JP2017009621A - トナー、トナー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】実施形態のトナーは、着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックスを含有するトナー粒子を含む。前記エステルワックスは、下記一般式(I)で表され、かつ、炭素数の異なる2種以上のエステル化合物からなる。前記エステルワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cn1)は40〜44である。前記エステルワックスは特定の式(1)及び式(2)を満たす。
R1COOR2 ・・・(I)
式(I)中のR1及びR2はアルキル基である。R1とR2の合計炭素数は31〜53である。
【選択図】なし
Description
また、結晶性ポリエステル樹脂と、エステルワックスを含有するトナーが知られている。前記エステルワックスは、該エステルワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数が大きく、前記エステルワックスを構成するエステル化合物の炭素数分布がシャープである。このトナーは、結晶性ポリエステル樹脂を含有するため、低温定着性に優れる。しかしながら、このトナーは、エステルワックスを構成するエステル化合物の炭素数分布がシャープであり、トナー粒子表面にエステルワックスが析出しやすい。トナー粒子表面にエステルワックスが析出すると、帯電安定性が損なわれる。帯電安定性が損なわれると、高品質画像を長期にわたり維持できなくなる。すなわち、ロングライフ性が不充分となる。さらに保存性も充分に得られなくなる。
R1COOR2 ・・・(I)
式(I)中のR1及びR2はアルキル基である。R1とR2の合計炭素数は31〜53である。
1.03≦b/a≦1.61 ・・・(1)
式(1)中のaは、前記エステルワックス中の炭素数(Cn1)のエステル化合物の含有量(質量%)であり、bは、前記エステルワックス中の炭素数40〜44のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
0.06≦c/a≦0.90 ・・・(2)
式(2)中のaは、式(1)中のaと同じであり、cは、前記エステルワックス中の炭素数44超のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
実施形態のトナーは、着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックスを含有するトナー粒子を含む。
トナー粒子は、その粒子群の平均体積径が、例えば3〜20μmである。前記平均体積径が3μm未満であると、所望の現像量を得ることが困難になってくる。前記平均体積径が20μm超であると、精細画像の再現性や粒状性が損なわれるおそれがある。前記平均体積径は、4〜10μmが好ましく、4〜8μmがより好ましい。
実施形態のトナーは、例えば電子写真用トナーとして用いられる。
実施形態の着色剤としては、特に限定されず、カーボンブラック、有機又は無機の顔料、染料等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、アニリンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
顔料又は染料としては、例えば、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、クロムイエロー、キノリンイエロー、インドファストオレンジ、イルガジンレッド、カーミンFB、パーマネントボルドーFRR、ピグメントオレンジR、リソールレッド2G、レーキレッドC、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、デュポンオイルレッド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、アニリンブルー、カルコイルブルー、ウルトラマリンブルー、ブリリアントグリーンB、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、メチレンブルークロライド、ローズベンガル、キナクリドン等が挙げられる。
また、着色剤としては、カラーインデックスナンバーによる表記で、例えば、C.I.ピグメントブラック1、6、7、C.I.ピグメントイエロー1、12、14、17、34、74、83、97、155、180、185、C.I.ピグメントオレンジ48、49、C.I.ピグメントレッド5、12、31、48、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、81、81:4、122、146、150、177、185、202、206、207、209、238、269、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、75、76、79、C.I.ピグメントグリーン1、7、8、36、42、58、C.I.ピグメントバイオレット1、19、42、C.I.アシッドレッド52等が挙げられる。
また着色剤の添加量は、特に限定されないが、バインダー樹脂100質量部に対して4〜15質量部が好ましい。
着色剤の添加量が上記下限値以上であると、色再現性が高められやすくなる。着色剤の添加量が上記上限値以下であると、着色剤の分散性が高められ、低温定着性及びロングライフ性が向上されやすくなる。
実施形態のバインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。前記ポリエステル樹脂としては、非結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。実施形態のバインダー樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。また、実施形態のバインダー樹脂としては、非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂が併用されることが好ましい。なお、実施形態においては、軟化点と融解温度との比(軟化点/融解温度)が0.8〜1.2であるポリエステル樹脂を結晶性ポリエステル樹脂とし、これ以外のものを非結晶性ポリエステル樹脂とする。
非結晶性ポリエステル樹脂としては、2価以上のアルコールと、2価以上のカルボン酸とが縮合重合したものが挙げられる。前記2価以上のカルボン酸としては、2価以上のカルボン酸、その酸無水物又はそのエステル等が挙げられる。前記エステルとしては、2価以上のカルボン酸の低級アルキル(炭素数1〜12)エステルが挙げられる。
2価のアルコールとしては、例えば、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、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、ビスフェノールAに、炭素数2〜3のアルキレンオキシドを平均1〜10モル付加した化合物が挙げられる。前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。2価のアルコールとしては、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物が好ましい。
3価以上のアルコールとしては、ソルビトール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパンが好ましい。
これらの2価以上のアルコールは、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。2価以上のアルコールとしては、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物が好ましい。
2価のカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸、炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハク酸が好ましい。
3価以上のカルボン酸としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、その酸無水物又はその低級アルキル(炭素数1〜12)エステルが好ましい。
上記2価以上のカルボン酸は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、2価以上のアルコールと、2価以上のカルボン酸とが縮合重合したものが挙げられる。
2価以上のアルコールとしては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレン、グリセリン、ペンタエリストール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。2価以上のアルコールとしては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
2価以上のカルボン酸としては、アジピン酸、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、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン酸、アゼライン酸、アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸無水物又はこれらのエステル等が挙げられる。前記アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸としては、炭素数2〜20のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸が挙げられ、例えば、n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸等が挙げられる。これらの中ではフマル酸が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、トナー粒子全体の質量の3〜32質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、7〜28質量%がさらに好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量がトナー粒子全体の質量の3質量%以上であると、耐低温オフセット性が向上しやすくなる。結晶性ポリエステル樹脂の含有量がトナー粒子全体の質量の32質量%以下であると、高温環境下での保管性が高められやすくなる。
実施形態のエステルワックスは、下記一般式(I)で表され、かつ、炭素数の異なる2種以上のエステル化合物からなる。
R1COOR2 ・・・(I)
式(I)中のR1及びR2は、アルキル基であり、R1とR2の合計炭素数は、31〜53である。
前記エステルワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cn1)は、40〜44である。
前記エステルワックスは、下記式(1)を満たす。
1.03≦b/a≦1.61 ・・・(1)
式(1)中のaは、前記エステルワックス中の炭素数(Cn1)のエステル化合物の含有量(質量%)であり、bは、前記エステルワックス中の炭素数40〜44のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
前記b/aは、1.03〜1.61である。b/aが前記範囲であることで、保存性及びロングライフ性が高められる。特に、実施形態のエステルワックスを結晶性ポリエステル樹脂と組み合わせた際の保存性及びロングライフ性が高められる。b/aは、1.03〜1.58が好ましく、1.03〜1.55がさらに好ましい。
前記エステルワックスは、下記式(2)を満たす。
0.06≦c/a≦0.90 ・・・(2)
式(2)中のaは、式(1)中のaと同じである。cは、前記エステルワックス中の炭素数44超のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
前記c/aは、0.06〜0.90である。c/aが前記範囲であることで、保存性及びロングライフ性が高められる。特に、実施形態のエステルワックスを結晶性ポリエステル樹脂と組み合わせた際の保存性及びロングライフ性が高められる。c/aが0.06未満であると、高温放置時にエステルワックスがトナー粒子から析出し保存性が悪化する。
低温定着性、保存性及びロングライフ性がより高められる点から、c/aは、0.06〜0.86が好ましく、0.07〜0.80がより好ましく、0.08〜0.78がさらに好ましい。
前記bは、56.7〜93.7質量%が好ましく、58〜93質量%がより好ましく、60〜92質量%がさらに好ましい。
前記cは、3.3〜49.5質量%が好ましく、4〜49質量%がより好ましく、5〜45質量%さらに好ましい。
a、b及びcが、前記の好ましい範囲であると、エステルワックスのb/a、c/aを調整しやすく、保存性及びロングライフ性に優れるトナーが得られやすくなる。
また、前記エステルワックス中の炭素数40未満のエステル化合物の含有量は、前記エステルワックス全体の質量の0.1〜10質量%が好ましく、0.1〜8質量%がより好ましく、0.1〜5質量%がさらに好ましい。炭素数40未満のエステル化合物の含有量が前記上限値以下であると、高温放置時にエステルワックスのトナー粒子表面への析出が抑制され、トナーの保存性がより高められる。
Cn1超Cm1未満の炭素数のエステル化合物が存在する場合、Cn1超Cm1未満の炭素数のエステル化合物のうち少なくとも1つのエステル化合物の含有量は、炭素数Cm1のエステル化合物の含有量dより小さくてよい。また、Cn1超Cm1未満のすべての炭素数のエステル化合物の含有量が、前記dより小さくてもよい。
また、Cm1とCn1との差は、8以下が好ましい。Cm1とCn1との差が前記上限値以下であると、低温定着性、保存性及びロングライフ性がより高められる。
低温定着性、保存性及びロングライフ性がより高められる点から、Cm1とCn1との差は、4〜8が好ましく、6〜8がより好ましく、6がさらに好ましい。
前記dは、2〜25質量%が好ましく、4〜20質量%がより好ましい。dが、前記好ましい範囲であると、低温定着性、保存性及びロングライフ性がバランス良く得られやすくなる。また、dは、エステルワックス中、aに次いで2番目に大きい含有量であることが好ましい。
エステルワックスの含有量は、特に限定されないが、トナー粒子全体の質量の3〜13質量%が好ましく、5〜12質量%が好ましく、6〜11質量%がさらに好ましい。エステルワックスの含有量がトナー粒子全体の質量の3質量%以上であると、耐低温オフセット性及び耐高温オフセット性が高められやすくなる。エステルワックスの含有量がトナー粒子全体の質量の13質量%以下であると、トナー飛散、感光体へのトナー固着、高温環境下での保管性が高められやすくなる。
従来から用いられているライスワックスやカルナウバワックスなどは、ワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数が大きい。このようなワックスは、低温定着性に劣る。
実施形態で用いられるエステルワックスを構成するエステル化合物は、上述したような炭素数分布を有している。これにより、実施形態のエステルワックスは、トナー粒子中に良好に分散される。また、当該エステルワックスを含有するトナーは、Tgが低下して低温での定着性が良好となる。
また、実施形態のエステルワックスは、c/aが0.06〜0.90であり、エステルワックスを構成する高炭素数のエステル化合物が炭素数分布を有している。これにより、エステルワックスの分散性が高められ、トナー粒子表面へのエステルワックスの析出が抑制される。さらに、一部の着色剤を含んだエステルワックスがバインダー樹脂に拡散しやすくなる。そのため、実施形態のトナーは、保存性及びロングライフ性に優れる。
実施形態のトナー粒子は、着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックス以外に、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。前記その他の成分としては、荷電制御剤、界面活性剤、塩基性化合物、凝集剤、pH調整剤等が挙げられる。
荷電制御剤は、トナーの帯電性を制御し、トナーが紙等の記録媒体上に転写されやすくするために用いられる。前記荷電制御剤としては、含金属アゾ化合物、含金属サリチル酸誘導体化合物、金属酸化物疎水化処理物、ポリサッカライドの包接化合物等が挙げられる。
前記含金属アゾ化合物の中でも、金属が鉄、コバルトもしくはクロムの錯体又は錯塩、あるいはこれらの混合物が好ましい。前記含金属サリチル酸誘導体化合物、金属酸化物疎水化処理物の中でも、金属がジルコニウム、亜鉛、クロムもしくはボロンの錯体又は錯塩、あるいはこれらの混合物が好ましい。前記ポリサッカライドの包接化合物の中でも、アルミニウムとマグネシウムを含むポリサッカライドの包接化合物が好ましい。
荷電制御剤の含有量は、特に限定されないが、バインダー樹脂100質量部に対して0.5〜3質量部にすることができる。荷電制御剤の添加量が0.5質量部未満であると、現像剤の帯電量が小さくなり機体内のトナー飛散が低下し、ロングライフ性が低下するおそれがある。荷電制御剤の添加量が3質量部を超えると、現像剤の帯電量が大きくなり、画像濃度が不充分となるおそれがある。また、現像剤中のキャリア表面への汚染が生じて帯電が不安定となるおそれがある。
実施形態のトナー粒子は、例えば混練粉砕法、ケミカル法により製造できる。実施形態のトナー粒子の製造方法としては、混練粉砕法が好ましい。
混練粉砕法としては、例えば、着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックスを混合して混合物を得る混合工程、前記混合物を溶融混練して混練物を得る混練工程、前記混練物を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程を含む製造方法が挙げられる。前記製造方法には、必要に応じて、前記粉砕物を分級する分級工程が含まれてもよい。
外添剤は、トナーの流動性、帯電性及び保管時の安定性を向上するために添加される。外添剤としては、無機酸化物からなる粒子が挙げられる。前記無機酸化物としては、例えばシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、酸化錫等が挙げられる。また、前記無機酸化物からなる粒子は、安定性が向上される点から、疎水化剤で表面処理されてもよい。
前記無機酸化物からなる粒子の粒子群の体積平均粒径は、特に限定されないが、8〜200nmの範囲が好ましい。前記粒子の粒子群の体積平均粒径が前記下限値未満であると、転写ベルト又は紙に対するトナーの転写効率が悪化するおそれがある。前記粒子の粒子群の体積平均粒径が前記上限値を超えると、感光体が損傷する等のおそれがある。
外添剤は、いずれか1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
外添剤の添加量は、特に限定されないが、トナー全体の質量の0.2〜8.0質量%の範囲が好ましい。トナーには、上記無機酸化物からなる粒子に加えて、1μm以下の樹脂微粒子がさらに添加されてもよい。
外添剤は、例えば、混合機によりトナー粒子と混合される。前記混合機としては、トナー粒子の製造方法において用いられる混合機と同じものが挙げられる。
外添剤は、必要に応じて、粗粒子等が篩い装置により篩分けされてもよい。前記篩い装置としては、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い等が挙げられる。
実施形態に係るトナーを含む現像剤は、特に限定されないが、低温定着性及び保存性に加えてロングライフ性に優れるため、リサイクルトナーとして好適に用いられる。すなわち、画像形成装置において画像形成後、回収して現像装置に補給して再利用することができる。
図中101は複写機本体で、この複写機本体101内の中央一側部には、画像形成部101Aが設けられている。画像形成部101Aは、矢印方向に回転自在な像担持体としての感光体ドラム102を備える。この感光体ドラム102の周囲部には、その回転方向に沿って順次、感光体ドラム102の表面を帯電する帯電チャージャー103、感光体ドラム102の表面に静電潜像を形成する像形成手段としてのレーザユニット104、感光体ドラム102上の静電潜像をトナーで現像する現像手段としての現像装置105、感光体ドラム102上のトナー像を用紙に転写させる転写手段としての転写チャージャー106、及び、感光体ドラム102上の残留トナーを除去する除去手段としてのクリーニング装置107が配設されている。
回収機構110では、トナーを搬送するためにオーガを用いている。クリーニング装置107としては、既存のクリーニングブレードやクリーニングブラシ等を用いている。
複写機本体101の上面部には原稿載置台135が設けられ、この原稿載置台135の下部側には、原稿載置台135上の原稿を露光するスキャナ136が設けられている。スキャナ136は原稿に光を照射する光源137と、原稿から反射される光を所定方向に反射させる第1の反射ミラー138と、第1の反射ミラー138から反射される光を順次反射させる第2及び第3の反射ミラー139,140と、第3の反射ミラー140から反射される光を受光する受光素子141とを備える。
複写機本体101内の下部側には複数段の給紙カセット142,143が設けられ、これら給紙カセット142,143から用紙が送り出される。この用紙は、搬送系144を介して上方へ搬送される。搬送系144には搬送ローラ対145、レジストローラ対146、画像転写部、定着ローラ対147、及び排出ローラ対148が配設されている。
このときには、給紙カセット142或いは143から用紙が供給されて搬送されレジストローラ146で整位されたのち、転写チャージャー106と感光体ドラム102との間の画像転写部に送込まれ、感光体ドラム102上の可視像が用紙に転写される。
画像が転写された用紙は、定着ローラ対147へ搬送され、ここで加圧されるとともに加熱されて画像が用紙に定着される。本実施形態の現像剤は、低温定着性に優れており、例えば140℃以下程度での定着が可能である。この定着後、用紙は排紙ローラ対148を介して排紙トレイ150上に排出される。
一方、上記した画像転写部で用紙に転写されずに感光体ドラム102の表面上に残量したトナーは、クリーニング装置107で除去されたのち、回収機構110によって現像装置105へ戻されて再利用される。また、上記した現像により現像装置105内のトナーが消費されると、トナー補給容器108からトナーが補給される。
現像装置105は現像容器111を備え、この現像容器111内には、現像ローラ112が回転自在に設けられている。現像ローラ112は感光体ドラム102の下面部に対向され、回転することにより現像剤を感光体ドラム102に供給する。
現像容器111内は第1及び第2の仕切材としての仕切壁114,115によって感光体ドラム102の軸方向に沿って略平行に第1乃至第3の室116,117,118に仕切られている。第1の室116内には第1の攪拌搬送部材としての第1のミキサー120が設けられ、第2の室117内には第2の攪拌搬送部材としての第2のミキサー121が設けられ、第3の室118内には第3の攪拌搬送部材としての第3のミキサー122が設けられている。
第2及び第3のミキサー121,122は、駆動手段によって回転駆動される。即ち、駆動手段は単一の駆動源としての駆動モータ162と、この駆動モータ162によって回転される駆動ギヤ163とを備えている。駆動ギヤ163には、大径の動力伝達ギヤ164を介して第3のミキサー122の後述する回転シャフト151が接続されている。また、大径の動力伝達ギヤ164には小径の動力伝達ギヤ165を介して第2のミキサー121の回転軸121aが接続されている。
この構成により、第3のミキサー122の現像剤搬送速度は第2のミキサー121の現像剤搬送速度の1/6程度に低速化され、第3のミキサー122による現像剤の攪拌搬送時間が第2のミキサー121による現像剤の攪拌搬送時間よりも長くされている。
なお、第2及び第3のミキサー121,122は、回転速度を異にする複数の駆動モータによって個別に回転駆動するようにしても良い。
また、第3のミキサー122に回収トナーを第2の方向とは逆の方向に搬送する逆送り羽根を備えることにより、前記回収トナーの搬送速度を第2のミキサー121の現像剤搬送速度よりも低速化するようにしても良い。
図3に示すように、第1のミキサー120の回転により第1の方向、即ち、矢印で示すようにその一端部側から他端部側に向かって現像剤が攪拌搬送されて現像ローラ112に供給される。この現像剤は現像ローラ112の回転により感光体ドラム102上の静電潜像に供給されて静電潜像が顕像化される。
また、第1のミキサー120から搬出される現像剤は第1の仕切壁114の第1の連通部125を介して第2の室117内に案内され、この現像剤は第2のミキサー121の回転により矢印方向(第2の方向)に搬送される。第2のミキサー121から搬出される現像剤は第4の連通部126を介して第1のミキサー120の一端部側に送り出され、第1のミキサー120との間で循環搬送される。
また、第2のミキサー121によって搬送される現像剤の一部は、第2の仕切壁115の第2の連通部127から第3の室118内に送込まれて、矢印方向(第2の方向)に搬送される。この現像剤は第2の仕切壁115の第3の連通部128から再び第2の室117内に送込まれ、第2のミキサー121によって攪拌搬送されて第4の連通部126を介して第1のミキサー120の一端部側に送込まれる。
一方、上記した第2のミキサー121によって攪拌搬送される現像剤は、トナー濃度検知器129によってそのトナー濃度が検出される。このトナー濃度検知器129によって検知されるトナー濃度が所定値以下になると、トナー補給装置108からトナーが補給される。このトナーは現像容器111のフレッシュトナー受部123内に落下される。このフレッシュトナーは第2のミキサー121の回転により矢印方向(第2の方向)に攪拌搬送され、上記したと同様に第1のミキサー120の一端部側に送込まれる。
なお、第3の連通部128を介して第2の室117内に送られることなく、搬送方向下流側に送られた現像剤は逆送り羽根155の回転により逆送りされて第3の連通部128に戻され、この第3の連通部128を介して第2の室117へ送られる。
上述したように現像剤がリサイクルされる場合には、ストレスにより無機酸化物粒子がトナー粒子から剥がれ落ちて、現像剤の流動性が低下するおそれがある。本実施形態の現像剤において、一次粒径が8〜35nm程度の小粒径の疎水性シリカがトナー粒子に外添されると、現像剤の流動性を確保しやすくなり、良好な現像が行われやすくなる。
各画像形成ステーション11Y、11M、11C及び11Kは、それぞれ感光体ドラム(像担持体)12Y、12M、12C及び12Kを有している。感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kの周囲には、その矢印S方向の回転方向に沿って帯電チャージャ13Y、13M、13C及び13K、現像装置14Y、14M、14C及び14K、及び感光体クリーニング装置16Y、16M、16C及び16Kが配置される。感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kの周囲の帯電チャージャ13Y、13M、13C及び13Kから現像装置14Y、14M、14C及び14Kに至る間では、レーザ露光装置(潜像形成装置)17による露光光が照射され、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12K上に静電潜像が形成される。
中間転写ベルト10には、バックアップローラ21、従動ローラ20及び第1〜第3のテンションローラ22〜24により任意の張力がかけられる。中間転写ベルト10は、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kに対向し接触する。中間転写ベルト10の感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kに対向する位置には、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12K上のトナー像を中間転写ベルト10に1次転写するための、一次転写ローラ18Y、18M、18C及び18Kが設けられる。この一次転写ローラ18Y、18M、18C及び18Kは、それぞれ導電ローラであり、これら各一次転写部に一次転写バイアス電圧が印加される。
中間転写ベルト10のバックアップローラ21により支持される転写位置である二次転写部には、二次転写ローラ27が配置される。二次転写部では、バックアップローラ21が導電ローラであり、所定の二次転写バイアスが印加されている。印刷対象物のシート紙(最終転写媒体)が、中間転写ベルト10と二次転写ローラ27間を通過すると、シート紙上に、中間転写ベルト10上のトナー像が二次転写される。二次転写終了後、中間転写ベルト10はベルトクリーナ10aによりクリーニングされる。
給紙カセット4から二次転写ローラ27に到る間には、ピックアップローラ4a、分離ローラ28a、搬送ローラ28b及びレジストローラ対36が設けられ、これらにより給紙機構が構成されている。手差し機構31の手差しトレイ31aからレジストローラ対36に到る間には、手差しピックアップローラ31b、手差し分離ローラ31cが設けられる。
給紙カセット4から取り出され、あるいは手差し機構31から給紙されるシート紙は、縦搬送路35に沿って、レジストローラ対36、二次転写ローラ27を経て、定着装置30に搬送される。定着装置30は、一対の加熱ローラ51及び駆動ローラ52に巻かれた定着ベルト53と、定着ベルト53を介して、加熱ローラ51に対向して配置された対向ローラ54とを有する。定着ベルト53及び対向ローラ54間に、二次転写部にて転写されたトナー像をもつシート紙を導入し、加熱ローラ51にて加熱を行うことにより、シート紙に転写されたトナー像を熱処理して定着する。
実施形態のトナーは、低温定着性に優れており、例えば125℃以下程度での定着が可能である。
モノクロ機では135℃以下で定着されるのに対し、カラー機では120℃以下で定着される。その理由としては両者の定着器の構成の相違による。一般に、カラー機では重ね画像を取得するため定着ベルト方式が採用され、NiP幅が広くとられる。そのため、低温定着化には有利となる。一方、モノクロ機では重ね画像を取得しないこと及び低コスト化の点から、定着ローラ方式が採用される場合が多い。この場合、同じ加圧ではNip幅が狭くなる。そのため、モノクロ機の方がカラー機の定着目標温度よりも高い設定とされる。実施形態のトナーは低温定着性に優れるため、モノクロ機においても約10℃定着目標温度を下げることが可能となる。
図5に示す現像装置64Yは、イエロートナー及びキャリアからなる二成分現像剤を有するものである。現像装置64Yは、該現像装置64Y中のイエロートナーの濃度が低下すると、トナー濃度センサQがそれを検知し、現像装置64Y中に図示されないトナーカートリッジからイエロートナーが補給され、現像装置64Y中のトナー濃度が一定に維持される。また、前記トナーカートリッジからは、現像剤補給口64Y1を介してトナーと同時にキャリアも補給される。そして、補給された分だけ、現像剤排出口64Y2から現像剤がオーバーフローして排出される。これにより、現像装置64Y中の現像剤量が一定に維持されると同時に現像装置64Y中の古く劣化したキャリアが少しずつ新しいキャリアと入れ替わるようにされている。
上記と同様に、図4の画像形成装置における現像装置14M、14C、14Kは、イエロートナーに代えてマゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが用いられること以外は現像装置64Yと同様の構成を有する現像装置64M、64C、64K(図示せず)にそれぞれ変形されてもよい。
[1]着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックスを含有するトナー粒子を含むトナーであって、前記エステルワックスは、下記一般式(I)で表され、かつ、炭素数の異なる2種以上のエステル化合物からなり、前記エステルワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cn1)が40〜44であり、前記エステルワックスは下記式(1)及び式(2)を満たす、トナー。
R1COOR2 ・・・(I)
式(I)中のR1及びR2は、アルキル基であり、R1とR2の合計炭素数は、31〜53である。
1.03≦b/a≦1.61 ・・・(1)
式(1)中のaは、前記エステルワックス中の炭素数(Cn1)のエステル化合物の含有量(質量%)であり、bは、前記エステルワックス中の炭素数40〜44のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
0.06≦c/a≦0.90 ・・・(2)
式(2)中のaは、式(1)中のaと同じであり、cは、前記エステルワックス中の炭素数44超のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
[2]前記炭素数44超のエステル化合物中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cm1)と、前記Cn1との差が、4以上である、[1]に記載のトナー。
[3]前記Cm1とCn1との差が4〜8である、[2]に記載のトナー。
[4]前記式(2)におけるc/aが0.08以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載のトナー。
[5]前記エステルワックス中の炭素数40未満のエステル化合物の含有量が、前記エステルワックス全体の質量の0.1〜10質量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載のトナー。
[6]前記aは、55〜90質量%である、[1]〜[5]のいずれかに記載のトナー。
[7]前記bは、56.7〜93.7質量%であり、前記cは、3.3〜49.5質量%である、[1]〜[6]のいずれかに記載のトナー。
[8]前記エステルワックスは、該エステルワックス中の各炭素数のエステル化合物の含有割合について、第1の極大値と第2の極大値の2つの極大値を有し、前記第1の極大値は、前記aであり、前記第2の極大値は、前記炭素数44超のエステル化合物中の最大含有量である、[1]〜[7]のいずれかに記載のトナー。
[9]炭素数44超のエステル化合物中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cm1)と前記Cn1との間(即ちCn1超Cm1未満)の炭素数のエステル化合物が存在しない、[1]〜[8]のいずれかに記載のトナー。
[10]炭素数44超のエステル化合物中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cm1)と前記Cn1との間(即ちCn1超Cm1未満)の炭素数のエステル化合物が存在し、前記Cn1超Cm1未満の炭素数のエステル化合物のうち少なくとも1つのエステル化合物の含有量は、炭素数Cm1のエステル化合物の含有量より小さい、[1]〜[8]のいずれかに記載のトナー。
[11]前記バインダー樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を含有し、示差走査熱量計で測定される前記エステルワックスの吸熱ピーク温度が、60〜75℃であり、示差走査熱量計で測定される前記結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度が、78〜110℃である、[1]〜[10]のいずれかに記載のトナー。
[12]前記エステルワックスの含有量は、トナー粒子の総質量に対して3〜13質量%であり、前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、トナー粒子の総質量に対して3〜32質量%である、[11]に記載のトナー。
エステルワックスA〜Pを下記のようにして調製した。
攪拌器、熱電対、窒素導入管を取り付けた4つ口フラスコに、長鎖アルキルカルボン酸成分80質量部と長鎖アルキルアルコール成分20質量部を投入した。窒素気流下、220℃でエステル化反応を行い反応物を得た。
その後、前記フラスコに、トルエン及びエタノールの混合溶媒を添加して前記反応物を溶解した。さらに、前記フラスコに水酸化ナトリウム水溶液を添加し、70℃で30分間撹拌した。前記フラスコを30分間静置し、前記フラスコの内容物を有機層と水層に分離し、前記内容物から水層を除去した。
その後、前記フラスコにイオン交換水を添加して、70℃で30分間撹拌した。前記フラスコを30分間静置し、前記フラスコ内の内容物を水層と有機層とに分離し、前記内容物から水層を除去した。この操作を5回繰り返した。前記フラスコ内の内容物の有機層から減圧条件下で溶媒を留去しエステルワックスを得た。
下記長鎖アルキルカルボン酸成分及び下記長鎖アルキルアルコール成分の種類及び配合比を調整することで、炭素数の分布が異なるエステル化合物からなるエステルワックスA〜Oを調製した。
パルミチン酸 (C16H32O2)
ステアリン酸 (C18H36O2)
アラキデン酸 (C20H40O2)
ベヘニン酸 (C22H44O2)
リグノセリン酸 (C24H48O2)
セロチン酸 (C26H52O2)
モンタン酸 (C28H56O2)
パルミチルアルコール (C16H34O)
ステアリルアルコール (C18H38O)
アラキデルアルコール (C20H42O)
ベヘニルアルコール (C22H46O)
リグノセリルアルコール(C24H50O)
セリルアルコール (C26H54O)
モンタニルアルコール (C28H58O)
エステルワックスを構成するエステル化合物の炭素数分布(各炭素数のエステル化合物の含有割合)は、FD−MS「JMS−T100GC(日本電子株式会社製)」により測定された。測定条件は、以下のとおりである。
試料濃度:1mg/ml(溶媒、クロロホルム)。
カソード電圧:−10kv。
スペクトル記録間隔:0.4s。
測定質量範囲(m/z):10〜2000。
測定で得られた各炭素数のエステル化合物のイオン強度の合計を100とする。前記合計に対する各炭素数のエステル化合物のイオン強度の相対値を求める。前記相対値を、エステルワックス中の各炭素数のエステル化合物の含有割合とする。また、前記相対値が最大となる炭素数のエステル化合物における炭素数をCn1とする。前記相対値が炭素数44超のエステル化合物中で最大であるエステル化合物の炭素数をCm1とする。
融点は、DSC「DSC Q2000(ティー・エイ・インスツルメント製)」により測定された。測定条件は、以下のとおりである。
試料量:5mg。
蓋及びパン:アルミナ。
昇温速度:10℃/min。
測定方法:試料を20℃から200℃まで昇温する。その後、試料を20℃以下まで冷却する。再度、試料を加熱して55〜80℃付近の温度範囲において測定される最大吸熱ピークをエステルワックスの融点とする。
なお、後述の結晶性ポリエステル樹脂の融点も上記と同様に測定される。ただし、再度、試料を加熱して75〜120℃付近の温度範囲において測定される最大吸熱ピークを結晶性ポリエステル樹脂の融点とする。
酸価及び水酸基価は、JIS K0070に従い測定される。
上記エステルワックスA〜Pを用い、実施例1〜31及び比較例1〜14のトナーを、以下のように製造した。
ヘンシェルミキサーに、下記トナー粒子原料を投入し混合した。この混合物を、二軸押し出し機で溶融混練した。この溶融混練物を冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物を、ジェット粉砕機で微粉砕した。この微粉砕物を分級してトナー粒子を得た。トナー粒子の体積平均径は7μm、ガラス転移温度(Tg)は45.1℃であった。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度(融点):110℃) 3質量部
エステルワックスA 3質量部
着色剤(MA−100) 6質量部
帯電制御剤(アルミニウムとマグネシウムを含むポリサッカライドの包接化合物)
1質量部
上記トナー粒子100質量部と下記外添剤を、ヘンシェルミキサーに投入して混合し、実施例1のトナーを製造した。
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA(商品名「RX50」、日本アエロジル株式会社製、平均一次粒子径:35nm) 0.2質量部
疎水性シリカB(商品名「VP SX110」、日本アエロジル株式会社製、平均一次粒子径:100nm) 0.8質量部
疎水性酸化チタン(商品名「STT−30S」、チタン工業株式会社製、平均一次粒子径:20nm) 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.0℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 3質量部
エステルワックスA 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは33.7℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 61.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 20質量部
エステルワックスA 12質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC(商品名「RX300」、日本アエロジル株式会社製、平均一次粒子径:8nm) 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは35.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 66質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 15質量部
エステルワックスA 12質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例5のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは35.2℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 68質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 15質量部
エステルワックスB 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD(商品名「NX90G」、日本アエロジル株式会社製、平均一次粒子径:20nm) 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例6のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは40.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 78.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:90℃) 10質量部
エステルワックスB 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.4質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例7のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは43.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 85質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 5質量部
エステルワックスB 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.4質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例8のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは39.8℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 10質量部
エステルワックスB 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例9のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは32.7℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 48質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 32質量部
エステルワックスC 13質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例10のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは33.9℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 51.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 30質量部
エステルワックスC 12質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例11のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは33.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 56質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 27質量部
エステルワックスC 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例12のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスC 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.6質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例13のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.3℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 3質量部
エステルワックスC 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例14のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは35.5℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 68質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 15質量部
エステルワックスD 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.6質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例15のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは40.5℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 78質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:90℃) 10質量部
エステルワックスD 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例16のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは44.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 85.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 5質量部
エステルワックスD 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例17のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは34.2℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 61質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 20質量部
エステルワックスE 12質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例18のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは34.3℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 61質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:90℃) 20質量部
エステルワックスE 12質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例19のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは37.5℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 73質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 10質量部
エステルワックスE 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.6質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例20のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスF 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例21のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは43.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 85質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 5質量部
エステルワックスF 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例22のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.3℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスF 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.6質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例23のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:80℃) 3質量部
エステルワックスF 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例24のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.0℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスG 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例25のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは43.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 10質量部
エステルワックスG 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例26のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.8℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 3質量部
エステルワックスG 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.6質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例27のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは43.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 5質量部
エステルワックスG 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例28のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは35.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 68質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 15質量部
エステルワックスH 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例29のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは40.2℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 78.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:90℃) 10質量部
エステルワックスH 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
ヘンシェルミキサーに、下記トナー粒子原料を入れて混合した。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 87質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスH 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
この混合物を、二軸押し出し機で溶融混練した。この混練物を冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物を、パルベライザ(ホソカワミクロン株式会社製)で更に粉砕し、平均体積粒径58μmの中砕粒子を得た。
この中砕粒子30質量部と、アニオン性界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)1質量部と、トリエチルアミン1質量部と、イオン交換水68質量部を、ホモジナイザー(IKA社製)に入れて撹拌し、混合液を得た。
上記混合液を、ナノマイザー(YSNM−2000AR、吉田機械興業株式会社製)に投入し、120℃、処理圧力150MPaで3回繰り返し処理を行い、微粒子分散液を得た。前記微粒子分散液における微粒子の体積平均粒径は0.7μm(SALD7000、株式会社島津製作所製にて測定)、微粒子分散液のpHは8.3であった。
上記微粒子分散液を、固形分濃度が18質量%になるように希釈した。前記希釈液の温度を30℃に保持しながら、前記希釈液に0.1Mの塩酸をpHが7.0になるまで滴下した。希釈液における微粒子の体積平均粒子径は0.83μmであった。さらに、前記希釈液に0.1M塩酸を滴下し、微粒子のζ電位が−30mVになった時点で滴下を終了した。この時のpHは3.8であった。
次に、上記希釈液をパドル翼で撹拌しながら(500rpm)、10℃/minで80℃まで昇温し、80℃で1時間保持した。これを冷却した後、一晩放置した。放置後の希釈液における上澄み液は透明であり、未凝集粒子は観測されなかった。前記希釈液の体積平均径は6μmであり、20μm以上の粒子は観察されなかった。前記希釈液を真空乾燥機で含水率が0.8質量%以下になるまで乾燥してトナー粒子を得た。前記トナー粒子の体積平均径は6μm、Tgは44.8℃であった。前記トナー粒子100質量部と下記外添剤を、ヘンシェルミキサーに投入して混合し、実施例30のトナーを製造した。
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例31のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 78.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスH 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは35.3℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 63質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 20質量部
エステルワックスI 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは44.2℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 85質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスI 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.1質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは29.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 54.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:115℃) 33質量部
エステルワックスJ 6質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは57.5℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 83質量部
エステルワックスK 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例5のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは36.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 73質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:90℃) 10質量部
エステルワックスJ 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.5質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例6のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは42.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 81質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:115℃) 6質量部
エステルワックスK 6質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 1.0質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例7のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは32.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 63.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 20質量部
エステルワックスL 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 1.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例8のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは41.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 85質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスL 5質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 1.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例9のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは30.1℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 63質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:85℃) 20質量部
エステルワックスM 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 1.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例10のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは43.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 3質量部
エステルワックスM 10質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 1.2質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例11のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは33.5℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 58質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 20質量部
エステルワックスN 15質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 1.0質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例12のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは39.4℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 75.5質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 15質量部
エステルワックスN 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 0.5質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカA 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例13のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 80質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 10質量部
エステルワックスO 3質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカC 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
下記トナー粒子原料及び外添剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例14のトナーを製造した。なお、トナー粒子の体積平均径は7μm、Tgは45.6℃であった。
トナー粒子原料の組成は、以下のとおりである。
非結晶性ポリエステル樹脂 77質量部
結晶性ポリエステル樹脂(吸熱ピーク温度:110℃) 10質量部
エステルワックスP 6質量部
着色剤 6質量部
帯電制御剤 1質量部
外添剤の組成は、以下のとおりである。
疎水性シリカD 0.8質量部
疎水性シリカB 0.8質量部
疎水性酸化チタン 0.5質量部
トナーから抽出したエステルワックス中のエステル化合物の炭素数分布の測定方法について説明する。
トナーを0.5g秤量し、三角フラスコに収容した。前記三角フラスコに、塩化メチレン2mLを添加してトナーを溶解した。さらに、前記三角フラスコに、ヘキサン4mlを添加して混合液とした。前記混合液をろ過し、ろ液と不溶物とに分離した。窒素気流下で前記ろ液から溶媒を留去し、析出物を得た。この析出物について、エステルワックスA〜Pと同様にして、FD−MS測定を行い、トナーから抽出したエステルワックス中のエステル化合物の炭素数分布を測定した。測定結果を表3及び表4に示す。
ガラス転移温度(Tg)の測定方法について説明する。
Tgは、DSC「DSC Q2000(ティー・エイ・インスツルメント製)」により測定された。測定条件は、以下のとおりである。
試料量:5mg。
蓋及びパン:アルミナ。
昇温速度:10℃/min。
測定方法:試料を20℃から200℃まで昇温する。その後、試料を20℃以下まで冷却する。再度、試料を加熱して、30〜60℃の温度範囲で測定される曲線の低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、前記曲線の変曲点における接線との交点をTgとする。
トナーのTgは、低いほど低温定着性に有利である。しかし、トナーのTgが低すぎると保存性が悪化する傾向にある。トナーのTgとしては、33℃以上が好ましい。
各トナー15gを、55℃で10時間放置した。放置後のトナーを42メッシュの篩にかけ、篩上に残ったトナーを秤量した。篩上に残ったトナーの量が少ないほど、トナーの保存性は優れると評価できる。篩上に残ったトナーの量が3.0g以下を合格(○)、篩上に残ったトナーの量が3.0g超を不合格(×)と評価した。
各例の現像剤をトナーカートリッジに収容した。このトナーカートリッジを、e−studio6530c(東芝テック製)に配置した。なお、前記e−studio6530cは、トナー定着温度を100〜200℃の範囲で0.1℃の単位で変更できるように改造されたものである。
定着温度を150℃に設定し、トナー付着量が1.5mg/cm2のベタ画像を10枚取得した。前記10枚のベタ画像のすべてにオフセット又は未定着による画像剥がれが生じなかった場合、設定温度を1℃低下させて、上記と同様にしてベタ画像を取得した。この操作を繰り返し、ベタ画像に画像剥がれが生じない定着温度の下限の温度を求め、この下限の温度をトナーの最低定着温度とした。最低定着温度が120℃以下のものをトナーの低温定着性が合格(○)、最低定着温度が120℃を超えるものをトナーの低温定着性が不合格(×)と評価した。
各例の現像剤をトナーカートリッジに収容した。このトナーカートリッジを、市販のe−studio6530c(東芝テック製)に配置し、これを用いて印字率8.0%の原稿(A4サイズ)を連続で300000枚コピーした。その後、現像器のマグネットローラの下側部分に堆積したトナーを掃除機で吸引し、このトナーの質量を測定した。前記トナーの質量をトナー飛散量とし、このトナー飛散量を指標として、トナーのロングライフ性を評価した。トナー飛散量が少ないほど本体内の部材汚れが少なく、ロングライフ性に優れると評価できる。トナー飛散量が170mg以下のものをロングライフ性が合格(○)、トナーの飛散量が170mgを超えるものをロングライフ性が不合格(×)と評価した。
実施例1〜31のトナーは、エステルワックスA〜Hを含むため低温定着性に優れていた。また、高温放置時にトナー粒子からエステルワックスが析出しにくく、保存性に優れていた。さらに、実施例1〜31では、エステルワックスA〜Hを用いることで、トナー粒子表面への着色剤、エステルワックスの析出が抑えられて帯電安定性が向上しロングライフ性が良好となった。
これに対して比較例1〜14のトナーは、低温定着性、保存性及びロングライフ性の全ての性能を同時に備えることができなかった。
Claims (5)
- 着色剤、バインダー樹脂及びエステルワックスを含有するトナー粒子を含むトナーであって、
前記エステルワックスは、下記一般式(I)で表され、かつ、炭素数の異なる2種以上のエステル化合物からなり、
前記エステルワックス中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cn1)が40〜44であり、
前記エステルワックスは下記式(1)及び式(2)を満たす、トナー。
R1COOR2 ・・・(I)
式(I)中のR1及びR2は、アルキル基であり、R1とR2の合計炭素数は、31〜53である。
1.03≦b/a≦1.61 ・・・(1)
式(1)中のaは、前記エステルワックス中の炭素数(Cn1)のエステル化合物の含有量(質量%)であり、bは、前記エステルワックス中の炭素数40〜44のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。
0.06≦c/a≦0.90 ・・・(2)
式(2)中のaは、式(1)中のaと同じであり、cは、前記エステルワックス中の炭素数44超のエステル化合物の合計含有量(質量%)である。 - 前記炭素数44超のエステル化合物中の最大含有量であるエステル化合物の炭素数(Cm1)と、前記Cn1との差が、4以上である、請求項1に記載のトナー。
- 前記バインダー樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を含有し、
示差走査熱量計で測定される前記エステルワックスの吸熱ピーク温度が、60〜75℃であり、
示差走査熱量計で測定される前記結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度が、78〜110℃である、請求項1又は2に記載のトナー。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナーが収容された、トナーカートリッジ。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナーが収容された、画像形成装置。
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