JP5724586B2 - 電子写真用トナー、該トナーを用いた現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
静電荷像の現像に使用されるトナーは、一般に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤等を含有する着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と懸濁重合法とがある。
(1)結着樹脂および離型剤を含有するトナーであって、前記結着樹脂が、第一の樹脂としてビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート(BHET)とヒドロキシカルボン酸とから得られるポリヒドロキシカルボン酸骨格を有するオリゴマーを伸張させた直鎖状ポリエステル樹脂を含有し、第二の樹脂として前記直鎖状ポリエステル樹脂以外の樹脂を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
(2)前記オリゴマーの数平均分子量が2000〜5000であることを特長とする前記(1)記載の電子写真用トナー。
(3)前記直鎖状ポリエステル樹脂の数平均分子量が7000〜30000であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の電子写真用トナー。
(4)前記直鎖状ポリエステル樹脂に対する芳香環含有ジオール部の含有割合が10wt%以上50wt%以下であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(5)結着樹脂中の第二の樹脂の割合が30wt%以上60wt%以下であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載のトナー。
(6)前記ポリヒドロキシカルボン酸骨格が、光学活性モノマーからなるポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有し、前記光学活性モノマーからなるポリヒドロキシカルボン酸骨格がモノマー成分換算で光学純度X(%)=|X(L体)−X(D体)|〔ただし、X(L体)は光学活性モノマー換算でのL体比率(モル%)、X(D体)は光学活性モノマー換算でのD体比率(モル%)を表す〕が80%以下であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(7)前記ポリヒドロキシカルボン酸骨格を有するオリゴマーを伸張させる際に、伸張剤としてジイソシアネート化合物を用いることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(8)前記第二の樹脂がポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂であることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(9)前記トナーが着色剤を含有することを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(10)前記トナーが帯電制御剤を含有することを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(11)前記(1)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナーを使用したことを特徴とする現像剤。
(12)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記トナーが、前記(1)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
(13)静電潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記トナーが、前記(1)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
(14)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーが、前記(1)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明の電子写真用トナーは結着樹脂および離型剤を含有するトナーであり、前記結着樹脂は第一の結着樹脂と第二の結着樹脂とを含んでいる。
以下、第一の結着樹脂及び第二の結着樹脂について説明する。
本発明における結着樹脂を構成する成分の一つである第一の樹脂は、芳香環を含有するジオールとヒドロキシカルボン酸とから得られるポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有するオリゴマーを、伸張剤とともに反応させて得られる直鎖状のポリエステル系樹脂である。直鎖状のポリエステルとするためには、ポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有するオリゴマーおよび伸張剤が、それぞれ2官能である必要がある。どちらかが3官能以上であると、架橋反応が進行し直鎖状のポリエステルを得ることができない。
なお、直鎖状のポリエステルは、分岐状又は網目状のポリエステルに比べて溶剤溶解性と粘弾性の面でトナーに向いており、また物性制御の容易さと製造性の点で優れるという利点を有している。
X(L体)% = 100× S(L)/(S(L)+S(D))
X(D体)% = 100× S(D)/(S(L)+S(D))
光学純度X% = |X(L体)−X(D体)|
なお、当然のことながら、原料で用いているL体、D体は光学異性体であり、光学異性体は、光学特性以外の物理的、化学的性質は同じであるため、重合に用いた場合その反応性は等しく、モノマーの成分比と重合体におけるモノマーの成分比は同じとなる。
前記オリゴマーは、通常のポリエステルの合成と同様に公知の方法で合成することができ、オリゴマーの数平均分子量は、反応開始剤の仕込み量を調整することにより調整することができる。
直鎖状ポリエステル中のジオール部の総重量比は、基本的には合成時に使用する原材料の重量比と同じとなるが、合成後の樹脂から重量比を求める場合には1H−NMR測定を用いたポリヒドロキシカルボン酸部分のプロトンピーク面積と、芳香環部分のプロトンピーク面積から算出されるモノマー比率から求めることが可能である。
第一の樹脂のガラス転移温度は、60℃以上75℃以下が好ましい。60℃未満の場合には保存性の改良が充分に達成されず、また75℃を超える場合には充分な低温定着性が得られない。
尚、ガラス転移温度は以下のように測定することができる。
(ガラス転移温度(Tg)の測定)
装置:DSC(TAインスツルメンツ社製、Q2000)
試料5〜10mgをアルミ製の簡易密閉パンに充填したものを以下の測定フローに供した。
1st Heating : 30℃〜220℃、5℃/min.、220℃到達後1分保持
冷却:温度制御なしで−20℃までクエンチ、−20℃到達後1分保持
2nd Heating : −20℃〜180℃、5℃/min.
ガラス転移温度は、2nd Heating のサーモグラムにおいてミッドポイント法を採用して値を読み取り、ガラス転移温度として評価を行った。
前記第二の樹脂としては、ポリエステル樹脂(変性ポリエステル樹脂、未変性ポリエステル樹脂等)、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられる。これらの中でも、良好な定着性が得られることから、ポリエステル樹脂(変性ポリエステル樹脂、未変性ポリエステル樹脂等)が特に好ましい。なお、前記ポリエステル樹脂の分子量、構成モノマー等は、目的に応じて適宜選択することができる。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルを付加することにより得られる2価のアルコール等が挙げられる。なお、ポリエステル樹脂を架橋させるためには、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等の3価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記ポリエステルプレポリマーとしては、イソシアネート基を有するものを用いることができる。このようなポリエステルプレポリマーは、例えば、活性水素基を有するポリエステル樹脂をポリイソシアネートと反応させることにより得られる。なお、第二の樹脂がポリエステル樹脂及び変性ポリエステル樹脂を含有する場合は、それぞれを構成するモノマーの組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
前記ポリエステル樹脂及びポリエステルプレポリマーは、低温定着性、耐ホットオフセット性の面で、少なくとも一部が相溶していることが好ましい。したがって、ポリエステル樹脂及びポリエステルプレポリマーの組成が類似していることが好ましい。
また、ポリイソシアネートとしては、フェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたものを用いてもよい。
架橋及び/又は伸長反応させる際のポリエステルプレポリマーのイソシアネート基に対するアミン類のアミノ基の当量比は、1/3〜3が好ましく、1/2〜2がより好ましく、2/3〜1.5が特に好ましい。この当量比が3を超える場合及び1/3未満である場合は、変性ポリエステル樹脂の分子量が低下し、耐ホットオフセット性が低下することがある。
本発明のトナーは必要に応じ帯電制御剤をトナー中に含有させることができる。
例えば、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料、例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.Basic Red 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Bas ic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue 25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など及びこれらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、或いはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう帯電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
本発明のトナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な公知の顔料や染料が使用できる。
例えば、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキが挙げられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
これらは、1種または2種以上を使用することができる。
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。このような樹脂としては、例えば、ポリエステル、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本発明のトナーの場合には、マスターバッチに使用する樹脂としてはトナーに用いる第一の樹脂と同じものが特に好ましい。
本発明においてトナーに使用される離型剤としては公知のものが全て使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が5以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が1μm以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が5〜14mgKOH/gであることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は10〜30mgKOH/gが好ましい。その理由は本発明のトナー結着樹脂に対してこれらのワックスは適度に微分散するため後述するようにオフセット防止性と転写性・耐久性ともに優れたトナーとすることが容易なためである。これらワックス類は1種又は2種以上を併用して用いることができる。
その他の離型剤としては、固形シリコーンワックス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。
第一の樹脂、第二の樹脂及び離型剤を混合分散してトナーを形成する方法としては、少なくとも第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂とを通常の加熱ニーダー、ロール混練機、単軸、または複数軸を持つ連続混練機等で加熱混練する方法でもよく、また、水系媒体などの流動媒体中に第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂とを微粒子状で分散し、これを凝集、合一させる方法、第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂とをスチレンやビニル系モノマーなどに再度溶解し、これを非水系溶媒中で重合する方法、第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂とを適当な溶媒に溶解し、これを水などの水系溶媒中に分散し、その後、溶媒を除去し造粒する方法、また第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂と、第二の樹脂前駆体とを適当な溶媒に溶解し、これを水などの水系溶媒中に分散し、第二の樹脂前駆体を反応せしめて高分子量化し、その後、溶媒を除去し造粒する方法、などいかなる方法でも用いることができる。
上記のように粉砕、整粒する方法や、各種のケミカルトナー製法を用いることが可能であり、トナー粒子を得る方法としてはこれに制限されない。
しかしながら、ポリ乳酸は硬い樹脂であり、粉砕に要するエネルギーが大きくなることから、湿式製法を利用することが好ましい。
特に、第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂とを適当な溶媒に溶解し、これを水などの水系溶媒中に分散し、その後、溶媒を除去し造粒する方法、及び第一の樹脂と離型剤との混合物と第二の樹脂と、第二の樹脂前駆体とを適当な溶媒に溶解し、これを水などの水系溶媒中に分散し、第二の樹脂前駆体を反応せしめて高分子量化し、その後、溶媒を除去し造粒する方法が好ましい。
また、該樹脂微粒子の重量平均粒径は50〜300nmが好ましく、該トナーのBET比表面積が1.5〜4.0m2/gが好ましい。
該樹脂微粒子の重量平均粒径が50nm未満、及び/又はトナーのBET比表面積が1.5m2/g未満では、トナー表面上に残存する有機微粒子が皮膜化またはトナー表面全体を密に覆う状態となり、樹脂微粒子がトナー内部のバインダー樹脂成分と定着紙との接着性を阻害し、定着下限温度の上昇が見られる。また、樹脂微粒子の重量平均粒径が300nmより大きい、及び/又はBET比表面積4.0m2/gを超えると、トナー表面上に残存する有機微粒子が凸部として大きく突出したり、粗状態の多重層として樹脂微粒子が残存し、やはり、樹脂微粒子がトナー内部のバインダー樹脂成分と定着紙との接着性を阻害し、定着下限温度の上昇が見られる。
帯電制御剤の含有方法としては、樹脂内部に混練分散する方法、懸濁重合のようなケミカルトナーでは溶媒または、モノマー滴中に分散ないし溶解させて導入する方法、水中に分散した帯電制御剤を粒子中に凝集合一して取り込む方法、粒子表面に化学的に付加する方法などいずれの方法も可能である。
現像剤は、本発明のトナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている静電潜像担持体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよい、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、ストレートシリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記現像剤が二成分現像剤である場合には、前記キャリアの該二成分現像剤における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、90〜98質量%が好ましく、93〜97質量%がより好ましい。
前記二成分系現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、一般にキャリア100質量部に対しトナー1〜10.0質量部が好ましい。
静電潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記トナーとして本発明のトナーを用いる。
さらに本発明の画像形成装置は、潜像担持体(感光体)と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有しており、トナーとして本発明のトナーを備えている。
本発明の画像形成装置は静電潜像担持体(感光体)と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有しており、使用するトナーとして本発明のトナーを用いる。
本発明の電子写真式画像形成装置の一例としての複写機を図1に示す。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカラー画像形成装置の内部構成図の一例を示す。この具体例はタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置であるが、本発明の画像形成装置は本具体例に限ったものではない。
本発明においては、上述の感光体2、帯電手段3、現像手段4及びクリーニング手段5等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
300mLの四つ口セパラブルフラスコ中に、表1のオリゴマー原材料に示す材料を表1に示す部数投入し、内温を徐々に160℃まで昇温し、その後、10mmHgで30min.脱水処理を行った。次いで、N2パージ下で170℃まで昇温し、目視下で系が均一化したことを確認した後、2−エチルヘキサン酸スズ0.05質量部を系に投入して重合反応を行った。この際、系の内温が190℃を超えないように制御した。2時間の反応時間経過後、系を再び流出ラインに切り替え、190℃、10mmHgの条件下で脱ラクチドし、重合反応を完結させた。その後、内温を徐々に120℃まで昇温した。目視下で系の均一化を確認した後、10mmHgで10min.脱水処理を行った。次いで、内温が50℃になるまで冷却し、脱水した酢酸エチルを50質量部を加えてオリゴマーを完全に溶解させた。その後、2−エチルヘキサン酸スズ0.02質量部を系に投入したのち、表1に示す伸張剤を表1に示す部数、徐々に加えて伸張反応を開始した。この際、系の内温が80〜85℃になるよう制御した。5時間の反応時間経過後、内温を100℃まで昇温して反応溶液中の酢酸エチルを除去し、最後に反応溶液を取り出して120℃の乾燥機中で4h乾燥することにより、樹脂b−1〜17を得た。
得られた樹脂b−1〜17の分子量及びガラス転移点を表2に示す。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、表3に示す部数で各原材料およびジブチルスズオキサイド2部を投入し、常圧下、220℃で10時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させて、樹脂(c−1)〜(c−18)を合成した。
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水600部、スチレン135部、メタクリル酸110部、アクリル酸ブチル50部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩(エレミノールJS−2、三洋化成工業製)13部、過硫酸アンモニウム2部を仕込み、400回転/分で20分攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し6時間反応させた。さらに1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成してビニル樹脂(スチレンーメタクリル酸一メタクリル酸ブチルーアルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液a]を得た。[微粒子分散液a]をELS−800で測定した体積平均粒径は0.09μmであった。[微粒子分散液a]の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のフローテスター測定によるガラス転移温度は76℃であった。
イオン交換水300質量部に、[微粒子分散液a]300質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を混合撹拌して均一に溶解させて水系媒体相を調製し、[水系媒体1]を得た。
<プレポリマー1の製造>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物650質量部、ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物80質量部、テレフタル酸300質量部、無水トリメリット酸20質量部、及びジブチルスズオキシド2質量部を入れ、常圧下、230℃で7時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させ、中間体ポリエステル樹脂1を合成した。得られた中間体ポリエステル樹脂1は、数平均分子量(Mn)が2,400、重量平均分子量(Mw)が10,300、ピーク分子量が3,400、ガラス転移温度(Tg)が57℃、酸価が0.4mgKOH/g、水酸基価55mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、400質量部の中間体ポリエステル樹脂1、イソホロンジイソシアネート90質量部、及び酢酸エチル600質量部を入れ、100℃で6時間反応させ、[ポリエステルプレポリマー1]を合成した。得られたポリエステルプレポリマー1は、遊離イソシアネートの含有量が1.42質量%であった。
温度計、攪拌機および窒素挿入管の付いたオートクレーブ反応槽中に、1,3−プロパンジオール3質量部、L−ラクチド86質量部、D−ラクチド14質量部、オクタン酸第1スズ0.06質量部を入れ、窒素雰囲気下、160℃で8時間開環重合させた。その後、残留ラクチドを減圧留去し、ポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有する中間体ポリエステル樹脂2を得た。中間体ポリエステル樹脂2の数平均分子量は3,600、重量平均分子量は14,000であった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器内に、中間体ポリエステル樹脂2を450質量部、イソホロンジイソシアネートを95質量部、酢酸エチル600質量部を入れ、100℃で6時間反応させ、[ポリエステルプレポリマー2]を合成した。得られたポリエステルプレポリマー2は、遊離イソシアネート含有量が1.55質量%であった。
温度計、攪拌機および窒素挿入管の付いたオートクレーブ反応槽中に、ε−カプロラクトン2質量部、L−ラクチド70質量部、D−ラクチド10、LD−メソラクチド10質量部、オクタン酸第1スズ0.08質量部を入れ、窒素雰囲気下、160℃で8時間開環重合させた。その後、残留ラクチドを減圧留去し、ポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有する中間体ポリエステル樹脂3を得た。中間体ポリエステル樹脂3の数平均分子量は3,800、重量平均分子量は15,000であった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器内に、中間体ポリエステル樹脂3を450質量部、イソホロンジイソシアネートを95質量部、酢酸エチル600質量部を入れ、100℃で6時間反応させ、[ポリエステルプレポリマー3]を合成した。得られたポリエステルプレポリマー3は、遊離イソシアネート含有量が2.18質量%であった。
<マスターバッチ1の作製>
水1,000質量部、及びDBP吸油量が42ml/100g、pHが9.5のカーボンブラック(Printex35、デグサ社製)530質量部、及び1200質量部の[樹脂b−1]を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて混合した。二本ロールを用いて、得られた混合物を150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン株式会社製)で粉砕して、マスターバッチを作製した。
マスターバッチ1の作製時において、樹脂b−1の代わりに樹脂c−18を使用した以外はマスターバッチ1と同様にして、マスターバッチ2を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン30質量部、及びメチルエチルケトン70質量部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物は、アミン価が423mgKOH/gであった。
反応容器内に表4に示す部数で[樹脂b−1〜17]、[樹脂c−1〜18]、[ポリエステルプレポリマー1〜3]、及び酢酸エチル80質量部を加えて攪拌して、樹脂溶液1〜28を調製した。
次に、樹脂溶液1〜28に表4に示す質量部でカルナウバワックス(分子量1,800、酸価2.7mgKOH/g、針入度1.7mm(40℃))、及びマスターバッチ1を仕込み、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/時、ディスク周速度6m/秒で、粒径が0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスした。更に、表4に示す質量部でケチミン化合物を加えて溶解させ、トナー材料液1〜28を得た。なお、トナー材料液18においてはマスターバッチ1の代わりにマスターバッチ2を用いた。
次に、容器内に表4に示す部数で水系媒体1を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmで攪拌しながら、トナー材料液1〜28を100質量部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを得た。更に、攪拌機、及び温度計をセットしたコルベンに、乳化スラリー100質量部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、30℃で10時間脱溶剤し、分散スラリー1〜28を得た。
得られたトナー母体粒子1〜28を100質量部と、外添剤としての疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン社製)1.0質量部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて、周速30m/秒で30秒間混合し、1分間休止する処理を5サイクル行った後、目開きが35μmのメッシュで篩い、トナー1〜28を作製した。
トナー1〜16、19〜28が本発明のトナーである。
トルエン100質量部に、シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン)100質量部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5質量部、及びカーボンブラック10質量部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径が50μmの球状マグネタイト1,000質量部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
トナー1〜28のそれぞれを5質量部と、前記キャリア95質量部とを混合して、実施例1〜26及び比較例1、2の各現像剤を作製した。
<定着性>
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した電子写真方式の複写機(MF−200、株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、定着ベルトの温度を変化させて、普通紙及び厚紙の転写紙タイプ6200(株式会社リコー製)及び複写印刷用紙<135>(NBSリコー社製)に、トナーの付着量が0.85±0.1mg/cm2のベタ画像を形成した。このとき、厚紙でベタ画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる下限温度を定着下限温度とした。C以上が実用可能である。
〔定着下限温度の評価基準〕
A:定着下限温度が120℃未満
B:定着下限温度が120℃以上125℃未満
C:定着下限温度が125℃以上130℃未満
D:定着下限温度が130℃以上
50mlのガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽に24時間放置した後、24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により、針入度(mm)を測定し、下記基準で耐熱保存性を評価した。なお、針入度が大きい程、耐熱保存性が優れていることを意味し、針入度が5mm未満であるものは、使用上、問題が発生する可能性が高く、C以上が実用可能である。
〔評価基準〕
A:針入度が25mm以上
B:針入度が15mm以上25mm未満
C:針入度が5mm以上15mm未満
D:針入度が5mm未満
タンデム型カラー画像形成装置(imagio Neo 450、株式会社リコー製)を用いて、定着ローラの表面温度を160±2℃にして、複写紙TYPE 6000<70W>(株式会社リコー製)に画像面積率7%の印刷を1000枚行った後、トナーの付着量が1.00±0.05mg/cm2のベタ画像を形成した。得られたベタ画像の任意の6箇所の画像濃度を、分光計(938 スペクトロデンシトメータ、X−Rite社製)を用いて測定し、画像濃度(平均値)を求め、下記基準で評価した。C以上が実用可能である。
〔評価基準〕
A:画像濃度が2.0以上
B:画像濃度が1.8以上2.0未満
C:画像濃度が1.6以上1.8未満
D:画像濃度が1.6未満
Claims (14)
- 結着樹脂および離型剤を含有するトナーであって、前記結着樹脂が、第一の樹脂としてビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート(BHET)とヒドロキシカルボン酸とから得られるポリヒドロキシカルボン酸骨格を有するオリゴマーを伸張させた直鎖状ポリエステル樹脂を含有し、第二の樹脂として前記直鎖状ポリエステル樹脂以外の樹脂を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
- 前記オリゴマーの数平均分子量が2000〜5000であることを特徴とする請求項1記載の電子写真用トナー。
- 前記直鎖状ポリエステル樹脂の数平均分子量が7000〜30000であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
- 前記直鎖状ポリエステル樹脂に対する芳香環含有ジオール部の含有割合が10wt%以上50wt%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 結着樹脂中の第二の樹脂の割合が30wt%以上60wt%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー。
- 前記ポリヒドロキシカルボン酸骨格が、光学活性モノマーからなるポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有し、前記光学活性モノマーからなるポリヒドロキシカルボン酸骨格がモノマー成分換算で光学純度X(%)=|X(L体)−X(D体)|〔ただし、X(L体)は光学活性モノマー換算でのL体比率(モル%)、X(D体)は光学活性モノマー換算でのD体比率(モル%)を表す〕が80%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記ポリヒドロキシカルボン酸骨格を有するオリゴマーを伸張させる際に、伸張剤としてジイソシアネート化合物を用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記第二の樹脂がポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記トナーが着色剤を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記トナーが帯電制御剤を含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の電子写真用トナーを使用したことを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記トナーが、請求項1〜10のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
- 静電潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、前記トナーが、請求項1〜10のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーが、請求項1〜10のいずれかに記載の電子写真用トナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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