JP2010151963A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、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】ポリエステル樹脂を含む結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有し、湿式製法で製造され、下記定義(a)により定義されるAと、下記定義(b)により定義されるBとが、下記式(1)及び(2)の関係を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
定義(a)
トナー100gをメタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の抽出前のトナーに対する比率をAとする。
定義(b)
トナー100gをイオン交換水500gに分散し、pH9.0に調整した後に50℃にて加熱処理したトナー100gを、メタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の抽出前の加熱処理したトナーに対する比率をBとする。
式(1)
A ≦ 2%
式(2)
(A−B) ≦ 0.05%
【選択図】なし
Description
また、トナー1gから20ml(25℃)の水で抽出されるイオン性界面活性剤の量(A)が0.5mg≧A≧0.00001mgであるトナーが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、個数平均粒径が0.5〜6.0μmであり、個数分布の変動係数が20%以下であり、メタノール溶媒により抽出されるメタノール可溶樹脂成分を、トナー質量に対して、0.01〜10質量%含有し、該メタノール可溶樹脂成分は、有機酸基を有する重合体組成物を含有し、50〜600mmgKOH/gの酸価(Av)を有し、α―メチルスチレンを構成単位として含有する共重合体を含むトナーが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特許文献1で提案されたトナーは、低温低湿下での帯電量が高く、連続使用時に濃度低下が生じてしまう。
また、特許文献2で提案されたトナーは、トナーに残留する界面活性剤を除去することにより、帯電量の環境差が少なく、カブリ及び濃度低下の発生を抑制する提案である。
また、特許文献4で提案されたトナーは、メタノールで抽出されるα―メチルスチレンを構成単位として含有する共重合体がトナーに存在することによりトナー帯電の環境安定性を安定化させるものである。
しかし、これら特許文献1〜5で提案されたトナーでは、トナーから抽出される低分子量成分の制御出来ない、あるいはアルカリ洗浄により低分子量成分が生成してしまうことからトナー帯電環境性を改善するには不十分である。
すなわち請求項1に係る発明は、
ポリエステル樹脂を含む結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有し、湿式製法で製造され、
下記定義(a)により定義されるAと、下記定義(b)により定義されるBとが、下記式(1)及び(2)の関係を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
定義(a)
トナー100gをメタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前のトナー100gに対する比率をAとする。
定義(b)
トナー100gをイオン交換水500gに分散し、pH9.0に調整した後に50℃にて3時間加熱処理する。更に加熱処理したトナー100gを、メタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前の加熱処理したトナー100gに対する比率をBとする。
式(1)
A ≦ 2%
式(2)
(A−B) ≦ 0.05%
トナー100gをメタノール500gに添加し、温度50℃の条件下で3時間攪拌したときに、該メタノールに抽出されたトナー成分を、乾固後にテトラヒドロフランに溶解させた可溶分は、分子量2000以下の成分の比率が70重量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
ポリエステル樹脂Aを含む結着樹脂、着色剤及び離型剤を含むコア粒子の表面に、ポリエステル樹脂Bを含む結着樹脂を含有するシェルを設けたコアシェル構造を有し、
前記ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量が40000以上100000以下であり、
前記ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量が前記ポリエステル樹脂Aの重量平均分子量より大きいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーである。
トナーを含み、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする静電荷像現像剤である。
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のいずれか1項に記載の静電荷像現像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に記載の静電荷像現像剤を収め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被転写体上に転写する転写手段と、被転写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5に記載の静電荷像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、帯電性の環境依存性が少なく、画像濃度が低温低湿下、高温高湿下の何れでも安定で、優れた画像が得られるという効果が顕著になる。
請求項3に係る発明によれば、帯電環境依存性を維持しつつ、定着性能が確保される。
請求項5に係る発明によれば、帯電性の環境依存性が少なく、画像濃度が低温低湿下、高温高湿下の何れでも安定で、優れた画像が得られ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、帯電性の環境依存性が少なく、画像濃度が低温低湿下、高温高湿下の何れでも安定で、優れた画像が得られる画像形成装置が提供される。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、「本実施形態のトナー」という場合がある。)は、ポリエステル樹脂を含む結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有し、湿式製法で製造され、
下記定義(a)により定義されるAと、下記定義(b)により定義されるBとが、下記式(1)及び(2)の関係を満たすことを特徴とする。
定義(a)
トナー100gをメタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前のトナー100gに対する比率をAとする。
定義(b)
トナー100gをイオン交換水500gに分散し、pH9.0に調整した後に50℃にて3時間加熱処理する。更に加熱処理したトナー100gを、メタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前の加熱処理したトナー100gに対する比率をBとする。
式(1)
A ≦ 2%
式(2)
(A−B) ≦ 0.05%
定義(a)に定義されたAの求め方
トナー100gをメタノール500gに溶解し、温度50℃の条件下で3時間攪拌したときに、メタノールに抽出されたトナー成分の重量の、抽出前のトナー100gに対する比率をAとする。
前記抽出されたトナー成分の重量は、3時間撹拌することにより、メタノール可溶分が抽出されたトナーを回収し、乾燥した後のトナーの重量を測定し、抽出前のトナー100gからの減量分を計算することにより求められる(減量分を計算する方法については定義(b)も同様)。
トナー100gを、イオン交換水500gに分散し、1N水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpH9.0に調整した後に温度50℃の条件下で3時間攪拌して加熱処理する。更に温度50℃の条件下で3時間攪拌して加熱処理した後のトナーを濾過後、乾燥したトナー100gを、メタノール500gに添加し、温度50℃の条件下で3時間攪拌したときに、メタノールに抽出されたトナー成分の重量の、抽出前の加熱処理したトナー100gに対する比率をBとする。
一方、次のメタノール中で3時間攪拌する工程に用いるトナーは、100g必要であるため、トナー100gをpH9.0に調整した水溶液中で攪拌する工程を、更に別のサンプルにも実施し、メタノール中で3時間攪拌する工程を経たトナー100gを得る必要がある。
以上の工程では、重量は、精秤する必要がある。また、トナーの乾燥は、温風乾燥機等により乾燥することができる。
前記分子量2000以下の成分の比率は、50重量%未満であることがより好ましい。また、加熱定着時の用紙とトナーの密着性を確保する観点で、20重量%以上であることが好ましい。
東ソー(株)HLC−8120GPC、SC−8020装置を用い、カラムはTSK gel Super HZ2000(6.0mmID×15cm×2)を用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/分、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、検量線は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。また試料解析におけるデータ収集間隔は300msとした。GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)チャートから、分子量3000以下の成分比率を確認した。尚、分子量360付近にピークがあるが、これは溶離液由来のものであり、数平均及び重量平均の分子量解析から除外した。
本実施形態において、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、前記のように示差走査熱量測定(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樹脂を指し、該吸熱ピークを有する樹脂であればなんでもよく、結晶性ポリエステル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構成モル%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する。即ち吸熱ピークを示すことより、結晶性ポリエステル樹脂とする。以下、結晶性ポリエステル樹脂の好ましい例を示すが、ここに示されるものに限定されない。
前記多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、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等の脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸;などが挙げられ、さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるがこの限りではない。
また、3価以上のカルボン酸としては、例えば、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−ナフタレントリカルボン酸等や、これらの無水物、低級アルキルエステルなどが挙げられる。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。
これらスルホン酸基を有する2価以上のカルボン酸成分は、ポリエステルを構成する全カルボン酸成分に対して0モル%以上20モル%以下の範囲で含有されることが好ましく、より好適には0モル%以上10モル%以下の範囲である。含有量が20モル%より多いと、例えば結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が低下するばかりではなく、造粒の際に、凝集後、粒子が融合する工程に悪影響を与え、トナー径の調整が難しくなるという不具合が生じる場合がある。
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。
結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度180℃以上230℃以下で行われ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが反応温度下で溶解又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良い。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モノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定の酸又はアルコール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良い。
具体的には、例えば、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、アルミニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−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。反応性の観点から、アンチモン系、スズ系、チタン系が好ましく。環境への影響や安全性の観点から、チタン系がさらに好ましい。
なお、上記結晶性ポリエステル樹脂の融点は、前記の示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
本実施形態において用いられる「非晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定(DSC)において明瞭な吸熱ピークでなく、階段状の吸熱変化が認められる樹脂である。非晶性ポリエステル樹脂を用いる場合には、樹脂の酸価の調整やイオン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより、後述する樹脂粒子分散液を容易に調製される点で有利である。
前記多価カルボン酸としては、例えばテレフタル酸、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;無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;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;等が挙げられ、これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いてもよい。
これら多価カルボン酸の中では、芳香族カルボン酸を使用することが好ましく、また良好な定着性の確保を目的として、架橋構造あるいは分岐構造を導入するためジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが好ましい。
これら多価アルコールの中では、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、芳香族ジオールがより好ましい。また、良好な定着性の確保を目的として、架橋構造あるいは分岐構造を導入す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。
前記モノカルボン酸としては酢酸、無水酢酸、安息香酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸等を挙げることができる。また、前記モノアルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール、オクタノール、2エチルヘキサノール、トリフルオロエタノール、トリクロロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、フェノールなどが挙げられる。
本実施形態において用いられる離型剤としては、公知の離型剤であれば特に限定されない。例えば、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等の天然ワックス;低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、サゾールワックス、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、パラフィンワックス、モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス;ステアリン酸、パルチミン酸等の高級脂肪酸;エステルワックス;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、これらの離型剤は、1種単独で用いても良く、2種以上併用しても良い。
これらの中では、パラフィンワックス、カルナウバワックス及びその変性ワックス、エステルワックスから選択される1種以上の使用が、前記溶融時の離型剤のトナー表面への染み出しの観点から好ましい。
本実施形態において用いられる着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されない。例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック;ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料;ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料;銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料;フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料;等が挙げられる。
本実施形態では、上記の成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、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添加してもよい。
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、または、無機粉体を主にトナーの粘弾性調整を目的として添加され、例えば、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、燐酸カルシウム、酸化セリウム等の下記に詳細に列挙するような通常、トナー表面の外添剤として使用されるすべての無機粒子が挙げられる。帯電制御剤としては、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、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
前記有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用され、具体的には例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
本実施形態のトナーを製造する方法としては、特に制限はないが、湿式造粒法によることが好ましい。前記湿式造粒法としては、公知の溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等の方法が好適に挙げられる。以下、特に好適な乳化凝集法を例に説明する。
また、前記式(1)及び(2)の規定を満たすために、トナー粒子をアルカリ性水溶液で洗浄した後、酸性水溶液を用いて洗浄する工程(洗浄工程)を有することが好ましい。
前記乳化工程において、例えば前記非晶性ポリエステル樹脂の乳化粒子(液滴)は、水系媒体と、ポリエステル樹脂及び必要に応じて着色剤を含む混合液(ポリマー液)と、を混合した溶液に、剪断力を与えることにより形成される。その際、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱することで、ポリマー液の粘性を下げて乳化粒子を形成することができる。また、乳化粒子の安定化や水系媒体の増粘のため分散剤を使用することもできる。以下、かかる乳化粒子の分散液のことを、「樹脂粒子分散液」という場合がある。
また、塩または酸を加えることが好ましい。これにより、乳化粒子(樹脂粒子)の粒径をある程度大きく保つことができる。塩基類の添加量は、樹脂に対して、1質量%以上10質量%以下の範囲とすることが好ましい。
前記乳化液から有機溶媒を除去する方法としては、乳化液を常温(20℃以上25℃以下)もしくは加熱下で有機溶剤を揮発させる方法、これに減圧を組み合わせる方法が好ましく用いられる。
着色剤分散液や離型剤分散駅に用いられる分散剤は、一般的には界面活性剤である。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等が好適にあげられる。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また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。また、離型剤分散液など、他の分散液に用いられる分散剤と同極性であることが好ましい。
前記外添剤は、サンプルミルやヘンシェルミキサーなどで機械的衝撃力を加えられてトナー表面に付着又は固着させられる。
本実施形態におけるトナーの体積平均粒径は4〜9μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは4.5〜8.5μmの範囲であり、さらに好ましくは5〜8μmの範囲である。体積平均粒径が4μmより小さいと、トナー流動性が低下し、各粒子の帯電性が低下しやすく、また帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる。また4μmより小さいと、格段にクリーニング性が困難となる場合がある。体積平均粒径が9μmより大きいと、解像度が低下するため、十分な画質が得られなくなり、近年の高画質要求を満たすことが困難となる場合がある。
上記形状係数SF1は110〜130の範囲であることがより好ましい。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいはキャリアとから構成される二成分現像剤として用いられるが、帯電の維持性や安定性に優れる二成分現像剤が好ましい。以下、二成分現像剤の実施形態により説明する。
前記二成分現像剤におけるトナーと上記キャリアとの混合比(質量比)としては、トナー:キャリア=1:100〜30:100程度の範囲であり、3:100〜20:100程度の範囲がより好ましい。
次に、本実施形態の静電荷像現像用トナー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被転写体上に転写する転写手段と、被転写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、前記現像剤として本実施形態の静電荷像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実施形態により示すが、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潜像が感光体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潜像は、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上の静電潜像が、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、本実施形態の静電荷像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107とともに、帯電ローラ108、現像装置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。
−非晶性ポリエステル樹脂分散液(1)の調製−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2mol付加物:60mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物:40mol%
・テレフタル酸:80mol%
・ドデセニルコハク酸:20mol%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0質量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が61.0℃、酸価が12.0mgKOH/g、重量平均分子量28000である非晶質ポリエステル樹脂(1)を得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2mol付加物:60mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物:40mol%
・テレフタル酸ジメチルエステル:65mol%
・ドデセニルコハク酸:30mol%
・トリメリット酸:5mol.%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0質量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が58℃、酸価が11.5mgKOH/g、重量平均分子量82000である非晶質ポリエステル樹脂(2)を得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2mol付加物:70mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物:30mol%
・テレフタル酸:100mol%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0質量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が60℃、酸価が12.5mgKOH/g、重量平均分子量14000である非晶質ポリエステル樹脂(3)を得た。
5Lのセパラブルフラスコに樹脂を溶解しうる相当量酢酸エチルとイソプロピルアルコール混合溶剤を投入し、その後上記非晶質ポリエステル樹脂(3)を徐々に投入して、スリーワンモーターで攪拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この攪拌されている油相に希アンモニア水溶液を適量滴下し、更にイオン交換水に滴下して転相乳化させ、更にエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非晶質ポリエステル樹脂(3)の粒子を含む非晶質ポリエステル樹脂粒子分散液(3)を調製した。この複合樹脂粒子の体積平均粒径は、0.14μmであった(樹脂粒子の濃度はイオン交換水で調整して30質量%とした)。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2mol付加物:30mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物:70mol%
・テレフタル酸ジメチルエステル:75mol%
・ドデセニルコハク酸:20mol%
・トリメリット酸:5mol.%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0質量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が57.5℃、酸価が13.0mgKOH/g、重量平均分子量45000である非晶質ポリエステル樹脂(4)を得た。
シアン顔料20質量部(大日精化社製:ECB−301)、アニオン界面活性剤2質量部(第一工業製薬社製:ネオゲンSC,有効成分として着色剤に対して10質量%)、イオン交換水78質量部を用い、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、6000rpmで5分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡、続けて分散液を高圧衝撃式分散機アルティマイザー(スギノマシン社製、HJP300006)を用いて、圧力240MPaで分散した。分散は25パス相当で行った。その後イオン交換水を加えて、固形分濃度を25.0質量%に調整した。得られた着色剤分散液の平均粒径をマイクロトラックUPAにて測定した所、D50は0.120μmであった。
カルナバワックス(融点:81℃)40質量部、アニオン界面活性剤2質量部(第一工業製薬社製:ネオゲンSC)、イオン交換水58質量部を用い、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、6000rpmで5分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡、続けて圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、その後イオン交換水を加えて、固形分濃度を25.0質量%に調整した。得られた離型剤分散液の粒度分布をマイクロトラックUPAにて測定し、体積平均粒径は0.23μmであった。カルナバワックス(融点:81℃)40質量部、アニオン界面活性剤2質量部(第一工業製薬社製:ネオゲンSC)、イオン交換水58質量部を用い、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、6000rpmで5分間分散した後、攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡、続けて圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、その後イオン交換水を加えて、固形分濃度を25.0質量%に調整した。得られた離型剤分散液の粒度分布をマイクロトラックUPAにて測定し、体積平均粒径は0.23μmであった。
(トナーの作製)
・イオン交換水:280質量部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液(1):367質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20質量%):2.8質量部
上記成分を温度計、pH計、攪拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、攪拌回転数150rpmにて、30分間攪拌した。更に着色剤分散液を60質量部、離型剤分散液を80質量部を投入し、5分間攪拌した。これに1.0質量%硝酸水溶液を添加し、pHを3.0に調整した。
得られたトナー粒子分散液(1)を濾過し、これに固形分濃度が20質量%となるようにイオン交換水を滴下する。表1の洗浄方法のアルカリ処理の欄に記載の処理温度(洗浄水温度)に調整した後、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を表1の洗浄方法のアルカリ処理の欄に記載のpH(処理pH)となるまで添加し、アルカリ処理攪拌洗浄を20分間実施した後、濾過した。この後、固形分濃度が20質量%となるようにイオン交換水を滴下し、1M−HNO3水溶液を表1の洗浄方法の酸処理の欄に記載のpH(処理pH)となるまで添加し、酸処理攪拌洗浄を20分間実施した後、濾過した。この操作の後、固形分濃度が20質量%となるようにイオン交換水を滴下し、ろ液の電気伝導度が15μS/cm以下となるまでイオン交換水で繰り返し洗浄行った後、濾過した。この濾過したトナーを40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、実施例1のトナー(1)を得た。
・フェライト粒子(平均粒径:50μm):100質量部
・トルエン:14質量部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比:15/85):2質量部
・カーボンブラック:0.2質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散し、この分散液をフェライト粒子と共に真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
上記キャリア100質量部に対して、トナー(1)〜(10)をそれぞれ8質量部混合し、現像剤(1)〜(10)をそれぞれ得た。
得られた現像剤(1)〜(10)に用いたトナーの詳細、更に既述の方法で測定した比率A、比率B、(比率A−比率B)、テトラヒドロフランに溶解させた可溶分の重量平均分子量及び分子量2000以下の成分の比率を表1に示す。
実施例1〜5、比較例1〜5の現像剤を用いて、Docu Centre Color 400改造機(富士ゼロックス社製)により、低温・低湿(10℃,20%RH)及び高温・高湿(30℃,85%RH)下で50000枚の出力試験(画像面積:5%)を行い、下記の帯電維持性、画像濃度、カブリの評価を行った。その結果を表2に示す。
帯電維持性の評価は、初期(500枚走行)の帯電量と5000枚走行後での帯電量との差を求めた。なお、帯電量測定器は東芝社(製)ブローオフトライボ測定器TB200を使用した。尚、前記帯電量の差は、5μc/g以下にすることを一つの目的とするが、その値は小さいほど好ましい。
画像濃度は、500枚走行時、及び5000枚走行時で得られた画像の濃度をX−rite404濃度測定器により測定した。画像濃度は1.30以上あれば実使用上大きな問題は無い。
室温32℃、湿度75%の環境室にて、500枚走行時、及び5000枚走行時で得られた画像について、非画像部を目視観察し、G1(カブリ無し)からG5(明らかなカブリ有り)までのグレード付けを行った。通常G2以下であれば画質上の問題は無いと判断される。
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)
- ポリエステル樹脂を含む結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有し、湿式製法で製造され、
下記定義(a)により定義されるAと、下記定義(b)により定義されるBとが、下記式(1)及び(2)の関係を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
定義(a)
トナー100gをメタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前のトナー100gに対する比率をAとする。
定義(b)
トナー100gをイオン交換水500gに分散し、pH9.0に調整した後に50℃にて3時間加熱処理する。更に加熱処理したトナー100gを、メタノール500gに溶解し、抽出されたトナー成分の重量の、抽出前の加熱処理したトナー100gに対する比率をBとする。
式(1)
A ≦ 2%
式(2)
(A−B) ≦ 0.05% - トナー100gをメタノール500gに添加し、温度50℃の条件下で3時間攪拌したときに、メタノールに抽出されたトナー成分を、乾固後にテトラヒドロフランに溶解させた可溶分は、分子量2000以下の成分の比率が70重量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- ポリエステル樹脂Aを含む結着樹脂、着色剤及び離型剤を含むコア粒子の表面に、ポリエステル樹脂Bを含む結着樹脂を含有するシェルを設けたコアシェル構造を有し、
前記ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量が40000以上100000以下であり、
前記ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量が前記ポリエステル樹脂Aの重量平均分子量より大きいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。 - トナーを含み、該トナーが請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする静電荷像現像剤。
- 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のいずれか1項に記載の静電荷像現像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に記載の静電荷像現像剤を収め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被転写体上に転写する転写手段と、被転写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に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
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