説明

静電荷現像用黒色トナー、静電荷現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法

【課題】電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーの提供。
【解決手段】カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体であって酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られたポリエステル樹脂と、離型剤と、を含む静電荷現像用黒色トナー。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷現像用黒色トナー、静電荷現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
黒色トナー用の着色剤として、カーボンブラック(CB)が用いられている。CBは安価で着色力も強いため、トナー用途だけでなく広く黒色着色剤として使用されている。
【0003】
定着安定性、低温定着性、及び耐オフセット性、更に、環境保全のいずれにも優れた電子写真用トナーを提供するため、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、結着樹脂が樹脂(A)、及び樹脂(B)を主成分とし、樹脂(A)は軟化点が120(℃)乃至170(℃)、ガラス転移点が58(℃)乃至75(℃)、かつクロロホルム不溶分率が5乃至50(質量%)であり、樹脂(B)は軟化点が90(℃)乃至120(℃)、ガラス転移点が58(℃)乃至75(℃)、かつクロロホルム不溶分率5(質量%)未満であり、更に、該結着樹脂中には融点が80(℃)乃至140(℃)でかつ、水酸基価が0.5(mgKOH/g)乃至5(mgKOH/g)である生分解性樹脂(C)を含有することを特徴とする電子写真用トナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、画像品質を低下させることなく、製造時及び廃棄時における環境負荷が極めて低い電子写真用トナーを提供するため、生分解性ポリマーからなる結着樹脂、植物系天然ワックスからなる離型剤、食品用色素からなる着色剤、及び天然鉱物からなる帯電制御剤を含有することを特徴とする電子写真用トナーが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
また、変性ニグロシン系着色剤を使用し、帯電特性に優れ、カブリが無く、現像装置内へのトナー飛散が無く、画像濃度の変動が少ない静電荷像現像用トナーを提供するため、酸価が110以下のロジン変性樹脂により変性されたニグロシンであり、アニリン濃度が1000ppm以下であることを特徴とする変性ニグロシンを荷電制御剤とする静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
また、トナー中の着色剤・離型剤の分散性を向上させて、従来技術の欠点を大幅に改良し、高性能化の要求に対応すべく、オフセット性、帯電性、保存性に優れ、かつ良好な発色性、OHP透過性を有するトナーを提供するため、水系媒体中で生成される少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナーにおいて、該結着樹脂の50乃至100重量%がポリエステル樹脂であり、さらに変性ポリウレタン系分散剤を含有することを特徴とする画像形成用トナーが開示されている(例えば、特許文献4参照)。
【0007】
また、フィルミングの発生による画質欠陥を起こしにくく、バイオマス資源由来の結着樹脂を用いた静電荷像現像用トナーを提供するため、少なくとも化学修飾デンプンを結着樹脂として含有することを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている(例えば、特許文献5参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2006−091278号公報
【特許文献2】特開2008−129188号公報
【特許文献3】特開2009−173951号公報
【特許文献4】特開2005−181839号公報
【特許文献5】特開2008−152072号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
即ち、請求項1に係る発明は、カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体であって酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られたポリエステル樹脂と、離型剤と、を含む静電荷現像用黒色トナーである。
【0011】
請求項2に係る発明は、コア粒子と前記コア粒子を被覆するシェル層とを有するコアシェル構造を有し、前記ポリエステル樹脂が前記コア粒子に含まれる請求項1に記載の静電荷現像用黒色トナーである。
【0012】
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の静電荷現像用黒色トナーを含む静電荷現像用現像剤である。
【0013】
請求項4に係る発明は、トナーが少なくとも収容され、前記トナーが請求項1又は請求項2に記載の静電荷現像用黒色トナーであるトナーカートリッジである。
【0014】
請求項5に係る発明は、現像剤保持体を少なくとも備え、請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収容するプロセスカートリッジである。
【0015】
請求項6に係る発明は、潜像保持体と、前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷現像用現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置である。
【0016】
請求項7に係る発明は、潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷現像用現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法である。
【発明の効果】
【0017】
請求項1に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーが提供される。
【0018】
請求項2に係る発明によれば、コアシェル構造を有さない場合に比較して、トナーの電気特性がさらに向上する。
【0019】
請求項3に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用現像剤が提供される。
【0020】
請求項4に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーを用いたトナーカートリッジが提供される。
【0021】
請求項5に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーを用いたプロセスカートリッジが提供される。
【0022】
請求項6に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーを用いた画像形成装置が提供される。
【0023】
請求項7に係る発明によれば、電気特性に優れる静電荷現像用黒色トナーを用いた画像形成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の静電荷現像用黒色トナー、静電荷現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法の実施形態について詳細に説明する。
【0026】
<静電荷現像用黒色トナー>
本実施形態に係る静電荷現像用黒色トナー(以下、単にトナーと称することがある。)は、カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体であって酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られたポリエステル樹脂(以下、特定のポリエステル樹脂と称することがある)と、離型剤と、を含むトナーである。
【0027】
黒色トナー用の着色剤として、一般的にカーボンブラック(CB)が用いられているが、電子写真法等で用いる乾式トナーでは、CBの良導電性に起因する低帯電性や電荷漏洩といった事象がしばしば問題となる。そこで、トナーの帯電性の妨げとならないように、CBがトナー粒子表面に露出しないような工夫や電荷漏洩の導通路を形成しないように、トナー粒子中でのCBの分散性に着目した改善が、これまでも数多くなされてきた。
水中でトナー粒子を形成する所謂「化学製法トナー」では、粒子一つ一つの内部/外部構造を構築可能であるため、従来から積極的な検討がなされているが、例えば混練粉砕製法のような粒子の構造を制御することが難しい場合には、CBの良導電性に起因する問題を解決するのに有効な手立てを見出しにくかった。
【0028】
本実施形態のトナーは、カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体であって酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られたポリエステル樹脂を結着樹脂として含む。このポリエステル樹脂は、糖骨格又は、糖骨格に類似若しくは糖から誘導された骨格を有し、加熱工程の際に容易に炭化成分を生成する。この炭化成分は細かな粒子(粒径がおよそ10nm以上500nm以下)であり、且つポリエステル樹脂中に均一分散された状態となっている。そのため、特定のポリエステル樹脂は着色剤を分散させた樹脂又はCBと同じ着色剤としての機能を果たす。
特定のポリエステル樹脂は黒色を呈するため、着色成分としてこれまで使用していたCBのトナー中の含有量を低減可能若しくは不要とすることができ、CBの添加量や分散度合いに起因していたトナーの帯電性の問題が軽減される。また、CB添加の省略又は量低減により着色力と電気特性の両立を容易とし、トナー粒子の設計自由度も向上するに至った。
【0029】
なお、通常、結着樹脂用途としては、着色剤の発色を妨げないように無色や淡色の樹脂が好んで用いられる。しかし、とりわけ黒色トナーにとっては、光が透過しないことによる隠蔽性が重要であり、樹脂自体の色味は他の色材で補正できる程度であれば重要ではない。そのため、本実施形態のトナー(黒色トナー)には上記特定のポリエステル樹脂を結着樹脂として用いることができる。
【0030】
本実施形態のトナーは、上記特定のポリエステル樹脂と離型剤と必要に応じて用いられてもよい着色剤等その他の添加剤とを含有するものである。以下、本実施形態のトナーを構成する各成分について説明する。
【0031】
−特定のポリエステル樹脂−
本実施形態で用いられる特定のポリエステル樹脂は、カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体である。
特定のポリエステル樹脂を構成するカルボン酸成分としては、特に限定されず一般的な多価カルボン酸を使用可能である。例えば、多価カルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9 ノナンジカルボン酸、1,10 デカンジカルボン酸、1,12 ドデカンジカルボン酸、1,14 テトラデカンジカルボン酸、1,18 オクタデカンジカルボン酸などの脂肪族飽和カルボン酸類;マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;及びこれらの酸の低級アルキルエステル、酸無水物などが挙げられ、これらのカルボン酸成分が1種又は2種以上用いられる。
【0032】
特定のポリエステル樹脂を構成するアルコール成分としては、糖アルコール由来の多価アルコール成分が必須成分として用いられる。糖アルコール由来の多価アルコール成分の具体例としては、糖アルコール、アルジトール、シクリトール、デオキシ糖等に分類される物質が該当し、グリセリン、テトリトール(エリトリトール、トレイトール)、ペンチトール(リビトール、アラビニトール、キシリトール)、ヘキシトール(アリトール、グルシトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトール、タリトール)、へプチトール(ボレミトール、ペルセイトール)、オクチトール、シクリトール(イノシトール、クエルシトール)や、これらの誘導体、環状脱水縮合物等が挙げられる。中でも、これらの環状脱水縮合物は重合樹脂の熱特性を調節し易いことからトナー用途に好適であり、例としてはグルシトールより誘導される分子内環状脱水縮合物のイソソルバイド、へプチトールより誘導される分子内環状脱水縮合物等が挙げられる。更には、糖アルコールの分解により生成しうる、1,2 プロパンジオール、1,3 プロパンジオール、エチレングリコールや、1,4 ブタンジオール、オレイン酸などから誘導されるダイマージオール等も、好ましく用いることができる。これらの中でも、糖アルコール由来の多価アルコール成分としては、イソソルバイド、エリトリトール、1,2 プロパンジオール、1,3 プロパンジオールが望ましい。
本実施形態においては、糖アルコール由来の多価アルコール成分以外のその他のアルコール成分を併用してもよい。その他のアルコール成分としては、特に限定されず一般的な多価アルコールを用いることができる。例えば、多価アルコール成分としては、2価のアルコール成分として、2,3 ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5 ペンタンジオール、1,6 ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等を用いることができる。また、3価以上のアルコール成分としては、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
特定のポリエステル樹脂を構成するアルコール成分に占める、糖アルコール由来の多価アルコール成分の割合は、5モル%以上100モル%以下が望ましく、10モル%以上100モル%以下がさらに望ましい。
【0033】
特定のポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、カルボン酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造されてもよい。例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記カルボン酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(カルボン酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、高分子量化するためには通常1/1程度が好ましい。
【0034】
特定のポリエステル樹脂の製造は、重合温度を160℃以上280℃以下として行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。
カルボン酸成分やアルコール成分などの重合性単量体が、反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い重合性単量体とその重合性単量体と重縮合予定のカルボン酸成分またはアルコール成分とを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
【0035】
前記ポリエステル樹脂の製造の際に使用してもよい触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。
【0036】
具体的には、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
【0037】
特定のポリエステル樹脂は、酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られる。酸素存在下における加熱工程は、特定のポリエステル樹脂の重縮合反応の際に実施してもよいし、重縮合反応が終了した後に実施してもよい。つまり、加熱工程の際に重縮合反応が起きていてもよいし起きていなくともよい。
存在する酸素の量は特に限定されるものではないが、15%以上50%以下が望ましく、20%以上45%以下がさらに望ましい。酸素濃度は酸素濃度計を用いて測定した。
加熱工程の時間は、10分以上300分以下が望ましく、30分以上180分以下がさらに望ましい。
【0038】
特定のポリエステル樹脂の酸価(樹脂1gを中和するのに必要なKOHのmg数)は、3.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下の範囲であることが望ましく、6.0mgKOH/g以上25.0mgKOH/g以下の範囲にあることがより望ましく、8.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下の範囲にあることがさらに望ましい。なお、本実施形態において、酸価の測定は、JIS K−0070−1992に準ずる。
【0039】
酸価が3.0mgKOH/g以上であれば、水中への分散性が向上するため、湿式製法での乳化粒子の作成が容易になる。また、凝集の際における乳化粒子としての安定性が向上するため、効率的なトナーの作製が容易になる。一方、酸価が30.0mgKOH/g以下であれば、トナーとしての吸湿性が低下し、トナーとしての環境影響を受けにくくなる。
【0040】
また、ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上60,000以下であることが望ましい。分子量(Mw)が、6,000以上であれば、定着の際にトナーが紙等の記録媒体の表面へしみ込むのが防止されて定着ムラが生じにくくなり、定着画像の折り曲げ耐性に対する強度が向上する。また、重量平均分子量(Mw)が60,000以下であれば、溶融時の粘度が高くなりにくく定着に適当な粘度まで至るための温度が高くなることがなく、結果として低温定着性が得られる。
【0041】
上記重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−H(15cm)を使用し、THF溶媒で行った。重量平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出したものである。
【0042】
本実施形態においては、スチレン/アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、等公知の樹脂材料を本実施形態の目的が損なわれない範囲で特定のポリエステル樹脂と共に結着樹脂として併用してもよい。この場合、特定のポリエステル樹脂を単独又は他樹脂と混合した後に粒子化して内部添加剤として用いてもよい。
【0043】
−離型剤−
本実施形態のトナーは離型剤を含有する。離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;等が挙げられる。これらの離型剤の溶融温度は、50℃以上100℃以下が望ましく、60℃以上95℃以下がより望ましい。離型剤のトナー粒子中の含有量は0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。離型剤の含有量が0.5質量%以上であれば、特にオイルレス定着において剥離不良が防止される。離型剤の含有量が15質量%以下であれば、トナーの流動性が向上する等、画質および画像形成の信頼性が向上する。
【0044】
(その他の添加剤)
本実施形態のトナーは、上記成分以外にも、更に必要に応じて着色剤、内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を含んでもよい。
着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭(木炭、竹炭)等が用いられる。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
帯電制御剤としては、特に制限はないが、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
【0045】
無機粒子としては、種々の目的のために添加されるが、トナーにおける粘弾性調整のために添加されてもよい。この粘弾性調整により、画像光沢度や紙への染み込みが調整される。無機粒子としては、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、あるいはこれらの表面を疎水化処理した物等、公知の無機粒子を単独または2種以上を組み合わせて使用してもよいが、発色性やOHP透過性等透明性を損なわないという観点から、屈折率が結着樹脂よりも小さいシリカ粒子が望ましく用いられる。また、シリカ粒子は種々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものが望ましく用いられる。
有機粒子としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒子や有機粒子は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用される。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
【0046】
本実施形態のトナーは、コア粒子と前記コア粒子を被覆するシェル層とを有するコアシェル構造を有してもよい。この場合、コア粒子中に特定のポリエステル樹脂が含まれる態様が望ましい。コア粒子中に特定のポリエステル樹脂を含ませることで、トナーの電気特性がさらに向上する。
【0047】
本実施形態のトナーの体積平均粒子径は4μm以上9μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは4.5μm以上8.5μm以下の範囲であり、さらに望ましくは5μm以上8μm以下の範囲である。体積平均粒子径が4μm以上であれば、トナー流動性が向上し、各粒子の帯電性が向上しやすい。また、帯電分布が狭くなるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じにくくなる。また4μm以上であれば、クリーニング性が向上する。体積平均粒子径が9μm以下であれば、解像度が向上するため、十分な画質が得られやすくなり、近年の高画質要求を満たすことが容易となる。
【0048】
さらに、本実施形態のトナーは、形状係数SF1が110以上140以下の範囲の球状形状であることが好ましい。形状がこの範囲の球状であることにより、転写効率、画像の緻密性が向上し、高画質な画像が形成される。
上記形状係数SF1は110以上135以下の範囲であることがより好ましい。
【0049】
ここで上記形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
【0050】
前記SF1は、主に顕微鏡画像または走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式(1)によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
【0051】
<静電荷現像用黒色トナーの製造方法>
本実施形態のトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。これらの方法の中でも、コアシェル構造のトナーを作成容易な乳化凝集法が好ましい。以下、乳化凝集法による本実施形態のトナーの製造方法について詳しく説明する。
【0052】
乳化凝集法による本実施形態のトナーの製造方法は、特定のポリエステル樹脂を含む結着樹脂粒子を分散した結着樹脂分散液、必要に応じて用いられる着色剤を分散した着色剤分散液、及び離型剤を分散した離型剤分散液を混合した混合分散液に凝集剤を添加し、加熱することにより凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程(以下、「凝集工程」と称することがある。)と、結着樹脂分散液を、前記凝集粒子が形成された前記混合分散液に添加して、前記凝集粒子の表面にさらに結着樹脂を付着させて被覆凝集粒子を形成する付着工程と、加熱により前記被覆凝集粒子を融合する融合工程と、を有するものであってもよい。
凝集粒子は、後述する融合工程を経て形成されるコア粒子に相当するものである。
【0053】
−凝集工程−
まず、凝集工程で用いられる各種分散液を混合して混合分散液を準備する。ここで、分散液としては、既述の結着樹脂粒子を分散した結着樹脂分散液、必要に応じて用いられる既述の着色剤を分散した着色剤分散液、及び既述の離型剤を分散した離型剤分散液を用いてもよいが、さらに、帯電制御剤の如き他の分散液を混合してもよい。
【0054】
各種分散液の調製方法について特に制限はなく、目的に応じて選択した方法を採用してもよい。分散の手段としては、特に制限はないが、使用されうる装置としては、例えばホモミキサー(特殊機化工業株式会社)、あるいはスラッシャー(三井鉱山株式会社)、キャビトロン(株式会社ユーロテック)、マイクロフルイダイザー(みずほ工業株式会社)、マントン・ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社)、ナノマイザー(ナノマイザー株式会社)、スタティックミキサー(ノリタケカンパニー)などのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。また、樹脂であれば溶剤乳化や転相乳化法等も挙げられる。以下、各種分散液の調製方法について個別に説明する。
【0055】
結着樹脂分散液の調製は、樹脂を、水等の水系媒体中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散した後、樹脂の溶融温度以上の温度で加熱し、強い剪断力が印加されるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理することにより得られる。また、溶剤に溶かした後、イオン性界面活性剤と水の中でホモジナイザーの様なもので分散乳化後、脱溶媒して作製してもよい。更に溶剤に溶かした後、中和処理を行った後、攪拌のもと水を添加して転相、その後脱溶剤を行う転相乳化によっても得られる。
樹脂を溶剤に溶かした後に分散乳化する場合、複数種の樹脂を混合して溶剤に溶かした後に分散乳化してもよい。これにより、樹脂粒子の組成が均一になる。
【0056】
結着樹脂粒子の体積平均粒子径は、0.05μm以上1μm以下が好ましい。
結着樹脂粒子の体積平均粒子径が0.05μm以上1μm以下であると、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、樹脂粒子の体積平均粒子径は、例えば、コールターマルチサイザー等を用いて測定される。
【0057】
着色剤分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。着色剤は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散される。分散させた着色剤粒子の体積平均粒子径は1μm以下であればよいが、80nm以上500nm以下の範囲であれば、凝集性を損なうことなく且つトナー中の着色剤の分散が良好で好ましい。
【0058】
離型剤分散液の調製に際しては、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散した後、離型剤の溶融温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力が付与されるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理することにより得られる。これにより、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液が得られる。なお、より好ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm以上であれば、使用される結着樹脂の特性にも左右されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれやすくなる。また、500nm以下の場合には、トナー中の離型剤の分散状態が充分となる。なお、凝集工程において、離型剤分散液は、結着樹脂分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
【0059】
次に、本実施形態のトナーを乳化凝集法により作製する場合に用いられる副次的成分である凝集剤、分散媒、界面活性剤等について説明する。
−凝集剤−
凝集剤は、結着樹脂分散液や着色剤分散液に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤の他、2価以上の無機金属塩が好適に用いられる。特に、無機金属塩を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、トナーの帯電特性が向上するので好適である。
【0060】
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩及びその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方がより適している。
【0061】
凝集剤の添加量は、凝集する時のイオン濃度により変わるが概ね混合分散液の固形分(トナー成分)に対して0.05質量%以上1.00質量%以下が好ましく、0.10質量%以上0.50質量%以下がより好ましい。0.05質量%以上であれば凝集剤の効果が現れやすく、1.00質量%以下の場合は、過凝集が生じにくくなるために粒子径の大きいトナーが発生しにくくなり、転写不良に起因する画像欠陥が生じにくくなる。更に装置内への強凝集の発生が防止され、生産上好ましい。
【0062】
−分散媒−
各種分散液の作製に用いられる分散媒としては、例えば、水系媒体等が挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0063】
−界面活性剤−
本実施形態においては、各種分散液に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。前記界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが好適に挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤がより好ましい。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0064】
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク陵ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。
【0065】
前記カチオン界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩
類;などが挙げられる。
【0066】
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェエルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。
【0067】
凝集工程においては、まず、結着樹脂分散液、着色剤分散液、離型剤分散液、その他の成分を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、結着樹脂のガラス転移温度近辺の温度にて加熱することにより、各々の成分を含む粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、凝集剤を添加することにより行ってもよい。凝集工程に用いられる凝集剤は、各種分散液の分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、上述した無機金属塩の他、2価以上の金属錯体が好適に用いられる。
特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に好ましい。
【0068】
−付着工程−
付着工程では、上記した凝集工程を経て形成された凝集粒子の表面に結着樹脂を付着させることにより被覆層を形成する(凝集粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「被覆凝集粒子」と称することがある)。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成されるシェル層に相当するものである。
【0069】
被覆層の形成は、凝集工程において凝集粒子を形成した分散液中に、結着樹脂分散液を添加することにより行われる。必要に応じて凝集剤等の他の成分を追添加してもよい。この場合の結着樹脂としては、特定のポリエステル樹脂以外のその他の樹脂材料であることが望ましい。結着樹脂としてその他の樹脂材料を用いることで、コア粒子中に特定のポリエステル樹脂が含まれる態様のトナーが得られる。
【0070】
結着樹脂を、前記凝集粒子の表面に付着させて被覆層を形成し、前記被覆凝集粒子を後述する融合工程において加熱融合すると、凝集粒子の表面の被覆層に含まれる結着樹脂が溶融してシェル層が形成される。このため、シェル層の内側に位置するコア粒子に含まれる成分がトナーの表面へと露出することが効果的に防止される。
【0071】
付着工程における結着樹脂分散液の添加混合方法としては、特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、結着樹脂分散液を添加混合することにより、微小な粒子の発生が抑制され、得られるトナーの粒度分布がシャープになる。
【0072】
本実施形態において、この付着工程が行われる回数としては、1回であってもよいし、複数回であってもよい。樹脂を変更することによって複数層のシェルを作製させることも出来る。
【0073】
結着樹脂を付着させる条件は、以下の通りである。即ち、付着工程における加熱温度としては、凝集粒子中に含まれる結着樹脂のガラス転移温度からシェル層用結着樹脂のガラス転移温度の温度域であることが好ましい。
【0074】
付着工程における加熱時間としては、加熱温度に依存するので一概に規定することはできないが、通常5分以上2時間以下である。
なお、付着工程においては、凝集粒子が形成された混合分散液に結着樹脂分散液を追添加した分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な被覆凝集粒子が形成され易い点で有利である。
【0075】
なお、付着工程においては、結着樹脂分散液の使用量は、これに含まれる樹脂粒子の粒子径に依存するが、最終的に形成されるシェル層の厚みが20nm以上500nm以下程度になる様に選択されることが望ましい。
【0076】
−融合工程−
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた被覆凝集粒子を融合させる。融合工程は、結着樹脂のガラス転移温度以上で実施してもよい。融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には10分以上20時間以下である。
【0077】
−洗浄/乾燥工程−
融合工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施する。これにより外添剤が添加されない状態のトナー(トナー粒子)が得られる。
この場合、トナーとして十分な帯電特性、信頼性を確保するために、洗浄することが好ましい。洗浄工程では、硝酸・硫酸・塩酸などの酸や水酸化ナトリウムに代表されるアルカリ溶液で処理し、イオン交換水等で洗浄するとより顕著な洗浄効果が得られる。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法などの方法が採用される。トナー粒子は、乾燥後の含水率が望ましくは2質量%以下であり、より望ましくは1質量%以下である。
【0078】
−外添剤−
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機酸化物を添加付着してもよい。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させてもよい。
【0079】
前記無機粒子としては、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、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子及び/又はチタニア粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。
【0080】
更に、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよく、これらの添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子等のクリーニング助剤やジンクステアリルアミド、チタン酸ストロンチウム等の感光体付着物除去を目的とした研磨剤等があげられる。
【0081】
前記外添剤の添加量は、トナー粒子100部に対して、0.1部以上5部以下の範囲が好ましく、0.3部以上2部以下の範囲がより好ましい。添加量が0.1部以上であれば、トナーの流動性が向上し、更に帯電性が向上する、電荷交換性が向上するなどの利点がある。一方、該添加量が5部以下であれば、過剰被覆状態となりにくく、過剰無機酸化物の接触部材への移行が防止され、二次障害を引き起こしにくくなる。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いてもよい。
【0082】
<静電荷現像用現像剤>
本実施形態の静電荷現像用現像剤(以下、単に現像剤と称することがある)は、本実施形態のトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態のトナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
【0083】
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
【0084】
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
【0085】
導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
【0086】
またキャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。キャリアの芯材の体積平均粒子径としては、一般的には10μm以上500μm以下の範囲にあり、望ましくは30μm以上100μm以下の範囲にある。
【0087】
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、および必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
【0088】
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【0089】
前記二成分現像剤における、本実施形態のトナーと上記キャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100程度の範囲が望ましく、3:100乃至20:100程度の範囲がより望ましい。
【0090】
<画像形成装置及び画像形成方法>
本実施形態の画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記静電荷像を本実施形態の現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、を備えるものである。
本実施形態の画像形成装置により、潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、前記静電荷像を本実施形態の現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法が実施される。
【0091】
本実施形態の画像形成装置は、例えば、潜像保持体上に保持された各トナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す画像形成装置や、各色毎の現像手段を備えた複数の潜像保持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型画像形成装置等であってもよい。
【0092】
なお、本実施形態の画像形成装置において、例えば、本実施形態の現像剤を収容した現像手段を含む部分が画像形成装置に対して脱着するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、現像剤保持体を少なくとも備え、本実施形態の現像剤を収容する本実施形態のプロセスカートリッジが好適に用いられる。また、現像手段に供給する補充用のトナーとして本実施形態のトナーを収容する部分が画像形成装置に対して脱着するカートリッジ構造(トナーカートリッジ)であってもよい。
【0093】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0094】
図1は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0095】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22および中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の潜像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給される。
【0096】
上述した第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の下流側に配設されたブラック画像を形成する第4のユニット10Kについて代表して説明する。尚、第4のユニット10Kと同等の部分に、ブラック(K)の代わりに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)を付した参照符号を付すことにより、第1乃至第3のユニット10Y、10M、10Cの説明を省略する。
【0097】
第4のユニット10Kは、潜像保持体として作用する感光体1Kを有している。感光体1Kの周囲には、感光体1Kの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ローラ2K、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Kによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段)4K、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5K(1次転写手段)、および1次転写後に感光体1Kの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Kが順に配置されている。
尚、1次転写ローラ5Kは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Kに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【0098】
以下、第4ユニット10Kにおいてブラック画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Kによって感光体1Kの表面が−600V乃至−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Kは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Kが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Kの表面に、図示しない制御部から送られてくるブラック用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Kを出力する。レーザ光線3Kは、感光体1Kの表面の感光層に照射され、それにより、ブラック印字パターンの静電荷像が感光体1Kの表面に形成される。
【0099】
静電荷像とは、帯電によって感光体1Kの表面に形成される像であり、レーザ光線3Kによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Kの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Kが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
このようにして感光体1K上に形成された静電荷像は、感光体1Kの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1K上の静電荷像が、現像装置4Kによって可視像(現像像)化される。
【0100】
現像装置4K内には、例えば、少なくともブラックトナーとキャリアとを含む本実施形態の現像剤が収容されている。ブラックトナーは、現像装置4Kの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1K上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Kの表面が現像装置4Kを通過していくことにより、感光体1K表面上の除電された潜像部にブラックトナーが静電的に付着し、潜像がブラックトナーによって現像される。ブラックのトナー像が形成された感光体1Kは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1K上に現像されたトナー像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
【0101】
感光体1K上のブラックトナー像が1次転写へ搬送されると、1次転写ローラ5Kに1次転写バイアスが印加され、感光体1Kから1次転写ローラ5Kに向う静電気力がトナー像に作用され、感光体1K上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第4ユニット10Kでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1K上に残留したトナーはクリーニング装置6Kで除去されて回収される。
【0102】
また、第1のユニット10Y以降の1次転写ローラ5Y、5M、5Cに印加される1次転写バイアスも、第4のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
【0103】
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に予め定められたタイミングで給紙され、2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0104】
この後、記録紙Pは定着装置(ロール状定着手段)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録紙P上へ定着される。
【0105】
トナー像を転写する記録媒体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。
【0106】
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
【0107】
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図2は、本実施形態の現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、現像装置111とともに、帯電ローラ108、感光体107、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は記録媒体を示す。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
【0108】
図2で示すプロセスカートリッジ200では、感光体107、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせてもよい。本実施形態のプロセスカートリッジでは、現像装置111のほかには、帯電装置108、感光体107、クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備える。現像装置111には、本実施形態の現像剤が収容される。
【0109】
次に、本実施形態のトナーカートリッジについて説明する。本実施形態のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収容するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述した本実施形態のトナーであることを特徴とする。なお、本実施形態のトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
【0110】
従って、トナーカートリッジの着脱が可能な構成を有する画像形成装置においては、本実施形態のトナーを収めたトナーカートリッジを利用することにより、本実施形態のトナーが容易に現像装置に供給される。
【0111】
なお、図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジが交換される。
【実施例】
【0112】
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
【0113】
(ポリエステル樹脂1の合成)
蒸留塔、気体流入口、原料添加口と攪拌機構を付帯する四つ口ガラスフラスコ(500ml)を反応容器として用いた。蒸留塔の先には熱交換器と留液回収機構を具備し、揮発した蒸気を冷却して凝縮させ、系外へ排出し回収した。反応容器には以下の原材料を投入した後、窒素を流入して置換した。
【0114】
・ シクロヘキサンジカルボン酸 35g (0.2mol)
・ ジメチルテレフタレート 39g (0.2mol)
・ ナフタレンジカルボン酸ジメチル 27g (0.1mol)
・ イソソルバイド 29g (0.2mol)
・ 1,2プロパンジオール 76g (1.0mol)
・ 触媒: 三酸化アンチモン 0.077g(0.0003mol)
【0115】
槽内温度を200℃まで昇温しつつ、内容物が溶解したら攪拌を開始した。この温度を60分間保った後、反応混合物を230℃まで90分かけてゆっくりと更に加熱した。この温度は、蒸留塔の塔頂温度が30℃以下に低下するまで保った。
蒸留塔の塔頂温度が低下したら、次に、反応容器内に酸素濃度10体積%に調整した窒素混合ガスを流入させつつ、反応混合物を2時間以上かけて250℃までゆっくりと加熱した。温度が安定したら、真空ポンプを作動して減圧を開始し、反応容器内の状態を確認しつつ徐々に真空度50hPaまで減圧した。途中でエアパージにて減圧解除し反応物のサンプルを採取してGPCにて分子量を測定した。目標とする分子量(Mw:10000)まで減圧下にて反応を行った。目的分子量に到達したら、エアパージにより減圧を解除し、200℃程度まで冷却した後に反応容器から樹脂を取出してポリエステル樹脂1を得た。
【0116】
[樹脂粒子分散液1の作製]
ポリエステル樹脂1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100部
酢酸エチル・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・60部
イソプロピルアルコール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15部
【0117】
上記成分を丸底セパラブルフラスコに撹拌しつつ投入した。撹拌羽根を用いて混合し、溶解させて油相を得た。充分に混合し油相が一様になったところで、撹拌しつつ10%アンモニア水溶液3部をゆっくりと滴下して油相に馴染ませた。続けて、イオン交換水を徐々に滴下して転相乳化させて樹脂乳化液とした。次に、エバポレータを用いて減圧下にて、この樹脂乳化液から溶剤分を留去し、樹脂粒子分散液(1)を得た。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は、150nmであった。
【0118】
(ポリエステル樹脂2の合成)
蒸留塔、窒素ガス流入口、添加口と攪拌機構を付帯する四つ口ガラスフラスコ(500ml)を反応容器として用いた。蒸留塔の先には熱交換器と留液回収機構を具備し、揮発した蒸気を冷却して凝縮させ、系外へ排出し回収した。反応容器には以下の原材料を投入した後、窒素を流入して置換した。
【0119】
・ シクロヘキサンジカルボン酸 30g (0.15mol)
・ ジメチルテレフタレート 49g (0.25mol)
・ ナフタレンジカルボン酸ジメチル 27g (0.1mol)
・ イソソルバイド 15g (0.1mol)
・ 1,2プロパンジオール 91g (1.2mol)
・ 触媒: 三酸化アンチモン 0.077g(0.0003mol)
【0120】
窒素気流下にて槽内温度を200℃まで昇温しつつ、内容物が溶解したら攪拌を開始した。この温度を30分間保った後、反応混合物を250℃まで60分かけてゆっくりと更に加熱した。この温度は、蒸留塔の塔頂温度が30℃以下に低下するまで保った。
蒸留塔の塔頂温度が低下したら、次に、反応容器中へ酸素濃度25体積%に調整した窒素混合ガスを流入させつつ、反応混合物を2時間以上かけて280℃までゆっくりと加熱した。温度が安定したら、真空ポンプを作動して減圧を開始し、反応容器内の状態を確認しつつ徐々に真空度20hPaまで減圧した。途中でエアパージにて減圧を解除し、反応物のサンプルを採取してGPCにて分子量を測定した。目標とする分子量(Mw:12000)まで反応を行なった。目標分子量に到達したら、エアパージにて減圧を解除し、200℃程度まで冷却した後に反応容器から樹脂を取出してポリエステル樹脂2を得た。
【0121】
[樹脂粒子分散液2の作製]
ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂2を用いた以外は、樹脂粒子分散液1と同様の方法にて樹脂粒子分散液2を得た。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は、130nmであった。
【0122】
(ポリエステル樹脂3の合成)
蒸留塔、窒素ガス流入口、添加口と攪拌機構を付帯する四つ口ガラスフラスコ(500ml)を反応容器として用いた。蒸留塔の先には熱交換器と留液回収機構を具備し、揮発した蒸気を冷却して凝縮させ、系外へ排出し回収した。反応容器には以下の原材料を投入した後、窒素を流入して置換した。
【0123】
・ ジメチルテレフタレート 68g (0.35mol)
・ ナフタレンジカルボン酸ジメチル 27g (0.1mol)
・ 1,2プロパンジオール 91g (1.2mol)
・ 触媒: チタンテトラブトキシド 0.102g(0.0003mol)
【0124】
窒素気流下にて槽内温度を200℃まで昇温しつつ、内容物が溶解したら攪拌を開始した。この温度を30分間保った後、反応混合物を240℃まで60分かけてゆっくりと更に加熱した。この温度は蒸留塔の塔頂温度が30℃以下に低下するまで保った。蒸留塔の塔頂温度が低下したら、以下の成分を少量ずつ徐々に投入した。
【0125】
・ アジピン酸 7g (0.05mol)
・ エリトリトール 6g (0.05mol)
【0126】
次に、反応容器中へ空気を流入させつつ、反応混合物を2時間以上かけて270℃までゆっくりと加熱した。流入させる酸素の濃度は20体積%とした。温度が安定したら、真空ポンプを作動して減圧を開始し、反応容器内の状態を確認しつつ徐々に真空度20hPaまで減圧した。途中でエアパージにて減圧を解除し、反応物のサンプルを採取してGPCにて分子量を測定した。目標とする分子量(Mw:25000)まで反応を行なった。目標分子量に到達したら、エアパージにて減圧を解除し、200℃程度まで冷却した後に反応容器から樹脂を取出してポリエステル樹脂3を得た。
【0127】
(ポリエステル樹脂4の合成)
蒸留塔、窒素ガス流入口、添加口と攪拌機構を付帯する四つ口ガラスフラスコ(500ml)を反応容器として用いた。蒸留塔の先には熱交換器と留液回収機構を具備し、揮発した蒸気を冷却して凝縮させ、系外へ排出し回収した。反応容器には以下の原材料を投入した後、窒素を流入して置換した。
【0128】
・ テレフタル酸 45g (0.27mol)
・ フマル酸 23g (0.20mol)
・ テトラプロぺニルコハク酸無水物 7g (0.03mol)
・ ビスフェノールAエチレンオキサイド 63g (0.20mol)
・ ビスフェノールAプロピレンオキサイド121g (0.35mol)
・ 触媒: ジブチル錫オキサイド 0.075g(0.0003mol)
【0129】
槽内温度を220℃まで昇温しつつ、内容物が溶解したら攪拌を開始した。加圧雰囲気下にて、この温度を20時間保った後、反応容器内の状態を確認しつつ徐々に真空度5kPaまで減圧した。減圧下にて3時間反応を進行した。途中で窒素にてパージしつつ減圧解除し反応物のサンプルを採取してGPCにて分子量を測定した。適当な分子量としたところで窒素にてパージしつつ減圧を解除し、190℃まで冷却した。次に、窒素気流下にてトリメリット酸無水物3g (0.01mol)を投入し、200℃まで2時間かけて昇温した。目標分子量(Mw:24000)に到達したところで加熱を止め、150℃程度まで冷却した後に反応容器から取出してポリエステル樹脂4を得た。
【0130】
[樹脂粒子分散液3の作製]
ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂4を用いた以外は、樹脂粒子分散液1と同様の方法にて樹脂粒子分散液3を得た。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径は、180nmであった。
【0131】
[実施例1]
<トナー粒度>
体積平均粒径D50vは、コールターマルチサイザーII型(コールター社製)を用いて、100μmのアパーチャ径で測定することにより得た。この時、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行った。コールターマルチサイザーII型で測定されたトナーの粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積D50vと定義した。
【0132】
<離型剤分散液の調製>
・パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP9)・・・・・・・100部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬製)・・・・10部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・390部
上記成分を混合して90℃で溶解した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、更に、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理(130℃、350kg/cm)して、離型剤粒子(パラフィンワックス)を分散してなる離型剤分散液を調製した。分散液中の離型剤粒子の体積平均粒子径D50vは230nmであった。
【0133】
<トナー粒子1の作製>
樹脂粒子分散液1 80部
離型剤分散液 15部
以上の成分に固形分量15%となるようイオン交換水を添加して希釈し、丸底ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50を用いて十分に混合した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.34部を徐々に加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。ステンレス製フラスコに蓋を設置し、フラスコ内を撹拌羽根で撹拌しながら、加熱用バスを用いて47℃まで加熱した。47℃で90分保持した。その後、0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.5にした後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
反応終了後は冷却し、濾過により粗大物を除去した。続いて、ヌッチェ式の吸引濾過により固液分離を施した。固液分離後のケーキ状のトナー層に、40℃のイオン交換水を3L投入して300rpmで撹拌して洗浄した。15分間再分散し、これをさらに5回繰り返した。次いで、洗浄後のケーキ状のトナー層を少量のイオン交換水を用いてスラリー状とした。スラリーは、凍結後に真空乾燥を行ない、粉体状のトナー粒子1を得た。
このトナー粒子1の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.5μmで、トナー形状係数SF1は129であった。
【0134】
このトナー粒子1に外添剤として、ヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(平均粒径40nm)0.5%、メタチタン酸にイソブチルトリメトキシシラン50%処理後焼成して得られたチタン化合物(平均粒径30nm)0.7%を加え(何れもトナー粒子に対する質量比)、75Lヘンシェルミキサーにて10分間混合し、その後、風力篩分機ハイボルター300(新東京機械社製)にて篩分し、トナー1を作製した。
【0135】
(キャリアの作製)
・ フェライト粒子(体積平均粒子径50μm)・・・・・・・・・100部
・ トルエン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15部
・ パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体(共重合比40:60(質量比))・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.7部
・ カーボンブラック(VXC72;キャボット社製)・・・・・0.11部
・ 架橋メラミン樹脂(数平均粒子径;0.3μm)・・・・・・・0.4部
上記成分のうち、フェライト粒子を除く成分を直径1mmのガラスビーズと共に20分間スターラーで分散し、被膜形成用分散液を調製した。この被膜形成用分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、60℃で20分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去し、フェライト粒子表面に樹脂被膜を形成して、コートキャリアとした。
【0136】
(現像剤1の作製)
上記より得られたキャリアとトナー1とを、それぞれ100部:8部の割合で2リッターのVブレンダーで混合し、現像剤1を作製した。
【0137】
(評価)
トナーの誘電特性、特に誘電損率は、交流電場下におかれた誘電体の抵抗を表す指標であり、値が大きいほど抵抗が低下することが知られている。誘電損率としては、好ましくは0.02以下であり、さらに好ましくは0.01以下である。誘電損率が0.02以下であれば、転写工程において電荷注入によるかぶりが防止される。この誘電損率(一般に、「比誘電損率」ともいう)は以下のような方法で測定できる。
(誘電損率の測定方法)
測定するトナーの粉体5gを直径5cmの型に入れ、10tonの荷重を1分間かけて成型する。これを28℃/80%RHの環境下で12時間放置した後、MULTI−FREQUENCY LCR METER(ヒューレット・パッカード社製)の誘電体測定用電極に設置して、JIS K6911に記載されている方法により、周波数1kHzの条件で測定する。
【0138】
(非画像部のカブリの評価)
現像剤をDocuCentreIII C5500(富士ゼロックス社製)の現像器に充填した。前記の機械において、単色出力設定と定着温度を任意に設定可能なように改造した機械を用いて、24℃/75%RHの環境下において定着温度が190℃の条件で網点画像(50%ハーフトーン)を5000枚形成した。5枚目(初期)の画像と5000枚目の画像に対し、定着した網点画像部に隣接する画像部間の「非画像部」の濃度を、反射濃度計(X Rite968、米国X Rite社製)を用いて、任意の非画像部を5箇所測定した。評価は、5000枚目の反射濃度の平均値が5枚目の反射濃度の平均値に対して0.01よりも大きい濃度増加であれば×、0.007を超えて0.01以下の増加であれば△、0.007以下の増加であれば○とした。
得られた結果を表1に示す。
【0139】
【表1】

【0140】
[実施例2]
<黒色着色剤分散液の調製>
・カーボンブラック(キャボット社製、REGAL330)・・・・90部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンSC)・・・10部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・250部
上記成分を、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で10分間撹拌後、超音波バスにより30分間分散し、黒色着色剤分散液を得た。分散液中の顔料粒子の体積平均粒子径は110nmであった。
【0141】
<トナー粒子2の作製>
樹脂粒子分散液1 75部
離型剤分散液 17部
黒色着色剤分散液 3部
以上の成分に固形分量15%となるようイオン交換水を添加して希釈し、丸底ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50を用いて十分に混合した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.36部を徐々に加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。ステンレス製フラスコに蓋を設置し、フラスコ内を撹拌羽根で撹拌しながら、加熱用バスを用いて45℃まで加熱した。45℃で60分保持した。その後、樹脂粒子分散液3の25部を緩やかに追加投入した。0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.5にした後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
反応終了後は冷却し、濾過により粗大物を除去した。続いて、ヌッチェ式の吸引濾過により固液分離を施した。固液分離後のケーキ状のトナー層に、40℃のイオン交換水を3L投入して300rpmで撹拌して洗浄した。15分間再分散し、これをさらに5回繰り返した。次いで、洗浄後のケーキ状のトナー層を少量のイオン交換水を用いてスラリー状とした。スラリーは、凍結後に真空乾燥を行ない、粉体状のトナー粒子2を得た。
このトナー粒子2の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.8μmで、トナー形状係数SF1は125であった。
次いで、実施例1と同様にしてトナー2及び現像剤2を作製し、実施例1と同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
【0142】
[実施例3]
<トナー粒子3の作製>
樹脂粒子分散液2 70部
離型剤分散液 18部
以上の成分に固形分量15%となるようイオン交換水を添加して希釈し、丸底ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50を用いて十分に混合した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.37部を徐々に加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。ステンレス製フラスコに蓋を設置し、フラスコ内を撹拌羽根で撹拌しながら、加熱用バスを用いて45℃まで加熱した。45℃で70分保持した。その後、樹脂粒子分散液3の30部を緩やかに追加投入した。0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.7にした後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
反応終了後は冷却し、濾過により粗大物を除去した。続いて、ヌッチェ式の吸引濾過により固液分離を施した。固液分離後のケーキ状のトナー層に、40℃のイオン交換水を3L投入して300rpmで撹拌して洗浄した。15分間再分散し、これをさらに5回繰り返した。次いで、洗浄後のケーキ状のトナー層を少量のイオン交換水を用いてスラリー状とした。スラリーは、凍結後に真空乾燥を行ない、粉体状のトナー粒子3を得た。
このトナー粒子3の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.7μmで、トナー形状係数SF1は121であった。
次いで、実施例1と同様にしてトナー3及び現像剤3を作製し、実施例1と同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
【0143】
[実施例4]
<トナー粒子4の作製>
ポリエステル樹脂3 89部
エステルワックス(日本油脂製:WEP5) 10部
帯電制御剤(オリエント化学:P51) 1部
上記の材料を予め充分に混合した後、エクストルーダーで熱混練した。冷却後、ジェットミルで粉砕し、風力分級機により分級して、トナー粒子4を得た。
このトナー粒子4の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は6.7μmで、トナー形状係数SF1は135であった。
次いで、実施例1と同様にしてトナー4及び現像剤4を作製し、実施例1と同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
【0144】
[比較例1]
<トナー粒子5の作製>
樹脂粒子分散液3 75部
離型剤分散液 16部
黒色着色剤分散液 13部
以上の成分に固形分量15%となるようイオン交換水を添加して希釈し、丸底ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50を用いて十分に混合した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.37部を徐々に加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。ステンレス製フラスコに蓋を設置し、フラスコ内を撹拌羽根で撹拌しながら、加熱用バスを用いて46℃まで加熱した。46℃で60分保持した。その後、樹脂粒子分散液3の15部を緩やかに追加投入した。0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.7にした後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
反応終了後は冷却し、濾過により粗大物を除去した。続いて、ヌッチェ式の吸引濾過により固液分離を施した。固液分離後のケーキ状のトナー層に、40℃のイオン交換水を3L投入して300rpmで撹拌して洗浄した。15分間再分散し、これをさらに5回繰り返した。次いで、洗浄後のケーキ状のトナー層を少量のイオン交換水を用いてスラリー状とした。スラリーは、凍結後に真空乾燥を行ない、粉体状のトナー粒子5を得た。
このトナー粒子5の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.9μmで、トナー形状係数SF1は128であった。
次いで、実施例1と同様にしてトナー5及び現像剤5を作製し、実施例1と同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
【0145】
[比較例2]
<トナー粒子6の作製>
樹脂粒子分散液3 90部
離型剤分散液 16部
黒色着色剤分散液 13部
以上の成分に固形分量15重量%となるようイオン交換水を添加して希釈し、丸底ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50を用いて十分に混合した。次いで、これにポリ塩化アルミニウム0.37部を徐々に加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。ステンレス製フラスコに蓋を設置し、フラスコ内を撹拌羽根で撹拌しながら、加熱用バスを用いて46℃まで加熱した。46℃で90分保持した。0.55mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.7にした後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、2.5時間保持した。
反応終了後は冷却し、濾過により粗大物を除去した。続いて、ヌッチェ式の吸引濾過により固液分離を施した。固液分離後のケーキ状のトナー層に、40℃のイオン交換水を3L投入して300rpmで撹拌して洗浄した。15分間再分散し、これをさらに5回繰り返した。次いで、洗浄後のケーキ状のトナー層を少量のイオン交換水を用いてスラリー状とした。スラリーは、凍結後に真空乾燥を行ない、粉体状のトナー粒子6を得た。
このトナー粒子6の粒子径を測定したところ、体積平均粒径は5.1μmで、トナー形状係数SF1は131であった。
次いで、実施例1と同様にしてトナー6及び現像剤6を作製し、実施例1と同様に評価した。得られた結果を表1に示す。
【符号の説明】
【0146】
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(像保持体)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(記録媒体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボン酸成分と糖アルコール由来の多価アルコール成分との重縮合体であって酸素存在下で160℃以上280℃以下に加熱する加熱工程を経て得られたポリエステル樹脂と、離型剤と、を含む静電荷現像用黒色トナー。
【請求項2】
コア粒子と前記コア粒子を被覆するシェル層とを有するコアシェル構造を有し、前記ポリエステル樹脂が前記コア粒子に含まれる請求項1に記載の静電荷現像用黒色トナー。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の静電荷現像用黒色トナーを含む静電荷現像用現像剤。
【請求項4】
トナーが少なくとも収容され、前記トナーが請求項1又は請求項2に記載の静電荷現像用黒色トナーであるトナーカートリッジ。
【請求項5】
現像剤保持体を少なくとも備え、請求項3に記載の静電荷現像用現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
【請求項6】
潜像保持体と、前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷現像用現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置。
【請求項7】
潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、前記静電荷像を請求項3に記載の静電荷現像用現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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