材の作成時の当接圧力を50N/mとする以外は全く同様の方法にて規制部材2を得た。このとき規制部材2の平均表面粗さRaは1.2μmであった。
【実施例3】
【0124】
実施例1において、規制部材の作成時の当接圧力を110N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材3を得た。このとき規制部材3の平均表面粗さRaは1.5μmであった。
【実施例4】
【0125】
実施例1の規制部材の作成において、規制部材基材Aを下記規制部材基材Bとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材4を得た。このとき規制部材4の平均表面粗さRaは6.0μmであった。
(規制部材基材B)
縦12mm、横236mm、厚さ5mmのSUS製直方体形状の金属体の5mm×235mmの一端面に対して、H.V.O.F.=High Velosity Oxygen Fuel=溶射法にてタングステン粉末を1200℃にて溶射を行い規制部材基材Bを得た。処理後の処理面の平均表面粗さRaは10.4μmであった。
【実施例5】
【0126】
実施例1の規制部材の作成において、規制部材基材Aを下記規制部材基材Cとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材5を得た。このとき規制部材5の平均表面粗さRaは3.6μmであった。
(規制部材基材C)
縦12mm、横236mm、厚さ0.2mmのSUS製平板形状の金属体の片面に対して、サンドブラスト処理を行い、規制部材Cを得た。処理後の処理面の平均表面粗さRaは5.7μmであった。
【実施例6】
【0127】
実施例1の規制部材の作成において、規制部材基材Aを下記規制部材基材Dとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材6を得た。このとき規制部材6の平均表面粗さRaは10.7μmであった。
(規制部材基材D)
縦12mm、横236mm、厚さ0.2mmのSUS製平板形状の金属体の片面に対して、サンドブラスト処理を行い、規制部材Cを得た。処理後の処理面の平均表面粗さRaは17.5μmであった。
【実施例7】
【0128】
〔トナーBの作成〕
(ポリエステル1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、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部、及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で、5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を合成した。
得られた[ポリエステル1]は、数平均分子量が2500、重量平均分子量が6700、ガラス転移温度が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
【0129】
(プレポリマー1の合成)
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[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2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
【0130】
(マスターバッチ1の製造)
カーボンブラック:40部、ポリエステル1:60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130&℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
【0131】
(水相作成工程)
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液95部、酢酸エチル98部を混合撹拌したところpH6.2となった。これに、10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpH9.5に調整し、[水相1]を得た。
【0132】
(油相作製工程)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]545部、[パラフィンワックス(融点74℃)]181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル100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]1500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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、顔料、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]の66%酢酸エチル溶液655部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。
[顔料・WAX分散液1]976部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[イソシアネート変性ポリエステル1]88部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合して[油相1]を得た。得られた[油相1]の固形分を測定したところ52.0重量%であり、固形分に対する酢酸エチルの量は92重量%であった。
【0133】
(トナー粒子作成工程)
得られた[油相1]に[水相1]1200部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmの間に調整しながら10分間攪拌し、芯粒子となる油相の液滴が水相に分散された[トナー粒子スラリー1]を得た。
【0134】
(脱溶剤工程)
撹拌機および温度計をセットした容器に、[複合粒子スラリー1]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。[分散スラリー1]を少量スライドグラス上に置き、カバーガラスを挟んで光学顕微鏡にて200倍の倍率で様子を観察したところ、均一な着色粒子が観察された。また[分散スラリー1]を1ml取って10mlに希釈し、遠心分離を行ったところ、上澄み液は透明であった。
【0135】
(洗浄・乾燥工程)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体2](体積平均粒径(Dv)は6.0μm)を得た。
(外添工程)
トナー母体2を100質量部に、無機微粒子であるTS530(キャボジル社製、BET比表面積225m/g)を1.0質量部、NX90(日本アエロジル社製、BET比表面積90m/g)を1.0質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理し、トナー粒子Bを得た。
実施例1において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材7を得た。このとき規制部材7の平均表面粗さRaは0.8μmであった。
【実施例8】
【0136】
実施例2において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材8を得た。このとき規制部材8の平均表面粗さRaは1.1μmであった。
【実施例9】
【0137】
実施例3において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材9を得た。このとき規制部材9の平均表面粗さRaは1.7μmであった。
【実施例10】
【0138】
実施例4において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材10を得た。このとき規制部材10の平均表面粗さRaは7.3μmであった。
【実施例11】
【0139】
実施例5において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材11を得た。このとき規制部材11の平均表面粗さRaは4.1μmであった。
【実施例12】
【0140】
実施例6において、トナー粒子Aをトナー粒子Bとし、規制部材の作成時の規制部材温度を50℃とする以外は全く同様の方法にて規制部材12を得た。このとき規制部材12の平均表面粗さRaは13.0μmであった。
【実施例13】
【0141】
実施例1において、規制部材の作成時の規制部材温度を60℃とした以外は全く同様の方法にて規制部材13を得た。このとき規制部材13の平均表面粗さRaは0.6μmであった。
【実施例14】
【0142】
実施例1において、規制部材の作成時の規制部材温度を51℃とした以外は全く同様の方法にて規制部材14を得た。このとき規制部材14の平均表面粗さRaは1.6μmであった。
【0143】
(比較例1)
実施例1において、規制部材1に変えて被覆処理を行わずに規制部材基材Aをそのまま用いる以外は全く同様の方法にて評価を行った。
【0144】
(比較例2)
実施例4において、規制部材4に変えて被覆処理を行わずに規制部材基材Bをそのまま用いる以外は全く同様の方法にて評価を行った。
【0145】
(比較例3)
実施例1において、規制部材の作成時の当接圧力を5N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材15を得た。このとき規制部材15の平均表面粗さRaは2.1μmであった。
【0146】
(比較例4)
実施例1において、規制部材の作成時の当接圧力を150N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材16を得た。このとき規制部材16の平均表面粗さRaは0.5μmであった。
【0147】
(比較例5)
実施例1において、規制部材の作成時の規制部材温度を40℃とした以外は全く同様の方法にて規制部材17を得た。このとき規制部材17の平均表面粗さRaは2.0μmであった。
【0148】
(比較例6)
実施例1において、規制部材の作成時の規制部材温度を70℃とした以外は全く同様の方法にて規制部材18を得た。このとき規制部材18の平均表面粗さRaは0.4μmであった。
【0149】
(比較例7)
実施例1の規制部材の作成において、規制部材基材Aを下記規制部材基材Eとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材19を得た。このとき規制部材19の平均表面粗さRaは1.8μmであった。
(規制部材基材E)
縦12mm、横236mm、厚さ0.2mmのSUS製平板形状の金属体の片面に対して、鏡面研磨を行い、規制部材Eを得た。処理後の処理面の平均表面粗さRaは0.2μmであった。
【0150】
(比較例8)
実施例1の規制部材の作成において、規制部材基材Aを下記規制部材基材Fとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材20を得た。このとき規制部材20の平均表面粗さRaは21.0μmであった。
(規制部材基材F)
縦12mm、横236mm、厚さ0.2mmのSUS製平板形状の金属体の片面に対して、鏡面研磨を行い、規制部材Fを得た。処理後の処理面の平均表面粗さRaは25.0μmであった。
【0151】
(比較例9)
〔トナーCの作成〕
実施例7において、プレポリマー1の代わりに下記プレポリマー2を用いた以外は全く同様の方法にてトナーCを得た。得られたトナーCのガラス転移温度は38℃であった。
【0152】
(プレポリマー2の合成)
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物382部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物381部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル2]を得た。[中間体ポリエステル2]は、数平均分子量200、重量平均分子量9250、Tg38℃、酸価0.4、水酸基価50であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル2]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー2]を得た。[プレポリマー2]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
実施例1において、トナー粒子Aをトナー粒子Cとし、規制部材の作成時の規制部材温度を35℃とし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材21を得た。このとき規制部材21の平均表面粗さRaは0.4μmであった。
【0153】
(比較例10)
〔トナーDの作成〕
実施例1において、結着樹脂L1、H1の代わりに下記結着樹脂L2、H2を用いる以外は全く同様の方法にてトナーDを得た。得られたトナーDのガラス転移温度は70℃であった。
【0154】
(結着樹脂L2の作成)
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2210g、テレフタル酸930g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸80g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド0.5gを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂L2を得た。樹脂L2の軟化点は116℃、ガラス転移点は68℃であった。
【0155】
(結着樹脂H2の作成)
ビニル系モノマーとして、スチレン600g、アクリル酸ブチル110g、アクリル酸30g及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド30gを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1370g、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン150g、イソドデセニル無水コハク酸120g、テレフタル酸440g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸180g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド7g、離型剤としてパラフィン離型剤(融点73.3℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は4℃)を仕込みモノマー100質量部に対して5.0質量部、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、160℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。160℃に保持したまま2時間付加重合反応を熟成させた後、230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂H2を得た。樹脂H2の軟化点は135℃、ガラス転移点は72℃であった。
実施例1において、トナー粒子Aをトナー粒子Dとし、規制部材の作成時の規制部材温度を65℃とし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材22を得た。このとき規制部材22の平均表面粗さRaは1.9μmであった。
【0156】
(比較例11)
〔トナーEの作成〕
実施例1において、トナーの体積平均粒径を12.0μmとする以外は全く同様の方法にてトナーEを得た。得られたトナーDのガラス転移温度は61℃であった。
実施例1において、トナー粒子Aをトナー粒子Eとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材23を得た。このとき規制部材23の平均表面粗さRaは1.8μmであった。
【0157】
(比較例12)
〔トナーFの作成〕
実施例7において、トナーの体積平均粒径を4.0μmとする以外は全く同様の方法にてトナーFを得た。得られたトナーDのガラス転移温度は55℃であった。
実施例7において、トナー粒子Aをトナー粒子Fとし、規制部材作成時の当接圧力を50N/mとした以外は全く同様の方法にて規制部材24を得た。このとき規制部材24の平均表面粗さRaは0.4μmであった。
実施例2〜14および比較例1〜12の評価結果を表1に示す。
【0158】
【表1】

【0159】
なお上記表において、規制部材(トナー規制部材)と、トナーに関する説明を加えた。
【符号の説明】
【0160】
1 トナー規制部材
2 現像ローラの部分断面
3 現像ローラの回転方向(たとえば右回り)
10 トナー規制部材の表面凹凸
20 樹脂微粒子
Ra 表面粗さ
【先行技術文献】
【特許文献】
【0161】
【特許文献1】特許3284490号
【特許文献2】特開2007−057883
【特許文献3】特開2007−057910
【特許文献4】特開2003−029526
【特許文献5】特開2000−089556

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー担持体と、前記担持体表面に供給されるトナーの層厚を規制するトナー規制部材とを有する画像形成装置の画像形成方法において、
前記トナー担持体との当接面を表面粗さRa=0.1〜20μmとした該規制部材の前記当接面に体積平均粒径が0.5〜10μmの樹脂微粒子を当接圧力10〜120N/mで前記規制部材の当接面に接触させ、かつ、該規制部材を該樹脂微粒子のガラス転移温度未満の温度に加熱することを特徴とする画像形成方法。
【請求項2】
前記規制部材の加熱は前記ガラス転移温度との差が10℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
【請求項3】
前記規制部材の樹脂微粒子層形成後の表面粗さRaが、前記Ra=0.1〜20μmの1/4〜3/4となることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
【請求項4】
前記樹脂微粒子は、ガラス転移温度が40〜65℃であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項5】
前記樹脂微粒子は、離型剤を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項6】
前記樹脂微粒子に含まれる離型剤は、示差走査型熱量計(DSC)で測定したときの吸熱ピーク温度が60〜80℃であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項7】
前記樹脂微粒子は、色材を含有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項8】
前記樹脂微粒子は、無機微粒子を含有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項9】
前記樹脂微粒子は、トナーであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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