JP2012047990A - 静電荷像現像用トナー、現像剤、現像剤入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも結晶性ポリエステルおよび非結晶性ポリエステルを含む静電荷像現像用トナーであって、前記結晶性ポリエステルの融点が60〜80℃であり、該トナーの示差走査熱量測定において1回目の昇温時の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1、該トナーを50℃で24時間加温した後の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1’としたとき、(W1−W1’)/W1<0.50を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
また、小粒径トナーとした場合の粉体流動性及び転写性に優れると共に、耐熱保存性、低温定着性及び耐ホットオフセット性のいずれにも優れたトナーの製造方法が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
また、低温定着性を改善する目的で、重合法によって結晶性ポリエステルを導入する方法も開示されている。結晶性ポリエステルの分散液の作製方法として、特許文献6に相分離用溶媒を用いた分散液の作製方法が開示されているが、この方法では分散粒径が数十μm〜数百μmの粗分散液しかできず、トナーに使用することができる体積平均粒径が1.0μm以下の分散液を得ることはできない。また結晶性ポリエステル分散の小粒径化を目的として、特許文献7に溶媒に結晶性ポリエステル単体を混合し、昇温及び冷却することで小粒径化を試みる方法が記載されているが、安定していなく十分ではない。
しかしながら、上述のような方法及びその方法により得られるトナーの場合、耐高温オフセット性は上がるが、低温定着性の阻害および定着後の光沢低下を招いてしまい、まだ不十分である。
また特許文献6、7に記載された方法では、低温定着性を改善するために重合法に結晶性ポリエステルを導入しているが、安定的に小粒径の分散液を得ることができず、結果としてトナー粒度分布の悪化を引き起こしており、更に結晶性ポリエステルのトナー表面への露出により、フィルミングを引き起こすため、十分ではない。
前記結晶性ポリエステルの融点が60〜80℃であり、
該トナーの示差走査熱量測定において1回目の昇温時の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1、該トナーを50℃で24時間加温した後の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1’としたとき、
(W1−W1’)/W1<0.50
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。
(2)少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー材料が有機溶媒に溶解乃至分散されている液を水系媒体中に乳化乃至分散し、有機溶剤を除去することにより得られることを特徴とする上記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)前記分散液が結着樹脂成分として更に結着樹脂前駆体を含有することを特徴とする上記(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂から成る結着樹脂前駆体、及びこれら以外の結着樹脂成分を溶解乃至分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物を溶解させた後、前記油相を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を架橋反応及び/又は伸長反応させ、有機溶剤を除去して得られることを特徴とする上記(2)又は(3)に記載の静電荷像現像用トナー。
(5)少なくとも、原料の溶融混練工程、冷却工程、粉砕工程、分級工程及び表面処理工程を有する製造方法によって得られることを特徴とする上記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(6)上記(5)記載のトナーであって、前記結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度にて、前記分級工程の前あるいは後にアニーリング処理を実施することを特徴とする上記(5)に記載の静電荷像現像用トナー。
(7)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各々水系媒体中に分散して結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非結晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程と、前記結晶性ポリエステル樹脂粒子、非結晶性ポリエステル樹脂粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する工程と、該凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程と、前記トナー粒子を洗浄する工程とを有する製造方法によって得られることを特徴とする上記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(8)上記(7)に記載のトナーであって、前記結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度にて、前記洗浄工程前、洗浄工程中、あるいは洗浄工程後にアニーリング処理を実施することを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
(9)上記(1)〜(8)のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
(10)上記(9)に記載の現像剤が充填されてなることを特徴とする現像剤入り容器。
(11)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーが、上記(1)〜(8)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(12)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記トナーが、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の静電荷現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
(13)静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記トナーが、上記(1)〜(8)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
本発明のトナーは、少なくとも結晶性ポリエステルおよび非結晶性ポリエステルを含む静電荷像現像用トナーであって、前記結晶性ポリエステルの融点が60〜80℃であり、該トナーの示差走査熱量測定において1回目の昇温時の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1、該トナーを50℃で24時間加温した後の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1’としたとき、(W1−W1’)/W1<0.50を満たすことを特徴とするものである。
一方、非結晶性ポリエステルと相溶した結晶性ポリエステルを、結晶性ポリエステルの融点付近の温度で加温すると、結晶性ポリエステルの結晶化が進行し、より安定な結晶状態に変化することが知られている。このため(W1−W1’)/W1<0.50を満たすトナーは結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルが相溶していないことを示すため、低温定着性、耐熱保存性を両立した画像品質の優れたものとなる。
有機溶媒中に、結着樹脂成分として少なくとも結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを含んでなる油相を水系媒体中に分散させ、得られた分散液から有機溶媒を除去することによってトナーを得るトナーの製造方法において、結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶媒中で高温にすることで溶解し、冷却することで再結晶化するが、その際、結晶性ポリエステル樹脂単独で加熱溶解及び冷却することで、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを相溶させないことができる。この工程で非結晶性ポリエステル樹脂を混在させると加熱溶解時に結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルが相溶してしまい、トナーにおいて結晶性ポリエステルのシャープメルト性が活かされない。そのため、上記の加熱溶解/冷却工程においては、有機溶媒中で結晶性ポリエステル単独で行う必要がある。このとき、冷却過程で析出する結晶性ポリエステル樹脂の分散粒径は溶液の濃度や冷却速度によって決まる。そして、冷却後分散液に非結晶性ポリエステル樹脂を溶解し、機械的粉砕装置で微粒子化することで結晶性ポリエステル分散液を作製することができる。
また、機械的粉砕装置は粘度の上昇とともに分散液にシェアがかかり分散液温度が上昇し、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶するため、分散液温度を結晶性ポリエステルが有機溶媒に溶解する温度より上昇しないように分散を行うことで、結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルの相溶を防ぐことができる。
まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に精秤して入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下(流量50ml/min)、昇温速度1℃/min、温度変調周期60秒、温度変調振幅0.159℃で、−20℃から150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minにて0℃まで冷却させ、示差走査熱量計(「Q−200」、TAインスツルメンツ製)によりDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、1回目の昇温時におけるDSC曲線の吸熱ピークを選択し、ベースラインから吸熱ピークトップまでの高さの1/3となる部分の温度幅を算出し、これをW1とする。
そして、該トナーを50℃で24時間加温する。
その後、再度上記1回目の昇温時と同様にしてDSC測定を行い、DSC曲線を計測する。そして、得られたDSC曲線から吸熱ピークを選択し、ベースラインから吸熱ピークトップまでの高さの1/3となる部分の温度幅を算出し、これをW1’とする。
上述のように、(W1−W1’)/W1<0.50の関係を満たすトナーは結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルが相溶していないことを示す。
詳しくは、結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度(Tm)を基準として、(Tm−40)℃未満の温度では非溶媒の特性を示し、それ以上の温度では良溶媒の特性を示すものであればよく、具体例としてトルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。
<溶解懸濁法>
本発明のトナーの製造方法としては、有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル分散液、変性ポリエステル系樹脂から成る結着樹脂前駆体、これら以外の結着樹脂成分を溶解させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物を溶解させた後、前記油相を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を架橋反応及び/又は伸長反応させ、有機溶剤を除去する製造方法が好ましい。
本発明のトナーは原料の溶融混練工程、冷却工程、粉砕工程、分級工程及び表面処理工程を有する製造方法によって得ることもできる。より詳細には、(1)少なくとも結着樹脂を含むトナー組成物を混練する工程、(2)混練したトナー組成物を冷却して粉砕(粗粉砕、微粉砕)する工程、(3)粉砕した粉体に少なくとも外添剤の一部を添加する工程、(4)分級する工程、(5)分級にて所定外粒度の微粉成分を混練工程に戻すリサイクル工程、(6)分級にて所定粒度の成分に外添剤(残りの量)を添加する工程、を有する製造方法によって作製することができる。
粗粉砕に用いられる粉砕機としては、アトマイザー、ロートプレックス等が挙げられる。
微粉砕物の重量平均粒子径は、画像品質等の面から、2〜10μm好ましく、2〜7μmがさらに好ましい。
上記(4)の分級工程にて、微粉砕物を分級することにより、トナーを得ることができる。分級に用いられる分級装置としては、風力分級機、慣性式分級機、ロータ型分級機、篩式分級機等が挙げられる。
また、該分級工程の前又は後にアニーリング処理を行うことが好ましい。すなわち、上記粉砕工程後のトナー、又は分級工程により分級したトナーを、50℃にて24時間保温することで、結晶性ポリエステルの再結晶化を行うことができる。アニーリング処理は、トナーに含まれる結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度で行うことが好ましい。
上記(6)の分級にて所定粒度の成分に外添剤(残りの量)を添加する工程では、上記(3)の工程と同様に、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の高速攪拌可能な混合機によって、粉砕した粉体に少なくとも外添剤の一部を添加することができる。
本発明のトナーの製造方法としては、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各々水系媒体中に分散して結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非結晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程、前記樹脂微粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する工程、前記樹脂微粒子のガラス転移点以上の温度に加熱して凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程、前記トナー粒子を洗浄する工程を有する製造方法によっても得ることができる。以下にその一例を説明する。
例えば結晶性ポリエステル粒子の形成は、水系媒体と結晶性ポリエステルとを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行うことができる。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成することができる。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用することもできる。さらに、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、結晶性ポリエステル粒子の分散液が作製される。
また、非結晶性ポリエステルの場合も、上記に準じて非結晶性ポリエステル粒子の分散液が作製される。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウムの等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
なお、乳化工程で着色剤を混入させておく場合、ポリマーと着色剤との混合は、ポリマーの有機溶剤溶解液に、着色剤あるいは着色剤の有機溶剤分散液を混合することで行うこともできる。
前記凝集工程においては、まず得られた結晶性ポリエステル樹脂粒子の分散液、非結晶性ポリエステル樹脂粒子の分散液及び着色剤分散液等を混合して混合液とし、非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。
凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、2.2以上6以下の範囲がより望ましく、2.4以上5以下の範囲がさらに望ましい。この際、凝集剤を使用することも有効である。
さらに、前記凝集粒子が所望の粒径になったところで、非結晶性ポリエステル樹脂粒子を追添加することで、コア凝集粒子の表面を非結晶ポリエステル性樹脂で被覆した構成のトナーを作製してもよい。この場合、結晶性ポリエステル樹脂がトナー表面に露出しにくくなるため、追添加する非結晶性ポリエステル樹脂粒子は高分子量の非結晶性ポリエステル樹脂粒子とすることが望ましい。追添加する場合、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記高分子量の非結晶性ポリエステル樹脂のTg以上または結晶性ポリエステル樹脂のTm以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。
前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。融合後に冷却し、融合粒子を得る。融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子となる。
アニーリング処理は結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度にて行うことが好ましい。これにより結晶性ポリエステル樹脂の再結晶化を行うことができる。
本発明の現像剤は、本発明のトナーを有するが、キャリア等の成分をさらに有してもよく、トナーからなる一成分現像剤、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤等として、用いることができるが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等には、寿命向上等の点で、二成分現像剤を用いることが好ましい。このような現像剤は、磁性一成分現像法、非磁性一成分現像法、二成分現像法等の公知の各種電子写真法に用いることができる。
芯材の材料としては、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料等が挙げられ、二種以上併用してもよい。なお、画像濃度の確保の点では、芯材として、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき、高画質化に有利である点では、芯材として、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料を用いることが好ましい。
本発明の現像剤入り容器は、本発明の現像剤が収容されているが、容器としては、特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができるが、容器本体とキャップを有するもの等が挙げられる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程を少なくとも有することが好ましく、クリーニング工程を有することがさらに好ましく、必要に応じて、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を有してもよい。
なお、記録媒体としては、特に限定されず、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
なお、複合トナー像が転写された後に中間転写体50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
本発明のプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。
〜結晶性ポリエステル樹脂1の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2500g、1,8−オクタン二酸2330g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で20時間反応させた後、200℃に昇温して6時間反応させ、さらに8.3kPaにて10時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。DSCの熱特性、GPC測定での分子量を表1に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂2の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2500g、1,8−オクタン二酸1930g、フマル酸300g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で16時間反応させた後、200℃に昇温して8時間反応させ、さらに8.3kPaにて9時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂2]を得た。DSCの熱特性、GPC測定での分子量を表1に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂3の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2500g、1,8−オクタン二酸2330g、ハイドロキノン6.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して4時間反応させ、さらに8.3kPaにて5時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂3]を得た。DSCの熱特性、GPC測定での分子量を表1に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂4の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコにフマル酸2160g、1,6−ヘキサンジオール2320g、ハイドロキノン3.9gを入れ、180℃で15時間反応させた後、200℃に昇温して5時間反応させ、さらに8.3kPaにて4時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂4]を得た。DSCの熱特性、GPC測定での分子量を表1に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂5の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2500g、1,8−オクタン二酸2330g、ハイドロキノン10.9gを入れ、180℃で6時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて4時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂5]を得た。DSCの熱特性、GPC測定での分子量を表1に示す。
〜非結晶性ポリエステル(低分子ポリエステル)樹脂の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイドサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、イソフタル酸100部、テレフタル酸108部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で10時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸30部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[非結晶性ポリエステル]を得た。
[非結晶性ポリエステル1]は、数平均分子量1800、重量平均分子量5500、Tg50℃、酸価20であった。
(溶解懸濁法)
〜ポリエステルプレポリマーの合成〜
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
[プレポリマー1]の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。
[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
水1200部、カーボンブラック(Printex35デクサ製)〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕540部、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
金属製2L容器に結晶性ポリエステル1を100g、酢酸エチル400gを採り、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷した。冷却後分散液に非結晶性ポリエステル1を100g溶解させ、これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で平均液温20℃以下を保ちながら10時間粉砕を行い、体積平均粒径が0.3μmの[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[非結晶性ポリエステル1]を378部、マイクロクリスタリンワックス110部(Hi−Mic−1090:日本精蝋製)、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器にマスターバッチ500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。
[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]を109.4部、[結晶性ポリエステル分散液1]を73.9部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数11,000rpmで5分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
上記で得た[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下の(1)〜(4)の操作を行った。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):上記(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):上記(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):上記(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の代わりに[結晶性ポリエステル樹脂2]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー2]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の代わりに[結晶性ポリエステル樹脂3]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー3]を得た。
金属製2L容器に[結晶性ポリエステル1]を100g、酢酸エチル400gを採り、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷した。冷却後分散液に低分子ポリエステル100gを溶解させ、これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で平均液温24℃以下を保ちながら10時間粉砕を行い、体積平均粒径が0.3μmの[結晶性ポリエステル分散液2]を得た。
[結晶性ポリエステル分散液1]の代わりに[結晶性ポリエステル分散液2]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー4]を得た。
金属製2L容器に[結晶性ポリエステル1]を100g、酢酸エチル400gを採り、70℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で20℃/分の速度で急冷した。冷却後分散液に低分子ポリエステル100gを溶解させ、これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で平均液温28℃以下を保ちながら10時間粉砕を行い、体積平均粒径が0.3μmの[結晶性ポリエステル分散液3]を得た。
[結晶性ポリエステル分散液1]の代わりに[結晶性ポリエステル分散液3]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー7]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の代わりに[結晶性ポリエステル樹脂4]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー8]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の代わりに[結晶性ポリエステル樹脂5]を用いた以外は、実施例1と同様にして[トナー9]を得た。
(粉砕法)
〜原料組成〜
結着樹脂:結晶性ポリエステル1 8部
結着樹脂:非結晶性ポリエステル2 86部
着色剤:カーボンブラックC−44 7部
(三菱化学社製、平均粒径;24nm、BET比表面積;125m2/g)
CCA:ボントロンE−84(オリエント化学工業社製) 1部
ワックス:Hi−mic−1090(日本精鑞製) 6部
このようにして得られたトナー100部に疎水性シリカ0.7部と、疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー5]を得た。
アニーリング処理を行わなかった以外は実施例5と同様に行い、[トナー10]を得た。
(乳化凝集法)
〜結晶性ポリエステル分散液の調製〜
[結晶性ポリエステル樹脂1] 180質量部及び脱イオン水585質量部をステンレスビーカーに入れ、温浴につけ、95℃に加熱した。
[結晶性ポリエステル樹脂1]が溶融し透明になった時点で、T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて10000rpmで攪拌し、1%アンモニア水を添加しPpHを7.0に調整した。ついでアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR−K)0.8質量部、ノニオン有価剤(第一工業製薬(株):エマルゲン950)0.2質量部を希釈した水溶液20質量部を滴下しながら、乳化分散を行ない、体積平均粒径が0.22μmの[結晶性ポリエステル分散液4](固形分:11.9質量%)を調製した。
前記[結晶性ポリエステル樹脂1]を[非結晶性ポリエステル樹脂1]に変えた以外は[結晶性ポリエステル分散液4]の調製と同様の操作で[非結晶性ポリエステル分散液1](固形分:12.3質量%)を調製した。
カーボンブラック(MA100S;三菱化学製)20質量部、イオン交換水80質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR−K)4.0質量部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、15パスの条件で、顔料の分散を行い体積平均粒径が0.07μmの[顔料分散液1](固形分:19.8質量%)を調製した。
ワックス(Hi−mic−1090;日本精鑞’株))製20質量部、イオン交換水80質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR−K)4質量部を混合し、攪拌しながら95℃に加熱し1時間保持した。その後冷却しビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、25パスの条件で、顔料の分散を行い体積平均粒径が0.15μmの[ワックス分散液1](固形分:20.8質量%)を調製した。
CCA(ボントロンE−84;オリエント化学製)5質量部、イオン交換水95質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンR−K)0.5質量部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、5パスの条件で、顔料の分散を行い[CCA分散液1](固形分:4.8質量%)を調製した。
下記の混合物をディスパーを用いて25℃を保ち2時間攪拌した。
顔料分散液1 35.4部
CCA分散液1 20.8部
結晶性ポリエステル分散液1 67.2部
非結晶性ポリエステル分散液1 634.1部
ワックス分散液1 28.8部
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):上記(1)の濾過ケーキに10%塩酸を加えpH2.8に調製し、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(3):上記(2)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ2]を得た。
アニーリング処理を行わなかった以外は、実施例6と同様に行い、[トナー11]を得た。
トルエン100部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコーン100部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5部及びカーボンブラック10部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。
流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径50μmの球状マグネタイト1000部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
ボールミルを用いて、トナー5部とキャリア95部を混合し、現像剤を作製した。
得られた現像剤を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。
<定着性>
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(リコー社製)に複写テストを行った。
具体的には、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)を求めた。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとした。
また、定着上限温度の評価条件は、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとした。
評価基準は、以下の通りとした。
◎:定着下限が125℃よりも低い
○:定着下限が125℃以上130℃以下
△:定着下限が130℃と同等だが、わずかにコールドオフセットが発生する
×:定着下限が130℃より高い
50mlのガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽に24時間放置した後、24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により、針入度を測定し、耐熱保存性を評価した。
このとき、針入度が大きい程、耐熱保存性が優れていることを意味し、針入度が5mm未満であるものは、使用上、問題が発生する可能性が高い。
また、トナーを補給用ボトルに充填し、30℃60%Rhで4週間保管した。前記現像剤とトナー補給用ボトルを毎分A4サイズの用紙を45枚印刷できるリコー製imagio Neo 450を用いて、ベタ100枚連続印刷して下記の基準で評価した。
○:0.3mm未満幅の白スジが若干見られるが画像にはスジがはっきり出ない状態。
△:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚未満に白スジみられる状態。
×:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ100枚中20枚以上に白スジみられる状態。
14、15、16 支持ローラー
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラー
22 二次転写装置
23 支持ローラー
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラー
28 反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
40 現像器
41 現像剤収容部
42 現像剤供給ローラー
43 現像ローラー
49 レジストローラー
50 中間転写体
51 支持ローラー
52 コロナ帯電器
53 給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラー
57 排紙トレイ
58 分離ローラー
60 クリーニング装置
70 除電ランプ
80 転写ローラー
90 クリーニング装置
95 記録紙
100A、100B 画像形成装置
110 プロセスカートリッジ
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラー
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラー
146 給紙路
147 搬送ローラー
148 給紙路
150 複写装置本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
L 露光光
Claims (13)
- 少なくとも結晶性ポリエステルおよび非結晶性ポリエステルを含む静電荷像現像用トナーであって、
前記結晶性ポリエステルの融点が60〜80℃であり、
該トナーの示差走査熱量測定において1回目の昇温時の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1、該トナーを50℃で24時間加温した後の結晶性ポリエステルの吸熱ピークの1/3高さにおける温度幅をW1’としたとき、
(W1−W1’)/W1<0.50
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。 - 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー材料が有機溶媒に溶解乃至分散されている液を水系媒体中に乳化乃至分散し、有機溶剤を除去することにより得られ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。
- 前記分散液が結着樹脂成分として更に結着樹脂前駆体を含有することを特徴とする請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂から成る結着樹脂前駆体、及びこれら以外の結着樹脂成分を溶解乃至分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と伸長または架橋する化合物を溶解させた後、前記油相を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を架橋反応及び/又は伸長反応させ、有機溶剤を除去して得られることを特徴とする請求項2又は3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも、原料の溶融混練工程、冷却工程、粉砕工程、分級工程及び表面処理工程を有する製造方法によって得られ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。
- 請求項5記載のトナーであって、前記結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度にて、前記分級工程の前あるいは後にアニーリング処理を実施することを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 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各々水系媒体中に分散して結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非結晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程と、
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子、非結晶性ポリエステル樹脂粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する工程と、該凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程と、
前記トナー粒子を洗浄する工程と
を有する製造方法によって得られ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。 - 前記結晶性ポリエステルの吸熱ピーク温度よりも5℃〜15℃低い温度にて、前記洗浄工程前、洗浄工程中、あるいは洗浄工程後にアニーリング処理を実施することを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1から8のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 請求項9に記載の現像剤が充填されてなることを特徴とする現像剤入り容器。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーが、請求項1〜8のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記トナーが、請求項1〜8のいずれかに記載の静電荷現像用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
- 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記トナーが、請求項1〜8のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
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