JP2003167384A - 画像形成用トナー、トナー容器、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

画像形成用トナー、トナー容器、画像形成方法及び画像形成装置

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JP2003167384A JP2002276127A JP2002276127A JP2003167384A JP 2003167384 A JP2003167384 A JP 2003167384A JP 2002276127 A JP2002276127 A JP 2002276127A JP 2002276127 A JP2002276127 A JP 2002276127A JP 2003167384 A JP2003167384 A JP 2003167384A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成用トナーにおいて、低温定着性にす
ぐれ、かつ耐ホットオフセット性にすぐれた画像形成用
トナーを提供する。 【解決手段】 少なくとも着色剤、結着樹脂及び離型剤
を含有する画像形成用トナーにおいて、該結着樹脂は少
なくとも2種類のポルエステル樹脂A、Bを含有する画
像形成用トナーにおいて、該結着樹脂は少なくとも2種
類のポリエステル樹脂A、Bを含有し、その一方のポリ
エステル樹脂Aはその粉末X線回折パターンにおいて、
2θ=20°〜25°の位置に少なくとも1つの回折ピ
ークが存在する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂からな
り、その他方のポリエステル樹脂Bは該ポリエステルA
の軟化温度〔T(F1/2)〕よりも高い軟化温度〔T
(F /2)〕を有する非結晶性ポリエステル樹脂から
なり、かつ該ポリエステル樹脂Aと該ポリエステル樹脂
Bとは相互に非相溶性であることを特徴とする画像形成
用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像形成用トナー、
トナー容器、画像形成方法、画像形成装置及びプロセス
カートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法による画像形成は、米国特許
第2,297,691号明細書(特許文献1)、特公昭
49−23910号公報(特許文献2)及び特公昭43
−24748号公報(特許文献3)などに各種の方法が
記載されているが、一般には光導電性物質を用いて作成
された感光体に種々の手段により電気的潜像を形成し、
次いで該潜像を現像剤を用いて現像した後、該現像剤に
よる像を必要に応じて紙などに転写し、さらに加熱、加
圧あるいは溶剤蒸気などによって定着することにより行
われるものである。
【0003】電気的潜像を現像する方式には、大別し
て、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散
させた液体現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード
法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法などのように天
然又は合成樹脂にカーボンブラックなどの着色剤を分散
して作成される乾式現像剤(以下トナーと称する)を用
いる乾式現像方式があり、近年乾式現像方式が広く使用
されている。
【0004】乾式現像方式で用いられている定着方式と
しては、そのエネルギー効率の良さから、加熱ヒートロ
ーラ方式が広く一般に用いられている。近年は、トナー
の低温定着化による省エネルギーを図るため、定着時に
トナーに与えられる熱エネルギーは小さくなる傾向にあ
る。1999年度の国際エネルギー機関(IEA)のD
SM(Demand−side Managemen
t)プログラム中には、次世代複写機の技術調達プロジ
ェクトが存在し、その要求仕様が公表され、30cpm
以上の複写機については、前記待機時間が10秒以内、
待機時の消費電力が10〜30ワット以下(複写速度で
異なる)とするよう、従来の複写機に比べて飛躍的な省
エネ化の達成が要求されている。この要求を達成するた
めの方法の一つとして、加熱ヒートローラー等の定着部
材を低熱容量化させて、トナーの温度応答性を向上させ
る方法が考えられるが、十分満足できるものではない。
前記要求を達成し待機時間を極小にするためには、トナ
ー自体の定着温度を下げ、使用可能時のトナー定着温度
を低下させることが必須の技術的達成事項であると考え
られる。
【0005】こうした低温定着化に対応すべく、従来多
用されてきたスチレン−アクリル系樹脂にかえて、低温
定着性にすぐれ耐熱保存性も比較的良いポリエステル樹
脂の使用が試みられている[特開昭60−90344号
公報(特許文献4)]、特開昭64−15755号公報
(特許文献5)、特開平2−82267号公報(特許文
献6)、特開平3−229264号公報(特許文献
7)、特開平3−41470号公報(特許文献8)、特
開平11−305486号公報(特許文献9)等]。ま
た、低温定着性の改善を目的にバインダー中にガラス転
移温度でシャープメルト性を有する特定の非オレフィン
系結晶性重合体を添加する試み[特開昭62−6394
0号公報(特許文献10)]があるが、分子構造、分子
量について最適化されているとはいえない。また、同じ
くシャープメルト性を有する結晶性ポリエステルを用い
る試み[特許第2931899号公報(特許文献1
1)、特開2001−222138号公報(特許文献1
2)]があるが、特許第2931899号公報(特許文
献13)では、結晶性ポリエステルトナーの酸価、水酸
基価がそれぞれ5以下、20以下と低く、紙と結晶性ポ
リエステルとの親和性が低いため十分な低温定着性が得
られない。また、結晶性ポリエステルの分子構造、分子
量について最適化されておらず、さらに結晶性ポリエス
テルのシャープメルト性を発揮させるためのトナー中の
マイクロドメイン構造についても開示されていないた
め、十分な低温定着性が得られない。特開2001−2
22138号公報(特許文献14)においても、結晶性
ポリエステルのシャープメルト性を発揮させるためのト
ナー中のマイクロドメイン構造について開示されていな
いため、十分な低温定着性が得られない。したがって、
これら従来公知の技術を適用しても、DSM(Dema
nd−side Management)プログラムの
仕様を達成することは不可能であり、従来の技術領域よ
りさらに進んだ低温定着技術の確立が必要である。更な
る低温定着化のためには、樹脂そのものの熱特性をコン
トロールすることが必要となるが、ガラス転移温度(T
g)を下げすぎると耐熱保存性が悪化し、分子量を小さ
くして樹脂の軟化温度を下げすぎるとホットオフセット
発生温度が低下するなどの問題がある。このため、樹脂
そのものの熱特性をコントロールすることにより低温定
着性に優れかつホットオフセット発生温度の高いトナー
を得るには至っていない。
【0006】
【特許文献1】米国特許第2,297,691号明細書
【特許文献2】特公昭49−23910号公報
【特許文献3】特公昭43−24748号公報
【特許文献4】特開昭60−90344号公報
【特許文献5】特開昭64−15755号公報
【特許文献6】特開平2−82267号公報
【特許文献7】特開平3−229264号公報
【特許文献8】特開平3−41470号公報
【特許文献9】特開平11−305486号公報
【特許文献10】特開昭62−63940号公報
【特許文献11】特許第2931899号公報
【特許文献12】特開2001−222138号公報
【特許文献13】特許第2931899号公報
【特許文献14】特開2001−222138号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子写真
法、静電記録法、静電印刷法などの画像形成法における
静電潜像を現像するときに用いられる画像形成用トナー
において、低温定着性にすぐれ、かつ耐ホットオフセッ
ト性にすぐれた画像形成用トナーを提供するとともに、
該トナーを用いるトナー容器、画像形成方法及び画像形
成装置を提供することをその課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、以下に示す画像形成
用トナー、トナー容器、画像形成方法、画像形成装置及
びプロセスカートリッジが提供される。 (1)少なくとも着色剤、結着樹脂及び離型剤を含有す
る画像形成用トナーにおいて、該結着樹脂は少なくとも
2種類のポルエステル樹脂A、Bを含有する画像形成用
トナーにおいて、該結着樹脂は少なくとも2種類のポリ
エステル樹脂A、Bを含有し、その一方のポリエステル
樹脂Aはその粉末X線回折パターンにおいて、2θ=2
0°〜25°の位置に少なくとも1つの回折ピークが存
在する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂からなり、その他
方のポリエステル樹脂Bは該ポリエステルAの軟化温度
〔T(F1/2)〕よりも高い軟化温度〔T
(F1/2)〕を有する非結晶性ポリエステル樹脂から
なり、かつ該ポリエステル樹脂Aと該ポリエステル樹脂
Bとは相互に非相溶性であることを特徴とする画像形成
用トナー。 (2)該ポリエステル樹脂Aは、65〜140℃の軟化
温度〔T(F1/2)〕及び65〜140℃のガラス転
移温度(Tg)を有し、その分子主鎖中に下記一般式
(1)
【化2】 −OOC−R−COO−(CH− (1) (式中、Rは炭素数2〜20の炭化水素基を示し、nは
2〜20の整数を示す)で表されるエステル結合を少な
くとも60モル%含有することを特徴とする前記(1)
に記載の画像形成用トナー。 (3)該トナーの誘電正接が、2.5×10−3〜1
0.0×10−3であることを特徴とする前記(1)〜
(2)のいずれかにに記載の現像剤用トナー。 (4)該トナーのDSCによる吸熱ピーク測定におい
て、少なくとも3つの吸熱ピーク(A)、(B)及び
(C)が存在し、該吸熱ピーク(A)が40〜70℃の
範囲にピークトップを有するものであり、吸熱ピーク
(B)が70〜90℃の範囲にピークトップを有するも
のであり、該吸熱ピーク(C)が90〜130℃の範囲
にピークトップを有するものであることを特徴とする前
記(1)〜(3)のいずれかに記載の画像形成用トナ
ー。 (5)該トナーの粉末X線回折装置によるX線回折パタ
ーンにおいて、2θ=20°〜25°の位置に少なくと
も1つの回折ピークが存在することを特徴とする前記
(1)〜(4)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (6)該結着樹脂における該ポリエステル樹脂Aの含有
率が1〜50重量%であることを特徴とする前記(1)
〜(5)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (7)該ポリエステル樹脂Aを構成するアルコール成分
が1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオー
ルの中から選ばれる少なくとも1つからなり、一方、該
ポリエステル樹脂Aを構成する酸成分がマレイン酸及び
フマル酸の中から選ばれる少なくとも1つからなること
を特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の画
像形成用トナー。 (8)該酸成分が、さらにコハク酸及び/又は無水トリ
メリット酸を含むことを特徴とする前記(7)に記載の
画像形成用トナー。 (9)該ポリエステル樹脂Bのガラス転移温度(Tg)
が40〜70℃であり、その軟化温度〔T
(F1/2)〕が120〜160℃であることを特徴と
する前記(1)〜(8)のいずれかに記載の画像形成用
トナー。 (10)該離型剤が70〜90℃ののガラス転移温度
(Tg)を有するものであることを特徴とする前記
(1)〜(9)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (11)該ポリエステル樹脂Aの酸価が20〜45mg
KOH/gであることを特徴とする前記(1)〜(1
0)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (12)該ポリエステル樹脂Aの水酸基価が5〜50m
gKOH/gであることを特徴とする前記(1)〜(1
0)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (13)該ポリエステル樹脂Aのオルト−ジクロロベン
ゼンの可溶分のGPCによる分子量分布において、その
重量平均分子量(Mw)が5500〜6500、その数
平均分子量(Mn)が1300〜1500、そのMw/
Mnが2〜5であることを特徴とする前記(1)〜(1
2)のいずれかに記載の画像形成用トナー。 (14)該トナー又は該ポリエステル樹脂Aの粉末X線
回折パターンにおいて、その2θが(i)19°〜20
°、(ii)21°〜22°、(iii)23°〜25°及
び(iv)29°〜31°の位置に回折ピークが現れるこ
とを特徴とする前記(1)〜(13)のいずれかに記載
の画像形成用トナー。 (15)該離型剤が、脱遊離脂肪酸型カルナウバワック
ス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスの中から
選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする前記
(1)〜(14)のいずれかに記載の記載の画像形成用
トナー。 (16)前記(1)〜(15)のいずれかに記載の画像
形成用トナーが充填されたトナー容器。 (17)像担持体上に形成した静電潜像をトナーで現像
する画像形成方法において、該トナーとして前記(1)
〜(15)のいずれかに記載の画像形成用トナーを用い
ることを特徴とする画像形成方法。 (18)像担持体上に形成した静電潜像をトナーで現像
する画像形成装置において、該トナーが前記(1)〜
(15)のいずれかに記載の画像形成用トナーであるこ
とを特徴とする画像形成装置。 (19)前記(1)〜(15)のいずれかに記載の画像
形成用トナーと、帯電手段、現像手段及びクリーニング
手段の中により選ばれる少なくとも1つの手段とを一体
に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に配設可能であ
ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のトナーは、その結着樹脂
が、少なくとも2種類のポリエステル樹脂A及びポリエ
ステル樹脂Bを含有し、その一方のポリエステル樹脂A
が、その粉末X線回折パターンにおいて、2θ=20°
〜25°の位置に少なくとも1つの回折ピーク、好まし
くは2θ=(i)19°〜20°、(ii)21°〜22
°、(iii)23°〜25°及び(iv)29°〜31°
の位置に回折ピークが存在する結晶性脂肪族ポリエステ
ル樹脂からなることを特徴とする。
【0010】本発明の結晶性ポリエステル樹脂Aは、好
ましくはその分子主鎖中に、下記一般式(1)で表され
るエステル結合を少なくとも60モル%含有し、好まし
くは80〜100モル%、より好ましくは90〜95モ
ル%含有する。
【化3】 −OOC−R−COO−(CH− (1) 前記式中、Rは炭素数2〜20の2価炭化水素基を示
す。好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは2〜4
の肪族基2価炭化水素基である。nは2〜20、好まし
くは2〜6の整数である。前記2価化炭化水素基として
は、ポリエステル樹脂Aの結晶性を損なわないものであ
ればどのようなものでもよく、特に制約されない。この
2価炭化水素基には、脂肪族2価炭化水素基及び芳香族
2価炭化水素基が包含されるが、好ましい2価炭化水素
基は、脂肪族2価炭化水素基である。脂肪族2価炭化水
素基には、直鎖状のもの及び分岐鎖状のものが包含され
るが、好ましくは直鎖状脂肪族2価炭化水素基である。
本発明の場合、Rは、特に、直鎖状不飽和脂肪族2価炭
化水素基であるのが好ましい。前記2価炭化水素基の具
体例を示すと、エチレン基、n−プロピレン基、ビニレ
ン基、プロペニレン基、イソプロペニレン基、n−ブチ
レン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基等が挙げら
れる。
【0011】ポリエステル樹脂Aは、(i)2価カルボ
ン酸又はその反応性誘導体(酸無水物、炭素数1〜4の
低級アルキルエステル、酸ハライド等)からなる多価カ
ルボン酸成分と、(ii)ジオールからなる多価アルコー
ル成分とを、常法により重縮合反応させることによって
製造することができる。この場合の、多価カルボン酸成
分には、3〜4価のカルボン酸を添加することができ
る。また、多価ジオール成分には、3〜4価のアルコー
ルを添加することができる。
【0012】前記2価カルボン酸の具体例としては、マ
レイン酸、フマル酸、1,3−n−プロペンジカルボン
酸、1,4−n−ブテンジカルボン酸、コハク酸、グル
タール酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シク
ロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸等が挙げられ
る。前記ジオールの具体例としては、エチレングリコー
ル、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。必
要に応じて用いられる3〜4価のカルボン酸の添加量
は、全カルボン酸に対して、通常、40モル%以下、好
ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以
下であり、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲
内で適宜添加される。
【0013】必要に応じて添加することのできる3〜4
価のカルボン酸の具体例を示すと、無水トリメリット
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、1,2,4−シクロヘキサ
ントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボ
ン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−
ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、
1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の多価カ
ルボン酸等を挙げることができる。
【0014】前記多価アルコール成分には、必要に応
じ、少量の脂肪族系の分岐鎖2価アルコールや環状2価
アルコールの他、3価以上の多価アルコールを添加する
ことができる。その添加量は、全アルコールに対して、
40モル%以下、好ましくは20モル%以下、より好ま
しくは10モル%以下であり、得られるポリエステルが
結晶性を有する範囲内で適宜添加される。必要に応じて
添加される多価アルコールを例示すると、1,4−ビス
(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ポリエチレング
リコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加
物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、グ
リセリン等が挙げられる。
【0015】ポリエステル樹脂Aにおいて、その分子量
分布は、低温定着性の点から、シャープであるのが好ま
しく、また、その分子量は、比較的低分子量であるのが
好ましい。ポリエステル樹脂Aの分子量は、そのo−ジ
クロルベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布におい
て、その重量平均分子量(Mw)が5500〜650
0、その数平均分子量(Mn)が1300〜1500及
びそのMw/Mn比が2〜5であることが好ましい。ま
た、ポリエステル樹脂Aは、結晶性であることを特徴と
し、その粉末X線回折パターンにおいて、回折ピークが
現れることにより結晶性の有無を確認できる。具体的に
は、ポリエステル樹脂A、トナー又は結着樹脂の回折パ
ターンにおいて、その2θが20°〜25°の位置に少
なくとも1つの回折ピークが存在すること、好ましくは
その2θが、少なくとも(i)19°〜20°、(i
i)21°〜22°、(iii)23°〜25°及び
(iv)29°〜31°の位置に回折ピークが存在する
ことを特徴とする。ポリエステル樹脂Aの結晶性は、ポ
リエステル樹脂A、結着樹脂又はトナーにおけるこの回
折ピークの存在により確認される。
【0016】ポリエステル樹脂Aについての前記分子量
分布は、横軸をlog(M:分子量)とし、縦軸を重量
%とする分子量分布図に基づくものである。本発明で用
いるポリエステル樹脂Aの場合、この分子量分布図にお
いて、3.5〜4.0(重量%)の範囲に分子量ピーク
を有することが好ましく、また、そのピークの半値幅が
1.5以下であることが好ましい。
【0017】ポリエステル樹脂Aにおいて、そのガラス
転移温度(Tg)及び軟化温度〔T(F1/2)〕は、
トナーの耐熱保存性及び耐オフセット性が悪化しない範
囲で低いことが望ましいが、一般的には、そのTgは6
5〜140℃、好ましくは90〜135℃であり、その
T〔T(F1/2)〕は65〜140℃、好ましくは8
0〜125℃である。Tg及びT〔T(F1/2)〕が
前記範囲より高くなると、トナーの定着下限温度が高く
なるため、トナーの低温定着性が悪化する。ポリエステ
ル樹脂Aは、その酸成分として、直鎖状不飽和脂肪族ジ
カルボン酸を用いたことから、芳香族ジカルボン酸を用
いた場合に比べて結晶構造を容易に形成する。
【0018】ポリエステル樹脂Bは非結晶性の樹脂であ
り、その軟化温度〔T(F1/2)〕は、ポリエステル
樹脂AのT(F1/2)よりも高く、好ましくは20〜
60℃程度高く、かつ120〜160℃、好ましくは1
30〜150℃の範囲にあるのが望ましい。そのTgは
40〜70℃、好ましくは45〜65℃である。T(F
1/2)が前記範囲よりも低くなると、トナーの耐ホッ
トオフセット性が悪化し、一方、前記範囲よりも高くな
ると、トナー製造時の溶融混練工程において、ポリエス
テル樹脂Bを溶融させるために高温を要するため製造コ
ストが高くなること、およびトナーが高弾性のため混練
シェアがかかり高い混練動力を要すること、および粉砕
工程における粉砕効率が悪いく製造コストが高くなる等
の不具合が生じる。Tgが前記範囲よりも低くなると、
トナーの耐熱保存性が著しく悪化し、ブロッキングを生
じる。Tgが前記範囲よりも高くなると、トナーの低温
定着性が悪化する。
【0019】ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量(M
w)はTHF可溶分で、3000〜100000、好ま
しくは6000〜80000であり、その数平均分子量
(Mn)はTHF可溶分で1500〜4000、好まし
くは1800〜4000であり、そのMw/Mn比は、
2〜50、好ましくは4〜40である。
【0020】ポリエステル樹脂Bの分子構造は非晶性の
構造を有するものであればよく、特に制約されない。該
ポリエステル樹脂Bとしては、トナー用結着樹脂として
一般的に使用されている各種の構造の非晶性ポリエステ
ルが使用可能であるが、本発明の場合、その分子主鎖中
に下記一般式(2)で表されるエステル結合を少なくと
も60モル%含有するものが好ましい。
【化4】 −OOC−R−COO−R− (2) R及びRは炭素数2〜20の2価炭化水素基を示
す。
【0021】前記2価炭化水素基Rは、非結晶性のポ
リエステル樹脂を与えるものであればよく、特に制約さ
れない。この炭化水素基には、脂肪族2価炭化水素基又
は芳香族2価炭化水素基が包含される。脂肪族2価炭化
水素基には、炭素数2〜20、好ましくは2〜14のア
ルキレン基及び炭素数4〜12、好ましくは6〜8のシ
クロアルキレン基が包含される。芳香族基には、炭素数
6〜14、好ましくは6〜12のアリーレン基及び炭素
数8〜12のアリーレンジアルキレン基が包含される。
前記2価炭化水素基Rは、2価カルボン酸残基である
が、本発明では、特に、フマル酸、テレフタル酸、ドデ
セニル無水コハク酸等の2価カルボン酸から誘導された
残基であるのが好ましい。
【0022】前記Rは、2価アルコール残基を示す
が、この2価アルコール残基には、従来公知の脂肪族系
及び芳香族系の2価アルコールから誘導された残基が包
含される。このような2価アルコール残基には、炭素数
2〜14、好ましくは2〜12のアルキレンジオールや
炭素数5〜14、好ましくは6〜8のシクロアルキルア
ルキレンジオール等の脂肪族ジオールから誘導された残
基が包含される。
【0023】また、前記2価アルコール残基には、炭素
数が8〜18、好ましくは8〜15のアリーレンジアル
キレンジオールから誘導された残基の他、下記一般式
(3)で表されるジオールから誘導された残基が包含さ
れる。
【化5】 前記式中、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示し、
、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を示す。n、
mは1〜16、好ましくは2〜14の整数を示す。前記
一般式(3)の二価アルコール(ジオール)としては、
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物や、ビ
スフェノールAのエチレンオキサイド付加物等を挙げる
ことができる。
【0024】前記ポリエステル樹脂Bにおいて、その二
価カルボン酸成分及び/又は2価アルコール成分には、
芳香族環が含まれているのが好ましい。また、十分な耐
ホットオフセット性を達成するためには、ポリエステル
樹脂Bはクロロホルムに不溶なゲルを有するものである
ことが好ましい。この場合、該ゲルの割合は、2〜40
重量%、好ましくは5〜30重量%である。本発明で用
いるポリエステル樹脂Bの場合、芳香族環成分は、分子
主鎖中に、全エステル結合に対して、30〜100モル
%、好ましくは50〜100モル%、より好ましくは6
0〜100モル%である。
【0025】ポリエステル樹脂Bは、(i)2価カルボ
ン酸又はその反応性誘導体(酸無水物、炭素数1〜4の
低級アルキルエステル、酸ハライド等)からなる多価カ
ルボン酸成分と、(ii)2価アルコールからなる多価ア
ルコール成分とを、常法により重縮合反応させることに
よって製造することができる。この場合、多価カルボン
酸成分には、必要に応じ、少量の3価以上の多価カルボ
ン酸を添加することができる。3価以上の多価カルボン
酸には、芳香族3価カルボン酸(無水トリメリット酸
等)が包含される。これらの3価以上の多価カルボン酸
の添加量は、全カルボン酸に対して、通常、30モル%
以下、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10
モル%以下である。
【0026】前記多価アルコールには、必要に応じ、少
量の3価以上の多価アルコール(グリセリン等)を添加
することができる。その3価以上の多価アルコールの添
加量は、全アルコールに対して、20モル%以下、好ま
しくは10モル%以下である。ポリエステル樹脂Bは、
非晶性のものである。このポリエステル樹脂Bの非晶性
は、そのX線パターンにおいて、その2θ=20°〜2
5°の位置に回折ピークが存在しないことで確認するこ
とができる。
【0027】本発明で用いるポリエステル樹脂Aとポリ
エステル樹脂Bとは、相互に非相溶性のものであるが、
この場合の非相溶性は、一方のポリエステル樹脂Aが結
晶性であり、他方のポリエステル樹脂Bが非晶性である
ことの他、ポリエステル樹脂Aが脂肪族系のもので、ポ
リエステル樹脂Bが芳香族系のものであること等により
達成されるものである。
【0028】本発明でトナーに用いる結着樹脂は、前記
ポリエステル樹脂A、Bのみからなるのが好ましいが、
必要に応じ、トナーの性能を損なわない範囲で、他の樹
脂を併用することもできる。ポリエステル樹脂以外の使
用可能な樹脂を例示すると、次のようなものを挙げるこ
とができる。なお、これらの樹脂は単独使用に限らず、
2種以上併用することも可能である。ポリスチレン、ク
ロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン
/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/ブタジエン共重合体、スチレン/塩化
ビニル共重合体、スチレン/酢酸ビニル共重合体、スチ
レン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エス
テル共重合体(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/アクリル酸フェニル共重合体
等)、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体(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/メタクリル酸フェニル共重合体
等)、スチレン/α−クロルアクリル酸メチル共重合
体、スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル
共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置
換体を含む単独重合体又は共重合体)、塩化ビニル樹
脂、スチレン/酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイ
ン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン
/エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂等、石油系樹脂、水素添加された石
油系樹脂等。これらの樹脂の製造法は、特に限定される
ものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重
合のいずれも利用できる。また、上記樹脂のガラス転移
温度(Tg)は、ポリエステル樹脂と同じく、熱保存性
の関係から55℃以上がよく、より好ましくは60℃以
上が良い。
【0029】本発明で用いるポリエステル樹脂Aは、酸
価又は水酸基価を有するが、その酸価は20〜45mg
KOH/g、好ましくは25〜40mgKOH/gであ
る。その水酸基価は5〜50mgKOH/g、好ましく
は10〜45mgKOH/gである。
【0030】本発明で用いる結着樹脂において、それに
含有されるポリエステル樹脂A、Bは、50〜100重
量%、好ましくは70〜100重量%である。また、結
着樹脂中に含まれるポリエステル樹脂Aの割合は、1〜
50重量%、好ましくは2〜30重量%である。ポリエ
ステル樹脂Bに対するポリエステル樹脂Aの重量比
[A]/[B]は、0.01〜0.5、好ましくは0.
05〜0.3である。
【0031】本発明においてトナーに使用される離型剤
としては、従来公知の各種のものが使用できるが、特に
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス
及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用す
ることが好ましい。カルナウバワックスとしては、微結
晶のものが良く、酸価が5KOHmg/g以下であり、
トナーバインダー中に分散した時の粒子径が1μm以下
の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについ
ては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを
指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が
5〜14KOHmg/gであることが好ましい。酸化ラ
イスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したもので
あり、その酸価は10〜30であることが好ましい。そ
の他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂
肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低
分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる
離型剤をも混合して使用できる。
【0032】離型剤としては、70〜90℃のガラス転
移温度(Tg)を有するものが好ましい。70℃未満で
はトナーの耐熱保存性が悪化し、90℃より高いと、低
温での離型性が発揮されず耐ホットオフセット性の悪
化、定着機への紙の巻付き等が発生する。これらの離型
剤の使用量は、結着樹脂中、1〜20重量%、好ましく
は3〜10重量%である。
【0033】本発明で用いる着色剤としては、公知の染
料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラッ
ク、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハ
ンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエ
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3
B、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10
B、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重量%、好ましくは3
〜10重量%である。
【0034】本発明のトナーには、必要に応じて帯電制
御剤、流動性改良剤などを配合することも可能である。
帯電制御剤としては、ニグロシン染料、金属錯塩型染
料、第四級アンモニウム塩等の従来公知のいかなる極性
制御剤も、単独あるいは混合して使用できる。これらの
極性制御剤の使用量は、トナー結着樹脂に対し、0.1
〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。特に、
サリチル酸金属錯体、好ましくは6配位の構成を取りう
る3価以上の金属を有する錯体が前記理由により良い。
ここで、3価以上の金属の例としては、Al、Fe、C
r、Zr等が挙げられる。
【0035】流動性改良剤としては、疎水性シリカ、酸
化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バ
リウム等、従来公知のいかなる流動性改良剤をも単独あ
るいは混合して使用できるが、特に疎水性シリカ又は酸
化チタンが流動性向上、帯電安定化及び画質安定化の点
で優れている。より好ましくは疎水性シリカと酸化チタ
ンを組み合わせて用いると流動性と帯電性の安定した良
好なトナーを得ることができる。これらの流動性改良剤
の使用量は、トナー重量に対し、0.1〜5%%、好ま
しくは0.5〜2%である。
【0036】更に、本発明のトナーは、磁性体を含有し
た磁性トナーとして用いることができる。トナー中に含
まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、
フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのよう
な金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、
銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリ
リウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガ
ン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのよう
な金属の合金およびその混合物などが挙げられる。特に
マグネタイトが磁気特性の点で好ましい。これらの強磁
性体は平均粒径が0.1〜2μm程度のものが望まし
く、トナー中に含有させる量としては、結着樹脂成分1
00重量部に対し約15〜200重量部、特に好ましく
は結着樹脂100重量部に対し20〜100重量部であ
る。
【0037】本発明のトナーは、一成分現像剤として
も、キャリアと組み合わせてなる二成分現像剤としても
用いることができる。本発明のトナーを二成分現像剤と
して使用する場合のキャリアとしては、従来公知の各種
のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、
ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等
及びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げら
れる。
【0038】本発明におけるキャリアにコーティングし
得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、
シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリ
エステル樹脂エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリ
ル共重合体の場合は、30〜90重量%のスチレン分を
有するものが好ましい。この場合スチレン分が30重量
%未満だと現像特性が低く、90重量%を越えるとコー
ティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの
寿命が短くなるからである。本発明におけるキャリアの
樹脂コーティングは、上記樹脂の他に、接着付与剤、硬
化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよ
い。
【0039】本発明のトナーの粒径については特に限定
的でないが、細線再現性等に優れた高画質を得るために
は、体積平均粒径が5〜10μmであることが好まし
い。
【0040】本発明のトナーは、従来公知の各種の方法
によって製造することができる。このような方法として
は、通常の粉砕法でもよいし、粉砕法以外の方法、例え
ば、重合法等を挙げることができる。
【0041】本発明のトナーは、該トナー中に結晶性の
低分子量脂肪族ポリエステル樹脂Aを含有させたことか
ら、高められた低温定着性を有する。即ち、本発明のト
ナーを、そのポリエステル樹脂Aのガラス転移温度(T
g)以上に加熱溶融させたときには、該ポリエステル樹
脂Aは結晶転移を起こすと同時に、固体状態から溶融粘
度の低い溶融液に急激に変化し、紙への高い定着機能を
発現する。この場合、ポリエステル樹脂AのTg及びT
(F1/2)は低温度であることから、本発明のトナー
は高められた低温定着性を有するものとなる。
【0042】本発明のトナーは、該トナー中に実質上相
互に非相溶性のポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂
Bとを含有させ、両者をトナー中に非相溶の相分離状態
に存在させたことから、すぐれた耐ホットオフセット性
と低温定着性を有する。即ち、本発明のトナーでは、ポ
リエステル樹脂A、Bは相分離状態で存在することか
ら、ポリエステル樹脂A、Bは、それぞれの固有の特性
を発現する。即ち、ポリエステル樹脂A、Bのうち、配
合割合の多い一方の樹脂がトナー中に連続相として存在
し、配合割合の少ない他方の樹脂は、その連続相を形成
する樹脂中に不連続相として存在する。そして、高いT
(F1/2)を有するポリエステルBはトナーの弾性を
高め、耐ホットオフセット性を向上させ、一方、低いT
(F1/2)を有するポリエステルAは低温定着性を向
上させる。
【0043】なお、トナー中において、ポリエステル樹
脂A、Bが相分離状態で存在するか否かは、以下に示す
〜のいずれかの方法により確認することができる。
【0044】トナー断面の透過型電子顕微鏡(TE
M)によるトナー断面の観察により相分離構造の形成の
有無を確認できる。ポリエステル樹脂A、Bが相分離し
ている場合には、例えば、着色剤として加えたカーボン
ブラックがポリエステル樹脂A中に分散せずポリエステ
ル樹脂B中に選択的に分散することから、TEMにより
カーボンブラックの存在しない個所が島状に存在するこ
とを観察することにより相分離構造を確認できる。
【0045】トナーのDSCによる吸熱ピーク測定に
より相分離構造の形成の有無を確認できる。DSC吸熱
ピーク測定において、少なくともポリエステル樹脂B、
離型剤及びポリエステル樹脂Aにそれぞれ帰属される3
つの吸熱ピーク(A)、(B)、(C)が存在し、ポリ
エステル樹脂Bに帰属される吸熱ピーク(A)が40〜
70℃の範囲にピークトップを有するものであり、離型
剤に帰属される吸熱ピーク(B)が70〜90℃の範囲
にピークトップを有するものであり、ポリエステル樹脂
Aに帰属される吸熱ピーク(C)が90〜130℃の範
囲にピークトップを有するものである。ポリエステル樹
脂A、Bが相分離したトナーのDSC吸熱曲線を図1
に、相分離構造が形成されていないトナーのDSC吸熱
曲線を図2に示す。これらの吸熱曲線からわかるよう
に、トナーが相分離構造を有する場合には3成分はそれ
ぞれ別個の吸熱ピークを有し、相分離構造が形成されて
いない場合は3成分の吸熱ピークが重なり合う。
【0046】トナーの粉末X線回折装置によるX線回
折パターン測定により、相分離構造の形成の有無を確認
できる。これは、本発明のトナーの場合、結晶性を有す
るポリエステル樹脂Aが結晶性を保持した状態で非晶質
のポリエステル樹脂Bと相分離した状態でトナー中に存
在することから、ポリエステル樹脂Aに帰属される回折
ピークが少なくとも2θ=20°〜25°の位置に存在
する。相分離構造が形成されていない場合は、ポリエス
テル樹脂Aの結晶構造が維持されずに非晶質のポリエス
テル樹脂Bと相溶するためにポリエステル樹脂Aに帰属
する回折ピークが現れない。
【0047】また、本発明のトナーにおいては、ポリエ
ステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bの相分離構造の形成
が保持された状態で、ポリエステル樹脂Aとポリエステ
ル樹脂Bとが均一に分散する、すなわち、トナー中に、
微小なマイクロドメインを形成して均一に存在すること
が望ましい。その均一性の指標としては、TEMによる
トナー断面の撮影によるポリエステル樹脂Aとポリエス
テル樹脂Bのマイクロドメイン径を測定する方法と、着
色剤として用いるカーボンブラック等の分散性の指標で
あるトナーの誘電正接を測定する方法の2つの方法があ
る。このうち、トナーの誘電正接を測定する方法につい
ては、本発明のトナーの場合、カーボンブラック等がポ
リエステル樹脂B中にのみ存在することから、誘電正接
の測定値がポリエステル樹脂Bのマイクロドメインの分
散度合いの指標に相当する。従って、方法は、定量性の
ある評価法である。そこで、本発明では、ポリエステル
樹脂Aとポリエステル樹脂Bの分散性をトナーの誘電正
接測定により行うこととした。
【0048】本発明のトナーは、誘電正接が2.5×1
−3〜10.0×10−3であることが好ましく、特
に好ましくは2.5×10−3〜7.5×10−3であ
る。トナーの誘電正接を2.5×10−3〜7.5×1
−3の範囲にすることにより、トナー中での着色剤等
の分散状態が均一で、しかも微分散された状態になり、
これにより、トナーの帯電量分布が一定の狭い範囲内に
制御されており、優れた電荷保持性及び安定性が得られ
る。
【0049】ここで、トナーの誘電正接が10.0×1
−3を超える場合は、導電性が高くなり、これにより
帯電不良が生じ、地汚れやトナー飛散等が増加する傾向
が見られる。又、トナー中の着色剤等の分散性も悪化す
るため、トナーの帯電量分布が不均一になり、高品位の
画像が安定して得られない。また、トナーの誘電正接が
2.5×10−3未満の場合は、抵抗が高くなるため帯
電量が上昇し、画像濃度が低下する傾向が見られる。
【0050】ポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂B
とがの相分離した状態で、しかもポリエステル樹脂Aと
ポリエステル樹脂Bとが均一に分散した状態は、混練条
件をコントロールすることにより得ることができる。混
練条件については、混練物より大きな混練シェアがかか
るよう、低温(混練物がが溶融状態になる範囲での最低
温度)で混練を行うことが望ましい。混練温度が高すぎ
る場合、均一な分散状態が得られないだけでなく、溶融
混練時にポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bとが
化学反応し、相分離構造が得られない。従って、混練温
度については、ポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂
Bの各T(F1/2)、化学的反応性(溶解性パラメー
タ)を考慮し、溶融混練が可能な範囲内において最低温
度で混練することが望ましい。
【0051】本発明においては、トナー製造の際の混練
操作により、溶融粘度の低いポリエステル樹脂Aによっ
て、混練時のせん弾力を吸収し、高いT(F1/2)を
有する、高分子量のポリエステル樹脂B(巨大コンフォ
メーションであるため切断され易い)を切断することな
くポリエステル樹脂Bの成分量を保持できるので、耐ホ
ットオフセット性が改善されることが確認された。
【0052】以下において、本明細書で示した物性値の
測定に用いた方法及び装置について具体的に示す。
【0053】(1)軟化温度〔T(F1/2)〕 このT(F1/2)は、樹脂の溶融しやすさの指標とな
るもので、T(F1/ )が高くなるとその樹脂の溶融
性が悪くなり、その樹脂を溶融に高い温度を要すること
となり、一方、T(F1/2)が低くなると、その樹脂
の溶融性がよくなり、その樹脂の溶融を低い温度で行な
うことができる。このT(F1/2)は以下のようにし
て測定される。高架式フローテスターCFT−500
(島津製作所製)を用い、ダイス径1mm、ダイス径1
mm、加圧10kg/cm、昇温速度3℃/minの
条件下で1cmの試料を溶融流出させた時の流出開始
点から流出終了点までの流出量の1/2に相当する温度
を測定し、これをT(F1/2)とする。
【0054】(2)樹脂のガラス転移温度(Tg) このTgは、理学電機社製のRigaku THRMO
FLEX TG8110により、昇温速度10℃/mi
nの条件にてDSC測定を行い、そのDSC測定での2
回目の昇温時における接線法により求める。 (3)樹脂の酸価及び水酸基価 これらの測定方法は、JIS K0070に規定の方法
による。但しサンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオ
キサンまたはTHF、オルト−ジクロロベンゼン等の溶
媒を用いる。
【0055】(4)トナーの誘電正接の測定 まず、約2mm厚のペレット状に成形したトナーを、固
体用電極(安藤電気(株)製SE−70形)にセット
し、そして上記電極間に1kHzの交流を印加したとき
の位相のずれを誘電体損測定器(安藤電気(株)製TR
−10C型)によって測定し、これによりトナーの誘電
正接を算出した。 (5)トナーのDSCにより吸熱測定 前記Tgの測定に用いたのと同じDSC測定装置を用い
る。
【0056】(6)樹脂の分子量分布 GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)を用
いて測定する。この場合の測定は、以下のようにして行
う。145℃のヒートチャンバー中でカラムを安定さ
せ、この温度におけるカラムに、溶離液として0.3%
BHT入りのオルト−ジクロロベンゼンを毎分1mlの
流速で流し、試料濃度として0.3重量%に調整した樹
脂の140℃オルト−ジクロロベンゼン溶解液を50〜
200μl注入して測定する。測定機としては、Wat
ers製150CV型、カラムとしてShodexAT
−G+AT−806MS(2本)を用いることが出来
る。試料の分子量測定に当っては、試料の有する分子量
分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成
された検量線の対数値とカウント数との関係から算出し
た。スライス幅は0.05秒である。検量線作成用の標
準ポリスチレン試料としては、Pressure Ch
emical Co.又は東洋ソーダ工業社製の分子量
が6×10、2.1×10、4×10、1.75
×10、5.1×10、1.1×10、3.9×
10、8.6×10、2×10、4.48×10
のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチ
レン試料を用いる。また、検出器にはRI(屈折率)検
出器を用いる。
【0057】(7)離型剤のガラス転移温度(Tg) 前記樹脂のTg測定と同様にし測定する。
【0058】(8)トナーの体積平均粒径 米国のコールター・エレクトロニクス社製のコールター
カウンターTA IIを用いて測定する。 (9)トナー断面の観察 トナー断面の観察は、日立透過型電子顕微鏡H−900
0を用い、加速電圧300kVの条件でトナー粒子を約
100μmに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染
色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により約100
00倍で観察を行い、写真撮影をした。
【0059】(10)粉末X線回折測定 粉末X線回折測定は、理学電機RINT1100を用
い、管球をCu、管電圧−電流を50kV−30mAの
条件で広角ゴニオメーターを用いて測定した。
【0060】(11)樹脂の分子構造 固体C13−NMR(日本電子製のFT−NMR SY
STEM JNM−α400)を用い、観測核C13
基準物質アダマンタン、積算回数8192回、パルス系
列CPMAS。IRMOD:IRLEV、観測周波数1
00.4MHz、OBSET:134500Hz、PO
INT:4096、PD:7.0sec、SPIN60
88Hzの条件で行い、分子構造推定はソフトウエアと
してChem Draw Pro Ver.4.5を用
いて行った。固体C13−NMRでの分子構造解析結果
を裏つける測定として、次の二つの測定を併用した。 (a)フーリエ変換赤外線分光光度(FT−IR)透過
法にて試料を測定し、標準スペクトル比較から構造を推
定する。 測定機 :Nicolet Magna 850 測定範囲:4000〜400cm−1 標準試料:KBr (B)熱分解ガスクロマトグラム質量分析計による熱分
解性生物の構造推定 設置 :島津製作所 GC−17A、島津 CR−
4A 熱分解温度:日本分析工業 JHB−3S 熱分解温度:試料加熱温度×時間を590℃×4秒 カラム :DB−5(JアンドW Co.)L=30
m、I.D=0.25mm、Film=0.25mm カラム温度:50℃(保持時間1分)から10℃/分で
300℃まで昇温インジェクション温度:320℃ キャリアガス圧力:90kPr(保持時間2分)から2
kPa/分で150kPaまで昇圧 検出器 :FID
【0061】本発明のトナーは、これを一成分現像剤あ
るいは二成分現像剤のいずれで用いる場合においても、
トナー容器に充填される。そしてトナーが充填されたト
ナー容器は、画像形成装置とは別途に流通され、ユーザ
ーが画像形成装置に装着して画像形成するのが、一般的
である。前記トナー充填のための容器として用いられる
ものは限定的でなく、従来のボトル型あるいはカートリ
ッジ型に限らず用いられる。また、画像形成装置とは電
子写真法によって画像を形成するための装置であれば限
定されず、例えば複写機とかプリンターが包含される。
【0062】本発明における画像形成方法及び画像形成
装置の実施の形態を図3を用いて説明する。ここで、図
3は、本発明のトナーを用いて画像を形成するための方
法及び装置の一例を示す概略構成図である。
【0063】図3において、像担持体である感光体1は
図中の矢印方向(反時計回り)に回転され、帯電ローラ
2により一様に帯電される。その後、図示しない露光部
からの原稿像の露光あるいは図示しない光書き込み装置
からのレーザ光による光書き込み等により像露光され、
感光体1上には静電潜像が形成される。現像装置(画像
形成装置)3内には、現像剤4が入っている。この現像
剤4には、キャリアとトナーの混合体である二成分現像
剤が用いられる。現像剤4を撹拌すると、摩擦帯電によ
りトナーが帯電する。現像装置3の感光体1との対向位
置には、内部に複数の磁石あるいは複数の磁極を有する
マグネットローラが配設された現像スリーブ5が配置さ
れており、現像剤4は磁力により現像スリーブ5上に担
持されて感光体1との対向位置に搬送され、感光体1上
の静電潜像をトナーで現像する。
【0064】感光体1の回転方向で現像装置3の下流側
には転写ベルト6が配設されており、この転写ベルト6
は駆動ローラと従動ローラに張架されて図中の矢印方向
に回動される。また、転写ベルト6は図示しない接離機
構により感光体1に対して接離可能に設けられており、
転写時には感光体1に接触してニップ部を形成し転写紙
Sを搬送する。また、転写ベルト6の裏面側にはバイア
スローラ6aを介して図示しない電源によりトナーと逆
極性の電圧(転写出力)が印加されている。
【0065】図示しない給紙部から搬送された転写紙S
は、感光体1への作像タイミングに合わせてレジストロ
ーラ18により感光体1と転写ベルト6のニップ部に給
紙され、感光体1上に現像されたトナー像は、上記転写
ベルト6と感光体1間の電界により、感光体1と転写ベ
ルト6の間に挾まれた転写紙S上に転写される。トナー
像が転写された転写紙Sは、その後、転写ベルト6によ
り搬送され、図示しない定着装置を通り抜け、この際、
トナー像は転写紙上に熱溶着される。そして定着後の転
写紙Sは図示しない排紙部に排紙される。一方、転写し
きれずに感光体上に残ったトナーは、クリーニングブレ
ード7により堰き止められ、回収ばね8により回収コイ
ル9の上に入れられる。そして回収コイル9によりトナ
ーはリサイクルトナーとして、現像装置3に戻される。
またクリーニング後の感光体1は除電ランプ20で除電
される。
【0066】
【実施例】以下、本発明を下記の実施例によってさらに
具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。また、部数はすべて重量部である。
【0067】 <トナーの製造例1> ポリエステル樹脂A1 30部 ポリエステル樹脂B1 70部 脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスス(Tg:83℃) 5部 カーボンブラック(三菱化学 #44) 10部
【0068】上記のトナー構成材料をヘンシェルミキサ
ー中で十分撹拌混合した後、2軸押出し機にて混練し、
冷却後粉砕、分級し体積平均径6.8μmの母体トナー
を得た。混錬条件については、混練物を低温(混練物が
溶融状態になる範囲での最低温度)の状態で混錬を行う
べく、混錬機の温度設定を行った結果、混練機出口での
混錬品の温度が120℃となるよう混錬機の温度設定を
行った。得られたトナー母体に疎水性シリカ0.5wt
%と酸化チタン0.3wt%を添加混合し、最終的なト
ナーとした。
【0069】<トナーの製造例2>トナーの製造例1で
ポリエステルA1をポリエステルA2に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0070】<トナーの製造例3>トナーの製造例1で
ポリエステルA1をポリエステルA3に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0071】<トナーの製造例4>トナーの製造例1で
ポリエステルA1をポリエステルA4に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0072】<トナーの製造例5>トナーの製造例1で
ポリエステルA1をポリエステルA5に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0073】<トナーの製造例6>処方を下記のものに
変更した以外はトナーの製造例1と同様にトナーを作成
した。 ポリエステル樹脂A1 60部 ポリエステル樹脂B1 40部 脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスス(Tg:83℃) 5部 カーボンブラック(三菱化学 #44) 10部
【0074】<トナーの製造例7>処方を下記のものに
変更した以外はトナーの製造例1と同様にトナーを作成
した。 ポリエステル樹脂A1 0.5部 ポリエステル樹脂B1 90.5部 脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス(Tg83℃) 5部 カーボンブラック(三菱化学 #44) 10部
【0075】<トナーの製造例8>トナーの製造例1で
ポリエステルB1をポリエステルB2に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0076】<トナーの製造例9>トナーの製造例1で
ポリエステルB1をポリエステルB3に変更した以外は
トナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0077】<トナーの製造例10>トナーの製造例1
でポリエステルB1をポリエステルB4に変更した以外
はトナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0078】<トナーの製造例11>トナーの製造例1
の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスをポリエチレンワ
ックス(Tg110℃)に変更した以外は、トナーの製
造例1と同様な方法によってトナーを得た。
【0079】<トナーの製造例12>トナーの製造例1
の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスをポリエチレンワ
ックス(Tg58℃)に変更した以外は、トナーの製造
例1と同様な方法によってトナーを得た。
【0080】<トナーの製造例13>トナーの製造例1
でポリエステルA1をポリエステルA6に変更した以外
はトナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0081】<トナーの製造例14>トナーの製造例1
でポリエステルA1をポリエステルA7に変更した以外
はトナーの製造例1と同様にトナーを作成した。
【0082】<トナーの製造例15>トナーの製造例1
で混練機出口での混錬品の温度が160℃となるよう混
錬機の温度設定を行った以外はトナーの製造例1と同様
にトナーを作成した。
【0083】<トナーの製造例16>トナーの製造例1
で混練機出口での混錬品の温度が200℃となるよう混
錬機の温度設定を行った以外はトナーの製造例1と同様
にトナーを作成した。
【0084】<ポリエステルの製造>ポリエステルA1
〜A7は表1に示した組成物を、温度計、攪拌器、コン
デンサー及び窒素ガス導入管を備えた容量1Lの4つ口
丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒータ
ーにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入して
フラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し16
0℃に保って5時間、続いて200℃で2時間反応させ
各ポリエステルを得た。表1に各ポリエステルA1〜A
7の成分組成(モル比)を示し、表2に各ポリエステル
A1〜A7の物性値を示す。なお、表1に示したBPA
/EO付加物は、ビスフェノールAのエチレンオキサイ
ド付加物2.2モル付加物を示し、BPA/PO付加物
は、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物
2.2モル付加物を示す。
【0085】
【表1】
【0086】
【表2】
【0087】尚、結晶性の有りのものとは、粉末X線回
折装置によるX線回折パターンにおいて、少なくとも2
θ=19〜20°、21〜22°、23〜25°、29
〜31°の位置に回折ピークが現れたものである。推定
分子式有りのものとは固体C 13NMRにより一般式
(1)の分子構造の存在が確認されたものである。
【0088】<ポリエステルの製造>ポリエステルB1
〜B4は表3に示した組成物を、温度計、攪拌器、コン
デンサー及び窒素ガス導入管を備えた容量1Lの4つ口
丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒータ
ーにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入して
フラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し、次
いで0.05gのジブチルスズオキシドを加えて温度を
200℃に保って8時間反応させ各ポリエステルを得
た。表3に各ポリエステルB1〜B4の成分組成(モル
比)を示し、表4に各ポリエステルB1〜B4の物性値
を示す。なお、表3に示したBPA/EO付加物は、ビ
スフェノールAのエチレンオキサイド付加物(2.2モ
ル付加物)を示し、BPA/PO付加物は、ビスフェノ
ールAのプロピレンオキサイド付加物(2.2モル付加
物)を示す。
【0089】
【表3】
【0090】
【表4】
【0091】 <キャリアの製造例> 芯材 Cu−Znフェライト粒子(体積平均径:45μm) 5000部 コート材 トルエン 450部 シリコーン樹脂SR2400 (東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%) 450部 アミノシランSH6020 (東レ・ダウコーニング・シリコーン製) 10部 カーボンブラック 10部
【0092】上記コート材を10分間スターラーで分散
してコート液を調製し、このコート液と芯材を流動床内
に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた、旋回流を形
成させながらコートを行うコーティング装置に投入し
て、当該コート液を芯材上に塗布した。次いで、得られ
たキャリアを電気炉で250℃で2時間焼成を行い、製
造例のキャリア粒子(3kOe印加時の飽和磁化65e
mu/g、3kOe印加時の残留磁化0emu/g、比
抵抗3.2×10Ω・cm、体積平均径45μm)を
得た。
【0093】<現像剤の製造例>上記製造例1〜16の
トナー2.5部と、上記製造例のキャリア97.5部を
ターブラーミキサーで混合し、製造例1〜16に対応す
る各トナーに対応する現像剤(1)〜(16)を得た。
【0094】実施例1〜14、比較例1〜2 各実施例で使用した現像剤1〜16の特性評価方法につ
いて、説明する。
【0095】1)定着性評価 定着ローラーとしてテフロン(R)ローラーを有する
(株)リコー製複写機MF2200の定着部を改造した
装置を用いて、これにリコー製のタイプ6200の紙を
セットし、複写テストを行った。このときの結果を表5
に示した。定着温度を変化させてコールドオフセット温
度(定着下限温度)とホットオフセット温度(耐ホット
オフセット温度)を求めた。従来の低温定着トナーの定
着下限温度は140〜150℃程度である。尚、低温定
着の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm
/sec、面圧1.2Kgf/cm、ニップ幅3m
m、高温オフセットの評価条件は紙送りの線速度を50
mm/sec、面圧2.0Kgf/cm、ニップ幅
4.5mmと設定した。
【0096】各特性評価の基準は以下のとおりである。 低温定着性(5段階評価) ◎;130℃未満 ○;130〜140℃ □;140〜150℃ △;150〜160℃ ×;160℃以上 ホットオフセット性(5段階評価) ◎;201℃以上 ○;200〜191℃ □:190〜181℃ △;180〜171℃ ×;170℃以下
【0097】2)地汚れ評価 (株)リコー製MF−2200に現像剤をセットし、常
温/常湿の環境下において100,000枚の連続複写
を行い、非画像部における地汚れの発生の程度を目視に
て評価した。 ◎:非常に良好なレベル ○:良好なレベル □:一般的なレベル △:実用上は問題のないレベル ×:実用上問題があるレベル
【0098】3)熱保存性の評価 ガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽にて24
時間放置する。このトナーを24℃に冷却し、針入度試
験(JIS K2235−1991)にて針入度を測定
する。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優
れている。この値が5mm以下の場合は、使用上問題が
発生する可能性が高い。針入度に基づく熱保存性の判定
基準は次の通りである。 貫通、 ○25mm以上 □20〜25mm △15〜20mm ×15mm未満
【0099】4)トナーの分散状態の評価方法 トナー粒子を約100μmに超薄切片化し、四酸化ルテ
ニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)
により約10000倍で観察を行い、写真撮影をした。
この写真を画像評価することによりトナー中のポリエス
テル樹脂Aとポリエステル樹脂Bとの不連続相の有無を
確認した。
【0100】5)粉砕性の評価 平均粒径1mm以下に破砕されている混練物を、日本ニ
ューマティック社製のIDS型粉砕機で粉砕したときの
単位時間あたりの処理量から粉砕容易性を求めた。単位
時間あたりの処理量が大きいほど粉砕が容易であり、ト
ナーの生産性に優れる。単位時間あたりの処理量に基づ
く粉砕容易性の判定基準は次の通りである。 ◎1.5kg/H以上 ○0.8〜1.5kg/H □0.5〜0.8kg/H △0.2〜0.5kg/H ×0.2kg/H未満
【0101】各実施例におけるトナーおよび現像剤の評
価結果を表5及び表6を示す。
【0102】
【表5】
【0103】
【表6】
【0104】尚、トナー相分離構造有りのものとはTE
Mによるトナー断面観察において、相分離構造が確認さ
れたものである。トナー吸熱ピーク有りのものとはDS
C測定において少なくとも3つの吸熱ピーク(A)、
(B)、(C)が存在し、吸熱ピーク(A)が40〜7
0℃の範囲にピークトップを有するものであり、かつ吸
熱ピーク(B)が70〜90℃の範囲にピークトップを
有するものであり、かつ吸熱ピーク(C)が90〜13
0℃の範囲にピークトップを有するものであることが確
認されたものである.結晶性有りのものとは、粉末X線
回折装置によるX線回折パターンにおいて、少なくとも
2θ=20〜25°の位置に回折ピークの存在が確認さ
れたものである。
【0105】
【発明の効果】本発明によれば、低温定着性と耐ホット
オフセット性を両立させ、定着温度幅の広いトナー、ト
ナー容器、現像方法、装置及びプロセスカートリッジを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】相分離構造を形成するトナーのDSC曲線
【図2】相分離構造を形成しないトナーのDSC曲線
【図3】本発明に係る画像形成方法及び装置の一例を示
す概略構成図である。
【符号の説明】
1 感光体(像担持体) 2 帯電ローラ 3 現像装置 4 現像剤 5 現像スリーブ(現像剤担持体) 6 転写ベルト(転写手段) 6a バイアスローラ 7 クリーニングブレード 8 回収ばね 9 回収コイル 10 感光体及びクリーニングユニット(PCU) 13 搬送スクリュー 14 パドル(撹拌機構) 16 反射濃度検知センサー(Pセンサー) 17 トナー濃度センサー 18 レジストローラ 20 除電ランプ S 転写紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 桂子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 長山 将志 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 加藤 光輝 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 渡辺 陽一郎 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 斉藤 拓也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 CA08 CA14 EA01 EA03 EA06 EA07 EA10

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも着色剤、結着樹脂及び離型剤
    を含有する画像形成用トナーにおいて、該結着樹脂は少
    なくとも2種類のポルエステル樹脂A、Bを含有する画
    像形成用トナーにおいて、該結着樹脂は少なくとも2種
    類のポリエステル樹脂A、Bを含有し、その一方のポリ
    エステル樹脂Aはその粉末X線回折パターンにおいて、
    2θ=20°〜25°の位置に少なくとも1つの回折ピ
    ークが存在する結晶性脂肪族ポリエステル樹脂からな
    り、その他方のポリエステル樹脂Bは該ポリエステルA
    の軟化温度〔T(F1/2)〕よりも高い軟化温度〔T
    (F1/2)〕を有する非結晶性ポリエステル樹脂から
    なり、かつ該ポリエステル樹脂Aと該ポリエステル樹脂
    Bとは相互に非相溶性であることを特徴とする画像形成
    用トナー。
  2. 【請求項2】 該ポリエステル樹脂Aは、65〜140
    ℃の軟化温度〔T(F1/2)〕及び65〜140℃の
    ガラス転移温度(Tg)を有し、その分子主鎖中に下記
    一般式(1) 【化1】 −OOC−R−COO−(CH− (1) (式中、Rは炭素数2〜20の炭化水素基を示し、nは
    2〜20の整数を示す)で表されるエステル結合を少な
    くとも60モル%含有することを特徴とする請求項1に
    記載の画像形成用トナー。
  3. 【請求項3】 該トナーの誘電正接が、2.5×10
    −3〜10.0×10 −3であることを特徴とする請求
    項1〜2のいずれかにに記載の現像剤用トナー。
  4. 【請求項4】 該トナーのDSCによる吸熱ピーク測定
    において、少なくとも3つの吸熱ピーク(A)、(B)
    及び(C)が存在し、該吸熱ピーク(A)が40〜70
    ℃の範囲にピークトップを有するものであり、吸熱ピー
    ク(B)が70〜90℃の範囲にピークトップを有する
    ものであり、該吸熱ピーク(C)が90〜130℃の範
    囲にピークトップを有するものであることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成用トナー。
  5. 【請求項5】 該トナーの粉末X線回折装置によるX線
    回折パターンにおいて、2θ=20°〜25°の位置に
    少なくとも1つの回折ピークが存在することを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成用トナー。
  6. 【請求項6】 該結着樹脂における該ポリエステル樹脂
    Aの含有率が1〜50重量%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画像形成用トナー。
  7. 【請求項7】 該ポリエステル樹脂Aを構成するアルコ
    ール成分が1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサ
    ンジオールの中から選ばれる少なくとも1つからなり、
    一方、該ポリエステル樹脂Aを構成する酸成分がマレイ
    ン酸及びフマル酸の中から選ばれる少なくとも1つから
    なることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の
    画像形成用トナー。
  8. 【請求項8】 該酸成分が、さらにコハク酸及び/又は
    無水トリメリット酸を含むことを特徴とする請求項7に
    記載の画像形成用トナー。
  9. 【請求項9】 該ポリエステル樹脂Bのガラス転移温度
    (Tg)が40〜70℃であり、その軟化温度〔T(F
    1/2)〕が120〜160℃であることを特徴とする
    請求項1〜8のいずれかに記載の画像形成用トナー。
  10. 【請求項10】 該離型剤が70〜90℃ののガラス転
    移温度(Tg)を有するものであることを特徴とする請
    求項1〜9のいずれかに記載の画像形成用トナー。
  11. 【請求項11】 該ポリエステル樹脂Aの酸価が20〜
    45mgKOH/g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画像形成用トナー。
  12. 【請求項12】 該ポリエステル樹脂Aの水酸基価が5
    〜50mgKOH/g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画像形成用トナー。
  13. 【請求項13】 該ポリエステル樹脂Aのオルト−ジク
    ロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布におい
    て、その重量平均分子量(Mw)が5500〜650
    0、その数平均分子量(Mn)が1300〜1500、
    そのMw/Mnが2〜5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画像形成用トナー。
  14. 【請求項14】 該トナー又は該ポリエステル樹脂Aの
    粉末X線回折パターンにおいて、その2θが(i)19
    °〜20°、(ii)21°〜22°、(iii)23
    °〜25°及び(iv)29°〜31°の位置に回折ピ
    ークが現れることを特徴とする請求項1〜13のいずれ
    かに記載の画像形成用トナー。
  15. 【請求項15】 該離型剤が、脱遊離脂肪酸型カルナウ
    バワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス
    の中から選ばれる1種又は2種以上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記載の画像形成
    用トナー。
  16. 【請求項16】 請求項1〜15のいずれかに記載の画
    像形成用トナーが充填されたトナー容器。
  17. 【請求項17】 像担持体上に形成した静電潜像をトナ
    ーで現像する画像形成方法において、該トナーとして請
    求項1〜15のいずれかに記載の画像形成用トナーを用
    いることを特徴とする画像形成方法。
  18. 【請求項18】 像担持体上に形成した静電潜像をトナ
    ーで現像する画像形成装置において、該トナーが請求項
    1〜15のいずれかに記載の画像形成用トナーであるこ
    とを特徴とする画像形成装置。
  19. 【請求項19】 請求項1〜15のいずれかに記載の画
    像形成用トナーと、帯電手段、現像手段及びクリーニン
    グ手段の中より選ばれる少なくとも1つの手段とを一体
    に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に配設可能であ
    ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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