JP2010078828A - 電子写真用トナー、電子写真用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、60℃における応力緩和測定により求めた、1秒後の緩和弾性率G1(t=1)が2×106Pa以上1×107Pa以下であり、かつ、50秒後の緩和弾性率G2(t=50)が7×104Pa以上8×105Pa未満であることを特徴とする電子写真用トナー、該電子写真用トナーを含む電子写真用現像剤、前記電子写真用トナーを収容するトナーカートリッジ、前記電子写真用現像剤を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置。
【選択図】なし
Description
特許文献1に記載のトナーは、低エネルギーでのトナー定着が実現できるが、溶融時の粘弾性が低い設計となっており、紙にしにこみやすい設計となっている。このため、脱墨がしにくく、脱墨するためのエネルギーがかかる上に、脱墨後の紙を再生紙とした場合にも、紙上に残インクが黒点として現れることがある。
一方、特許文献2及び3に記載のトナーは、用いられるポリエステル樹脂が脱墨時に分解することを前提とするものであり、脱墨エネルギーを大きくする方向と考えられ、環境負荷という面ではまだ改良が必要である。
以上のことより、低温定着を維持しながらも脱墨しやすいトナーの提供が好まれていた。
すなわち、請求項1に係る発明は、
結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、
60℃における応力緩和測定により求めた、1秒後の緩和弾性率G1(t=1)が2×106Pa以上1×107Pa以下であり、かつ、50秒後の緩和弾性率G2(t=50)が7×104Pa以上8×105Pa未満であることを特徴とする電子写真用トナーである。
非結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、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溶液に、オキサゾリン基を有する架橋剤を加え、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を加熱して合一させる工程を経て製造されたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナーである。
非結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、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溶液に、カルボジイミド基を有する架橋剤を加え、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を加熱して合一させる工程を経て製造されたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナーである。
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電子写真用トナーを含有することを特徴とする電子写真用現像剤である。
トナーが少なくとも収められ、該トナーが請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電子写真用トナーであることを特徴とするトナーカートリッジである。
現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の電子写真用現像剤を収容することを特徴とするプロセスカートリッジである。
像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が請求項4に記載の電子写真用現像剤であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、低温定着性を維持し、脱墨がより容易な画像が得られる電子写真用トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、低温定着性を維持し、脱墨がより容易な画像が得られる電子写真用トナーが提供される。
請求項5に係る発明によれば、低温定着性を維持し、脱墨が容易な画像が得られる電子写真用トナーを収容するトナーカートリッジが提供される。
請求項7に係る発明によれば、低温定着性を維持し、脱墨が容易な画像が得られる画像形成装置が提供される。
<電子写真用トナー>
本実施形態の電子写真用トナー(以下、「本実施形態のトナー」という場合がある。)は、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、60℃における応力緩和測定により求めた、1秒後の緩和弾性率G1(t=1)が2×106Pa以上1×107Pa以下であり、かつ、50秒後の緩和弾性率G2(t=50)が7×104以上8×105Pa未満であることを特徴とする。
ここで、60℃における応力緩和測定は、レオメトリックスサイエンティフィック社製ARES測定装置を用いて、トナーサンプルを120℃から140℃に加熱溶融して直径8mmのパラレルプレートにセッティングし、30℃に冷却し30分保持することで固化し、その後、60℃に昇温し5分後に応力緩和モード(歪量1から3%)にて測定した。測定開始から1秒後の応力緩和弾性率をG1、50秒後の応力緩和弾性率をG2とした。
本実施形態のトナーは、結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーであり、非結晶性ポリエステルへの結晶性ポリエステルの可塑化作用により、より低温度で紙上へのトナー層形成が容易になる。更に、適度な弾性(前記G1が2×106Pa以上1×107Pa以下で、かつ前記7×104以上8×105Pa未満)を有していることで、紙へのトナーの染み込みを押さえられているので、脱墨しやすいものと考えられる。また、脱墨時には、紙繊維とトナーの剥離が必要であるが、剥離面でも、上記適度な弾性を有していると、従来のトナーに比べて有利であると考えられる。
結晶性ポリエステル樹脂は、結着樹脂としてトナー中に含有される。
本実施形態において、結晶性ポリエステル樹脂における「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指す。なお、吸熱ピークは、トナーとしたときに、40℃以上50℃以下の幅を示す場合がある。
また、非結晶性ポリエステル樹脂における「非結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化のみを示し、特に、測定において、1度昇温・降温という熱履歴を与えた後に昇温して得られたスペクトルに明確な吸熱ピークを有さないことを指す。
更に、結晶性ポリエステル樹脂の主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50質量%以下であれば、この共重合体も結晶性ポリエステル樹脂と呼ぶ。
エステル濃度(M)=K/A 式(1)
式:M=2/A'
(上記式中、Mはエステル濃度を、A'は1の繰り返し単位における高分子鎖を構成する原子数を示す。)
式:M={KXa×a+KXb×b+KXc×c}/{AXa×a+AXb×b+AXc×c}
(上記式中、Mはエステル濃度を表し、KXaは共重合単位Xa、KXbは共重合単位Xb、KXcは共重合単位Xcにおけるそれぞれのエステル基数を表し、AXaは共重合単位Xa、AXbは共重合単位Xb、AXcは共重合単位Xcにおけるそれぞれの高分子鎖を構成する原子数を表す。)
前記酸由来構成成分となるための酸としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが、特定のポリエステルにおける主たる酸由来構成成分としては、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸が好ましく、特に脂肪族ジカルボン酸として直鎖型のカルボン酸が好ましい。
アルコール由来構成成分となるためのアルコールとしては、脂肪族ジオールが好ましく、鎖炭素数が7以上20以下の範囲である直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。
脂肪族ジオール由来構成成分の含有量が、80構成モル%未満では、ポリエステルの結晶性が低下し、融点が降下するため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び低温定着性が悪化してしまう場合がある。
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、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することができ、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。酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(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、通常1/1程度である。
分子量はGPCで測定するが、重量平均分子量(MW)として10000以上35000以下、好ましくは15000以上30000以下が好ましい。MWが10000未満であると、高湿下での帯電量が確保しにくくなる場合があり、また30000よりも高いと低温で定着した時光沢がでにくくなる場合がある。
尚、前記重量平均分子量の測定は以下の方法によって行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)として「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製、6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて測定した。尚、実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
非結晶性ポリエステル樹脂は、結着樹脂としてトナー中に含有される。
本実施形態に用いられる非結晶性ポリエステル樹脂も、酸(ジカルボン酸)成分とアルコール(ジオール)成分とから合成される特定のポリエステルである。
酸由来構成成分のうち、芳香族カルボン酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等が挙げられ、中でもテレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、および、これらのアルキルエステル類が、入手容易性、易乳化性のポリマーを形成しやすい等の点で好ましい。
アルコール由来構成成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、などの脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどの脂環式ジオール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールを1種又は2種以上用いることができる。これら多価アルコールのうち、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオールがより好ましい。また良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)を併用してもよい。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調整等の目的で、酢酸、安息香酸等の1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価のアルコールも使用することができる。
2種の分子量が異なる非結晶性ポリエステル樹脂からなる複合粒子とするには有機溶剤又は混合溶剤に樹脂を溶かす際に、同時に異なる樹脂を投入して溶かせばよい。
ここでいうトルエン不溶分中に含まれる樹脂は結晶性ポリエステル樹脂であり、分子量が30000以上100000以下の樹脂及び分子量が8000以上12000以下の樹脂はそれぞれ、H体及びL体に相当する。L体として酸価Bが13mgKOH/g以上20mgKOH/g以下程度、H体として酸価Aが10mgKOH/g以上15mgKOH/g以下程度のものを、結晶性ポリエステル樹脂として酸価Cが9mgKOH/g以上13mgKOH/g以上程度のものを、酸価の序列がB>A>Cになるようにして、用いることが好ましい。
本実施形態のトナー中の該その他の樹脂の含有量は、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂及びその他の樹脂の合計量(すなわち、全結着樹脂成分)に対して1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
本実施形態のトナーに使用できる離型剤の例としては、特に限定されるものではなく、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物、石油系ワックス、天然ガス系ワックス及びそれらの変性物や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を示すシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類や、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ミツロウ等の動物系ワックス、などを挙げることができ、また改質助剤成分として、炭素数10から18である高級アルコールやその混合物、及び炭素数16から22の高級脂肪酸モノグリセライドやその混合物を挙げることができ、これらのものから組み合わせて用いることができる。
前記機械的手段により微分散させるための装置としては、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)、連続式超音波ホモジナイザー(日本精機株式会社)、ナノマイザー(ナノマイザー社)、マイクロフルイダイザー(みずほ工業株式会社)、ハレル型ホモジナイザー、スラッシャ(三井鉱山株式会社)、キャビトロン(株式会社ユーロテック)などが挙げられる。
本実施形態のトナーに用いられる着色剤としては公知の着色剤が使用できる。
黒顔料としてはカーボンブラック、磁性粉等が使用できる。黄色顔料としては、例えば、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエローNCG等があげられる。赤色顔料としては、ベンガラ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等があげられる。青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどがあげられる。また、これらを混合し、更には固溶体の状態で使用できる。
また、これらの着色剤は、極性を有するイオン性界面活性剤を用い、既述したホモジナイザーを用いて水系溶媒中に分散し、着色剤粒子分散液を作製することができる。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。本実施形態のトナーへの着色剤の添加量は、トナーに含まれる結着樹脂100質量部に対して4質量部以上20質量部以下の範囲内が好適である。
帯電制御剤として、湿式で無機粒子をトナーに添加する場合、無機粒子の例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウムなど通常トナー表面の外添剤として使うすべての無機粒子を挙げることができる。この場合、これら無機粒子はイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基等を用いて溶媒中に分散させて利用することができる。
トナーに添加される無機酸化物粒子としては、SiO2,TiO2,Al2O3,CuO,ZnO,SnO2,CeO2,Fe2O3,MgO,BaO,CaO,K2O,Na2O,ZrO2,CaO・SiO2,K2O・(TiO2)n,Al2O3・2SiO2,CaCO3,MgCO3,BaSO4,MgSO4等を例示することができる。これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。該無機酸化物粒子は、表面が予め疎水化処理されていることが好ましい。この疎水化処理によりトナーの粉体流動性改善のほか、帯電の環境依存性、耐キャリア汚染性に対してより効果的である。
まず、コールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)の測定器を用いて測定されたトナーの粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個々のトナー粒子の体積について小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒子径を、体積平均粒子径D16vと定義し、累積50%となる粒子径を、体積平均粒子径D50vと定義する。同様に、累積84%となる粒子径を、体積平均粒子径D84vと定義する。この際、体積平均粒度分布指標(GSDv)は、D84v/D16vとして定義される。この関係式を用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)を算出できる。また、トナー以外の体積平均粒子径も上述と同様の方法により測定できる。
また、重量平均分子量の異なる2種類の非結晶性ポリエステル樹脂粒子を併用することもできる。
(1)オキサゾリン基を有する架橋剤としては、市販されているものが挙げられる。例えばエポクロスWS−500、WS−700が(日本触媒)が挙げられる。
また、(2)カルボジイミド基を有する架橋剤を用いる場合、前記凝集粒子形成工程において、コアを形成する酸価15程度の樹脂固形分1当量に対して0.05〜0.5当量のカルボジイミド基を含有させておけばよく、固形分40質量%のカルボジイミド価429g/eqの架橋剤の場合は、0.0134g〜0.134gの使用が好ましい。
融合合一工程終了後は、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナーを得る。
本実施形態の電子写真用現像剤は、本実施形態の電子写真用トナーを含有するものである。本実施形態の電子写真用トナーを単独で用いると一成分系の電子写真用現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の電子写真用現像剤となる。本実施形態の電子写真用現像剤としては、二成分系の電子写真用現像剤が好ましい。
具体的には前記キャリア芯材を、前記被膜形成用液に浸漬する浸漬法、被膜形成用液を前記キャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、前記キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で前記被膜形成用液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。これらの中でも、本実施形態において、ニーダーコーター法が好ましい。
次に、既述の本実施形態の電子写真用現像剤を用いた本実施形態の画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤として既述の本実施形態の電子写真用現像剤を用いるものである。
以下、本実施形態の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、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
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に収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能である。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Y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。
感光体1Yは、導電性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3Y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1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー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3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1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〜第4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。
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。
図2は、本実施形態の電子写真用現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体(像保持体)107とともに、帯電ローラ108、現像装置(現像手段)111、感光体クリーニング装置(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。
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。なお、300は記録紙である。
また、実施例に記載の酸価は以下のようにして測定した。基本操作はJIS K−0070−1992に準ずる。
試料は予め結着樹脂のTHF(テトラヒドロフラン)不溶成分を除去して使用するか、上記のTHF不溶分の測定で得られるソックスレー抽出器によるTHF溶媒によって抽出された可溶成分を試料として使用した。試料の粉砕品1.5gを精秤し、300mlのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(4/1)の混合液100mlを加え溶解させた。自動滴定装置GT−100(ダイアインスツルメンツ社製)を用いて、0.1mol/lのKOHのエタノール溶液により電位差滴定を行った。この時のKOH溶液の使用量をA(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とする。これらの値から、下記式(15)により酸価を計算した。式(15)中、wは精秤した試料量、fはKOHのファクターである。
式(15): 酸価(mgKOH/g)={(A−B)×f×5.61}/w
合成例1<樹脂A1の合成>
テレフタル酸ジメチル97.1部、イソフタル酸58.3部、無水ドデセニルコハク酸53.3部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物94.9部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物241部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら220℃で5時間攪拌し、分子量が30000程度になったら、無水トリメリット酸8部を加えさらに2時間攪拌した。重量平均分子量Mw=45900、数平均分子量Mn=7900の非結晶性ポリエステルである樹脂A1を得た。樹脂A1のガラス転移点は63℃、酸価は13.6mgKOH/gであった。
テレフタル酸ジメチル116.5部、イソフタル酸19.4部、無水ドデセニルコハク79.9部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物158.2部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物172.1部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら220℃で5時間攪拌し、分子量が30000程度になったら、無水トリメリット酸8部を加えさらに2時間攪拌した。重量平均分子量Mw=46100、数平均分子量Mn=7400の非結晶性ポリエステルである樹脂A2を得た。樹脂A2のガラス転移点は60℃、酸価は13.5mgKOH/gであった。
テレフタル酸ジメチル97.1部、イソフタル酸38.8部、無水ドデセニルコハク79.9部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物94.9部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物241部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら220℃で2時間攪拌し、分子量が12000程度になったら、無水トリメリット酸9部を加えさらに1時間攪拌した。重量平均分子量Mw=14500、数平均分子量Mn=5300の非結晶性ポリエステルである樹脂B1を得た。樹脂B1のガラス転移点は61℃、酸価は15.5mgKOH/gであった。
テレフタル酸ジメチル97.1部、イソフタル酸58.3部、無水ドデセニルコハク53.3部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物158.2部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物172.2部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら220℃で2時間攪拌し、分子量が12000程度になったら、無水トリメリット酸9部を加えさらに1時間攪拌した。重量平均分子量Mw=17700、数平均分子量Mn=5700の非結晶性ポリエステルである樹脂B2を得た。樹脂B2のガラス転移点は64℃、酸価は15.2mgKOH/gであった。
合成例1<樹脂C1の合成>
ドデカン2酸230.3部、1,9−ノナンジオール160.3部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=24200、数平均分子量Mn=9900、酸価10.8mgKOH/gの結晶性ポリエステル樹脂である樹脂C1を得た。樹脂C1のエステル濃度は0.087、融点は77℃であった。
テトラデカン2酸248部、1,6−へキサンジオール118.2部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=25500、数平均分子量Mn=10400、酸価11.5mgKOH/gの結晶性ポリエステル樹脂である樹脂C2を得た。樹脂C2のエステル濃度は0.091、融点は75℃であった。
<乳化液(非結晶性樹脂ラテックス(D1))の調製>
樹脂A1 300部を酢酸エチル120部、イソプロピルアルコール75部を加え、25℃で樹脂を溶解し、その後10%アンモニア水10.4部を加えたのち、この混合物にイオン交換水1200部を徐々に滴下していくと転相して得られた乳化液から酢酸エチルを留去し、体積平均粒子径0.17μmの非結晶性樹脂ラテックス(D1)を得た。
樹脂A1をA2に変えた以外は乳化液(非結晶性樹脂ラテックス(D1))の調製と同様にして、体積平均粒子径0.16μmの非結晶性樹脂ラテックス(D2)を得た。
樹脂B1 300部を酢酸エチル120部、イソプロピルアルコール75部に25℃で溶解し、10%アンモニア水10.4部を加えたのち、この混合物にイオン交換水1200部を徐々に滴下していくと転相して得られた乳化液から酢酸エチルを留去し、体積平均粒子径0.15μmの非結晶性樹脂ラテックス(E1)を得た。
樹脂B1を樹脂B2に変えた以外は乳化液(非結晶性樹脂ラテックス(E1))の調製と同様にして、体積平均粒子径0.16μmの非結晶性樹脂ラテックス(E2)を得た。
樹脂C1 300部を酢酸エチル105部、イソプロピルアルコール105部を加え、65℃で樹脂を溶解し、その後10%アンモニア水15.5部を加えたのち、この混合物にイオン交換水1200部を徐々に滴下していくと転相して得られた乳化液から酢酸エチルを留去し、体積平均粒子径0.13μmの結晶性樹脂ラテックス(F1)を得た。
樹脂C1を樹脂C2に変えた以外は乳化液(結晶性樹脂ラテックス(F1))の調製と同様にして、体積平均粒子径0.14μmの結晶性樹脂ラテックス(F2)を得た。
下記組成のものを混合溶解し、ホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)と超音波照射とにより分散し体積平均粒径150nmの青顔料分散液を得た。
・カーボンブラック顔料 R330(キャボっト社製):50部
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC:5部
・イオン交換水:200部
下記組成のものを混合し、97℃に加熱した後、ホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)にて分散した。その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cm2の条件で20回処理して微粒子化することにより、体積平均粒径190nmの離型剤分散液を得た。
・ワックス(WEP−5、日本油脂社製):50部
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC:5部
・イオン交換水:200部
−電子写真用トナー(1)の作製−
下記の組成のものを、丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)で混合分散する。
・非結晶性樹脂ラテックス(D1):195部
・非結晶性樹脂ラテックス(E1):195部
・結晶性樹脂ラテックス(F1):52部
・イオン交換水:250部
・顔料分散液:33.5部
・離型剤分散液:67.5部
・架橋剤(オキサゾリン基を有する架橋剤、エポクロスWS−500):1.8部
その後、10%硫酸アルミニウム水溶液75部を加えフラスコ内の内容物を攪拌しながら45℃まで加熱攪拌し、45℃で30分間保持した(コア作製)。
この電子写真用トナー(1)(トナー(1))の粒子に外添剤として、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、外添トナーとした。
平均粒径50μmのフェライトコア100部に対して、0.15部にあたる弗化ビニリデン、及び1.35部にあたるメチルメタアクリレートとトリフロロエチレンとの共重合体(重合比80:20)樹脂をニーダー装置を用いコーティングし、キャリアを作製した。得られたキャリアと前記外添した電子写真用トナー(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、電子写真用現像剤(1)を作製した。
前記電子写真用現像剤(1)は、富士ゼロックス製DocuCentre Color f450(以下DCCf450と略記する場合がある)の改造機を用い、プロセススピード165mm/Sで、テストパターン(画像密度20%、トナー量4.5mg/m2)を用い、富士ゼロックス製P紙に画像形成し、温度を振って定着テストを行った。定着画像は折り曲げによる、画像の白筋の太さでグレード付けを行ない、MFT((最低定着温度を)求めた。本実施例のトナーのMFTは130℃であった。その結果を表1に示す。尚、前記富士ゼロックス製DCCf450の改造機は、像保持体と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、を有している。
前記定着評価を行なった画像を用いて、脱墨性試験紙を作成した。この試験紙を用いて、以下の条件で脱墨評価を行なった。脱墨テストはよく行なわれている公知の方法である。
・前記定着温度の測定と同様に画像形成したサンプル:50%
・NaOH:1.5%
・ケイ酸ソーダ:3.5%
・脱墨剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル):0.2%
上記組成で、原料濃度15%として70℃20分間攪拌して、離解させる。その後、2時間熟成した後、通常の方法で熟成し、スクリーンクリーナー工程に通し、遠心脱水機により25%になるまで脱水し、さらに2軸式のニーダーにより苛性ソーダ0.5%、ケイ酸ソーダ2.0%、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系脱墨剤0.15%、過酸化水素0.6%を添加し、ニーデイングの後60℃で4時間放置し、1%のパルプ濃度としてフローテーションを30分行い、トナーを分離した。その後の脱墨パルプを用いて抄紙し、坪量80g/m2のテスト紙を作成する。
・グレード1:黒色異物量が無い。
・グレード2:黒色異物の数が10個以下。
・グレード3:黒色異物の数が11個以上30個以下。
・グレード4:黒色異物の数が31個以上100個以下。
・グレード5:黒色異物の数が101個以上(再生紙として問題あり)。
実施例1のトナーを用いた脱墨性テストはグレード2であった。
実施例1において、コア作製に用いた非結晶性樹脂ラテックス、結晶性樹脂ラテックス、エポクロスWS−500の種類及び使用量を表1に記載の種類及び使用量に変更したこと以外、実施例1と同様にして、電子写真用トナー(2)〜(10)を作製し、実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表1に示す。
実施例1において、架橋剤(オキサゾリン基を有する架橋剤、エポクロスWS−500):1.8部を、架橋剤(カルボジイミド基を有する架橋剤、カルボジライトSV−02):3.2部に変更したこと以外、実施例1と同様にして、電子写真用トナー(11)を作製し、実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
実施例7において、コア作製に用いた非結晶性樹脂ラテックス、結晶性樹脂ラテックス、カルボジライトSV−02の種類及び使用量を表2に記載の種類及び使用量に変更したこと以外、実施例7と同様にして、電子写真用トナー(12)〜(20)を作製し、実施例7と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 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(被転写体)
Claims (7)
- 結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、
60℃における応力緩和測定により求めた、1秒後の緩和弾性率G1(t=1)が2×106Pa以上1×107Pa以下であり、かつ、50秒後の緩和弾性率G2(t=50)が7×104Pa以上8×105Pa未満であることを特徴とする電子写真用トナー。 - 非結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、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溶液に、オキサゾリン基を有する架橋剤を加え、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を加熱して合一させる工程を経て製造されたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 非結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散した結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液、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溶液に、カルボジイミド基を有する架橋剤を加え、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を加熱して合一させる工程を経て製造されたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電子写真用トナーを含有することを特徴とする電子写真用現像剤。
- トナーが少なくとも収められ、該トナーが請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電子写真用トナーであることを特徴とするトナーカートリッジ。
- 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の電子写真用現像剤を収容することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が請求項4に記載の電子写真用現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
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