JP2012230374A - 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、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】ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位、及び、下記一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含む非晶性ポリエステル樹脂(A)と、前記非晶性ポリエステル樹脂(A)とは重量平均分子量が異なる非晶性ポリエステル樹脂(B)と、を含み、前記非晶性ポリエステル樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)との重量平均分子量の差(絶対値)が、30000以上100000以下である静電荷像現像用トナー〔但し一般式(1)中、R1及びR2は水素又はメチル基を表わす。L1、L2、及びL3は2価の連結基を表し、A1及びA2はロジンエステル基を表わす。〕。
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献1には、結着樹脂が、脂肪族多価アルコールを含有するアルコール成分と、(メタ)アクリル酸変性ロジンを含有するカルボン酸成分とを縮重合させて得られるポリエステル樹脂(A)と、特定のビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含有するアルコール成分と、カルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル樹脂(B)とを含有するトナーが開示されている。
また、特許文献2には、ロジン(R)とエポキシ基含有化合物(E)との反応生成物(P)と結着用樹脂(Q)とを併用したトナーが開示されている。
更に、特許文献3には、酸成分が(1)芳香族ジカルボン酸、(2)不均化ロジン、アルコール成分が(3)3価以上の多価アルコールから構成され、モル比(3)/(1)が1.05−1.65、モル比(2)/(1)が0.40−2.60であるポリエステル樹脂を含むトナーが知られている。
請求項1に係る発明は、
ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位、及び下記一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含む非晶性ポリエステル樹脂(A)と、前記非晶性ポリエステル樹脂(A)とは重量平均分子量が異なる非晶性ポリエステル樹脂(B)と、を含み、
前記非晶性ポリエステル樹脂(A)と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)との重量平均分子量の差(絶対値)が、30000以上100000以下である静電荷像現像用トナー。
前記一般式(1)で表されるジアルコール成分が、2官能エポキシ化合物とロジンとの反応生成物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記ロジンが、精製処理された精製ロジン、不均化処理された不均化ロジン、又は、水素添加処理された水素化ロジンである請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
前記非晶性ポリエステル樹脂(A)及び前記非晶性ポリエステル樹脂(B)の少なくとも一方が、ビスフェノールA骨格を有する成分由来の繰り返し単位を含むポリエステル樹脂である請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
請求項5に記載の静電荷像現像剤を収納し、潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項5に記載の静電荷像現像剤を収納し、該静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項5に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を備える画像形成方法。
請求項3に係る発明によれば、精製処理された精製ロジン、不均化処理された不均化ロジン、又は、水素添加処理された水素化ロジンを適用した場合に比べ、相溶解に優れた静電荷像現像用トナーを提供できる。
請求項4に係る発明によれば、相溶解に優れた静電荷像現像用トナーを提供できる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する)は、非晶性ポリエステル樹脂(A)(以下「ポリエステル樹脂(A)」と称する)と、ポリエステル樹脂(A)とは重量平均分子量が異なる非晶性ポリエステル樹脂(B)(以下「ポリエステル樹脂(B)」と称する)と、を含んで構成される。
ポリエステル樹脂(A)は、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位と、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含むポリエステル樹脂である。
そして、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)との重量平均分子量の差(絶対値)は、30000以上100000以下である。
その理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
具体的には、側鎖にロジン骨格を含むポリエステル樹脂(A)は、一般式(1)で表されるように、アルコール成分に由来する繰り返し単位中にロジン骨格が含まれているものである。このポリエステル樹脂は、ロジン骨格を含む多価アルコールを用いて合成されていることを意味しているが、このようなロジン骨格を含むジアルコールは、ロジン骨格を直鎖中に含む多価カルボン酸(酸成分)と比較すると樹脂の形態が異なり、嵩高くなるため、樹脂間の相溶性に富むことから、低温での粘度低下が迅速に行われると推察される。
このため、トナーの低温定着性が実現されると考えられる。
以下、ポリエステル樹脂(A)について説明する。
ポリエステル樹脂(A)は、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位、及び、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を含む重縮合体である。
そして、ポリエステル樹脂(A)は、非晶性の樹脂である。
ここで、結晶性の樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、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ものをいう。一方、非晶性の樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体(例えば25℃で固体)で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
具体的には、例えば、結晶性の樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性の樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
ポリエステル樹脂(A)中のジカルボン酸成分由来の繰り返し単位としては、以下に示すような芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のジカルボン酸に由来する繰り返し単位が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸としては、具体的には、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、分岐鎖を有する炭素数1以上20以下のアルキルコハク酸、分岐鎖を有する炭素数1以上20以下のアルケニル基を有するアルケニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸;それらの酸の無水物;及び、それらの酸のアルキル(炭素数1以上3以下)エステル;等が挙げられる。これらの中では、トナーの耐久性、定着性及び着色剤の分散性の観点、及び入手容易性の観点からイソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸、コハク酸、セバシン酸、アゼライン酸等の脂肪族カルボン酸が好ましい。
次に、ポリエステル樹脂(A)中の一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位について説明する。
まず、下記一般式(1)で表されるジアルコール成分について説明する。
ここで、ロジンエステル基とは、ロジンに含まれるカルボキシル基から水素原子を除いた残基をいう。
前記L1、L2、及びL3で表される環状アルキレン基としては、例えば、炭素数3以上7以下の環状アルキレン基が挙げられる。
前記L1、L2、及びL3で表されるアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセン基が挙げられる。
特定ロジンジオールに含有されるロジンエステル基の元となるロジンは、嵩高い構造を有し、且つ、疎水性が高い性質のため、ロジンエステル基を含むポリエステル樹脂(A)は含水しにくい。それに加えて、ポリエステル樹脂(A)の構造上、樹脂分子の末端にのみ水酸基又はカルボキシル基が存在するため、トナーの帯電性に悪影響を与えるおそれのある水酸基又はカルボキシル基の量を増やすことなく樹脂中のロジンエステル基の量を増やし得る。更に、特定ロジンジオールをロジンと2官能エポキシ化合物とを反応させて得る場合に、2官能エポキシ化合物中のエポキシ基とロジン中のカルボキシル基との間で生ずるエポキシ基の開環反応は、アルコール成分とロジンとの間で生ずるエステル化反応よりも反応性が高いため、ポリエステル樹脂(A)中に未反応のロジンが残留しにくい。
一般式(1)で表わされる特定ロジンジオールは公知の方法、例えば、エポキシ化合物とロジンの反応により合成する。
本実施形態で用いてもよいエポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を2個含む2官能エポキシ化合物であり、芳香族系ジオールのジグリシジルエーテル、芳香族系ジカルボン酸のジグリシジルエーテル、脂肪族系ジオールのジグリシジルエーテル、脂環式ジオールのジグリシジルエーテル、脂環式エポキシド等が挙げられる。
これは、エポキシ化合物の反応性が、汎用の他官能アルコールの反応性よりも高いため、ロジンの有する反応性の低いカルボン酸を効率的に反応させられるためである。その結果、逆反応や副反応も抑制される。
ロジンとは樹木から得られる樹脂酸の総称であり、主成分は3環性ジテルペン類の1種であるアビエチン酸とその異性体類を含む天然物由来の物質である。具体的な成分としては、例えば、アビエチン酸の他にパラストリン酸、ネオアビエチン酸、ピマル酸、デヒドロアビエチン酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸などがあり、本実施形態で用いるロジンはこれらの混合物である。ロジンは採取方法による分類では、原料をパルプとするトールロジン、原料を生松脂とするガムロジン、及び原料を松の切り株とするウッドロジンの3種に大別される。ロジンは入手が容易であることからガムロジン及びトールロジンの少なくとも一方が好ましい。
不均化触媒としては、パラジウムカーボン、ロジウムカーボン、白金カーボンなどの担持触媒、ニッケル、白金等の金属粉末、ヨウ素、ヨウ化鉄等のヨウ化物、リン系化合物等の各種公知のものが挙げられる。該触媒の使用量はロジンに対して通常0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、さらに好ましくは0.01質量%以上1質量%以下であり、反応温度は100℃以上300℃以下が好ましく、さらに好ましくは150℃以上290℃以下である。なおデヒドロアビエチン酸量を制御する方法としては例えば、不均化ロジンからエタノールアミン塩として結晶化する方法(J.Org.Chem.,31,4246(1996))により単離したデヒドロアビエチン酸を上述の範囲となるように添加してもよい。
これらの不均化ロジン、水素化ロジンは、不均化処理、又は水素化処理の前後において、上記精製工程を設けても良い。
均質なポリエステル樹脂(A)は、トナーの帯電性の制御がより容易になるといった利点を有する。
また、これらロジンを適用すると、トナーの相溶解がより高まり、その結果、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性がより向上し易くなる。
また、脂肪族ジオールと共に、エーテル化ジフェノールを更に用いてもよい。エーテル化ジフェノールとは、ビスフェノールAとアルキレンオキサイドを付加反応させて得られるジオールであり、該アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドであり、該アルキレンオキサイドの平均付加モル数がビスフェノールAの1モルに対して2モル以上16モル以下であるものが好ましい。
その反応方法としては、エステル交換反応又は直接エステル化反応のいずれも適用可能である。また、加圧して反応温度を高くする方法、減圧法又は常圧下で不活性ガスを流す方法によって重縮合を促進してもよい。上記反応によっては、アンチモン、チタン、スズ、亜鉛、アルミニウム及びマンガン、ゲルマニウムより選ばれる少なくとも1種の金属化合物等、公知慣用の反応触媒が用いられ、反応が促進されてもよい。これら反応触媒の添加量は酸成分とアルコール成分の総量100質量部に対して、0.01質量部以上1.5質量部以下が好ましく、0.05質量部以上1.0質量部以下がより好ましい。反応温度は180℃以上300℃以下の温度が好ましい。
ポリエステル樹脂(B)は、ポリエステル樹脂(A)とは重量平均分子量が異なる非晶性の樹脂である。
ポリエステル樹脂(B)としては、主として、多価カルボン酸成分由来の繰り返し単位と多価アルコール成分由来の繰り返し単位とを含む汎用のポリエステル樹脂(ロジン骨格を持たない多価アルコール成分由来の繰り返し単位を含むポリエステル樹脂)であってもよいし、ポリエステル樹脂(A)と同様に、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位と、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含むポリエステル樹脂であってもよい。
但し、ポリエステル樹脂(B)としては、トナーの相溶解がより高まり、その結果、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性がより向上し易くなる観点から、ポリエステル樹脂(A)と同様に、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位と、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含むポリエステル樹脂であることがよい。
ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量の差(絶対値)は、30000以上100000以下であり、好ましくは4000以上、90000以下である。
ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量の差(絶対値)を上記範囲とすることで、相溶解に優れたトナーとなる。そして、トナーが相溶解に優れることにより、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性が実現される。
具体的には、例えば、この重量平均分子量の差が30000以上である場合、トナーの低温度定着性や低圧力定着性、定着画像の保持性が確保され、100000以下である場合、高速での低温定着時や低圧力定着時における均一な画像光沢性が得られる。
ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)は軟化温度の差を上記範囲とすることで、両樹脂の均一な相溶性を促進し、トナーの相溶解がより高まり、その結果、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性がより向上し易くなる。
ポリエステル樹脂(A)は、ロジンエステル基を含有するが、該ロジンエステル基は疎水性を示し嵩高い基である。また、一般にトナーの空気界面は疎水性を示すことから、ポリエステル樹脂(A)を含有する本実施形態のトナー表面にはロジンエステル基が露出しやすい。しかし、トナー表面に露出するロジンエステル基の量が多いとトナーの帯電が悪化する場合がある。本実施形態においては、ポリエステル樹脂(A)の酸価を3mgKOH/g以上30mgKOH/g以下とすることで、トナーが望ましい帯電量となるように調整される。
一方、ポリエステル樹脂(B)の酸価は、トナーの帯電性の観点から、各々1mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の範囲内とすることが好ましく、3mgKOH/g以上30mgKOH/g以下の範囲内とすることがより好ましい。
但し、ポリエステル樹脂(A)と同様に、ポリエステル樹脂(B)として、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位と、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含むポリエステル樹脂を適用する場合、ポリエステル樹脂(B)の酸価も、ポリエステル樹脂(A)の酸価と同様であることがよい。
また、各ポリエステル樹脂の各物性は、例えば、原料モノマー組成、重合開始剤、分子量、触媒量等の調整、又は反応条件の選択により容易に調整される。
ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)の好ましい組み合わせとしては、以下のようなものが挙げられる。
1)ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)が共に、ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位と、一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含むポリエステル樹脂である組み合わせ。
2)ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)の少なくとも一方(好ましくは双方)が、ビスフェノール骨格(好ましくはビスフェノールA骨格)を有する成分由来の繰り返し単位を含むポリエステル樹脂である組み合わせ。
このような組み合わせの場合、各ポリエステル樹脂中に、ロジンに起因する芳香環とビスフェノール骨格に起因する芳香環が多く存在することになる。両者の芳香環は、常温(例えば25℃)時には芳香環間に相互作用が働き、低温でその相互作用が消滅することから、低圧定着性、及び画像強度が向上し易くなる。加えて、両樹脂の均一な相溶性が促進され、トナーの相溶解がより高まり、その結果、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性がより向上し易くなる。
ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)の比率を上記範囲とすることで、両樹脂の均一な相溶性を促進し、トナーの相溶解がより高まり、その結果、高速での低温定着時や低圧力定着時における画像光沢の均一性がより向上し易くなる。
〔トナーを構成する他の成分〕
本実施形態に係るトナーは、前述した、ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)(以下、両樹脂を称して単に「ポリエステル樹脂」と表記する)を結着樹脂として含有するものであって、必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤、外添剤等のその他の成分を含んでもいてもよい。
なお、本実施形態に係るトナーには、ポリエステル樹脂、かかるポリエステル樹脂に起因する効果を損なわない範囲で、公知の結着樹脂、例えば、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等の他の樹脂が併用されてもよい。
トナーを構成する結着樹脂中のポリエステル樹脂の含有量は、60質量%以上が好ましく、80質量%がより好ましく、実質的に100質量%であることが更に好ましい。
着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。
望ましい着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジシンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料を使用してもよい。
着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等が得られる。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;等が挙げられる。これらの離型剤の融解温度は、50℃以上100℃以下が望ましく、60℃以上95℃以下がより望ましい。離型剤のトナー中の含有量は0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。離型剤の含有量が0.5質量%以上であれば、特にオイルレス定着において剥離不良の発生が防止される。離型剤の含有量が15質量%以下であれば、トナーの流動性が悪化することがなく、画質及び画像形成の信頼性が向上する。
帯電制御剤としては、公知のものを使用してもよいが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いてもよい。
本実施形態に係るトナーは、流動性の向上などを目的として、無機粉末をトナー粒子の外添剤として含有してもよい。
適当な無機粉末としては、例えば、シリカ粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素などが挙げられるが、シリカ粉末が特に望ましい。かかる無機粉末のトナーに混合される割合は、通常、トナー100質量部に対して0.01質量部以上5質量部以下の範囲であり、望ましくは0.01質量部以上2.0質量部以下の範囲である。また、かかる無機粉末に、シリカ、チタン、樹脂粒子(ポリスチレン、PMMA、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、アルミナ等の公知の材料を併用してもよい。また、クリーニング活剤として、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子粉末を添加してもよい。
本実施形態に係るトナーの形状係数SF1は110以上150以下の範囲であることが望ましく、120以上140以下の範囲であることがより望ましい。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
本実施形態に係るトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によってトナー粒子を作製し、必要に応じてトナー粒子に外添剤が外添されてトナーが得られる。
混練粉砕法は、より詳細には、結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程と、前記混錬物を粉砕する粉砕工程とに分けられる。必要に応じて、混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程等、他の工程を有してもよい。
各工程について詳しく説明する。
混錬工程は、結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬する。
混錬工程においては、トナー形成材料100質量部に対し、0.5質量部以上5質量部以下の水系媒体(例えば、蒸留水やイオン交換水等の水、アルコール類等)を添加することが望ましい。
スクリュー押出し機11は、スクリュー(図示せず)を備えたバレル12と、バレル12にトナーの原料であるトナー形成材料を注入する注入口14と、バレル12中のトナー形成材料に水系媒体を添加するための液体添加口16と、バレル12中でトナー形成材料が混錬されて形成された混錬物を排出する排出口18と、から構成されている。
ついで、送りスクリュー部SBにおいて、液体添加口16からバレル12に水系媒体を注入することにより、トナー形成材料に水系媒体を添加する。また図1では、送りスクリュー部SBにおいて水系媒体を注入する形態を示しているが、これに限られず、ニーディング部NBにおいて水系媒体が注入されてもよく、送りスクリュー部SB及びニーディング部NBの両方において水系媒体が注入されてもよい。すなわち、水系媒体を注入する位置及び注入箇所は、必要に応じて選択される。
最後に、ニーディング部NBにより溶融混錬されて形成された混錬物は、送りスクリュー部SCにより排出口18に輸送され、排出口18から排出される。
以上のようにして、図1に示したスクリュー押出機11を用いた混錬工程が行われる。
冷却工程は、上記混錬工程において形成された混錬物を冷却する工程であり、冷却工程では、混錬工程終了の際における混錬物の温度から4℃/sec以上の平均降温速度で40℃以下まで冷却することが好ましい。上記平均降温速度で急冷すると、混錬工程終了直後の分散状態がそのまま保たれるため好ましい。なお上記平均降温速度とは、混錬工程終了の際における混錬物の温度(例えば図1のスクリュー押出し機11を用いた場合は、t2℃)から40℃まで降温させる速度の平均値をいう。
冷却工程における冷却方法としては、具体的には、例えば、冷水又はブラインを循環させた圧延ロール及び挟み込み式冷却ベルト等を用いる方法が挙げられる。なお、前記方法により冷却を行う場合、その冷却速度は、圧延ロールの速度、ブラインの流量、混錬物の供給量、混錬物の圧延時のスラブ厚等で決定される。スラブ厚は、1から3mmの薄さであることが好ましい。
冷却工程により冷却された混錬物は、粉砕工程により粉砕され、粒子が形成される。粉砕工程では、例えば、機械式粉砕機、ジェット式粉砕機等が使用される。
粉砕工程により得られた粒子は、必要に応じて、目的とする範囲の体積平均粒子径のトナー粒子を得るため、分級工程により分級を行ってもよい。分級工程においては、従来から使用されている遠心式分級機、慣性式分級機等が使用され、微粉(目的とする範囲の粒径よりも小さい粒子)及び粗粉(目的とする範囲の粒径よりも大きい粒子)が除去される。
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、既述の無機粉末を外添してもよい。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行われ、段階を分けて付着される。
上記外添工程の後に、必要に応じて篩分工程を設けてもよい。篩分方法としては、具体的には、例えば、ジャイロシフター、振動篩分機、風力篩分機等が挙げられる。篩分することにより、外添剤の粗粉等が取り除かれ、感光体上の筋の発生、装置内のぼた汚れなどが抑制される。
乳化凝集法は、トナーを構成する原料を乳化して樹脂粒子(乳化粒子)を形成する乳化工程と、該樹脂粒子を含む凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを有してもよい。
具体的な工程について以下に示す。
例えば、樹脂粒子分散液の作製は、水系媒体と結着樹脂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ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。
更に、樹脂が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、該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、樹脂粒子分散液が作製される。
ここで、樹脂粒子分散液の調製にあたり、結着樹脂として用いるポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)とは、既述の割合で混合した状態で1つの樹脂粒子分散液を調製してもよいし、別々の樹脂を含む樹脂粒子分散液を2液調製して、これを後の凝集工程にて混合してもよい。なお、混合順序等の混合条件は特に制限されない。
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。
体積平均粒子径が100nm未満では、使用される結着樹脂の特性にも影響されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれにくくなる。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不十分となる場合がある。
凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子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場合が多い。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
融合工程においては、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、樹脂のガラス転移温度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。また、樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。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される。トナー粒子に外添剤を外添しない場合には、得られたトナー粒子をトナーとして用いてもよい。
得られたトナー粒子には、混練粉砕法の場合と同様に、既述の無機粉末を外添してもよい。無機粉末の外添方法についても、混練粉砕法の場合と同様である。
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下「現像剤」と称する)は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係るトナーは、そのまま一成分現像剤として、又は二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
次に、本実施形態に係る現像剤を用いた本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を本実施形態に係る現像剤を収納し、該現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、を備える。
本実施形態に係る画像形成装置により、潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を本実施形態に係る現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、を有する本実施形態に係る画像形成方法が実施される。
図2は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図2に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」ということがある。)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであってもよい。
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。
なお、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(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)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の走行に従って予め定められた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感光体クリーニング装置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乃至第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合わされて重ね合わせトナー像が形成される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介して重ね合わせトナー像を記録紙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3は、本実施形態に係る現像剤を収納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と共に、帯電装置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。
上記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共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。
トナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収容するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述した本実施形態に係るトナーとしたものである。なお、トナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
<軟化温度の測定>
軟化温度の測定は、高化式フローテスターCFT−500(島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔の径を0.5mm、加圧荷重を0.98MPa(10Kg/cm2)、昇温速度を1℃/分とした条件下で、1cm3の試料を溶融流出させたときの流出開始点から終了点の高さの1/2に相当する温度として求めた。
「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)を使用し、試料10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱して測定した。
酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いた測定で行った。即ち、適当量の試料を分取し、溶剤(ジエチルエーテル/エタノール混合液)100ml、及び、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が完全に溶けるまで充分に振り混ぜる。これに、0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いた時を終点とした。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとした時、A=(B×f×5.611)/Sとして算出した。
「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)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)を用いた。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℃、RI検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー(株)製「Polystyrene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。
−特定ロジンジオール(例示化合物のNo.33)の合成−
2官能エポキシ化合物として水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名デナコールEX252 ナガセケムテック製)110g、ロジンとして不均化ロジン(商品名パインクリスタルKR614、荒川化学工業(株)製)200g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールAを得た。
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸16g、無水トリメリット酸6g、多価アルコール成分として、ロジンジオールA 650g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物70g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂1(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−特定ロジンジオール(例示化合物のNo.18)の合成−
2官能エポキシ化合物としてビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名jER828、三菱化学(株)製)113g、ロジンとして、不均化ロジン(商品名パインクリスタルKR614、荒川化学工業(株)製)200g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールBを得た。
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(IPA)150g、テトラプロペニルコハク酸80g、多価アルコール成分として、ロジンジオールB 315g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物265、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂2(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−ロジン樹脂3の合成−
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(TPA)130g、テトラプロペニルコハク酸100g、無水トリメリット酸4g、多価アルコール成分として、ロジンジオールB 315g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物265g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂3(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−ロジン樹脂4の合成−
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(TPA)140g、テトラプロペニルコハク酸100g、無水トリメリット酸2.5g、多価アルコール成分として、ロジンジオールB 315g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物265g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂4(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−ロジン樹脂5の合成−
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(TPA)140g、テトラプロペニルコハク酸100g、無水トリメリット酸3.0g、多価アルコール成分として、ロジンジオールB 315g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物265g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂5(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−特定ロジンジオール(例示化合物のNo.18)の合成−
2官能エポキシ化合物としてビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名jER828、三菱化学(株)製)113g、ロジンとして水素添加ロジン(商品名ハイペールCH、荒川化学工業(株)製)210g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールCを得た。
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸80g、無水トリメリット酸 2.5g、多価アルコール成分として、ロジンジオールC 455g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物190g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で8時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂6(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−特定ロジンジオール(例示化合物のNo.1)の合成−
2官能エポキシ化合物としてビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名jER828、三菱化学(株)製)113g、ロジンとして、ロジンとして精製ロジン(商品名パインクリスタルKR65 荒川化学工業(株)製)210g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールDを得た。
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(IPA)105g、テレフタル酸(TPA)40g、テトラプロペニルコハク酸100g、無水トリメリット酸2.5g、多価アルコール成分として、ロジンジオールD 360g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物240g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂7(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−特定ロジンジオール(例示化合物のNo.26)の合成−
2官能エポキシ化合物としてエチレングリコールジグリシジルエーテル(商品名デナコールEX810、ナガセケミテック製)75g、ロジンとして精製ロジン(商品名 KR−85、荒川化学工業(株)製)200g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で5時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールFを得た。
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(IPA)150g、テトラプロペニルコハク酸35g、無水トリメリット酸4g、多価アルコール成分として、ロジンジオールF 385g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物180g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で9時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂8(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−ロジン樹脂9の合成−
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)140g、テトラプロペニルコハク酸16g、無水トリメリット酸5.5g、多価アルコール成分として、ロジンジオールA 650g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物70g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で6時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂9(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−ロジン樹脂10の合成−
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)130g、テトラプロペニルコハク酸20g、無水トリメリット酸9g、多価アルコール成分として、ロジンジオールA 600g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物80g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で6時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂10(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−特定ロジンジオールの合成−
2官能エポキシ化合物としてビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名jER828、三菱化学(株)製)113g、ロジンとして、ガムロジン(商品名 Wuzhouバインケミカル 製)200g、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成(株)製)を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、ロジンジオールGを得た。
多価カルボン酸成分として、イソフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸80g、多価アルコール成分として、ロジンジオールB 315g、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物265、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、ロジン樹脂11(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−汎用樹脂1の合成−
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸35g、無水トリメリット酸5.8g、多価アルコール成分として、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物345g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたガラス製応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら220℃で7時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、汎用樹脂1(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−汎用樹脂2の合成−
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸35g、多価アルコール成分として、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物350g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたガラス製応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら220℃で6時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、汎用樹脂2(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−汎用樹脂3の合成−
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸(TPA)150g、テトラプロペニルコハク酸25g、多価アルコール成分として、プロピレングリコール60g、水素添加ビスフェノールA60g、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.3gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたガラス製応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら220℃で6時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、汎用樹脂3(非晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
−結晶性樹脂1の合成−
多価カルボン酸成分として、セバシン酸100g、ドデカンジオール35g及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.2gを攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたガラス製応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら230℃で8時間重縮合反応させ、所定の分子量、酸価に達したことを確認し、結晶性樹脂1(結晶性ポリエステル樹脂)を合成した。
(ロジン樹脂粒子分散液1の作製)
ロジン樹脂1: 100質量部を撹拌機を備えたリアクターに投入し、120℃で30分溶解、混合した後、95℃に加熱したイオン交換水800質量部にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0質量部、1N NaOH水溶液を1.0質量部溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、さらに超音波バス内で10分振とうした後、室温水にてフラスコを冷却した。これにより樹脂粒子のメジアン径が250nm、固形分量が20質量%の樹脂粒子分散液A1を得た。
ロジン樹脂1に代えて、それぞれロジン樹脂2〜11に変更した以外は、ロジン樹脂粒子分散液1と同様にして、ロジン樹脂粒子分散液1〜11を作製した。
ロジン樹脂1に代えて、それぞれ汎用樹脂1〜3、結晶性樹脂1に変更した以外は、ロジン樹脂粒子分散液1と同様にして、汎用樹脂粒子分散液1〜3、結晶性樹脂粒子分散液1を作製した。
(現像剤1の作製)
−着色剤粒子分散液1の作製−
・サイアン顔料: 50質量部
(大日精化工業(株)社製、銅フタロシアニン、C.I.Pigment Blue15:3)
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR): 5質量部
・イオン交換水: 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)5分と超音波バスにより10分間分散し、中心径190nm、固形分量21.5%のサイアン着色剤粒子分散液1を得た。
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR) : 2質量部
・イオン交換水: 800質量部
・パラフィンワックス(HNP−9日本精鑞社製): 200質量部
上記成分を混合し、120℃に加熱して、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径170nmの20質量%の離型剤分散液を得た。
・ロジン樹脂粒子分散液1(高分子量樹脂粒子分散液): 100質量部
・ロジン樹脂粒子分散液2(低分子量樹脂粒子分散液): 100質量部
・着色剤分散液1: 62質量部
・アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液): 15質量部
・離型剤分散液1: 77質量部
まず、pHメーター、攪拌羽、温度計を具備した重合釜に、上記原料のうち、高分子量樹脂粒子分散液としてロジン樹脂粒子分散液1、低分子量樹脂粒子分散液としてロジン樹脂粒子分散液2、アニオン性界面活性剤及びイオン交換水250質量部を入れ、130rpmで15分間攪拌しながら、界面活性剤をポリエステル樹脂粒子分散液になじませた。これに着色剤分散液1および離型剤分散液1を加え混合した後、この原料混合物に0.3Mの硝酸水溶液を加えて、pHを4.8に調製した。ついで、ウルトラタラックスにより3000rpmでせん断力を加えながら、凝集剤として硫酸アルミニウムの10%硝酸水溶液13質量部を滴下した。この凝集剤滴下の途中で、原料混合物の粘度が増大するので、粘度上昇した時点で、滴下速度を緩め、凝集剤が一箇所に偏らないようにした。凝集剤の滴下が終了したら、さらに回転数5000rpmに上げて5分間攪拌し、凝集剤と原料混合物を充分混合した。
得られたトナー1を用いて、以下のようにして現像剤1を作製した。
トナー50質量部に対し、疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)1.5質量部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナー1を得た。
更に、キャリアとして、ポリメチルメタアクリレート樹脂(Mw:80000、綜研化学社製)を1質量%被覆した平均粒径35μmのフェライトキャリアを用い、これにトナー濃度が5質量%になるように外添トナー1を秤量し、両者をボールミルで5分間撹拌・混合して現像剤1を作製した。
高分子量樹脂粒子分散液及び低分子量樹脂粒子分散液に代えて、表1に従った樹脂種の樹脂粒子分散液及び両樹脂の質量比を変更した以外は、現像剤1と同様にして、現像剤2〜16を作製した。
得られた各現像剤について、以下の評価を行った。結果を表3に示す。
得られた各現像剤を富士ゼロックス製コピー紙(J紙)上にトナー量0.9mg/cm2となるようにソリッド画像を形成し、Color Docutech−60(富士ゼロックス社製)の改造機にて、ニップ幅6.5mm、定着速度220mm/secで画像を定着し、低温定着性の評価を行なった。評価においては定着器温度を100℃から200℃まで10℃おきに変化させ、それぞれの定着温度にて定着画像を作製した後、得られた各定着画像の画像面を谷折りして折れ目部の画像のはがれ度合いを観察し、画像がはがれた結果として折れ目部に現れる用紙の幅を測定した。該幅が0.5mm以下になった定着温度をもってMFT(最低定着温度、℃)とした。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
・◎:MFT<120度以下となり、低温定着性を発揮する。
・○:MFT<135度以下となり、僅かに低温定着性に劣る。
・△:MFT<150度以下となり、低温定着性に乏しい。
・×:MFT>150度以上であり、低温定着性を有さない。
得られた各現像剤を富士ゼロックス製コピー紙(J紙)上にトナー量0.9mg/cm2となるようにソリッド画像を形成し、Color Docutech−60(富士ゼロックス社製)の改造機にて、IH定着装置(電磁誘導加熱方式の定着装置)を使用し、定着温度を170度、定着速度160mm/secで定着画像を作製した。その後、ウエス(拭取り布)で画像上を擦り、画像はがれ、ウエスへのトナー移行の有無を調べた。更に画像を折り曲げ、画像欠陥の発生有無を評価した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
・◎:画像欠陥は認められない
・○:僅かに認識される程度の画像の欠陥が生じる
・△:ハーフトーン画像において明らかな画像欠陥が認識される。
・×:すべての画像において明らかな画像欠陥が生じる。
画像(MFT(最低定着温度、℃)での画像)、IH定着性の評価で作製したソリッド画像の画像部について、グロスメーター(BYK マイクロトリグロス光沢計(20+60+85゜)、ガードナー社製)を用いて、ソリッド画像において24点(縦横5cm間隔の格子状の点)について60度グロスの測定を行った。その24点での光沢度の差(最大値-最小値)から光沢均一性(光沢むら)の評価を行った。また、評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
◎:光沢度の差が5%未満でかつ光沢測定24点の標準偏差が2.5以下
○:光沢度の差が5%未満
△:光沢度の差が5%以上10%未満
×:光沢度の差が10%以上
なお、低温定着性の評価で作製した画像における評価は「光沢均一性1」、IH定着性の評価で作製した画像における評価は「光沢均一性2」として表3中に、その評価結果を示す。
2Y,2M,2C,2K, 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
32 搬送ロール(排出ロール)
108 帯電装置
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(記録媒体)
Claims (9)
- ジカルボン酸成分由来の繰り返し単位、及び下記一般式(1)で表されるジアルコール成分由来の繰り返し単位を少なくとも含む非晶性ポリエステル樹脂(A)と、前記非晶性ポリエステル樹脂(A)とは重量平均分子量が異なる非晶性ポリエステル樹脂(B)と、を含み、
前記非晶性ポリエステル樹脂(A)と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)との重量平均分子量の差(絶対値)が、30000以上100000以下である静電荷像現像用トナー。
〔一般式(1)中、R1及びR2は各々独立に水素又はメチル基を表わす。L1、L2、及びL3は、各々独立に、カルボニル基、エステル基、エーテル基、スルホニル基、置換基を有してもよい鎖状アルキレン基、置換基を有してもよい環状アルキレン基、置換基を有してもよいアリーレン基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基を表し、L1とL2と又はL1とL3とで環を形成してもよい。A1及びA2はロジンエステル基を表わす。〕 - 前記一般式(1)で表されるジアルコール成分が、2官能エポキシ化合物とロジンとの反応生成物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ロジンが、精製処理された精製ロジン、不均化処理された不均化ロジン、又は、水素添加処理された水素化ロジンである請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記非晶性ポリエステル樹脂(A)及び前記非晶性ポリエステル樹脂(B)の少なくとも一方が、ビスフェノールA骨格を有する成分由来の繰り返し単位を含むポリエステル樹脂である請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項5に記載の静電荷像現像剤を収納し、潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項5に記載の静電荷像現像剤を収納し、該静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項5に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を備える画像形成方法。
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