JP5300401B2 - トナー - Google Patents
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Description
[Iv(s)])を、絶対分子量Mw(s)の常用対数(log[Mw(s)])に対してプロットした際の傾きa(s)が0.30以上、0.85以下であり、該分析における粘度計が検出したクロマトグラムの全樹脂成分(a)の粘度Iv(a)の常用対数(log[Iv(a)])を、絶対分子量Mw(a)の常用対数(log[Mw(a)])に対してプロットした際の傾きをa(a)としたとき、a(s)/a(a)が0.30以上、0.95以下であり、該トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、該トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで荷重を加え、2.94×10−4Nの最大荷重に達したときに得られる変位量(μm)を変位量X2、該最大荷重に達した後、該最大荷重で0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X3、該0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで荷重を減らし、荷重が0Nとなったときに得られる変位量(μm)を変位量X4 としたとき、{(X3−X4)/X3}×100で表わされる復元率をZ(25)(%)が、40≦Z(25)≦80、の関係を満足することを特徴とするトナーに関する。
また、135℃という温度は目標とする定着温度に近いため、実際の定着時における樹脂成分の分子鎖の構造や絡み具合を直接的に把握することができる。
本発明者らはこの関係に着目し、トナーを構成する樹脂成分の分子量と分岐度が低温定着性と耐ストレス性に及ぼす効果について鋭意検討した。その結果、絶対分子量を小さく制御し、且つ樹脂成分(高分子量成分)の分岐度を一定の割合で高めた場合に優れた特性を発揮する知見を見出した。
尚、本発明における、粘度Ivの常用対数(log[Iv])を絶対分子量(Mw)の常用対数(log[Mw])に対してプロットした際の傾きaの求め方は、本体付属の解析ソフトでMark−Houwink−Sakurada Plotsを行い、任意の分析範囲を指定することで求められる。(図1参照)
トナー粒子の強度の高まりは、現像器内で受ける様々なストレスに対してトナーが部分的に潰されることや、粒子が歪むことによる離型剤等のブリードアウトを抑制するため、現像特性の信頼性の向上に繋がる。
一方、傾きa(s)が0.85を超える場合、直鎖状高分子の割合が高くなるため、低温定着領域におけるオフセット性が劣り、定着可能温度領域が狭くなる。
す傾きa(s)の関係a(s)/a(a)が0.30に満たない場合、全樹脂成分(a)の直鎖状高分子の割合が高いために、定着時に必要な分子の絡み合いにより発現する弾性力が弱く、耐オフセット性に劣る。
一方a(s)/a(a)が0.95を超える場合、結着樹脂を構成する樹脂成分が一定架橋度を有する樹脂のみで構成されているため、低温における定着加熱時の溶融成分が不足しがちで最低定着可能温度が高くなる。
a(a)を0.55以上とすることで、全結着樹脂成分に占める直鎖状高分子成分量のバランスが最適化されるため、溶融特性が良好で高い光沢度を再現することができ、定着品質を更に高める効果が得られる。
また、a(a)を1.35以下とすることで、トナーを構成する樹脂成分の構造的な強度を更に高めることができるため、現像特性の長期に亘る安定性を更に高める効果が得られる。
ODCB不溶成分を7.0質量%以下とすることで、低温定着プロセスにおいても更に高い画像光沢度を得ることができる。
なったときに得られる変位量(μm)を変位量X4、該最大変位量X3と該変位量X4との差を弾性変位量(X3−X4)とし、該弾性変位量(X3−X4)の該最大変位量X3に対する百分率[{(X3−X4)/X3}×100:復元率]をZ(25)(%)としたときに、Z(25)は、40≦Z(25)≦80、の関係を満足する。
Z(25)の値を本発明の範囲内とすることで、トナーが現像器内で受けるストレスに対して粒子の塑性変形を防止でき離型剤等のブリードアウトを抑制することができる。また、外添剤の遊離や埋め込みに対しても適切な硬さであるために、耐久性を向上させることができる。さらに、上記硬さは構造的な機能が適切に作用した結果と考えられ、結着樹脂成分中の分岐構造の分布が均一であることを示唆するものである。そのため、優れた低温定着特性に加え、優れた画像光沢性を実現することができる。
更に低温定着特性と耐ストレス性(耐久性)を両立させるうえで、本発明のトナーにおいてはX2が0.17μm以上、0.60μm以下であり、X3が0.20μm以上、0.60μm以下であることが好ましい。
該関係を満足することで、低温領域での定着ラチチュードを更に広げることができ、尚且つ高温高湿環境等の使用条件においても十分耐えうる現像性を維持することができる。
更に低温定着特性と耐ストレス性(耐久性)を両立させるうえで、本発明のトナーにおいてはX’2が0.05μm以上、0.45μm以下であり、X’3が0.10μm以上
、0.50μm以下であることが好ましい。
本発明のコア層を構成する樹脂成分中の分岐構造と、その外殻に強固なシェル層が存在したトナー粒子の構造は、低温定着特性を阻害すること無く強度を機能的に高める効果に優れている。
樹脂成分(R)の存在は、本発明の特徴であるトナー粒子の構造を強化するのに有効であり、耐ストレス性(耐久性)と低温定着性の双方の更なる向上が望める。
樹脂成分(R)のガラス転移温度(TgB)は80℃以上、120℃以下であることが好ましい。
80℃以上とすることで耐久堅牢性を更に高める効果が得られ、120℃以下にすることで、最低定着可能温度を十分低くすることができる。
本発明において、樹脂成分(R)のガラス転移温度を調整するためには、例えば樹脂成分(R)を構成するモノマー種や、組成比率を変更する等の方法をとることができる。
ル酸系やメタクリル酸系樹脂との共重合体が挙げられる。
なお、本発明において、樹脂成分(R)のゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)測定における分子量の調整は、樹脂成分(R)の重合条件や開始剤の量及び種類を変更することにより行うことができる。
ビニル系樹脂の中でも、スチレン系樹脂をベースにしたアクリル系樹脂やアクリル酸系樹脂との共重合体が、本発明の分岐構造を精密に制御し易く、低温定着特性の安定化を更に高めることができるため好ましい。
ストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
また、トナーの平均円形度を0.995以下とすることで、潜像担持体上に残った転写残トナーのブレードクリーニング性も良好に機能させることができるため、上記円形度への制御が好ましい。
本発明で用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニール;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は混合して使用される。
性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。
本発明に用いられる架橋剤としては、2官能の架橋剤として、以下のものが挙げられる。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブ
タンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、及び上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたもの。
ブトキシラジカルを発生するパーブチル系の有機過酸化物の使用が最も好ましい。また、本発明における開始剤の活性状態の好ましい雰囲気とは、例えば開始剤の10時間半減期温度より10℃以上高い温度での重合状態等が挙げられる。
タクリル酸ジエチルアミノエチルの如き含窒素単量体の重合体もしくは含窒素単量体とスチレン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体;アクリロニトリルの如きニトリル系単量体;塩化ビニルの如き含ハロゲン系単量体;アクリル酸、メタクリル酸の如き不飽和カルボン酸;不飽和二塩基酸;不飽和二塩基酸無水物;ニトロ系単量体の重合体もしくはそれとスチレン系単量体との共重合体;ポリエステル;エポキシ樹脂;が挙げられる。より好ましいものとして、スチレン系の共重合体、マレイン酸共重合体、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。さらに好ましくは、酸価や水酸基価の極性を有するスチレン系の共重合体が挙げられ、その場合には、残留スチレンが0ppm以上、300ppm以下の範囲が、樹脂成分(R)と結着樹脂との馴染みを良好にするために好ましい。
また、メカニズムが明確になっていないが、モノマー中に芳香族系の有機溶媒、例えばトルエンやキシレンを添加し重合法にてトナーを製造すると、溶解しながら相分離することが促進され、本発明の効果を発揮しやすくなる。
本発明に用いられるスルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基を含有する重合体は、上記単量体の単重合体であっても構わないが、上記単量体と他の単量体との共重合体であっても構わない。上記単量体と共重合体をなす単量体としては、ビニル系重合性単量体があり、先の結着樹脂成分の説明で例示した単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。
上記スルホン酸基等を有する重合体が0.01質量%以上、5.00質量%以下の場合には、トナー粒子の十分な帯電安定効果を発揮するため、環境特性や耐久特性に優れる。
さらに、ポジ成分を有する分散安定剤を用いる水系分散媒体中での造粒工程においては、電気二重層の形成を強めるために、トナー粒子サイズのシャープな分布を得ることが出来る。
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66。
ド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254。
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサンで処理を行ってもよい。
該着色剤は、好ましくは結着樹脂100質量部に対し1質量部以上、20質量部以下添加して用いられる。
ルの如き金属或いはこれらの金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属の合金及びその混合物等が例示できる。
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調整する場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。
また、荷電制御剤の例として、トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩によるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。
10質量部以下、より好ましくは0.2質量部以上、5質量部以下である。しかしながら、本発明のトナーには、荷電制御剤の添加は必須ではなく、トナーの層厚規制部材やトナー担持体との摩擦帯電を積極的に利用することでトナー中に必ずしも荷電制御剤を含ませる必要はない。
具体的には、無機系の分散剤としては、以下のものが挙げられる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。また、有機系の分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン。
また、本発明においては、難水溶性無機分散剤を用い、水系分散媒体を調製する場合に、これらの分散剤の使用量は重合性単量体100質量部に対して、0.2質量部以上、2
.0質量部以下であることが好ましい。また、本発明においては、重合性単量体組成物100質量部に対して300質量部以上、3,000質量部以下の水を用いて水系分散媒体を調製することが好ましい。
本発明において、上記のような難水溶性無機分散剤が分散された水系分散媒体を調製する場合には、市販の分散剤をそのまま用いて分散させてもよい。また、細かい均一な粒度を有する分散剤粒子を得るために、水の如き液媒体中で、高速撹拌下、上記したような難水溶性無機分散剤を生成させて水系分散媒体を調製してもよい。例えば、リン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散剤を得ることができる。
本発明のトナー粒子に添加する無機微粉体としては、シリカが好ましく、個数平均一次粒径が4nm以上、80nm以下のシリカ微粉体が好ましい。本発明において個数平均一次粒径が上記範囲にあることで、トナーの流動性が向上すると共に、トナーの保存安定性も良好になる。
無機微粉体の個数平均一次粒径は、次のようにして測定される。
またシリカと酸化チタン、アルミナまたはそれらの複酸化物の如き微粉体を併用することができる。シリカと併用する該無機微粉体の中でも酸化チタンが好ましい。
好ましい。また乾式シリカは、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタンの如き他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能である。シリカはそれらも包含する。
図3は、本発明のトナーを用いた画像形成方法に好適に用いることのできる、プロセスカートリッジ7(以下、「カートリッジ」ともいう。)の断面模式図である。
カートリッジ7は、感光体ドラム1と、帯電手段2及びクリーニング手段6を備えたクリーナユニット50と、感光体ドラム1に形成された静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット4Aとを有する。クリーナユニット50を構成するクリーニング枠体31には、感光体ドラム1が軸受部材(不図示)を介して回転自在に取り付けられている。
感光体ドラム1には、感光体ドラム1の外周面に設けられた感光層を一様に帯電させるための帯電ローラー2、転写後に感光体ドラム1上に残った現像剤(残留トナー)を除去するためのクリーニングブレード60が接触している。クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去されたトナー(除去トナー)は、クリーニング枠体31に設けられた除去トナー収納室35に納められる。
現像時には、トナー容器41内に収納されたトナーがトナー攪拌機構42によってトナー供給ローラー43へ搬送される。トナー供給ローラー43が、現像ローラー40との摺擦によって現像ローラー40にトナーを供給し、現像ローラー40上にトナーを付着させる。現像ローラー40上に付着されたトナーは、現像ローラー40の回転にともなってトナー規制部材44のところに至る。そして、トナー規制部材44がトナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、所望の帯電電荷量を付与する。現像ローラー40上で薄層化されたトナーは、現像ローラー40の回転につれて、感光体ドラム1と現像ローラー40とが接近した現像部に搬送される。そして、現像部において、電源(不図示)から現像ローラー40に印加した現像バイアスにより、感光体ドラム1の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像化する。静電潜像の現像化に寄与せずに現像ローラー40の表面に残留したトナーは、現像ローラー40の回転にともなって現像枠体45内に戻される。そして、トナー供給ローラー43との摺擦部で現像ローラー40から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構42により残りのトナーと撹拌混合される。
せる方法を用いることができる。一般にトナー担持体と感光体が接触する現像方式においては、トナーの破損、変形が生じやすくなるが、本発明のトナーを用いた場合にはこうした変化を効果的に抑制することが出来るため、好ましい。
また、トナーコート量はトナー規制部材44により制御されるが、このトナー規制部材44はトナー層を介して現像ローラー40に接触している。この時のトナー規制部材44と現像ローラー40との接触圧は、線圧として0.05N/cm以上、0.5N/cm以下が好ましい範囲である。
が0.5N/cmよりも大きくなるとトナー粒子が過剰な負荷を受けるため、粒子の変形やトナー規制部材或いは現像ローラーへのトナーの融着等が発生しやすくなり、好ましくない。
トナー規制部材44の自由端部はどのような形状でもよく、例えば断面形状が直線状のもの以外にも、先端近傍で屈曲したL字形状のものや、先端近傍が球状に膨らんだ形状のもの等が好適に用いられる。
またさらに、トナー規制部材に直流電場及び/または交流電場を印加することによっても、トナーへのほぐし作用のため、均一薄層塗布性、均一帯電性がより向上し、充分な画像濃度の達成及び良質の画像を得ることができる。
図4は、本発明のトナーを適用できる画像形成装置の一例を示す断面模式図である。
画像形成装置100は4個の画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdを縦方向に並設している。そして、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdには、各々、装着手段(不図示)によってプロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)が着脱可能に装着される。なお、マゼンタ色、シアン色、イエロー色、ブラック色の各カートリッジ7a、7b、7c、7dは同一構成である。
各カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備えている。感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に以下の手段が設けられている。(A)感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2a、2b、2c、2d)。(B)画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1に静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)。(C)静電潜像に現像剤(以下、「トナー」という。)を付着させてトナー像として現像する現像手段4(4a、4b、4c、4d)。(D)感光体ドラム1上のトナー像を記録媒体Sに転写させる転写装置5。(E)転写後の感光体ドラム1表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段6(6a、6b、6c、6d)。
ここで、感光体ドラム1と、プロセス手段である、帯電手段2、現像手段4、クリーニング手段6は、カートリッジ枠体により一体的に構成してカートリッジ化されカートリッジ7を構成している。
上記感光体としては、a−Se、CdS、ZnO2、OPC、a−Siの様な光導電絶
縁物質層を持つ感光体ドラムが好適に使用される。また、上記OPC感光体における有機系感光層の結着樹脂は、特に限定するものではない。中でもポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写性に優れ、感光体へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにくいため好ましい。
スキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)は、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、高速回転されるポリゴンミラー(不図示)及び結像レンズ(不図示)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を画像情報に応じ露光する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。
前記トナー供給ローラー43は、図示時計方向に回転し、トナー担持体としての現像ローラー40へのトナーの供給、及び、静電潜像の現像化に寄与せず現像ローラー40上に残留したトナーのはぎとりを行う。
記録媒体Sは吸着ローラー22と転写ベルト11とによって挟み込むようにして転写ベルト11の外周に圧接される。そして、転写ベルト11と吸着ローラー22との間に電圧を印加する。そして、誘電体である記録媒体Sと転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起して、記録媒体Sを転写ベルト11の外周に静電吸着させている。これにより、記録媒体Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
4色のトナー像を転写された記録媒体Sは、ベルト駆動ローラー13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。記録媒体Sは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラー23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
本発明において、発熱体はその熱容量が小さく、線状あるいは面状の加熱部を有するもので、加熱部の最高温度は100〜300℃であることが好ましい。
又、フィルムは、厚さ1〜100μmの耐熱性のシートであることが好ましく、これら耐熱性シートとしては耐熱性の高い、ポリエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリアミド等のポリマーシートの他、アルミニウム等の金属シート及び金属シートとポリマーシートから構成されたラミネートシートが用いられる。
51は装置に固定支持された加熱体であって、ヒータ基板52、通電発熱抵抗体(発熱体)53・検温素子54等よりなる。
ヒータ基板52は耐熱性・絶縁性・低熱容量・高熱伝導性の部材であり、例えば、厚み1mm・巾10mm・長さ240mmのアルミナ基板である。
本例の加熱体51の場合は、線状又は面状をなす発熱体53に対し画像形成スタート信号により所定のタイミングにて通電して発熱体53を略全長にわたって発熱させる。通電はAC100Vであり、検温素子54の検知温度に応じてトライアックを含む不図示の通電制御回路により通電する位相角を制御することにより供給電力を制御している。
加熱体51はその発熱体53への通電により、ヒータ基板52・発熱体53の熱容量が小さいので加熱体表面が所要の定着温度(例えば140〜200℃)まで急速に温度上昇する。
そしてこの加熱体51に耐熱性フィルム55が当接している。
例えば、ポリイミド・ポリエーテルイミド(PEI)・ポリエーテルサルホン(PES)・4フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)・ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)・ポリパラバン酸(PPA)、或いは複合層フィルム例えば20μm厚のポリイミドフィルムの少なくとも画像当接面側にPTFE(4フッ化エチレン樹脂)・PAF・FEP等のフッ素樹脂・シリコン樹脂等、更にはそれに導電材(カーボンブラック・グラファイト・導電性ウイスカなど)を添加した離型性コート層を10μm厚に施したものなどである。
図6はフィルムにテンションが加わらない状態がある構造を有する、定着装置である(テンションフリータイプ)。
本発明において、発熱体はその熱容量が小さく、線状あるいは面状の加熱部を有するも
ので、加熱部の最高温度は100〜300℃であることが好ましい。
又、フィルムは、厚さ1〜100μmの耐熱性のシートであることが好ましく、これら耐熱性シートとしては耐熱性の高い、ポリエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリアミド等のポリマーシートの他、アルミニウム等の金属シート及び金属シートとポリマーシートから構成されたラミネートシートが用いられる。
より好ましいフィルムの構成としては、これら耐熱性シートが離型層及び/又は低抵抗層を有していることである。
ヒータ基板64aは耐熱性・絶縁性・低熱容量・高熱伝導性の部材であり、例えば、厚み1mm・巾10mm・長さ240mmのアルミナ基板である。
発熱体64bはヒータ基板64aの下面(フィルム65との対面側)の略中央部に長手に沿って、電気抵抗材料を厚み約10μm・巾1〜3mmの線状または細帯状に塗工し、その上に表面保護層64cとして耐熱ガラスを約10μmコートしたものである。電気抵抗材料としては例えば、Ag/Pd(銀パラジウム)、Ta2N、RuO2等が用いられる。また、電気抵抗材料の塗工方法としては、スクリーン印刷する方法等が用いられる。
本例の加熱体64の場合は、線状又は面状をなす発熱体64bに対し画像形成スタート信号により所定のタイミングにて通電して発熱体64bを略全長にわたって発熱させる。通電はAC100Vであり、検温素子64dの検知温度に応じてトライアックを含む不図示の通電制御回路により通電する位相角を制御することにより供給電力を制御している。
加熱体64はその発熱体64bへの通電により、ヒータ基板64a・発熱体64b・表面保護層64cの熱容量が小さいので加熱体表面が所要の定着温度(例えば140〜200℃)まで急速に温度上昇する。
そしてこの加熱体64に耐熱性フィルム65が当接している。
例えば、ポリイミド・ポリエーテルイミド(PEI)・ポリエーテルサルホン(PES)・4フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)・ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)・ポリパラバン酸(PPA)、或いは複合層フィルム例えば20μm厚のポリイミドフィルムの少なくとも画像当接面側にPTFE(4フッ化エチレン樹脂)・PAF・FEP等のフッ素樹脂・シリコン樹脂等、更にはそれに導電材(カーボンブラック・グラファイト・導電性ウイスカなど)を添加した離型性コート層を10μm厚に施したものなどである。
(i)前処理
トナー0.1gを専用のろ過容器(例えば東ソー製溶解ろ過容器 ポアサイズ10μm)に入れ、ODCB 10mlとともに15ml試験管に入れる。これを溶液ろ過装置(例えば東ソー製DF−8020)を用い、135℃で24時間溶解させる。
24時間後、下記装置を用い、分析を行った。
装置 :HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
DAWN EOS(Wyatt Technology社製)
高温差圧粘度検出器(Viscotek社製)
カラム:
TSKgel GMHHR−H(30)HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)TSKgel GMHHR−H(20)HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)TSKgel GMHHR−H HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)
3連(東ソー社製)
検出器1:多角度光散乱検出器 Wyatt DAWN EOS
検出器2:高温差圧粘度検出器
検出器3:ブライス型デュアルフロー式示差屈折計
温度:135℃
溶媒:o−ジクロロベンゼン(ジブチルヒドロキシトルエンを0.05wt%添加)
流速:1.0ml/min
注入量 :400μl
M90=R(θ90)/KC・・・レイリー方程式
M90:90°における分子量
R(θ90):散乱角90°でのレイリー比
K:光学定数(=2π2n2/λ0 4NA・(dn/dc)2)
C:溶液濃度
Rg=(1/6)1/2([η]M90/φ)1/3・・・Flory Fox式
Rg:慣性半径
η:固有粘度
φ:形状要素
絶対分子量:M=R(θ0)/KC
R(θ0)=R(θ90)/P(θ90)
P(θ90)=2/X2・(e−X−(1−X)) (X=4πn/λ・Rg)λ:波長
(dn/dc):本発明では、結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合は0.068ml/g、ポリエステル系樹脂の場合は0.045ml/gとした。
絶対分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−10」、東ソー社製)を用いて、既知の分子量及び固有粘度(例えば前記F−10を用いた場合、重量平均分子量(Mw)96400、固有粘度0.411dl/g)より校正を行って求めた。
傾きaの算出は、前記装置付属の専用ソフトでMark−Houwink−Sakura
da Plotsを行って、分析範囲を指定することで求めた。
尚、本発明におけるトナーの全樹脂成分(a)の定義とは、135℃におけるGPC−RALLS−粘度計分析の3元同時出力プロファイルにおいて、粘度計が検出したクロマトグラムの全樹脂成分に相当する領域の分析値に基づく。
又、本発明におけるトナーの全樹脂成分における高分子量側の成分(s)の定義は、該分析における絶対分子量(Mw)の常用対数(log〔Mw〕)の値が5.00以上の樹脂成分(s)を示す。
トナー約1.0gを秤量(W1g)し、予め秤量した円筒濾紙(例えば、商品名No.86R(サイズ20×90mm)、アドバンテック東洋社製)に入れ、これを上部に冷却器を連結したなす型フラスコ内に立てかける。溶媒としてオルトジクロロベンゼン(ODCB)200mlを用いて、185℃にて12時間抽出する。抽出終了後、円筒ろ紙を取り出して風乾した後、150℃で8時間真空乾燥し、抽出残分を含む円筒濾紙の質量を秤量し、円筒濾紙の質量を差し引くことにより、抽出残分の質量(W2g)を算出する。
そして、樹脂成分以外の成分の含有量(W3g)を下記式(1)のように差し引くことによって、ODCB不溶成分を求めることができる。
ODCB不溶成分(質量%)={(W2−W3)/(W1−W3)}×100 ・・・ (1)
樹脂成分以外の成分の含有量は、公知の分析手段によって測定することができる。分析が困難な場合には、以下のようにして樹脂成分以外の成分の含有量(トナー中の焼却残灰分(W3'g))を見積もり、その含有量を差し引くことによって、ODCB不溶成分を
求めることができる。
トナー中の焼却残灰分は以下の手順で求める。予め秤量した30mlの磁性るつぼに約2gのトナーを秤量(Wag)する。るつぼを電気炉に入れ約900℃で約3時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケーター中に1時間以上放冷し、焼却残灰分を含むるつぼの質量を秤量し、るつぼの質量を差し引くことにより焼却残灰分(Wbg)を算出する。そして、下記式(2)により、試料W1g中の焼却残灰分の質量(W3'g)を算出
する。
W3'=W1×(Wb/Wa) ・・・ (2)
この場合、ODCB不溶成分は、下記式(3)で求められる。
ODCB不溶成分(質量%)={(W2−W3')/(W1−W3')}×100 ・・・ (3)
本発明のトナーにおけるTHF可溶成分中のシクロヘキサン不溶成分は、例えば、以下の方法で測定される。
測定対象のトナーとTHFとを450mg/mlの濃度で混合し、室温にて10時間、試料の合一体がなくなるまで充分に振とうしTHFと試料を良く混ぜ、更に7日間静置する。
その後、上記溶解液を冷却高速遠心機(例えばH−9R(コクサン社製))を用い、1
0℃環境にて15000r/minで60分間遠心分離することで、上澄み液と沈降物とに分離し上澄み液を採取する。さらに上澄み液を窒素ガスにてバブリングしながら上澄み液を50%減少させ濃縮液を作製する。
除去後の沈殿物を室温にて24時間静置させた後、真空乾燥機(40℃)において24時間脱溶媒をし、THFを除去して、THF可溶成分中のシクロヘキサンに対して不溶成分となった成分(A)を採取する。
トナーに対するTHF可溶成分中のシクロヘキサン不溶成分の含有量は、以下のように計算する。
CHX不溶成分含有量(質量%)=(A)/トナー質量*100
トナーのTHF可溶成分中のCHX不溶成分である樹脂成分(R)の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、樹脂成分(R)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.5質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量(メインピーク分子量)の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
本発明において、トナーのTHF可溶成分中のCHX不溶成分である樹脂成分(R)の酸価は、JIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカ
リ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した測定試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
本発明におけるトナーのガラス転移温度(TgA)及びCHXに不溶な樹脂成分(R)のガラス転移温度(TgB)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用い、ASTM D3418−82に準じて以下のように測定する。
具体的には、上記示差走査熱量計のモジュレーティッドモードを用い、以下の条件にて測定し、昇温1回目のDSC曲線のピーク位置から求める。測定サンプルは約3mgを精密に秤量する。それをアルミニウム製のパン中に入れ、対照用に空のアルミパンを用い、測定範囲を20℃から140℃の間で測定を行う。
<測定条件>
・温度20℃で5分間平衡を保つ。
・1.0℃/minのモジュレーションをかけ、温度140℃まで1℃/minで昇温。・温度140℃で5分間平衡を保つ。
・温度20℃まで降温。
ここで、ガラス転移温度は、日本工業規格(JIS)K7121 9.3項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2006年03月25日)に定める中間点ガラス転移温度である。
図2を参照しながら微小圧縮試験の測定方法について説明する。
図2は本発明の微小圧縮試験でトナーを測定した際のプロファイル(荷重−変位曲線)であり、横軸はトナーが変形した変位量、縦軸はトナーにかけている荷重量を表している。
本発明における微小圧縮試験は、(株)エリオニクス製 超微小硬度計ENT1100を用いた。使用圧子は20μm×20μm四方の平圧子を用いて測定した。図中の1−1は試験を始める前の最初の状態(原点)であり、最大荷重2.94×10−4Nに対し、9.8×10−5N/secの負荷速度で荷重を掛ける。最大荷重に到達した直後は1−2の状態であり、このときの変位量をX2(μm)とする。1−2の状態で0.1秒間、その荷重で放置する。放置終了直後の状態が1−3を示しており、このときの最大変位量をX3(μm)とし、さらに最大荷重を経て9.8×10−5N/secの除荷速度で荷重を減らし、荷重が0Nになったときが1−4の状態である。このときの変位量をX4(
μm)とする。
具体的には、測定温度50℃で、前記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで荷重を加え、2.94×10−4Nの最大荷重に達したときに得られる変位量(μm)を変位量X2’、該最大荷重に達した後、該最大荷重で0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X3’、該0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで荷重を減らし、荷重が0 Nとなったときに得られる変位量(μm)を変位量
X4’、該最大変位量X3’と該変位量X4’との差を弾性変位量(X3’−X4’)とし、該弾性変位量(X3’−X4’)の該最大変位量X3’に対する百分率[{(X3’−X4’)/X3’}×100:復元率]をZ(50)(%)とする。
実際の測定は、セラミックセル上にトナーを塗布し、トナーがセラミックセル上に分散するようにエアーを吹き付けた後に、そのセラミックセルを超微小硬度計にセットして測定する。
また、測定の際にはセラミックセルを温度制御が可能な状態にし、このセラミックセルの温度を測定温度とした。すなわちZ(25)はセルの温度を25℃として測定し、Z(50)はセルの温度を50℃として測定した。
なお、セラミックセルの温度調整は、セラミックセルを超微小硬度計に設置し、セラミックセルが測定温度に到達してから10分以上放置した後、測定を開始した。
ナーを選択して測定した。
測定データに関しては任意の粒子100個を選んで測定し、測定結果として得られたZ(25)、Z(50)について、最大値、最小値からそれぞれ10個を除いた残り80個をデータとして使用し、その80個の相加平均値としてZ(25)及びZ(50)を求めた。
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行なった。
専用ソフトの標準測定方法(SOM)を変更画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベル
の測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトのパルスから粒径への変換設定画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、
シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
tific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
<極性樹脂の製造例>
・スチレン 80.8質量部・α−メチルスチレン 15.0質量部・メタクリル酸 1.7質量部・メタクリル酸メチル 2.5質量部・パーブチル(登録商標)D(10時間半減期温度54.6℃(日本油脂製) 2.0質
量部
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し140℃に昇温させた後2時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で10時間保持し、重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を極性樹脂1(Mp=20,000、Mn=8,000、TgB=98℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)とする。
尚、上記極性樹脂の製造例において、添加するモノマー組成とパーブチルDの添加量を変更することを除いては同様にして、極性樹脂2乃至極性樹脂11を製造した。
下記の手順によって重合法トナーを製造した。
60℃に加温したイオン交換水1300質量部に、リン酸三カルシウム9質量部、10%塩酸11質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10,000r/minにて撹拌し、pH5.2の水系分散媒体を調製した。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70.0質量部・n−ブチルアクリレート・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30.0質量部・帯電制御剤FCA1001NS(藤倉化成社製)・・・・・・・・・・・2.0質量部・ スチレン−α−メチルスチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂1)
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・20.0質量部(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=80.8/15.0/
1.7/2.5、Mp=20,000、Mn=8,000、TgB=98℃、酸価=12.
0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)
次に上記溶解液に
・C.I.ピグメントブルー15:3・・・・・・・・・・・・・・・・・7.0質量部・帯電制御剤ボントロンE−88(オリエント化学社製)・・・・・・・・1.0質量部・ワックスHNP−10(融点75℃:日本精鑞社製)・・・・・・・・10.0質量部・ジビニルベンゼン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.25質量部を加え、その後、混合液を温度60℃に加温した後にTK式ホモミキサー(特殊機化工業製)にて、9,000r/minにて攪拌し、溶解、分散した。
・パーブチルNHP(10時間半減期温度50.6℃(日本油脂製))・・・・2.0質量部
・パーブチルPV(10時間半減期温度54.6℃(日本油脂製))・・・・・8.0質量部
を加え、60℃にてTK式ホモミキサーを用いて10,000r/minで 30分間攪拌し、造粒した。
トナーNo.1の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を68質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を32質量部に変更し、極性樹脂1をスチレン−n-ブチルアクリレート−メタ
クリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂2)(スチレン/n-ブチルアクリレー
ト/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=87.6/8.0/1.7/2.7、Mp=20,
000、Mn=8,000、TgB=82℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/M
n=2.2)に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.2を製造した。得られたトナーNo.2の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を72質量部、n-ブチルアクリレート
の添加量を28質量部に変更し、極性樹脂1をスチレン-α−メチルスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂3)(スチレン/α−メチルスチレン/メタク
リル酸/メタクリル酸メチル=60.6/35.0/1.7/2.7、Mp=20,000、Mn=8,000、TgB=115℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.3を製造した。得られたトナーNo.3の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を67質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を33質量部に変更し、極性樹脂1をスチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂4)(スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=95.8/1.7/2.5、Mp=240,000、Mn=100,000、TgB=98℃、酸価=1
2.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.5)に変更して添加部数を5質量部にし、パーブチルNHPをパーブチルND(10時間半減期温度46.4℃(日本油脂製))に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.4を製造した。得られたトナーNo.4の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン−α−メチルスチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂5)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=75.8/20.0/1.7/2.5、Mp=11,000、Mn=5,000、TgB=98℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.0)に変更して添加部数を35質量部にし、ジビニルベンゼンをエチレングリコールジメタクリレートに変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.5を製造した。得られたトナーNo.5の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン-α−メチルスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂6)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリ
ル酸/メタクリル酸メチル=80.8/15.0/0.6/3.6、Mp=20,000、Mn=8,000、TgB=95℃、酸価=4.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)に変更し、添加部数を2質量部にすることを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.6を製造した。得られたトナーNo.6の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン-α−メチルスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂7)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリ
ル酸/メタクリル酸メチル=75.5/15.0/7.0/2.5、Mp=20,000、Mw=8,000、TgB=113℃、酸価=50.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1)に変更し、添加部数を42質量部にすることを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.7を製造した。得られたトナーNo.7の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン-α−メチルスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂8)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリ
ル酸/メタクリル酸メチル=76.7/20.0/0.8/2.5、Mp=8,000、Mn=3,500、TgB=90℃、酸価=6.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.0)に変更し、パーブチルNHPをパーブチルND(10時間半減期温度46.4℃(日本油脂製))に変更し、70℃の反応温度を68℃に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.8を製造した。得られたトナーNo.8の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂9)(スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=92.7/4.8/2.5、Mp=270,000、Mn=160,000、TgB=107℃、酸価=35
.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.5)に変更し、パーブチルNHPの添加部数を10.0質量部に変更し、パーブチルPVを添加しないことを除いては、トナーの製造例1
と同様にしてトナーNo.9を製造した。得られたトナーNo.9の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を64質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を36質量部に変更し、ジビニルベンゼンをエチレングリコールジメタクリレートに変更して、添加量を0.1質量部にすることを除いては、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.10を製造した。得られたトナーNo.10の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を74質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を26質量部に変更し、パーブチルNHPの添加部数を5.0質量部に、パーブチルPVの添加部数を2.0質量部に変更し、更にパーブチルND(10時間半減期温度46.4℃(日本油脂製))を3.0質量部添加することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.11を製造した。得られたトナーNo.11の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1を飽和ポリエステル樹脂(極性樹脂10)〔テレフタル酸とプロピレンオキサイド変性ビスフエノールAから生成〕(Mp=9000、Mw=8900、Tg=72℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.12を製造した。得られたトナーNo.12の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、極性樹脂1をスチレン−α−メチルスチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂11)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=57.8/38.0/1.7/2.5、Mp=40,000、Mn=18,000、TgB=125℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1)に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.13を製造した。得られたトナーNo.13の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、トリメチロールプロパントリメタクリレートを0.1質量部添加することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.14を製造した。得られたトナーNo.14の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、トリメチロールプロパントリメタクリレートを0.1質量部、パーヘキサ(登録商標)250(10時間半減期温度66.2℃(日本油脂製))を1.0質量部添加することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.15を製造した。得られたトナーNo.15の物性を表1に示す。
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体(質量比80/20) 80部
(Mp=25000 Mn=8500 Mw/Mn=3.0 Tg=54℃)
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体(質量比85/15) 20部
(Mp=85000 Mn=50000 Mw/Mn=3.0 Tg=64℃)
ボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製) 3部C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部エステルワックス(吸熱ピーク=72℃,半値幅=4℃) 5部
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をターボミル(ターボ工業社製)で微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級して重量平均粒径7.5μmのトナー粒子(16)を得た。
上記トナー粒子(16)100質量部に対して、流動性向上剤として、ジメチルシリコーンオイル(20質量%)で処理され、トナー粒子と同極性(負極性)に帯電する疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.7質量部を
ヘンシェルミキサー(三井三池社製)で3000r/minで15分間混合してトナー(シアントナー)No.16を得た。
トナーNo.16の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、ジビニルベンゼンの添加をしないことを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.17を製造した。得られたトナーNo.17の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、ジビニルベンゼンの添加をしないで、70℃の反応温度を72℃に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.18を製造した。得られたトナーNo.18の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、パーブチルPVの添加量を6.0質量部に変更し、70℃の反応温度を67℃に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.19を製造した。得られたトナーNo.19の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、ジビニルベンゼンの添加量を0.35質量部に変更することを除いては、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.20を製造した。得られたトナーNo.20の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、ジビニルベンゼンの添加量を0.50質量部に変更することを除いては、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.21を製造した。得られたトナーNo.21の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、パーブチルNHPの代わりにパーヘキシル(登録商標)PV(10時間半減期温度53.2℃(日本油脂製))を8.0質量部添加し、パーブチルPVの添加部数を2.0質量部に変更することを除いては、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.22を製造した。得られたトナーNo.22の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を73質量部、n-ブチルアクリレート
の添加量を27質量部に変更し、極性樹脂1を飽和ポリエステル樹脂(極性樹脂10)〔テレフタル酸とプロピレンオキサイド変性ビスフエノールAから生成〕(Mp=9000、Mw=8900、Tg=72℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)に変更し、トリメチロールプロパントリメタクリレートを0.35質量部添加し、パーブチルNHPの添加部数を12.0質量部に変更し、パーブチルPVを添加しないことを除いては、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.23を製造した。得られたトナー
No.23の物性を表1に示す。
ポリエステル樹脂 100部
(Mp=20000、Mn=9000、Mw=45000、Mw/Mn=5.0、酸価=20、水酸基価=25、Tg=56℃)
ボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製) 1.8部
C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P:三洋化成社製)融点145℃ 4部
上記成分をヘンシェルミキサーで良く前混合した後、バンバリーミキサーにより溶融混練し、冷却後、ジェットミルにより微粉砕を行い、さらに、機械的衝撃力を利用する表面改質装置を用いて球形化処理を行い、球形の粉砕原料を得た。次に、得られた粉砕原料を分級機により分級して、平均円形度は0.949、重量平均粒径6.3μmのトナー粒子(24)を得た。
(シアントナー)No.24を得た。
トナーNo.24の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、スチレンの添加量を80質量部、n-ブチルアクリレート
の添加量を20質量部、ジビニルベンゼンの添加量を0.15質量部に変更し、極性樹脂1を飽和ポリエステル樹脂(極性樹脂10)〔テレフタル酸とプロピレンオキサイド変性ビスフエノールAから生成〕(Mp=9,000、Mw=8,900、Tg=72℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.2)に変更し、添加する二種類の開始剤を2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)一種の3.0質量部に変更し、70℃の反応温度を62℃に変更する以外はトナーの製造例1と同様にしてトナーNo.25を製造した。得られたトナーNo.25の物性を表1に示す。
下記乳化凝集法により、トナーNo.26を製造した。
《樹脂粒子分散液1の調製》
・スチレン 90部・nブチルアクリレート 20部・アクリル酸 3部・ドデカンチオール 6部・四臭化炭素 1部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.5部をイオン交換水140部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム1部を溶解したイオン交換水10部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒径が
0.17μm、ガラス転移点が57℃、重量平均分子量(Mw)が11,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
・スチレン 75部・nブチルアクリレート 25部・アクリル酸 2部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3部をイオン交換水140部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム0.8部を溶解したイオン交換水10部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が0.1μm、ガラス転移点が61℃、重量平均分子量(Mw)が550,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
・エステル系ワックス(融点65℃、半値幅5℃) 50部・アニオン性界面活性剤 5部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が0.5μmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液を調製した。
・C.I.ピグメントブルー15:3 20部・アニオン性界面活性剤 2部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この着色剤粒子分散液1における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・ジ−アルキル−サリチル酸の金属化合物 20部
(帯電制御剤、ボントロンE−88、オリエント化学工業社製)
・アニオン性界面活性剤 2部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この帯電制御粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる帯電制御粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・樹脂粒子分散液1 250部・樹脂粒子分散液2 110部・着色剤粒子分散液1 50部
・離型剤粒子分散液 70部
以上を、撹拌装置,冷却管,温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.2に調整した。
この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液150部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら57℃まで加熱した。この温度の時、樹脂粒子分散液2の3部と帯電制御剤粒子分散液の10部を加えた。50℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると重量平均粒径が約5.3μmである凝集粒子(A)が形成されていることが確認された。
その後、ここにアニオン製界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら105℃まで加熱し、1時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子(26)を得た。
リカ粒子0.1部をヘンシェルミキサーに投入し、3000r/minで15分間混合してトナーNo.26を得た。得られたトナーNo.26の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、パーブチルNHPの添加部数を8質量部に変更し、パーブチルPVの替わりにパーブチルND(10時間半減期温度46.4℃(日本油脂製))を2.0質量部添加し、ジビニルベンゼンの添加部数を1.0質量部に変更する以外はトナーの製造例1と同様にしてトナーNo.27を製造した。得られたトナーNo.27の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、添加する極性樹脂1をスチレン-α−メチルスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(極性樹脂11)(スチレン/α−メチルスチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=57.8/38.0/1.7/2.5、Mp=40,00
0、Mn=18,000、TgB=125℃、酸価=12.0mgKOH/g、Mw/Mn=2.1)に変更し、添加部数を45質量部に変更する以外はトナーの製造例1と同様にしてトナーNo.28を製造した。得られたトナーNo.28の物性を表1に示す。
トナーの製造例1において、ジビニルベンゼンの添加をせず、二種添加していた開始剤をパーへキシルPV(10時間半減期温度53.2℃(日本油脂製))一種の12質量部に変更し、70℃の反応温度を65℃に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.29を製造した。得られたトナーNo.29の物性を表1に示す。
トナーの製造例1乃至29で製造したトナーを、各々下記項目の基準に即して評価を行った。実施例1乃至23のトナーは低温定着特性と現像耐久特性に優れた効果を発揮したのに対して、比較例1乃至6のトナーは低温定着性と現像耐久特性のバランスに乏しい結
果であった。評価結果を表2に示す。
LBP5300(キヤノン社製)のサーフ定着器を用い、ファーストプリントアウトタイムを20秒に設定し、10mm×10mmのベタ画像(トナー載り量0.50mg/cm2)をXerox社製Business4200(75g/m2)上に出力し、安定した定着画像が得られる最低定着可能温度を下記基準にて評価した。尚、本発明の安定した定着画像とは、得られた定着画像濃度と、定着画像を50g/cm2の荷重をかけたシルボン紙で5回摺擦した後の画像濃度を測定し、濃度低下率が10%以下の定着状態と定義する。
A:最低定着可能温度が150℃以上160℃以下で、安定した定着画像が得られる
B:最低定着可能温度が160℃より高く170℃以下で、安定した定着画像が得られるC:最低定着可能温度が170℃より高く190℃以下で、安定した定着画像が得られるD:最低定着可能温度が190℃より高い、又は定着可能温度を有さない
ベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.50mg/cm2)をXerox
社製business4200(75g/m2)上に最低定着可能温度で出力し、定着画像内の7
5°グロスの最大値と最小値を測定し、その差を求めて定着画像均一性を下記基準により評価した。なお、本発明に使用した光沢度測定器は、日本電色工業(株)製のPG−3D(入射角θ=75°)を使用し、標準面は光沢度96.9の黒色ガラスを使用した。
A:グロス差2.0%未満
B:グロス差2.0%以上4.0%未満
C:グロス差4.0%以上6.0%未満
D:グロス差6.0%以上
ベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.50mg/cm2)をカラーレー
ザコピア用紙(キヤノン社製、81.4g/m2)上に転写出力した未定着トナー画像を
用意し、iRC5185(キヤノン社製)の外部定着器(iRC5158の定着器を取り出し、外部駆動及び定着器の温度制御装置をつけたもの)を用いて定着安定性の評価を行った。
定着安定性は、低温低湿(15℃,10%RH)環境下、上記外部定着器を用いて定着温度180℃、定着スピード250mm/secにて未定着トナー画像の通紙を行い、得られた定着画像を画像面が外側になる様に折り曲げ、画像の欠損の度合いを目視で判定した。判定基準は以下のとおりである。
A:定着画像に欠損は発生しない。
B:折り目に極微量の欠損が認められたが、実用上問題の無いレベルである。
C:目視ではっきりと確認できる程度の画像欠損が発生する。
D:折り目を中心に著しい画像欠落が発生する。
4g/m2)上に転写出力した未定着トナー画像を用意し、上記(3)の評価で用いた外
部定着器を用いて耐オフセット性の評価を行った。
耐オフセット性の評価は、常温常湿(23℃,50%RH)環境下、定着スピード250mm/secの条件で、定着温度を変化させて通紙を行い、オフセットの発生温度を下記基準により評価した。
A:オフセットの発生温度が210℃を超える。
B:オフセットが200℃を超え210℃以下の温度域で発生。
C:オフセットが190℃を超え200℃以下の温度域で発生。
D:オフセットが190℃以下で発生。
図3及び図4に示す、非磁性一成分接触現像システムのカートリッジと画像形成装置を用いて耐久試験を行うことによりトナーの耐久性を評価した(プロセススピード250mm/sec,スリーブ周速375mm/sec)。
耐久試験の条件は、高温高湿環境(30℃,80%RH)、常温常湿環境(23℃,50%RH)、低温低湿環境(15℃,10%RH)の各環境下において、印字比率が2%のオリジナル画像を25000枚出力した。なお、評価するトナーは図3に示すカートリッジに詰めた後、図4の装置のシアンステーションCユニット部に装着して、1000枚
おきにべた白画像を出力して、下記評価基準により行った。
なお、評価基準は耐久を通しての最悪値を以下の基準により判断した。
A:非常に良好 1.0%未満
B:良好 1.0%以上、2.0%未満
C:実用上問題なし 2.0%以上、3.0%未満
D:実用上問題あり 3.0%以上
カブリ(反射率;%)=(標準紙の反射率;%)−(サンプルの反射率;%)
ブレード汚染に起因する、画像上縦スジの有無を、オリジナルハーフトーン画像による目視評価と、より早期にかつ厳密にスジの発生有無を確認するために、ベタ画像の中間調電位画像を出力して、縦スジの有無を目視確認により評価した。尚、耐久試験の条件及びサンプリングのタイミングは、上記(5)画像カブリの評価に従って行った。
A:ハーフトーン画像及びベタの中間調電位画像共に、縦スジは無く良好。
B:オリジナルハーフトーン画像にはスジが全く見られないが、ベタの中間調電位画像に関しては、よく見るとうっすらとスジっぽく見える部分もある。但し画像品質上問題の無いレベル。
C:オリジナルハーフトーン画像においては縦スジが見え難いものの、ベタ画像の中間調電位の画像には、はっきりとした縦スジが認められ、画像品質がやや劣る。
D:オリジナルハーフトーン画像においても、縦に白または黒スジがはっきりと目立ち実用に耐えない。
1(1a〜1d) 感光体ドラム(像担持体)
2(2a〜2d) 帯電手段
3(3a〜3d) スキャナユニット
4(4a〜4d) 現像手段
4A 現像ユニット
5 静電転写装置
6(6a〜6d) クリーニング手段
7(7a〜7d) プロセスカートリッジ
11 静電転写ベルト
12(12a〜12d) 転写ローラー
13 ベルト駆動ローラー
14a、14b 従動ローラー
15 テンションローラー
16 給送部
17 カセット
18 給送ローラー
19 レジストローラー
20 定着部
21a 加熱ローラー
21b 加圧ローラー
22 吸着ローラー
23 排紙ローラー
24 排紙部
31 クリーニング枠体(カートリッジ枠体)
35 除去トナー収納室
40 現像ローラー(トナー担持体)
41 トナー容器(現像剤収納部)
42 トナー搬送機構
43 トナー供給ローラー
44 トナー規制部材(ブレード)
45(45a、45b、45e) 現像枠体(カートリッジ枠体)
47、48 結合穴
50 クリーナーユニット
51、64 加熱体
52、64a ヒーター基板
53、64b 通電発熱抵抗体(発熱体)
54、64d 検温素子
55、65 耐熱性フィルム
56、57 ベルト支持ローラー
58 支持ローラー
60 クリーニングブレード
62 支持ローラー(回転体)
63 ベルト支持体
64c 表面保護層
100 画像形成装置本体
S 記録媒体(記録材シート)
Claims (8)
- 結着樹脂、ワックス及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、
該トナーのオルトジクロロベンゼン(ODCB)可溶成分の135℃におけるGPC−RALLS−粘度計分析によって測定される絶対分子量の重量平均分子量が3.5×104以上、1.5×105以下であり、該分析における絶対分子量(Mw)の常用対数(log〔Mw〕)が5.00以上の樹脂成分(s)の粘度Iv(s)の常用対数(log[Iv(s)])を、絶対分子量Mw(s)の常用対数(log[Mw(s)])に対してプロットした際の傾きa(s)が0.30以上、0.85以下であり、
該分析における粘度計が検出したクロマトグラムの全樹脂成分(a)の粘度Iv(a)の常用対数(log[Iv(a)])を、絶対分子量Mw(a)の常用対数(log[Mw(a)])に対してプロットした際の傾きをa(a)としたとき、a(s)/a(a)が0.30以上、0.95以下であり、
該トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、該トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで荷重を加え、2.94×10−4Nの最大荷重に達したときに得られる変位量(μm)を変位量X2、該最大荷重に達した後、該最大荷重で0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X3、該0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで荷重を減らし、荷重が0Nとなったときに得られる変位量(μm)を変位量X4 としたとき、{(X3−X4)/X3}×100で表わされる復元率Z(25)(%)が、40≦Z(25)≦80、の関係を満足することを特徴とするトナー。 - 該トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度50℃で、前記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで荷重を加え、2.94×10−4Nの最大荷重に達したときに得られる変位量(μm)を変位量X2’、該最大荷重に達した後、該最大荷重で0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X3’、該0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで荷重を減らし、荷重が0Nとなったときに得られる変位量(μm)を変位量X4’としたとき、{(X3’−X4’)/X3’}×100で表わされる復元率Z(50)(%)が、10≦Z(50)≦55、の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 該a(a)が、0.55以上、1.35以下であることを特徴とする請求項1または2
に記載のトナー。 - 該a(s)/a(a)が0.30以上、0.85以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーにおけるODCB不溶成分の含有量が、トナーに対して7.0質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー。
- 該結着樹脂が、スチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーは、該トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶成分中にシクロヘキサン(CHX)に不溶な樹脂成分(R)を含有し、該樹脂成分(R)のガラス転移温度が80℃以上、120℃以下であり、酸価が5mgKOH/g以上、40mgKOH/g以下であり、該樹脂成分(R)の含有量がトナーに対して3質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナー。
- 該樹脂成分(R)はスチレン系重合体を含有し、該樹脂成分(R)のゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)でのメインピーク分子量が1.0×104以上、2.5×105以下であることを特徴とする請求項7に記載のトナー。
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