JP3984894B2 - 負帯電性トナー - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷に用いられる静電荷像を現像するための負帯電性トナー、または、トナージェット方式に用いられる負帯電性トナーに関し、特に、カラートナーに適した負帯電性トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
昨今のパーソナル・ユーザーを対象としたコンピューター機器の普及に伴い、映像による情報伝達機構として、フルカラーによる映像コミュニケーションが幅広く浸透しつつある。この様な状況下で、出力機器の一つであるプリンターや複写機においても低級機市場を中心にフルカラー化が急速に進んでおり、一般ユーザーにおいてもカラー画像がより身近なものとなりつつある。
【0003】
この様なフルカラーによる出力機器としては一般的に、電子写真方式、熱転写方式、インクリボン方式、インクジェット方式といった数多くの方式がある。一般に電子写真方式は、光導電性物質を用いた感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙の如き転写材にトナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱加圧或いは溶剤蒸気の如き定着手段により定着し、カラー画像を得るものである。
【0004】
フルカラーの場合は、色材の3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のトナーまたはそれに黒色トナーを加えた4色のトナーを用いて色の再現を行うものである。例えば、原稿からの光をトナーの色と補色の関係にある色分解光透過フィルターを通して光導電層上にマゼンタ用の静電潜像を形成する(潜像形成工程)。次いでマゼンタトナーを用いて現像工程、及び転写工程を経てカラートナーは支持体に保持される。次いで、シアントナー、イエロートナー及びブラックトナーについても、前述の工程を順次複数回行い、レジストレーションを合わせつつ、同一支持体上にカラートナーは重ね合わされ、定着によって最終のフルカラー画像が得られる。
【0005】
トナーが、キャリアと混合される二成分系現像剤に使用される場合には、トナーはキャリアとの摩擦によって所要の帯電量及び帯電極性に帯電され、静電引力を利用して静電荷像を現像するものである。従って、良好な可視画像を得るためには、主としてトナーの摩擦帯電性が良好であることが必要である。
【0006】
上記の様な問題に対して、キャリアコア材及びキャリアコート材の選択、キャリアコート材のコート量の最適化、トナーに加える電荷制御剤及び流動性付与剤の検討、及びトナーの母体となるバインダーの改良の如き現像剤を構成する材料において優れた摩擦帯電性を達成すべく多くの研究がなされている。近年、複写機及びプリンターの如き画像形成装置の高精細、高画質化の要求が市場では高まっており、当該技術分野では、カラートナーの粒径を細かくして高画質カラー化を達成しようという試みがなされている。トナーの粒径が細かくなると単位重量当りの表面積が増え、トナーの帯電量が大きくなる傾向にあり、画像濃度薄や耐久劣化が発生しやすくなる。加えて、トナーの帯電量が大きいために、トナー粒子同士の付着力が強く、流動性が低下し、トナー補給の安定性や補給トナーへのトリボ付与に問題が生じやすい。
【0007】
さらに、カラートナーの場合は、磁性体やカーボンブラックの如き黒色の導電性物質を含まないので、帯電をリークする部分がなく一般に帯電量が大きくなる傾向にある。この傾向は、特に負帯電性能の高いポリエステル系バインダーを使用した時に、より顕著である。
【0008】
特にカラートナーにおいては、下記(1)〜(3)に示すような特性が強く望まれている。
【0009】
(1)定着したカラー画像は、光に対して乱反射して、色再現を防げることのないように、トナー粒子の形が判別できないほどのほぼ完全溶融に近い状態となることが重要である。
【0010】
(2)カラートナーは、表層のカラートナー層の下にある異なった色調のカラートナー層の色調を妨げない透明性を有することが重要である。
【0011】
(3)各カラートナーは、バランスのとれた色相及び分光反射特性と十分な彩度を有していることが重要である。
【0012】
このような観点から多くの結着樹脂に関する検討がなされており、上記の特性を満足するカラートナーが待望されている。今日当該技術分野においてはポリエステル系樹脂がカラートナー用結着樹脂として多く用いられているが、ポリエステル系樹脂を有するカラートナーは一般に温湿度の影響を受け易く、低湿下での帯電量過大、高湿下での帯電量不足といった問題が起こりやすく、広範な環境においても安定した帯電量を有するカラートナーの開発が待望されている。
【0013】
トナーに電荷を保有せしめるためには、トナーの成分である樹脂の摩擦帯電性を利用することもできるが、この方法ではトナーの帯電が安定しないので、濃度の立ち上がりが遅く、カブリ易い。そこで、所望の摩擦帯電性をトナーに付与するために帯電制御剤を添加することが行われている。
【0014】
今日、当該技術分野で知られている帯電制御剤としては、負摩擦帯電性帯電制御剤として、モノアゾ染料の金属錯塩、ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、芳香族ジオール等の金属錯塩、酸成分を含む樹脂等が知られている。正摩擦帯電性帯電制御剤として、ニグロシン染料、アジン染料、トリフェニルメタン系染顔料、4級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩を側鎖に有するポリマー等が知られている。
【0015】
しかしながら、これらの帯電制御剤のほとんどは、有色でありカラートナーには使えないものが多い。そして、カラートナーに適用可能な、無色、白色或いは淡色のものは、性能的に不十分なものがほとんどである。それらはハイライトの均一性が得られなかったり、耐久試験での画像濃度の変動が大きい等の欠点を有する。
【0016】
この他、改善すべき点として、画像濃度とカブリのバランスが取りにくい、高湿環境で、十分な画像濃度を得にくい、樹脂への分散性が悪い、保存安定性、定着性、耐オフセット性に悪影響を与えるという点が挙げられる。
【0017】
従来、芳香族カルボン酸類の金属錯体、金属塩は特開昭53−127726号公報、同57−111541号公報、同57−124357号公報、同57−104940号公報、同61−69073号公報、同61−73963号公報、同61−267058号公報、同62−105156号公報、同62−145255号公報、同62−163061号公報、同63−208865号公報、特開平3−276166号公報、同4−84141号公報、同8−160668号公報に提案されている。しかしながら、これらの公報に提案されているのは、摩擦帯電付与という観点からはいずれも優れたものであるが、簡易な現像器構成で環境変動、経時、使用状況に関わらず、安定した現像性の得られるものは少ない。また、高速機において長期耐久時おいても安定した現像性が得られるものも少ない。さらに、他の原材料の影響があり、他の原材料への制約が発生するものも多い。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像特性を有し、且つ耐久安定性に優れたトナーを提供することにある。
【0019】
本発明の目的は、流動性に優れ、且つ現像忠実性と転写性に優れたトナーを提供することにある。
【0020】
本発明の目的は、温湿度の如き環境変動に左右されにくく、常に安定した摩擦帯電性を有し、経時において画像欠陥を生じないトナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0021】
本発明の目的は、クリーニング性が良好であり、感光体へのフィルミング、または汚染の少ないトナーを提供することにある。
【0022】
本発明の目的は、定着性に優れ、OHP透明性にも優れたトナーを提供することにある。
【0023】
特に、本発明の目的は、上記の優れた特性を有し、退色しにくく、耐光性に優れているカラートナーを提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する負帯電性トナーにおいて、
下記一般式(1)で示される塩基性硫酸アルミニウム化合物を含有することを特徴とする負帯電性トナーである。
【0025】
All(OH)m(SO4n・xH2O (1)
(式中、l、m、及びnは1以上の整数を示し、xは0または1以上の整数を示す)
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、カラートナーの帯電安定化を目指し、結着樹脂に添加する帯電安定化剤を探索する過程で、下記一般式(1)で示される塩基性硫酸アルミニウム化合物〔以下、化合物(1)と記す〕をトナーが含有してなる時、低温低湿環境下での帯電量過大防止に効果があり、且つ、低温定着性を維持した状態で耐オフセット性を著しく向上させ、加えて耐保存安定性も大幅に向上できることを見出したものである。
【0027】
All(OH)m(SO4n・xH2O (1)
(式中、l、m、及びnは1以上の整数を示し、xは0または1以上の整数を示す)
【0028】
特に、結着樹脂としてポリエステル樹脂を主成分とする熱可塑性の樹脂を用いた時、上記化合物(1)を用いたその効果は顕著であり、加えて、芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物と併用して用いた時、さらに優れた特性が得られることを見出したものである。特に微粒化されたトナーの系での帯電量過大防止効果は、これまでの材料では得られなかったものである。
【0029】
先ず、上記化合物(1)について説明する。
【0030】
化合物(1)は、一般的には、アルミナホワイトと呼ばれている透明性の体質顔料の一種であり、主として印刷インキのビクトリアの原料や、絵の具用の充填剤として古くから用いられている。しかしながらアルミナホワイトと呼ばれている化合物の化学組成は他にも様々であり、水酸化アルミニウムAl(OH)3、アルミナ水和物Al23・xH2O、または水不溶性塩基性硫酸アルミニウムAl2(OH)4SO4などを指すこともあるが、その組成は定かではない。
【0031】
当該研究分野においては、特開平6−214428号公報、特開平9−204074号公報、特開平10−3183号公報等々において、水酸化アルミニウムをトナーに添加する記載があるが、いずれも染料と水酸化アルミニウム等々の体質顔料とを体質合成して、染料の体質顔料にすべく用いられているものであって、本発明の使用目的とも異なるし、また特定する化学種も、一方は純粋な水酸化アルミニウムであり、本発明にかかる化合物(1)とは基本的に異なる。
【0032】
また、特開平9−274332号公報には、帯電安定化を目的として、接触帯電量を限定した水酸化アルミニウムの記載があるが、その内容は正帯電性トナーの帯電安定化であり、加えて水酸化アルミニウムの純度が90%以上という点においても本発明にかかる化合物(1)とは大きく異なる。
【0033】
特開昭63−139364号公報には、BET比表面積20m2/g以下の水酸化アルミニウムを含有するトナーの記載があるが、トナーに無機充填剤を添加する目的は、トナーに適度な補強効果を持たせることであり、本発明の負帯電性トナーの帯電安定化の主旨とも異なるし、添加する無機充填剤の構造そのものも異なる。
【0034】
さらに、トナーに無機微粒子を添加する系として、特開平04−090558号公報には、トナーに疎水性のシリカを溶融混練せしめたトナーの記載があるが、結着樹脂中への着色剤の分散性向上を目的とした内容であり、本発明において帯電安定化と定着性向上を目的とした化合物(1)の添加とはその根本を異にする。
【0035】
さらに、トナーに無機微粒子を添加する系として、特開平08−220800号公報には、トナーにBET比表面積30〜400m2/gの無機微粒子を添加する記載があるが、これは主としてトナーの粘弾性コントロールを主として提案されたものであり、帯電安定化に関しては何ら記載は無く、実際に用いられている無機微粒子は、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、二酸化ジルコニア等々の無機酸化物であり、本発明にかかる化合物(1)とは大きく異なる。
【0036】
本発明で用いられる化合物(1)は、伴、幡野らによって古くから研究されてきたものであって、その詳細については、色材、33[7]、p316〜325(1960)や、色材33[8]、p363〜372(1960)等々に、優れた報告がなされている。一般的には可溶性のアルミニウム塩溶液とアルカリ溶液との反応生成物であり、比較的簡単な工程で製造可能である。
【0037】
しかしながら、製造条件と品質との間には微妙で複雑な関係があり、一般に市販されている高純度の水酸化アルミニウムAl(OH)3では、本発明のトナー性能は得られなかった。
【0038】
その理由は定かではないが、本発明にかかる化合物(1)は、その構造に起因する弱ポジ性の帯電性能に加えて、結着樹脂がポリエステル樹脂の場合は、ポリエステル樹脂の分子鎖の末端にあるカルボキシル基、または水酸基と適度に反応し易く、その結果ポリエステル樹脂末端の極性基が減少することから、低温低湿環境下においてもトナーの摩擦帯電量が過大となることを抑制することができると推察される。一般の水酸化アルミニウムAl(OH)3では、樹脂との反応性に乏しく、この帯電量過大抑制効果は少なく、逆に高温高湿環境下でトナーの帯電量を大きく低下させてしまい好ましくない。
【0039】
さらに本発明に用いられる化合物(1)は、樹脂と溶融混合する際に、一部結着樹脂との間で架橋反応が進み、低温側での迅速溶融性を維持した状態で高温側での耐オフセット性向上にも寄与できる。その結果、耐保存安定性も大幅に向上できる。
【0040】
さらに本発明で用いられる化合物(1)は、樹脂への分散性も良好であり、トナーの帯電量分布をシャープにし、画質向上にも寄与できる。加えて前述の如き樹脂との適度な相互作用によって、そのもの自身が耐久中にトナーから脱離して偏析するといったようなこともなく、その結果、ドラムフィルミングや、クリーニング不良、キャリア汚染といった種々の問題を引き起こすこともない。
【0041】
本発明に用いられる化合物(1)の製法は、特に何ら限定するものではないが、硫酸アルミニウム溶液にアルカリ原料溶液を少量ずつ添加して反応せしめたものが好ましい。反応初期においてはpHの急激な変化を見せるが、その後は極めて緩慢な反応が続き、pHも徐々に増大し、pH=4.6〜4.8までは水溶性の塩基性硫酸アルミニウムを形成し、その後は水に不溶な塩基性硫酸アルミニウムとなり、pHが5程度で本発明に用いられる不溶性の塩基性硫酸アルミニウムを主成分とするアルミニウム化合物が得られる。これ以上過度にアルカリを添加すると、金属水酸化物が不純物として大量に混入する可能性があるので好ましくない。よって反応のpHは4.8〜6.0程度、好ましくは5.0〜5.5程度に留めて製造するのが好ましい。
【0042】
その後、ろ過及び脱水工程において、目的生成物と溶存不純物とを分離水洗し、あとは70℃以下、好ましくは60℃以下の弱い乾燥条件下で乾燥せしめる。化合物(1)は相当量の水を含有しており、高温で長時間乾燥させるのはあまり好ましくない。さらに乾燥速度が極度に速い場合は強固な凝集を起こし、硬い二次粒子となり、トナー中の分散性が難しくなり、最大限に効果を発揮できない。本発明にかかる化合物(1)は必要に応じて乾燥後に解砕処理しても何ら問題ない。上記製造方法はあくまでも一例であり、特にこれに限定するものではない。
【0043】
本発明においては、化合物(1)が水不溶性であることが好ましく、一般式(1)において好ましくは、lは1〜6、mは1〜16、nは1〜8であり、より好ましくはlは2〜5、mは2〜13、nは1〜5であり、さらに好ましくはlは3〜4、mは5〜10、nは1〜4である。
【0044】
即ち、本発明に好適な化合物(1)は、下記の化合物群である。
(A1−1) Al(OH)SO4・xH2
(A2−2) Al2(OH)2(SO42・xH2
(A2−4) Al2(OH)4(SO4)・xH2
(A3−1) Al3(OH)(SO44・xH2
(A3−3) Al3(OH)3(SO43・xH2
(A3−5) Al3(OH)5(SO42・xH2
(A3−7) Al3(OH)7SO4・xH2
(A4−2) Al4(OH)2(SO45・xH2
(A4−4) Al4(OH)4(SO44・xH2
(A4−6) Al4(OH)6(SO43・xH2
(A4−8) Al4(OH)8(SO42・xH2
(A4−10) Al4(OH)10SO4・xH2
(A5−1) Al5(OH)(SO47・xH2
(A5−3) Al5(OH)3(SO46・xH2
(A5−5) Al5(OH)5(SO45・xH2
(A5−7) Al5(OH)7(SO44・xH2
(A5−9) Al5(OH)9(SO43・xH2
(A5−11) Al5(OH)11(SO42・xH2
(A5−13) Al5(OH)13(SO4)・xH2
(A6−2) Al6(OH)2(SO48・xH2
(A6−4) Al6(OH)4(SO47・xH2
(A6−6) Al6(OH)6(SO46・xH2
(A6−8) Al6(OH)8(SO45・xH2
(A6−10) Al6(OH)10(SO44・xH2
(A6−12) Al6(OH)12(SO43・xH2
(A6−14) Al6(OH)14(SO42・xH2
(A6−16) Al6(OH)16SO4・xH2
【0045】
本発明においては、一般式(1)中の、l及びmの値から計算される塩基度(N)
が、下記条件を満足することが望ましい。
【0046】
N={m/(m+2n)}×100
46.6≦N≦88.9
【0047】
上記Nが46.6よりも小さいときには、本発明にかかる化合物(1)中のヒドロキシル基が相対的に少ないことを示し、トナー帯電安定化の効果が軽減する。加えて、樹脂との相互作用が弱まり、耐ブロッキング性向上剤としての機能も低下し、耐オフセット性も低下する。さらに樹脂との分散性が低下し、カラートナー用として用いた場合、OHT画像の透明性が若干低下する。上記Nが88.9よりも大きいときには、化合物(1)自身の有する帯電性能がポジ側に大きくなるため、トナーに添加した時の絶対値の低下を招く。その結果、高温高湿環境下での耐久において、トナー飛散や、カブリといった画像欠陥を引き起こしやすくなる。
【0048】
特に、本発明に好適な化合物(1)は、(A2−4)、(A3−5)、(A3−7)、(A4−6)、(A4−8)、(A4−10)、(A5−7)、(A5−9)、(A5−11)、(A5−13)、(A6−10)、(A6−12)、(A6−14)、及び(A6−16)が挙げられる。
【0049】
本発明においては、上記化合物(1)が、下記式(2)、もしくは(3)で示される化合物〔以下、化合物(2)、(3)と記す〕であるとき、その効果は絶大である。
【0050】
Al4(OH)10SO4・xH2O (2)
(但し、xは0または1以上の整数を示す)
【0051】
Al3(OH)7SO4・xH2O (3)
(但し、xは0または1以上の整数を示す)
【0052】
即ち本発明で目的としたところの帯電の安定化と、混練時の樹脂との架橋反応性、トナー中への均一分散性、等々において効果絶大である。また、上記化合物は本質的に白色の微粉体でありカラートナー用としてトナーに添加しても、何ら色味的に影響することは無い。加えて上記化合物(2)、(3)は、結着樹脂として用いるポリエステル樹脂を主成分とする樹脂のそれと、極めて類似しており、優れたOHP透明性が得られる。
【0053】
本発明においては、上記化合物(2)と、下記式(4)で示される化合物〔以下、化合物(4)と記す〕とは基本的には同じものとし、本発明においては化学組成的に同じであれば、特にこれを区別するものではない。
【0054】
[Al2SO4(OH)4・xH2O・2Al(OH)3] (4)
(但し、xは0または1以上の整数を示す)
【0055】
さらに、本発明においては、上記化合物(4)と下記式(5)で示される化合物〔以下、化合物(5)と記す〕とを区別するものでもない。
【0056】
[Al2SO4(OH)4・xH2O・2Al(OH)3p (5)
(但し、xは0または1以上の整数を示し、pは1以上の整数を示す)
【0057】
同様に、上記化合物(3)と、下記式(6)で示される化合物〔以下、化合物(6)と記す〕とは基本的には同じものとし、本発明においては化学組成的に同じであれば、特にこれを区別するものではない。
【0058】
[Al2SO4(OH)4・xH2O・Al(OH)3] (6)
(但し、xは0または1以上の整数を示す)
【0059】
同様に、上記化合物(6)と下記式(7)で示される化合物〔以下、化合物(7)と記す〕とを区別するものではない。
【0060】
[Al2SO4(OH)4・xH2O・Al(OH)3q (7)
(但し、xは0または1以上の整数を示し、qは1以上の整数を示す)
【0061】
即ち本発明において、化合物(2)と(4)と(5)と(A4−10)とは同じであり、化合物(3)と(6)と(7)と(A3−7)とは同じである。
【0062】
本発明に用いられる化合物(1)のBET比表面積は、10〜130m2/gが良く、より好ましくは、20〜100m2/gが良い。BET比表面積が10以下の場合は、極めて強固な乾燥凝集を起こしており、トナー中への均一分散性は難しくなり、帯電量過大防止効果が見られなくなる。加えてトナーの耐保存安定性も向上しない。一方、BET比表面積が130以上の時は、トナー中への均一分散性には優れるものの、高温高湿環境下での帯電量の絶対値が低めとなり、加えて帯電量の放置安定性が低下する。その結果、長期の耐久においてトナー飛散やカブリが問題となる。
【0063】
本発明に用いられる化合物(1)の純度は、特に限定するものではないが、一般式(1)で示される化合物が、全体の70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上であることが望ましい。わずかに水酸化アルミニウム:Al(OH)3や、酸化アルミニウム:Al23や、Al23・xH2Oなる化合物が混在していても、また出発原材料や、Na2SO4、もしくは、Al2(SO43等々が含有されていても本発明においては特に問題を生じない。
【0064】
化合物(1)をトナー粒子中に含有させる場合、その含有量としては、結着樹脂100質量部あたり、0.2〜10質量部、好ましくは、0.5〜9質量部、より好ましくは、1〜8質量部が好適である。0.2質量部より少ない時には、帯電量過大抑制効果が少なくなり、耐オフセット性の向上や、耐保存安定性の向上も達成できない。加えて樹脂との相互作用による混練時の架橋効果がほとんどなくなるため、混練時にかかるシェアーが上がらず顔料分散性も低下する傾向にある。一方、10質量部より多くトナーに添加せしめた時には、結着樹脂との相互作用が高まり過ぎてトナーは硬化し、定着性が悪化してしまう。加えて、OHTの透明性も低下し、フルカラー用トナーに求められる色再現性も低下する。さらに高温高湿環境下での帯電量の絶対値の低さが問題となる。
【0065】
また、本発明においては、トナーが芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物を含有していることが好ましい。これは帯電制御剤として機能するばかりでなく、着色剤の分散性向上にも寄与し、トナーの透明性をより一層高める。
【0066】
以下に詳細に説明する。
【0067】
芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物が、着色剤の分散性を向上させる理由は定かではないが、ポリエステル樹脂と芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物との相互作用によって、一部架橋反応が進み混練時の着色剤にかかるシェアーを増大させることによって、難分散性の着色剤の分散性の向上を達成したものであって、低温側での迅速溶融性を維持した状態で高温側での耐オフセット性向上にも寄与できる。
【0068】
芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物としては、サリチル酸誘導体の金属錯体、サリチル酸誘導体の金属塩、アルキルサリチル酸誘導体の金属錯体、アルカリサリチル酸の金属塩、ジアルキルサリチル酸の金属錯体、ジアルキルサリチル酸誘導体の金属塩、芳香族ジオールの金属塩、芳香族ジオールの金属錯体、芳香族ジカルボン酸の金属塩、芳香族ジカルボン酸の金属錯体等々が挙げられる。
【0069】
本発明においては、ジアルキルサリチル酸の金属化合物が好ましく、特には、ジ−tert−ブチルサリチル酸の金属化合物が好ましい。また、金属元素としては、アルミニウム、ガリウム、マグネシウム、カルシウム、チタン、クロム、亜鉛、ジルコニウム、ハフニウム等々が好ましく、特にアルミニウム化合物が帯電の安定化、着色剤の分散安定化、樹脂との相溶性の点で好ましい。
【0070】
ジアルキルサリチル酸のアルミニウム化合物は、本発明にかかる化合物(1)と相互に反応し合い、トナー中で着色剤の周りを取り囲むようにして分散安定化する。よって、結着樹脂からの脱離もなく感光体表面へのトナーフィルミングもなく、キャリアスペント防止にも、クリーニング不良防止にも効果を発揮する。
【0071】
本発明において、サリチル酸誘導体の金属化合物を含有させる場合、その含有量としては、結着樹脂100質量部当たり、0.2〜8質量部、好ましくは0.5〜7質量部の範囲が好適である。0.2質量部よりも少ない時は、帯電制御剤としてあまり機能しないばかりでなく、良好な顔料分散性も達成できない。一方、8質量部よりも多い時は、架橋が進みすぎてしまいトナーとしての定着性が損なわれてしまう。上記含有量の範囲内で用いることにより、帯電量の所為変動が無く、現像に必要な絶対帯電量が得られやすく、結果的にかぶりや濃度ダウンといった画像品質を損ねることなく好ましい。
【0072】
本発明において、化合物(1)の含有量(A)と、上記芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物の含有量(B)との質量比(A/B)は、0.05〜10の範囲内であることが望ましい。(A/B)が0.05よりも小さい時には、化合物(1)による帯電安定化の効果が少なくなり、逆に(A/B)が10より大きいときには、帯電の絶対値が低下しすぎてしまう。
【0073】
本発明においては、必要に応じてその他の帯電制御剤を併用して用いても良い。例えば、他の金属錯体、金属塩、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン誘導体の金属化合物、ヒドロキシカルボン酸の金属化合物、ポリカルボン酸の金属化合物、ポリオールの金属化合物などが挙げられる。その他にも、カルボン酸の金属塩、カルボン酸の無水物、エステル類などのカルボン酸誘導体や芳香族系化合物の縮合体なども挙げられる。またビスフェノール類、カリックスアレーンなどのフェノール誘導体なども用いられる。本発明においては、他の制御剤の使用を限定するものでもないし、その量に関しても限定するものではない。
【0074】
本発明において、結着樹脂としては、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。ポリエステル樹脂は、トナーの結着樹脂として用いた場合に、定着性に優れ、カラートナー用に適している。しかしながら、ポリエステル樹脂は、負帯電能が強く、帯電が過大になりやすい。さらに高温高湿環境下では、帯電量が低下しやすい等々の問題を生じやすいが、上述した様に本発明の構成では、その課題は解決され、優れたカラートナーが得られる。
【0075】
ポリエステル樹脂に用いられる2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、下記式(A)で表わされるビスフェノール及びその誘導体、
【0076】
【化1】
Figure 0003984894
(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x、yはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0〜10である。)
及び下記式(B)で示されるジオール類が挙げられる。
【0077】
【化2】
Figure 0003984894
であり、x’、y’は0以上の整数であり、かつ、x’+y’の平均値は0〜10である。)
【0078】
2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸類、その無水物またはその低級アルキルエステル;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸のアルキルジカルボン酸類、その無水物またはその低級アルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸の如きアルケニルもしくはアルキルコハク酸類、その無水物またはその低級アルキルエステル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類、その無水物またはその低級アルキルエステルの如きジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。尚、本発明において、「低級アルキル」とは炭素数8以下のアルキルを言う。
【0079】
ポリエステルの合成には、2価のアルコール成分及び2価の酸成分に加えて、架橋成分としても働く3価以上のアルコール成分及び/または3価以上の酸成分を併用することが好ましい。
【0080】
3価以上の多価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及び1,3,5−トリヒドロキシベンゼンが挙げられる。
【0081】
3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、テトラカルボン酸、これらの無水物及びこれらの低級アルキルエステルの如き多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。
【0082】
本発明において、ポリエステル樹脂の合成に用いられるアルコール成分としては40〜60mol%、好ましくは45〜55mol%、酸成分としては60〜40mol%、好ましくは55〜45mol%であることが好ましい。3価以上のアルコール成分及び酸成分の如き多価の成分は、全成分中の1〜60mol%であることも好ましい。
【0083】
ポリエステル樹脂は、通常一般に知られている縮重合によって得られる。
【0084】
本発明において用いられるポリエステル樹脂は、酸価が2.0〜50.0mgKOH/gであることが好ましく、さらに好ましくは3.0〜40.0mgKOH/g、さらに望ましくは5.0〜30.0mgKOH/gであると、各環境において優れた帯電安定性が得られるので好ましい。
【0085】
ポリエステル樹脂の酸価が2.0mgKOH/gより小さい場合には、トナーはチャージアップ傾向を示し、低温低湿環境下で画像濃度薄を起こしやすい。さらに、化合物(1)の樹脂への分散性が低下し、トナー粒子間同士での帯電量に違いが生じやすくなり、長期の耐久で若干カブリが発生しやすくなる。
【0086】
ポリエステル樹脂の酸価が50.0mgKOH/gより大きい場合には、トナーの帯電の経時安定性が低下し、耐久とともに帯電量が低下しやすい。特に高温高湿環境下ではトナー飛散、カブリといった画像欠陥が生じやすくなる。
【0087】
本発明において、カラートナーの保存性と定着性さらには他のカラートナーとの混色性を考慮した場合、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は50〜70℃、好ましくは52〜68℃であることが良い。
【0088】
ポリエステル樹脂のガラス転移温度が50℃未満の場合には、定着性には優れるものの、耐オフセット性が低下し、定着ローラへの汚染や定着ローラへの巻き付きが発生し好ましくない。さらに定着後の画像表面のグロスが高くなりすぎてしまい画像品位が低下して好ましくない。また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度が70℃よりも高い場合には、定着性が悪化し、複写機本体の設定定着温度を上げざるを得ず、得られた画像は一般にグロスが低く、フルカラートナー用としては混色性が低下する。
【0089】
本発明に用いられるポリエステル樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定される分子量分布において、数平均分子量(Mn)が好ましくは1,500〜50,000、より好ましくは2,000〜20,000であり、重量平均分子量(Mw)が好ましくは6,000〜100,000、より好ましくは10,000〜90,000であり、Mw/Mnが好ましくは2〜8であることが良い。上記条件を満足しているポリエステル樹脂は熱定着性が良好で、着色剤の分散性が向上し、カラートナーの帯電量の変動が少なくなり、画像品質の信頼性が向上する。
【0090】
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)が1,500未満の場合または重量平均分子量(Mw)が6,000未満の場合には、いずれも定着画像表面の平滑性は高く見た感じの鮮やかさはあるものの、耐久においてオフセットが発生しやすくなり、また、耐保存安定性が低下し、現像器内でのトナー融着及びキャリア表面にトナー成分が付着するトナースペントの発生といった新たな問題も懸念される。さらに、カラートナー粒子の製造時のトナー原料の溶融混練時にシェアーがかかり難く、有彩色の着色剤の分散性が低下し易く、よってトナーの着色力の低下やトナーの帯電量の変動が生じ易い。
【0091】
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)が50,000を超える場合または重量平均分子量(Mw)が100,000を超える場合には、いずれも、耐オフセット性に優れるものの、定着設定温度を高くせざるを得ないし、また、仮に着色剤の分散の程度をコントロールできたとしても、画像部での表面平滑性が低下してしまい、色再現性が低下し易くなってしまう。
【0092】
ポリエステル樹脂のMw/Mnが2未満の場合には、一般に得られるポリエステル樹脂は、分子量自体が小さくなることから、前述の分子量が小さい場合と同様に耐久によるオフセット現象、耐保存安定性の低下、現像器内でのトナー融着及びキャリアのトナースペントが生じ易くなり、またトナーの帯電量のばらつきが生じ易い。
【0093】
ポリエステル樹脂のMw/Mnが8を超える場合には、耐オフセット性に優れるものの、定着設定温度を高くせざるを得ないし、また、仮に着色剤の分散の程度をコントロールできたとしても、画像部での表面平滑性が低下してしまい、色再現性が低下し易くなってしまう。
【0094】
本発明においては、上記の如きポリエステル樹脂を単独で用いることが好ましいが、他の樹脂、例えばエポキシ系の樹脂、或いはスチレン−アクリル系の樹脂でも構わないし、さらには上記の樹脂と、物性の異なるポリエステル樹脂とを混合して用いても良い。さらに結着樹脂として、ポリエステルユニットとビニル系共重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂を用いても良いし、ハイブリッド樹脂をポリエステル樹脂と混合して用いても良い。混合する樹脂に関しては何ら限定するものではない。
【0095】
本発明においては、上記の如きポリエステル樹脂を、トナーを構成する全樹脂中に70質量%以上含有することが好ましく、より好ましくは80質量%以上含有することが好ましい。70質量%未満であると、本発明の目的の一つである帯電の安定化と顔料分散安定化の効果が最大限に得られにくい。
【0096】
尚、本発明において結着樹脂は、好ましくはポリエステル系の樹脂を主成分として含有するものであるが、「主成分」とは、結着樹脂に対して、70質量%以上の含有量の場合を意味する。
【0097】
本発明に用いられる着色剤としては、公知の染料または/及び顔料が使用される。
【0098】
マゼンタトナー用着色顔料としてはC.I.ピグメントレッド1〜19、21〜23、30〜32、37〜41、48〜55、57、58、60、63、64、68、81、83、87〜90、112、114、122、123、146、147、150、163、202、206、207、209、238;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。さらに他の着色剤として、キサンテン系染料に代表される様な染料を一部併用しても良い。
【0099】
シアントナー用着色顔料としては、C.I.ピグメントブルー2、3、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45または下記式で示される構造を有するフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料などが挙げられる。
【0100】
【化3】
Figure 0003984894
(式中、nは1〜5の整数を示す)
【0101】
イエロー用着色顔料としてはC.I.ピグメントイエロー1〜7、10〜17、23、65、73、74、81、83、93、95、97、109、117、120、128、151、154、155、173、180、185;C.I.バットイエロー1、3、20などが挙げられる。さらにイエロー系の染料と併用して用いても良い。例えば、ソルベントイエロー162等々が挙げられる。
【0102】
着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1〜15質量部、より好ましくは0.5〜12質量部、最も好ましくは3〜10質量部が良い。
【0103】
本発明においては、さらに必要に応じて、滑剤としての脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミ等)、フッ素含有量重合体微粉末(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等及びテトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合体の微粉末)或いは、導電性付与剤(酸化スズ、酸化亜鉛)を添加しても良い。
【0104】
さらに、本発明のトナーは、離型剤を含有しても良い。離型剤としては、例えば、脂肪族炭化水素系ワックス、脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、エステルワックス、脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、飽和直鎖脂肪酸類、不飽和脂肪酸類、飽和アルコール類、多価アルコール類、脂肪酸アミド類、飽和脂肪酸ビスアミド類、不飽和脂肪酸アミド類、芳香族系ビスアミド類が挙げられる。
【0105】
トナーにおける離型剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部が良い。離型剤の含有量が20質量部を超える場合には、耐ブロッキング性や耐高温オフセット性が低下しやすく、0.1質量部よりも少ない場合には、離型効果が少ない。
【0106】
これらの離型剤は、通常、結着樹脂を溶剤に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、攪拌しながら離型剤を添加混合する方法または、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有するトナー構成材料の混練時に離型剤を混合する方法により、結着樹脂に含有されるのが好ましい。
【0107】
本発明のトナーの製造方法としては、例えば、結着樹脂及び着色剤としての顔料または染料、化合物(1)、さらに必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料または染料を分散または溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級を行ってトナー粒子を得ることができる。
【0108】
混練装置としては、加熱ニーダー、一軸押し出し機、二軸押し出し機、ニーダーなどが挙げられ、特に好ましくは加熱ニーダーが挙げられる。
【0109】
本発明において、トナーの重量平均粒径(D4)は、4.0〜12.0μmが良い。より好ましくは、4.0〜10.0μmが望ましい。トナーの重量平均粒径(D4)が4.0μm未満の場合には、帯電安定化が達成しづらくなり、耐久において、カブリやトナー飛散が発生しやすくなる。トナーの重量平均粒径(D4)が12.0μmを超える場合には、ハーフトーン部の再現性が大きく低下し、得られた画像はガサついた画像になってしまう。
【0110】
トナーの粒度分布及び平均粒径の測定方法について説明する。
【0111】
測定装置としては、コールターカウンターTA−II或いはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として、界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を、0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子の体積及び個数を各チャンネル毎に測定して、トナーの体積分布と個数分布とを算出する。それから、トナー粒子の体積分布から求めた重量基準のトナーの重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求める。
【0112】
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
【0113】
本発明のトナーにおいては、流動性向上剤を添加していることが好ましい。流動性向上剤としては、流動性が添加前後を比較すると増加しうるものであれば使用可能である。例えば、シリカ微粉体、アルミナ微粉体、酸化チタン微粉体、酸化ジルコニウム微粉体、酸化マグネシウム微粉体、酸化亜鉛の如き金属酸化物の微粉体;チッ化ホウ素微粉体、チッ化アルミニウム微粉体、チッ化炭素微粉体の如きチッ化物;さらにチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウムが挙げられる。特に、平均一次粒子径が0.001〜0.2μmの疎水化処理された無機微粉体を用いるのが良い。
【0114】
上記の無機微粉体においては、トナーの流動性を高めるばかりでなく、トナーの帯電性を阻害しないことも重要な因子となる。よって本発明のトナーにおいては、上記無機微粉体が表面疎水化処理されていることが望ましく、流動性の付与と帯電の安定化を同時に満足し得ることが可能となる。
【0115】
即ち、疎水化処理された無機微粉体をトナーに外添することにより、帯電量を左右する因子である水分の影響を除外し、高湿下及び低湿下での帯電量の格差を低減することで環境特性を向上させることが可能になる点と、製造工程の中で疎水化処理を入れることで一次粒子の凝集を防ぐことが可能となり、トナーに均一な帯電付与を行うことが可能になる。
【0116】
本発明においては、特に平均一次粒子径が0.001〜0.2μmの酸化チタン微粉体またはアルミナ微粉体が、流動性が良好で負荷電性トナーの帯電が均一となり、結果としてトナー飛散、カブリが生じにくくなるので好ましい。さらに、トナー粒子表面に埋め込まれにくくなりトナー劣化が生じにくく、多数枚耐久性が向上する。この傾向は、シャープメルト性のカラートナーにおいて、より顕著である。
【0117】
酸化チタン微粉体及びアルミナ微粉体が好ましいのは、シリカ微粉体がそれ自身強いネガ帯電性であるのに対して、酸化チタン微粉体またはアルミナ微粉体は、ほぼ中性の帯電性であり、疎水化処理の程度によっては、目的とする帯電のレベルにコントロールできるからである。
【0118】
上記酸化チタン微粉体及びアルミナ微粉体の疎水化処理に用いられる処理剤としては、表面改質の目的、例えば帯電特性のコントロール、さらには高湿下での帯電の安定化及び反応性に応じて適宜選択すれば良い。例えばアルキルアルコキシシラン、シロキサン、シラン、シリコーンオイルの如きシラン系有機化合物であり、反応処理温度にて、それ自体が熱分解しないものが良い。
【0119】
特に好ましいものとしては、カップリング剤等の揮発性を有し、疎水性基及び反応性に富んだ結合基の双方を有している下記一般式で示されるアルキルアルコキシシランを用いるのが良い。
【0120】
m−Si−Yn
(式中、Rはアルコキシ基を示し、mは1〜3の整数を示し、Yはアルキル基、ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基の如き炭化水素基を示し、nは、1〜3の整数を示す)
【0121】
例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン及びn−オクタデシルトリメトキシシランを挙げることができる。
【0122】
より好ましくは、下記一般式で示されるアルキルアルコキシシラン化合物が良い。
【0123】
a2a+1−Si−(OCb2b+13
【0124】
ここで、上記一般式におけるaが4より小さいと、処理は容易となるが良好な疎水性が得られにくく、12より大きいと疎水性は十分になるが、微粉体同士の合一が多くなり流動性付与能が低下してしまう傾向を示す。また、bが3より大きいと反応性が低下して良好な疎水化が得られにくい。従って本発明において、aは好ましくは4〜12、より好ましくは4〜8であり、bは好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2が良い。
【0125】
その処理量は、酸化チタン微粉体もしくはアルミナ微粉体100質量部に対して1〜50質量部、好ましくは3〜45質量部とし、疎水化度を30〜90%、好ましくは40〜80%にすれば良い。
【0126】
即ち、疎水化度が30%より小さいと、高湿下での長期放置による帯電量低下が大きく、ハード側での帯電促進の機構が必要となり、装置の複雑化は避けられない。また、疎水化度が90%を超えると、酸化チタン微粉体もしくはアルミナ微粉体自身の帯電コントロールが難しくなり、結果として低湿下でトナーがチャージアップしやすく好ましくない。
【0127】
さらに、上記酸化チタン微粉体もしくはアルミナ微粉体は、流動性付与の点から平均一次粒子径が、好ましくは0.001〜0.2μm、より好ましくは0.005〜0.1μmが良い。平均一次粒子径が0.2μmより大きいと、流動性が低下し、トナーの帯電が不均一となりやすく、結果として、トナーの飛散、カブリ等が生じやすく、高画質な画像を生成しにくくなる。平均一次粒子径が0.001μmより小さいと、着色剤含有樹脂粒子表面に処理アルミナ微粉体が埋め込まれやすくなり、トナー劣化が早く生じやすく、耐久性が低下しやすい。この傾向はシャープメルト性のカラートナーに適用した場合、より顕著である。平均一次粒子径が0.001μmより小さいと、どうしても無機微粉体そのものの活性が高く、粒子同士が凝集しやすくなり、目的とする高流動性が得られにくくなる。
【0128】
本発明において、酸化チタン微粉体もしくはアルミナ微粉体の処理方法は、溶液中で微粉体を機械的に一次粒径となるように分散しながら、カップリング剤を加水分解させて処理する方法が効果的であるが、特に何ら限定するものではない。気相法にて処理しても特に何ら問題はない。
【0129】
本発明のトナーにおいて好適な処理酸化チタン微粉体もしくは処理アルミナ微粉体の含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.2〜5.0質量部、好ましくは0.3〜3.0質量部、より好ましくは0.5〜2.5質量部である。含有量が0.2質量部より少ないと、トナーの流動性が低下しやすく、5質量部より多い時には、無機微粉体がトナー粒子から離脱しやすい。離脱した処理無機微粉体は、キャリア表面を汚染しやすくキャリア自身の帯電付与能を低下させたりして好ましくなく、また遊離した処理無機微粉体は現像時に感光体表面上に飛びやすく、クリーニング不良の原因にもなりやすい。さらにカラートナーとして用いる場合、処理無機微粉体が多く含有されていると、OHPの投影像にかげりが生じ、鮮明なものが得られなくなってしまう。
【0130】
さらに本発明においては、処理無機微粉体のBET比表面積が100m2/g以上、好ましくは130m2/g以上であることが好ましい。BET比表面積が100m2/gより小さい場合、高流動性が得られにくい。さらに、処理前の未処理の段階では非常に高いBET比表面積値を示していたにもかかわらず、疎水化処理の工程で大きくBET比表面積値を低下させてしまい、結果的にBET比表面積が100m2/gより小さくなってしまったものは、無機微粉体が溶液中で均一に分散されずに凝集体になったまま処理剤と反応してしまったケースや、もしくは処理剤自体が自己縮合し、一部オイル状となって無機微粉体または無機微粉体の凝集体表面に付着してしまったケースがこれに相当し、目的とする均一表面処理無機微粉体が得られにくい。
【0131】
本発明のトナーは、一成分現像剤として用いても良いし、二成分現像剤として用いても良い。
【0132】
本発明のトナーを二成分現像剤用として用いる場合に組み合わせるキャリアとしては、樹脂コートキャリアが好ましく用いられる。樹脂コートキャリアは、キャリアコアの表面を少なくとも樹脂を含有する被覆材でコートしたものである。このキャリアコアとしては、例えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム及び希土類の如き磁性金属、それらの磁性合金、それらの磁性酸化物及びそれらの磁性フェライトからなるグループから選択される磁性粒子が挙げられる。
【0133】
特に好ましいキャリアコアの形態としては、Cu、Zn及びFe成分を主成分とするCu−Zn−Fe系フェライト、Mn、Mg及びFe成分を主成分とするMn−Mg−Fe系フェライトが挙げられる。さらには、樹脂中に磁性粒子が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。
【0134】
また、樹脂コートキャリアにおいて、キャリアコアの表面を少なくとも樹脂を有する被覆材で被覆する方法としては、被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキャリアコアに付着せしめる方法、或いは単に粉体状態で混合する方法が適用できる。
【0135】
キャリアコアの被覆材としては、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が挙げられる。これらは、単独或は複数で用いるのが適当である。
【0136】
これらの中でもスチレン−メタクリル酸メチル共重合体、含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物及びシリコーン樹脂が好ましく用いられ、特に、シリコーン樹脂は、本発明のトナーの負帯電安定性、環境安定性、キャリアにトナー汚染が生じにくい点で優れており好ましい。
【0137】
含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンとスチレン−メタクリル酸メチル共重合体との混合物、ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メタクリル酸メチル共重合体との混合物、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(共重合質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体(共重合質量比20:80〜80:20)との混合物、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(共重合質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル−メタクリル酸メチル共重合体(共重合質量比20〜60:5〜30:10:50)との混合物が挙げられる。
【0138】
シリコーン樹脂としては、含窒素シリコーン樹脂、及び含窒素シランカップリング剤とシリコーン樹脂とが反応することにより生成された変性シリコーン樹脂が挙げられる。
【0139】
上記材料の処理量は、適宜決定すれば良いが、樹脂コートキャリアに対し好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.1〜1質量%が良い。
【0140】
本発明のトナーに組み合わせて用いられる樹脂コートキャリアは、50%粒径が20〜70μmであることが良い。キャリアの50%粒径が20μm未満の場合には、二成分系現像剤のパッキングが強まり、トナーとキャリアとの混合性が低下し、トナーの帯電性が安定しにくくなり、さらにキャリアの感光体ドラム表面への付着が生じやすくなる。キャリアの50%粒径が70μmを超える場合には、トナーとの接触機会が減ることから、低帯電量のトナーが混在し、カブリが発生しやすくなる。さらにトナー飛散が生じやすい傾向にあるため二成分系現像剤中のトナー濃度の設定を低めにする必要があり、高画像濃度の画像形成ができなくなることがある。
【0141】
即ち、50%粒径が70μm以下の小さい樹脂コートキャリアは、トナーとの接触機会が増え、各トナーに対して均一に帯電させることができるものの、キャリアは、現像器中でストレスを受けやすく、耐久と共に徐々にトナーによって汚染される傾向にある。その結果、長期耐久によって、トナーの帯電量低下や帯電量分布のブロード化が起り、飛散及びカブリが生じ易くなるという、キャリアの粒径に基づく特有の問題点を有している。
【0142】
上記樹脂コートキャリアは粒径分布がシャープな場合、本発明のトナーに対し好ましい摩擦帯電性が得られ、さらに電子写真特性を向上させる効果がある。
トナーとキャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、好ましくは2〜15質量%、より好ましくは3〜13質量%、望ましくは4〜10質量%にすると良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低くなりやすく、15質量%を超える場合ではカブリや機内飛散が生じやすく、現像剤の耐用寿命が短くなる傾向にある。
【0143】
本発明の両面定着工程を有する画像形成方法を実施するための画像形成装置の好ましい一具体例を図1を参照しながら、以下に説明する。
【0144】
図1に示す画像形成装置は、下部のデジタルカラー画像プリンタ部(以下単に「プリンタ部」という。)Iと、上部のデジタルカラー画像リーダ部(以下単に「リーダ部」という。)IIとを備えており、例えば、リーダ部IIで読み取った原稿Dの画像に基づき、プリンタ部Iによって記録材Pに画像を形成する。
【0145】
以下、プリンタ部Iの構成、続いてリーダ部IIの構成を説明する。
【0146】
プリンタ部Iは、矢印R1方向に回転駆動される静電荷像担持体としての感光ドラム1を有する。感光ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って順に、一次帯電器(帯電手段)2、露光手段3、現像装置(現像手段)4、転写装置5、クリーニング器6、前露光ランプ7等が配置されている。転写装置5の下方(即ちプリンタ部Iの下半部)には、記録材Pの給送搬送部8が配置され、さらに転写装置5の上部には分離手段9が設置され、また分離手段9の下流側(記録材Pの搬送方向についての下流側)には加熱加圧定着器10及び排紙部11が配置されている。
【0147】
感光ドラム1は、アルミニウム製のドラム状の基体1aと、その表面を覆うOPC(有機光半導体)の感光体1bとを有し、駆動手段(不図示)によって矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動されるように構成されている。
【0148】
一次帯電器2は、感光ドラム1に対向する部分が開口したシールド2aと、シールド2aの内側に感光ドラム1の母線と平行に配置された放電ワイヤ2bと、シールド2aの開口部に配置されて帯電電位を規制するグリッド2cとを有するコロナ帯電器である。一次帯電器2は、電源(不図示)によって帯電バイアスが印加され、これにより、感光ドラム1表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するようになっている。
【0149】
露光手段3は、後述のリーダ部IIからの画像信号に基づいてレーザ光を発光するレーザ出力部(不図示)と、レーザ光を反射するポリゴンミラー3aと、レンズ3bと、ミラー3cとを有する。露光手段3は、このレーザ光が感光ドラム1表面を照射することによって感光ドラム1を露光し、露光部分の電荷を除去して静電潜像を形成するように構成されている。本実施例では、感光ドラム1表面に形成される静電潜像は、原稿の画像に基づいて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色に色分解され、それぞれの色に対応した静電潜像が順次形成されるようになっている。
【0150】
現像装置4は、感光ドラム1の回転方向(矢印R1方向)に沿って上流側から順にイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーの各色トナー(現像剤)を収納した現像器4Y、4C、4M、4Bkを備えている。各現像器4Y、4C、4M、4Bkは、それぞれ感光ドラム1表面に形成された静電荷像を現像するためのトナーを有する現像剤を担持している現像スリーブ4aを有し、静電荷像の現像に供せられる所定の色の現像器が偏心カム4bによって、択一的に感光ドラム1表面に近接する現像位置に配置されている。現像スリーブ4aに担持されている現像剤のトナーが静電荷像を現像し、顕像としてのトナー像(可視画像)を形成するように構成されている。現像に供せられる現像器以外の他の3色の現像器は、現像位置から退避するようになっている。
【0151】
転写装置5は、表面に記録材Pを担持する転写ドラム(転写材担持体)5a、感光ドラム1上のトナー像を記録材Pに転写する転写帯電器(転写帯電手段)5b、記録材Pを転写ドラム5aに吸着させるための吸着帯電器5cとこれに対向する吸着ローラ5d、内側帯電器5e、外側帯電器5fを有し、矢印R5方向に回転駆動されるように軸支された転写ドラム5aの周面開口域には誘電体からなる転写材担持シート5gが円筒状に一体的に張設されている。転写材担持シート5gは、ポリカーボネートフィルムの如き誘電体シートを使用している。転写装置5は転写ドラム5a表面に記録材Pを吸着して担持するように構成されている。
【0152】
クリーニング器6は、記録材Pに転写されずに感光ドラム1表面に残った残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード6a、及び掻き落したトナーを回収するクリーニング容器6bを備えている。
【0153】
前露光ランプ7は、一次帯電器2の上流側に隣接して配置され、クリーニング器6によって清掃された感光ドラム1表面の不要な電荷を除去する。
【0154】
給紙搬送部8は、大きさの異なる記録材Pを積載収納する複数の給紙カセット8a、給紙カセット8a内の記録材Pを給紙する給紙ローラ8b、多数の搬送ローラ、そしてレジストローラ8c等を有し、所定の大きさの記録材Pを転写ドラム5aに供給する。
【0155】
分離手段9は、トナー像が転写された後の記録材Pを転写ドラム5aから分離するための分離帯電器9a、分離爪9b、そして分離押上げころ9c等を有する。
【0156】
加熱加圧定着器10は、内側にヒータを有する定着ローラ10aと、定着ローラ10aの下方に配置され、記録材Pを定着ローラ10aに押し付ける加圧ローラ10bとを有する。
【0157】
排紙部11は、加熱加圧定着器10の下流側に配置された、搬送パス切替えガイド11a、排出ローラ11b、排紙トレイ11c等を有する。また、搬送パス切替えガイド11aの下方には、1枚の記録材Pに対してその両面に画像形成を行うために搬送縦パス11d、反転パス11e、積載部材11f、中間トレイ11g、さらに搬送ローラ11h、11i、反転ローラ11j等が配置されている。
【0158】
また、感光ドラム1周囲における、一次帯電器2と現像装置4との間には、感光ドラム1表面の帯電電位を検出する電位センサS1が、また現像装置4と転写ドラム5aとの間には、感光ドラム1上のトナー像の濃度を検知する濃度センサS2が、それぞれ配置されている。
【0159】
続いて、リーダ部IIについて説明する。プリンタ部Iの上方に配置されたリーダ部IIは、原稿Dを載置する原稿台ガラス12a、移動しながら原稿Dの画像面を露光走査する露光ランプ12b、原稿Dからの反射光をさらに反射させる複数のミラー12c、反射光を集光するレンズ12d、そしてレンズ12dからの光に基づいてカラー色分解画像信号を形成するフルカラーセンサ12e等を有する。カラー色分解画像信号は、増幅回路(不図示)を経て、ビデオ処理ユニット(不図示)によって処理を施され、上述のプリンタ部Iに送出されるようになっている。
【0160】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。以下の説明においては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に4色フルカラーの画像を形成するものとする。
【0161】
リーダ部IIの原稿台ガラス12aに載置された原稿Dの画像は、露光ランプ12bによって照射され、色分解されてまずイエローの画像がフルカラーセンサ12eによって読み取られ、所定の処理を施され画像信号としてプリンタ部Iに送られる。
【0162】
プリンタ部Iでは、感光ドラム1が矢印R1方向に回転駆動され、一次帯電器2によって表面が均一に帯電される。上述のリーダ部IIから送られてきた画像信号に基づいて、露光手段3のレーザ出力部からレーザ光が照射され、ポリゴンミラー3a等を介して帯電済の感光ドラム1表面を光像Eによって露光する。感光ドラム1表面の露光を受けた部分は、電荷が除去され、これによりイエローに対応した静電荷像が形成される。現像装置4においては、イエローの現像器4Yが所定の現像位置に配置され、その他の現像器4C、4M、4Bkは現像位置から退避される。感光ドラム1上の静電荷像は、現像器4Yによってイエローのトナーが付着され、顕像化されてイエロートナー像となる。この感光ドラム1上のイエロートナー像は、転写ドラム5aに担持された記録材Pに転写される。記録材Pは、原稿画像に適した大きさの記録材Pが所定の給紙カセットを8aから給紙ローラ8b、搬送ローラ、そしてレジストローラ8c等を介して所定のタイミングで転写ドラム5aに供給されたものである。このようにして供給された記録材Pは、転写ドラム5aの表面に巻き付くように吸着されて矢印R5方向に回転し、転写帯電器5bによって感光ドラム1上のイエロートナー像が転写される。
【0163】
一方、イエロートナー像が転写された後の感光ドラム1は、クリーニング器6によって表面の残留トナーが除去され、さらに前露光ランプ7によって不要な電荷が除去され、一次帯電から始まる次の画像形成に供される。
【0164】
以上のリーダ部IIによる原稿画像の読取りから、転写ドラム5a上の記録材Pに対するトナー像の転写、さらには感光ドラム1の清掃、除電に至る各プロセスが、イエロー以外の他の色、即ちシアン、マゼンタ、ブラックについても同様に行われ、転写ドラム5a上の記録材Pには、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー及びブラックトナーの4色のトナー像が重なるようにして転写される。
【0165】
4色のトナー像の転写を受けた記録材Pは、分離帯電器9a、分離爪9b等によって転写ドラム5aから分離され、未定着のトナー像を表面に担持した状態で定着器10に搬送される。記録材Pは、加熱加圧定着器10の定着ローラ10a及び加圧ローラ10bによって加熱加圧され、カラートナー像が溶融されて定着され、フルカラー画像が記録材Pの一方の面に形成される。定着後の記録材Pは、排出ローラ11bによって排紙トレイ11c上に排出される。
【0166】
次に、図2を参照して加熱加圧定着装置10について説明する。
【0167】
図2において、カラートナー像と接触する定着ローラ10aは、例えばアルミニウム製の芯金31上の1mm厚のHTV(高温加硫型)シリコーンゴム層32、この外側に特定の付加型シリコーンゴム層33を有し、直径60mmに形成されている。
【0168】
一方、加圧ローラ10bは、例えば、アルミニウム製の芯金34上に、1mm厚のHTVと、さらに厚さ1mmの前述の特定の付加型シリコーンゴム層35を設け、直径60mmに形成されている。
【0169】
上述の定着ローラ10aには、発熱手段である搬送ローラヒータ36が芯金31内に配設され、加圧ローラ10bには、同じくヒータ37が芯金34内に配設されて記録材Pの両面からの加熱を行っている。加圧ローラ10bに当接されたサーミスタ38によって加圧ローラ10bの温度が検知され、この検知温度に基づいて制御装置39によりハロゲンヒータ36、37が制御され、定着ローラ10a及び加圧ローラ10bの温度がともに170℃の一定に維持されるように制御される。なお、定着ローラ10aと加圧ローラ10bとは、加圧機構(不図示)によって総圧約80kgで加圧されている。
【0170】
また、図2において、Oはオイル塗布装置であり、Cはクリーニング装置であり、C1は加圧ローラ10bのオイル汚れを除去するクリーニングブレードである。オイル塗布装置Oは、オイルパン40内のジメチルシリコーンオイル41をオイル汲み上げローラ50、42及びオイル塗布ローラ43を経由させてオイル塗布量調整ブレード44でオイル塗布量を規制して定着ローラ10aに塗布する。クリーニング装置Cは、突当ローラ45によって定着ローラ10aに当接されたウエブ46によって定着ローラ10a表面を清掃する。
【0171】
上述の定着装置10では、未定着トナー像を表面に担持した記録材Pは、定着ローラ10aと加圧ローラ10bとの間の定着ニップに挟持搬送され、このとき表裏両面から加熱加圧されてトナーの定着が行われる。この際、定着ローラ10a、加圧ローラ10bに付着したトナーは、それぞれクリーニング装置C、クリーニングブレードC1によって除去される。
【0172】
以上、記録材の一方の面のみにフルカラー画像を形成するものについて説明したが、次にこのフルカラー画像を記録材の表面及び裏面の両方に形成する方法及び装置について図1を参照しながら説明する。
【0173】
記録材Pの両面にフルカラー画像を形成する場合は、加熱加圧定着器10は排出後の記録材Pを、すぐに搬送パス切替えガイド11aを駆動し、搬送縦パス11dを経て、反転パス11eに一旦導いた後、反転ローラ11jの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、中間トレイ11gに収納する。その後、中間トレイ11gの一方の面にフルカラー画像を有する記録材Pは転写ドラム5aに送られ、他方の面に再度上述の画像形成プロセスによりイエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーのカラートナーが転写され、さらにブラックトナーが転写される。記録材Pのフルカラー画像が転写ドラム5aに接触するので、定着時にフルカラー画像面に付着したシリコーンオイルが転写ドラム5aに付着し、転写工程を通常に阻害しやすいが、本発明のトナーは、シリコーンオイルの吸収性に優れているので、転写ドラム5aに付着するシリコーンオイル量は従来と比較して極めて少ない。
【0174】
記録材Pの他方の面に未定着のカラートナー画像を有する記録材Pは、転写ドラム5aから分離され、加熱加圧定着器10へ送られ、未定着のカラートナー画像は、記録材Pの他方の面に加熱加圧定着され、記録材Pの両面にフルカラー画像が形成される。その際、本発明のトナーは、記録材Pの両面に良好にフルカラー画像を形成することができ、定着ローラ10a及び加圧ローラ10bへの記録材Pの巻き付きが抑制され、オフセット現象の発生も良好に防止されるものである。
【0175】
本発明のトナーを使用すると、転写ドラム5aの転写材担持シート5gのシリコーンオイル等の汚染は従来と比較して極めて少ないが、必要によりファーブラシ13aとバックアップブラシ13b及びオイル除去ローラ14aとバックアップブラシ14bによって清掃を行う。このような清掃は、必要により画像形成前もしくは画像形成後に行い、またジャム(紙づまり)発生した場合には随時行う。
【0176】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。尚、表1中の「部」は「質量部」を表す。
【0177】
Figure 0003984894
【0178】
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸式押出し機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を分級して重量平均粒径約7.2μmの着色剤含有樹脂粒子(カラートナー粒子)を得た。
【0179】
この着色剤含有樹脂粒子100質量部に、疎水化処理したアルミニウム微粉体(BET=150m2/g)1.0質量部とをヘンシェルミキサーで混合し、シアントナーAとした。このシアントナーAは、重量平均粒径が7.2μmであった。着色剤含有樹脂粒子上の処理微粉体をSEMにて観察してみると、均一にほぼ一次粒子の状態でトナー表面に付着している様子を確認した。
【0180】
このシアントナーA6.0質量部に対し、キャリアA(アクリル変性のシリコーン樹脂にアミノプロピルトリメトキシシランをカップリング剤として加えたコート剤を、キャリアコアに対して0.3質量%コーティングした50%平均粒径45μmのCu−Zn−Fe系フェライトキャリア)を、総量100質量部になるように混合し二成分系現像剤とした。二成分系現像剤中のトナー濃度は6.0質量%である。
【0181】
この二成分系現像剤を、図1に示す市販の普通紙フルカラー複写機(カラーレーザーコピア800)のシアン現像装置4Cに用いて複写試験を行った。この複写試験において、初期画像を得たが、色調は彩度の優れた、鮮やかなものであった。
【0182】
常温常湿環境(23℃/65%RH)下で5.0万枚の耐久後でもカブリのないオリジナルを忠実に再現するシアン色画像が得られ、色再現性に優れており、耐久安定性が良好であった。複写機内での搬送、現像剤濃度検知も良好で安定した画像が得られた。さらに、耐久後の感光体ドラムを観察したが、融着は生じていなかった。
【0183】
定着温度設定170℃にして5.0万枚の繰り返し複写でも定着ローラへのオフセットはまったく生じず、定着性が良好であった。なお、定着ローラへのオフセットの発生状況は、繰り返し複写後の定着ローラの表面を目視により観察することによって行った。
【0184】
低温低湿下(15℃/10%RH)、高温高湿下(32.5℃/85%RH)の各環境下で帯電量測定を行ったが、きわめて環境依存性が少ないものであり、帯電安定性が良好であった。耐久の詳細は表2に示した。
【0185】
さらにトランスペアレンシーフィルムに形成したカラー画像をオーバーヘッドプロジェクター(OHP)に投影したOHP画像の透明性も良好なものであった。評価結果を表2に示す。
【0186】
(実施例2)
銅フタロシアニン系顔料のかわりにキナクリドン系の有彩色顔料(C.I.ピグメントレッド122)を5質量部用いた以外は実施例1と同様にして、重量平均径7.2μmのマゼンタトナーBを得た。該トナーBを用い、実施例1と同様にして現像剤を調製し、評価したところ、良好な結果が得られた。詳細を表2に示した。
【0187】
(実施例3)
銅フタロシアニン系顔料のかわりにジアリーリド系のイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー17)を3.5質量部用いた以外は実施例1と同様にして、重量平均径7.2μmのイエロートナーCを得た。該トナーCを用い、実施例1と同様にして現像剤を調製し、評価したところ、良好な結果が得られた。詳細を表2に示した。
【0188】
(実施例4)
銅フタロシアニン系顔料のかわりに市販のカーボンブラック(一次粒子径:40nm)を3質量部用いた以外は実施例1と同様にして、重量平均径7.2μmのブラックトナーDを得た。該トナーDを用い、実施例1と同様に現像剤を調製し、評価したところ、良好な結果が得られた。詳細を表2に示した。
【0189】
さらに、実施例1のシアントナーAと、実施例2のマゼンタトナーBと、実施例3のイエロートナーCと、実施例4のブラックトナーDとを用いて、フルカラー画像を形成し耐久したところ、色鮮やかなフルカラー画像を安定して出力可能であった。
【0190】
(実施例5〜10)
表1記載の処方で実施例1と同様にしてトナーEからトナーJまでを試作し、同様の評価をした結果を表2に示した。
【0191】
(実施例11)
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(A)の代わりに、5−オクチルサリチル酸のアルミニウム化合物(B)を4質量部用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーKを得た。該トナーKを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。結果を表2に示した。
【0192】
(実施例12)
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(A)の代わりに、3、5−ジ−tert−ブチルサリチル酸の亜鉛化合物(C)を4質量部用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーLを得た。該トナーLを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。結果を表2に示した。
【0193】
(実施例13)
表1記載の処方で実施例1と同様にして、重量平均径5.4μmの着色剤含有樹脂粒子(カラートナー粒子)を得た。この着色剤含有樹脂粒子100質量部と、疎水化処理したアルミニウム微粉体(BET=150m2/g)1.2質量部とをヘンシェルミキサーで充分に混合し、シアントナーMとした。該シアントナーMを用い、二成分系現像剤のトナー濃度を5.0質量部として、実施例1と同様に評価した。評価結果を表2に示した。
【0194】
(実施例14)
表1記載の処方で実施例1と同様にして、重量平均径9.2μmの着色剤含有樹脂粒子(カラートナー粒子)を得た。この着色剤含有樹脂粒子100質量部と、疎水化処理したアルミニウム微粉体(BET=150m2/g)0.8質量部とをヘンシェルミキサーで充分に混合し、シアントナーNとした。該シアントナーNを用い、二成分系現像剤のトナー濃度を7.0質量部として、実施例1と同様に評価した。評価結果を表2に示した。
【0195】
(実施例15)
表1記載の処方で実施例1と同様にして、重量平均径3.9μmの着色剤含有樹脂粒子(カラートナー粒子)を得た。この着色剤含有樹脂粒子100質量部と、疎水化処理したアルミニウム微粉体(BET=150m2/g)1.5質量部とをヘンシェルミキサーで充分に混合し、シアントナーOとした。該シアントナーOを用い、二成分系現像剤のトナー濃度を5.0質量部として、実施例1と同様に評価した。評価結果を表2に示した。
【0196】
(実施例16)
表1記載の処方で実施例1と同様にして、重量平均径12.5μmの着色剤含有樹脂粒子(カラートナー粒子)を得た。この着色剤含有樹脂粒子100質量部と、疎水化処理したアルミニウム微粉体(BET=150m2/g)0.6質量部とをヘンシェルミキサーで充分に混合し、シアントナーPとした。該シアントナーPを用い、二成分系現像剤のトナー濃度を7.0質量部として、実施例1と同様に評価した。評価結果を表2に示した。
【0197】
(実施例17、18)
表1記載の処方で実施例1と同様にしてトナーQを得、現像剤を調整し、評価した。結果を表2に示した。
【0198】
(実施例19)
実施例1で用いたポリエステル樹脂1の代わりに
Figure 0003984894
上記原料の縮合反応によって得られるポリエステル樹脂2(Mw=24200、Mn=5200、Tg=65℃、酸価=15.2mgKOH/g)を用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーRを得た。該トナーRを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。結果を表2に示した。
【0199】
(実施例20)
ポリエステル樹脂1の代わりに、スチレン−アクリル系の共重合体樹脂3(スチレン/n−ブチルアクリレート/モノ−n−ブチルマレート=80質量部/16質量部/4質量部、Mw=18800、Mn=6000、Tg=63.5℃、酸価=12.5mgKOH/g)を用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーSを得た。該トナーSを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。評価した結果を表2に示した。
【0200】
(比較例1)
塩基性硫酸アルミニウム化合物(A4−10)を用いなかった以外は実施例1と同様にしてシアントナーaを得た。該トナーaを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。評価結果を表2に示した。
【0201】
(比較例2)
塩基性硫酸アルミニウム化合物(A4−10)の代わりに、市販の高純度水酸化アルミニウム化合物(D)を用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーbを得た。該トナーbを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。評価結果を表2に示した。
【0202】
(比較例3)
塩基性硫酸アルミニウム化合物(A4−10)の代わりに、市販の疎水化処理シリカ微粉体(E)を用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーcを得た。該トナーcを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。評価結果を表2に示した。
【0203】
(比較例4)
実施例1で用いた塩基性硫酸アルミニウム化合物(A4−10)の代わりに、市販の高純度アルミナ微粉体(F)を用いた以外は実施例1と同様にしてシアントナーdを得た。該トナーdを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。評価結果を表2に示した。
【0204】
(比較例5)
実施例1で用いた塩基性硫酸アルミニウム化合物(A4−10)も、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(A)も用いなかった以外は実施例1と同様にしてシアントナーeを得た。該トナーeを用い、実施例1と同様にして現像剤を調整し、評価した。結果を表2に示した。
【0205】
実施例1〜20及び比較例1〜5における画像濃度、トナー飛散抑制、ハーフトーン再現性、カブリ抑制及びOHP画像の透明性の評価方法及び評価基準を以下に示す。
【0206】
(1)画像濃度
画像濃度は、常温常湿、高温高湿及び低温低湿の各環境下における5万枚の耐久複写において、初期及び耐久後の画像濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定した。
【0207】
(2)トナー飛散抑制
高温高湿下における5万枚の耐久複写後の複写機内の状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:トナー飛散は発生していない。(非常に良好)
B:現像器周辺にわずかな汚染が見られる。(良好)
C:現像器周辺に汚染が見られる。(不可)
D:現像器周辺が、飛散したトナーによりひどく汚染されている。(劣悪)
【0208】
(3)ハーフトーン再現性
ハーフトーンの再現性は、低温低湿下において、写真画像を複写し、それを目視で評価した。評価基準を以下に示す。
A:写真画像を、忠実に再現できる。(非常に良好)
B:滑らかさにやや欠けるが、写真画像を良く再現できる。(良好)
C:写真画像の再現において、滑らかさに欠ける。(不可)
D:写真画像の再現ができない。(劣悪)
【0209】
(4)カブリ抑制
カブリ抑制は、低温低湿下における5000枚複写後のプリントアウト画像の白地部分の白色度をリフレクトメーター(東京電色社製)により測定し、その白色度と転写紙の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、評価した。評価基準を以下に示す。
A:非常に良好(1.0%未満)
B:良好(1.0%以上、2.0%未満)
C:普通(2.0%以上、3.0%未満)
D:悪い(3.0%以上)
【0210】
(5)OHP画像の透明性
OHP画像の透明性については、市販のオーバーヘッドプロジェクターを用いて、トランスペアレンシーフィルムに形成したカラー画像を投影して、以下の評価基準に基づいて評価した。
A:透明性に優れ、明暗ムラも無く、色再現性も優れる。(良)
B:若干明暗ムラがあるものの、実用上問題ない。(可)
C:明暗ムラがあり、色再現性に乏しい。(悪い)
【0211】
【表1】
Figure 0003984894
【0212】
【表2】
Figure 0003984894
【0213】
【発明の効果】
本発明によれば、温湿度の如き環境変動に左右されずに、経時においても高品質のフルカラー或いはマルチカラーのカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナーを用いる画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図2】図1で示す画像形成装置における定着装置の拡大図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
1a 基体
1b 感光体
2 一次帯電器
2a シールド
2b 放電ワイヤ
2c グリッド
3 露光手段
3a ポリゴンミラー
3b レンズ
3c ミラー
4 現像装置
4a 現像スリーブ
4b 偏心カム
4Bk、4C、4M、4Y 現像器
5 転写装置
5a 転写ドラム
5b 転写帯電器
5c 吸着帯電器
5e 内側帯電器
5d 吸着ローラ
5f 外側帯電器
5g 転写材担持シート
6 クリーニング器
6a クリーニングブレード
6b クリーニング容器
7 前露光ランプ
8 給紙搬送部
8a 給紙カセット
8b 給紙ローラ
8c レジストローラ
9 分離手段
9a 分離帯電器
9b 分離爪
9c 分離押上げころ
10 加熱加圧定着器
10a 定着ローラ
10b 加圧ローラ
11 排紙部
11a 搬送パス切替えガイド
11b 排出ローラ
11c 排紙トレイ
11d 搬送縦パス
11e 反転パス
11f 積載部材
11g 中間トレイ
11h、11i 搬送ローラ
11j 反転ローラ
12a 原稿台ガラス
12b 露光ランプ
12c ミラー
12d レンズ
12e フルカラーセンサ
13a ファーブラシ
13b バックアップブラシ
14a オイル除去ローラ
14b バックアップブラシ
31、34 芯金
32、33、35 シリコーンゴム層
36 搬送ローラヒータ
37 ヒータ
38 サーミスタ
39 制御装置
40 オイルパン
41 ジメチルシリコーンオイル
42、50 オイル汲み上げローラ
43 塗布ローラ
44 オイル塗布量調整ブレード
45 突当ローラ
46 ウエブ
C クリーニング装置
C1 クリーニングブレード
D 原稿
E 光像
O オイル塗布装置
P 記録材
S1 電位センサ
S2 濃度センサ

Claims (15)

  1. 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する負帯電性トナーにおいて、
    下記一般式(1)で示される塩基性硫酸アルミニウム化合物を含有することを特徴とする負帯電性トナー。
    All(OH)m(SO4n・xH2O (1)
    (式中、l、m、及びnは1以上の整数を示し、xは0または1以上の整数を示す。)
  2. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物は、一般式(1)において、lは1〜6、mは1〜16、及びnは1〜8の整数を示し、xは0または1以上の整数を示すことを特徴とする請求項1に記載の負帯電性トナー。
  3. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物が、下記式(2)で示される塩基性硫酸アルミニウム化合物であることを特徴とする請求項2に記載の負帯電性トナー。
    Al4(OH)10SO4・xH2O (2)
    (但し、xは0または1以上の整数を示す。)
  4. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物が、下記式(3)で示される塩基性硫酸アルミニウム化合物であることを特徴とする請求項2に記載の負帯電性トナー。
    Al3(OH)7SO4・xH2O (3)
    (但し、xは0または1以上の整数を示す。)
  5. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物は、下記式
    N={m/(m+2n)}×100
    で算出される塩基度(N)が、下記条件
    46.6≦N≦88.9
    を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  6. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物の含有量が、結着樹脂100質量部に対して0.2〜10質量部であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  7. 該結着樹脂が、ポリエステル樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  8. 該負帯電性トナーが、芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物をさらに含有することを特徴とする請求項7に記載の負帯電性トナー。
  9. 該芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物が、ジアルキルサリチル酸誘導体の金属化合物であることを特徴とする請求項8に記載の負帯電性トナー。
  10. 該ジアルキルサリチル酸誘導体の金属化合物がジアルキルサリチル酸誘導体のアルミニウム化合物であることを特徴とする請求項9に記載の負帯電性トナー。
  11. 該芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物の含有量が、結着樹脂100質量部に対して0.2〜8質量部であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  12. 該塩基性硫酸アルミニウム化合物の含有量(A)と、該芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物の含有量(B)との質量比(A/B)が、0.05〜10の範囲内であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  13. 該負帯電性トナーが、カラートナーであることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  14. 該負帯電性トナーが、フルカラーまたはマルチカラー画像形成に用いられるカラートナーであることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の負帯電性トナー。
  15. 該負帯電性トナーの重量平均粒径が4.0〜12.0μmであることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の負帯電性トナー。
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