JP5850314B2 - トナー、該トナーを用いた現像剤、画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、特に結晶性樹脂を主成分として用いられるトナーにおいては、定着後の画像を鉛筆などで擦ると容易に削れてしまうという問題があった。これもまた、結晶性樹脂の機械強度の低さに原因があるものと考えられる。
前記結晶性樹脂を主成分として使用しているが、現像機内でトナー同士の凝集物の発生および定着後の画像の機械強度が低いという問題は解消できていない。
(1)少なくとも、14員環以上のラクトン化合物と結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂とを含有することを特徴とするトナー。
(2)前記14員環以上のラクトン化合物が、下記構造式で表される化合物であることを特徴とする前記(1)に記載のトナー。
(3)前記14員環以上のラクトン合物が、下記構造式で表される化合物であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のトナー。
(5)前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂が、未変性の結晶性ポリエステルを含有す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)前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂が、変性結晶性ポリエステル樹脂を含有す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。
(7)前記変性結晶性ポリエステル樹脂が、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂を含有することを特徴とする前記(6)に記載のトナー。
(8)前記ウレタン結合を有するポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステルとポリウレタンとのブロックポリマーであることを特徴とする前記(7)に記載のトナー。
(9)前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を2種類以上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トナー。
(10)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)〜(9)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
本発明のトナーは、少なくとも14員環以上のラクトン化合物と、結着樹脂として結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂とを含んでなり、更に必要に応じて、その他の成分を含む。
本発明における14員環以上のラクトン化合物としては、14員環以上のものであり、環の一部にエステル結合を有するものが好ましく、下記構造式で表される化合物が挙げられる。
また、環の大きさは好ましくは22員環以下であり、特に好ましくは18員環以下である。23員環以上になると、後述のトナー製造工程中で、トナー材料として有機溶媒中に分散あるいは溶解させのが困難になる。
本発明における前記ラクトン化合物の含有量は、トナー全体の0.05〜5質量%、好ましくは0.1〜2質量%、より好ましくは0.2〜1質量%、さらに好ましくは0.4〜0.7質量%である。0.05質量%未満では本発明の効果が発現しにくく、また5質量%を超えるとトナーから露出しやすくなりトナー凝集を引き起こしたり、また定着阻害をしたりする可能性がある。
本発明のトナーは結着樹脂として、結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を含有する。結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を該結着樹脂に対して50質量%以上含有することが好ましく、目的に応じて、前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂と非結晶性樹脂を併用してもよく、実質的に結着樹脂の主成分が前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂であることが好ましい。
また、本発明のトナーは、結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を主成分とすることが好ましい。本発明においては「結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を主成分とする」とは結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を50質量%以上含有することを言う。
前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂のトナーに対する含有量としては、50質量%以上であることが好ましく、目的に応じて適宜選択することができるが、結晶性樹脂による優れた低温定着性と耐熱保存性の両立性を最大限に発現させる観点から、65質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、95質量%以上が特に好ましい。前記含有量が、50質量%未満の場合、結着樹脂の熱急峻性がトナーの粘弾特性上で発現できず、低温定着性と耐熱保存性の両立は難しい。
また、「非結晶性」とは、軟化温度と融解熱の最大ピーク温度との比(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)が1.55より大きく、熱により緩やかに軟化する性状であり、この性状を有する樹脂を「非結晶性樹脂」とする。
し、試料の半量が流出した温度を軟化温度とした。
前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂としては、結晶性ポリエステルユニットのみからなる結晶性ポリエステル樹脂(未変性の結晶性ポリエステル樹脂)を用いても良いが、樹脂特性改善や分子量調整特に高分子量樹脂を得やすいことなどから、変性結晶性ポリエステル樹脂を用いてもよい。変性結晶性ポリエステル樹脂としては、主鎖にウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性ポリエステル樹脂等が挙げられ、主鎖にウレタン結合を有する結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
前者のような樹脂の製造方法としては、あらかじめ末端がアルコールを有する未変性の結晶性ポリエステル樹脂を作成した後、イソシアネート化合物を添加して得られた未変性の結晶性ポリエステル樹脂のアルコール末端とイソシアネート化合物を反応させることによりウレタン結合を形成させる方法が挙げられる。なお、イソシアネート化合物としてイソシアネート基を2つ以上有するようなポリイソシアネート化合物を用いることで樹脂として末端にイソシアネート基を有する樹脂を得て、これをプレポリマーとして後工程で活性水素基を有する化合物と反応させることで伸長乃至架橋反応させても構わない。
前記結晶性ポリエステルユニットとしては、例えば、ポリオールとポリカルボン酸とから合成される重縮合ポリエステルユニット、ラクトン開環重合物、ポリヒドロキシカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、ジオールとジカルボン酸との重縮合ポリエステルユニットが、結晶性発現の観点から好ましい。
前記ポリオールとしては、例えば、ジオール、3価〜8価又はそれ以上のポリオールなどが挙げられる。
前記ジオールとしては、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、直鎖型脂肪族ジオール、分岐型脂肪族ジオール等の脂肪族ジオール;炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール;炭素数4〜36の脂環式ジオール;前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する);ビスフェノール類のAO付加物;ポリラクトンジオール;ポリブタジエンジオール;カルボキシル基を有するジオール、スルホン酸基又はスルファミン酸基を有するジオール、及びこれらの塩等のその他の官能基を有するジオールなどが挙げられる。これらの中でも、鎖炭素数が2〜36の脂肪族ジオールが好ましく、直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。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。
直鎖型脂肪族ジオールのジオール全体に対する含有量としては、80mol%以上が好ましく、90mol%以上がより好ましい。前記含有量が80mol%以上であると、樹脂の結晶性が向上し、低温定着性と耐熱保存性の両立性が良く、樹脂硬度が向上する傾向にある点で好ましい。
鎖炭素数が2〜36の前記分岐型脂肪族ジオールとしては、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、1,2−プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなどが挙げられる。
前記炭素数4〜36の脂環式ジオールとしては、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、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなどが挙げられる。
前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する)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、エチレンオキサイド(以下EOと略記する)、プロピレンオキサイド(以下POと略記する)、ブチレンオキサイド(以下BOと略記する)等の付加物(付加モル数1〜30)などが挙げられる。
前記ビスフェノール類としては、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、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のAO(EO、PO、BO等)付加物(付加モル数2〜30)などが挙げられる。
前記ポリラクトンジオールとしては、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、ポリε−カプロラクトンジオールなどが挙げられる。
前記スルホン酸基又は前記スルファミン酸基を有するジオールとしては、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、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸及びN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸PO2モル付加物等のスルファミン酸ジオール[N,N−ビス(2−ヒドロキシアルキル)スルファミン酸(アルキル基の炭素数1〜6)及びそのAO付加物(AOとしてはEO又はPOなど、AOの付加モル数1〜6);ビス(2−ヒドロキシエチル)ホスフェートなどが挙げられる。
これらの中和塩基を有するジオールの中和塩基としては、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、前記炭素数3〜30の3級アミン(トリエチルアミン等)、アルカリ金属(ナトリウム塩等)などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール、カルボキシル基を有するジオール、ビスフェノール類のAO付加物、及びこれらの併用が好ましい。
前記ポリカルボン酸としては、例えば、ジカルボン酸、3価〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸が挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、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、直鎖型脂肪族ジカルボン酸、分岐型脂肪族ジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;芳香族ジカルボン酸などが好適に挙げられる。これらの中でも、直鎖型脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。
なお、前記ジカルボン酸又は前記3価〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は炭素数1〜4の低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
前記ラクトン開環重合物としては、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、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の炭素数3〜12のモノラクトン(環中のエステル基数1個)等のラクトン類を金属酸化物、有機金属化合物等の触媒を用いて、開環重合させて得られるラクトン開環重合物;開始剤としてグリコール(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等)を用い、前記炭素数3〜12のモノラクトン類を開環重合させて得られる、末端にヒドロキシル基を有するラクトン開環重合物などが挙げられる。
前記炭素数3〜12のモノラクトンとしては、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、結晶性の観点からε−カプロラクトンが好ましい。
また、前記ラクトン開環重合物としては、市販品を用いてもよく、該市販品としては、例えば、ダイセル株式会社製のPLACCELシリーズのH1P、H4、H5、H7等の高結晶性ポリカプロラクトンなどが挙げられる。
前記ポリヒドロキシカルボン酸の調製方法としては、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、グリコール酸、乳酸(L体、D体、ラセミ体等)等のヒドロキシカルボン酸を直接脱水縮合する方法;グリコリド、ラクチド(L体、D体、ラセミ体等)などのヒドロキシカルボン酸の2分子間若しくは3分子間脱水縮合物に相当する炭素数4〜12の環状エステル(環中のエステル基数2〜3個)を金属酸化物、有機金属化合物等の触媒を用いて、開環重合する方法などが挙げられるが、分子量の調整の観点から前記開環重合する方法が好ましい。
前記環状エステルの中でも、結晶性の観点からL−ラクチド、及びD−ラクチドが好ましい。また、これらのポリヒドロキシカルボン酸は、末端がヒドロキシル基やカルボキシル基となるように変性したものであってもよい。
ウレタン結合部位が点在するような樹脂を得るためのイソシアネート化合物としては、モノイソシアネート、ジイソシアネート、3価以上のポリイソシアネートなどが挙げられる。
モノイソシアネートとしては、特に制限は無く目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ラウリルイソシアネート、ステアリルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物が挙げられる。
前記ジイソシアネートとしては、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、芳香族ジイソシアネート類、脂肪族ジイソシアネート類、脂環式ジイソシアネート類、芳香脂肪族ジイソシアネート類などが挙げられる。これらの中でも、NCO基中の炭素を除く炭素数が、6〜20の芳香族ジイソシアネート、2〜18の脂肪族ジイソシアネート、4〜15の脂環式ジイソシアネート、8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物等)、これらの2種以上の混合物などが挙げられる。また、必要により、3価以上のイソシアネートを併用してもよい。
前記ポリウレタンユニットとしては、ジオール、3価〜8価又はそれ以上のポリオール等のポリオールと、ジイソシアネート、3価以上のポリイソシアネート等のポリイソシアネートとから合成されるポリウレタンユニットなどが挙げられる。これらの中でも、前記ジオールと前記ジイソシアネートとから合成されるポリウレタンユニットが好ましい。
前記ジオール及び前記3価〜8価又はそれ以上のポリオールとしては、前記ポリエステルユニットにおいて挙げた前記ジオール及び前記3価〜8価又はそれ以上のポリオールと同様のものが挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては、前述の例えば、ジイソシアネート、3価以上のポリイソシアネートなどが挙げられる。
前記活性水素基を有する化合物としては、前記活性水素基を有していれば、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、前記活性水素基と反応可能な官能基がイソシアネート基である場合には、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などを前記活性水素基として有する化合物、水が挙げられる。これらの中でも、反応速度の観点から、アミノ基を有する化合物(即ち、アミン類)が、粒子の製造工程を水系媒体中で行う場合は副材料種の低減が可能な水が特に好ましい。
上記の水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などは、イソシアネート基と反応し、ウレタン結合、ウレア結合などを形成することにより、伸長乃至架橋が行われていく、一方、水分子は、イソシアネート基と反応してアミノ基を生成し、生成したアミノ基は未反応のイソシアネート基を反応していくことで、伸長乃至架橋が進行していく。
前記第二の結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂の重量平均分子量は、前記第一の結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂の重量平均分子量よりも大きいことが好ましく、耐ホットオフセット性の観点から10,000〜1,000,000が好ましく、さらに好ましくは30,000〜1000,000、特に好ましくは50,000〜500,000である。10,000より小さい場合は耐ホットオフセット性が悪化する傾向にあり、2,000,000より大きい場合は低温定着性が悪化する傾向にある。
前記第一の結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂(A)と前記第二の結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂(B)との含有比率は、(A):(B)=95:5〜70:30の範囲であることが好ましい。この範囲よりも(A)の比率が多い場合には、トナーの耐ホットオフセット性が悪化する傾向にあり、この範囲よりも(B)の比率が多い場合には、トナーの低温定着性が悪化する傾向にあるため、好ましくない。
本発明において、樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフイー(GPC)を用いて以下の条件で測定される。装置(一例):東ソー(株)製 HLC−8120 カラム(一例):TSK GEL GMH6 2本〔東ソー(株)製〕測定温度:40℃試料溶液:0.25質量%のTHF溶液溶液注入量:100μL 検出装置:屈折率検出器基準物質:東ソー製標準ポリスチレン(TSKstandard POLY STYRENE)12点(分子量 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
前記非結晶性樹脂としては、非結晶性であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタア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−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂など、及び活性水素基と反応可能な官能基を有するように変性されたこれらの樹脂類が挙げられる。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。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンなどが挙げられる。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。
また、これらのマスターバッチ用樹脂は、本発明における結晶性樹脂であっても何ら問題ない。
本発明のトナーは、本発明の効果を損なわない範囲で、結着樹脂、着色剤の他に、離型剤、帯電制御剤、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などのその他の成分を必要に応じて含有していてもよい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックス、長鎖炭化水素が好ましい。
前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の融点は、例えば、示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分間で0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分間で昇温し、融解熱の最大ピーク温度を融点として求めることができる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、そのような帯電制御剤としては、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。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。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩(例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等);金属酸化物(例えば、酸化チタン、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン等)、疎水化された金属酸化物微粒子、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、疎水化された酸化チタン微粒子、疎水化されたアルミナ微粒子が好適に挙げられる。
前記疎水化されたシリカ微粒子、疎水化された酸化チタン微粒子、疎水化されたアルミナ微粒子を得るためには、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子等の親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤で処理して得ることができる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル又はメタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが使用できる。
前記無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、100nm以下が好ましく、3nm〜70nmがより好ましい。前記重量平均粒径が3nm未満であると、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくい。前記重量平均粒径が70nmを超えると、静電潜像担持体表面を不均一に傷つけ好ましくない。
前記外添剤としては、前記無機微粒子や疎水化処理無機微粒子を併用することができるが、疎水化処理された一次粒子の個数平均粒径は、1nm〜100nmが好ましく、中でも、5nm〜70nmの無機微粒子を少なくとも2種含むことがより好ましい。更に、疎水化処理された一次粒子の個数平均粒径が20nm以下の無機微粒子を少なくとも2種類含み、かつ30nm以上の無機微粒子を少なくとも1種類含むことがより好ましい。また、BET法による比表面積は、20m2/g〜500m2/gであることが好ましい。
前記流動性向上剤は、前記トナーの表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても前記トナーの流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記クリーニング性向上剤は、静電潜像担持体や中間転写体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、重量平均粒径が0.01μm〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
本発明のトナーの製造方法としては、水系媒体中においてトナー材料液を粒子化することによって得る方法(溶解懸濁法)、水系媒体中において少なくとも結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂と14員環以上のラクトン化合物を分散させたものを凝集・融着させることで得る方法(凝集法)が挙げられ、前者の方法が樹脂均一性の観点から好ましい。
溶解懸濁法でトナーを製造する場合は、上記の結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂、14員環以上のラクトン化合物、着色剤、離型剤等のトナー材料を有機溶媒中に分散あるいは溶解させトナー材料液を作る。着色剤、樹脂、離型剤等は、予め有機溶媒に分散あるいは溶解させておいたものを混合しても良い。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、酢酸エチルが好ましい。有機溶媒の使用量は、前記トナー材料100質量部に対し、通常0〜300質量部、好ましくは0〜100質量部、さらに好ましくは25〜70質量部である。
(水系媒体)
水系媒体は、水単独でもよいし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。50質量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000質量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中に界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加えるのは、着色剤、結着樹脂、離型剤等の分散を良好にするためである。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は5〜200nm、好ましくは20〜300nmである。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
得られた樹脂分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を攪拌しながら徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
あるいはまた、得られた樹脂分散体を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の有機溶媒を完全に除去することも可能である。もしくは、樹脂分散体を攪拌しながら減圧し、有機溶媒を蒸発除去しても良い。後の2つの手段は、最初の手段と併用することも可能である。
乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂を添加している場合は、イソシアネートの伸長・架橋反応を進めるために熟成工程を行っても良い。熟成時間は通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜40℃、好ましくは15〜30℃である。
上記の方法で得られた樹脂粒子の分散液には、樹脂粒子のほか、界面活性剤などの分散剤などの副材料の除去はもちろんのこと、樹脂粒子表面に存在する高極性の物質を取り除くために洗浄を行う。これにより、トナーのメタノール濡れ性を抑えることができる。
高極性の物質としては、界面活性剤、樹脂微粒子、分散剤などがあり、一部は樹脂粒子の表面に付着あるいは吸着している、あるいは一部が樹脂粒子の内部に侵入しているものと考えられる。これらの除去には酸あるいはアルカリ環境下で加熱を行うことが効果的である。特に高極性の物質がイオン性のものである場合にはそのイオン解離がおきやすい条件を選択するのが良く、アニオン性界面活性剤やカルボキシル基やスルホン酸基などを有する樹脂微粒子の除去にはアルカリ環境が、リン酸カルシウムのような分散剤を有する場合は酸環境がよい。アルカリ環境としては、pHが9〜13、好ましくは9.5〜12、さらにこのましくは10〜11である。9未満では洗浄効果が小さく、13を超えるとアルカリによる悪影響である加水分解などの懸念が出てくる。
またこの処理にかける時間は最低30分以上、好ましくは2時間以上、より好ましくは5時間以上、さらに好ましくは10時間以上である。30分未満では洗浄の効果が小さい。これはおそらく特に高分子量の高極性の物質の除去にきいているものと思われる。
洗浄工程における上記処理は、あらかじめイオン交換水などである程度洗浄を進めたもので行っても良い。また、熟成工程前に行う方法をとってもよい。この場合もあらかじめイオン交換水などである程度洗浄を進めてから行っても良い。
上記の処理を行った後はイオン交換水などで洗浄を行い、さらに酸性環境下にすることが好ましい。これにより微量であれ残存している酸性官能基をプロトンで閉じることができるものと考えられる。
洗浄された着色樹脂粒子は水系媒体を多く抱き込んでいるため、乾燥を行い水系媒体を除去することで着色樹脂粒子のみを得ることができる。乾燥方法としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機などの乾燥機を使用することができる。乾燥された着色樹脂粒子は最終的に水分が1%未満になるまで乾燥を行うのが好ましい。また、乾燥後の着色樹脂粒子は軟凝集をしており使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサーなどの装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしても良い。
具体的手段としては、例えば、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。
装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などが挙げられる。
本発明の現像剤は、前記トナーを含んでなり、更に必要に応じて適宜選択した、キャリアなどのその他の成分を含む。
前記現像剤としては、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。
また、前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像手段における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
なお、一成分現像剤の場合には、磁性金属粒子を含むトナーであっても磁性金属粒子を含まない非磁性一成分トナーであっても構わない。
前記キャリアとしては、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、50emu/g〜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(75emu/g〜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(30emu/g〜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く、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。
前記変性シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、信越化学工業株式会社製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)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質量%〜98質量%が好ましく、93質量%〜97質量%がより好ましい。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記現像手段は、静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。また、前記現像手段は、内部に固定された磁界発生手段を有し、本発明のトナーを担持して回転可能な現像剤担持体を有している。
前記静電潜像担持体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン、CdS、ZnO等の無機感光体;ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)などが挙げられる。
前記帯電手段は、前記静電潜像担持体表面を帯電させる手段である。
前記帯電手段としては、前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加して一様に帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、(1)静電潜像担持体と接触して帯電させる接触方式の帯電手段と、(2)静電潜像担持体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段とに大別される。
前記(1)の接触方式の帯電手段としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、前記帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、静電潜像担持体の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。
前記(2)の非接触の帯電手段としては、例えば、コロナ放電を利用した非接触帯電器や針電極デバイス、固体放電素子;静電潜像担持体に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。
前記露光手段は、帯電された前記静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する手段である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系などの各種露光器が挙げられる。また、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを用いて現像することができる限り、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、前記トナーを収容し、前記静電潜像に前記トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像手段を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記現像手段は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよい。また、単色用現手段であってもよいし、多色用現像手段であってもよく、例えば、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に前記トナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像装置等が好適に挙げられる。
前記現像手段内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
また、前記ドクターギャップは、現像ギャップと同程度か、あるいはやや大きくすることが好ましい。感光体ドラム1のドラム径やドラム線速、現像スリーブ442のスリーブ径やスリーブ線速は、複写速度や装置の大きさ等の制約によって決まる。ドラム線速に対するスリーブ線速の比は、必要な画像濃度を得るために1.1以上にすることが好ましい。なお、現像後の位置にセンサを設置し、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段である。
前記転写手段としては、静電潜像担持体上の可視像を記録媒体に直接転写する転写手段と、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する二次転写手段とに大別され、いずれの転写手段でも特に制限されるものではなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができる。
前記定着手段は、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段である。
前記定着手段としては、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、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置が好適に用いられる。前記定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成可能であれば、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、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せなどが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、無端状ベルトとローラとの組合せや誘導加熱などによる前記定着部材の表面からの加熱方法を用いるのが好ましい。
前記(2)の外部加熱方式の定着手段としては、例えば、前記定着部材の少なくとも1つにおける表面の少なくとも一部が加熱手段により加熱される態様が好ましい。このような加熱手段としては、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、電磁誘導加熱手段などが挙げられる。前記電磁誘導加熱手段としては、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、磁場を発生する手段と、電磁誘導により発熱する手段とを有するものなどが好ましい。前記電磁誘導加熱手段としては、例えば、前記定着部材(例えば、加熱ローラ)へ近接するように配置される誘導コイルと、この誘導コイルが設けられている遮蔽層と、この遮蔽層の誘導コイルが設けられている面の反対側に設けられている絶縁層とからなるものが好適に挙げられる。このとき、前記加熱ローラは、磁性体からなる態様、ヒートパイプである態様などが好ましい。前記誘導コイルは、前記加熱ローラの、前記加熱ローラと前記定着部材(例えば、加圧ローラ、無端状ベルト等)との接触部位の反対側において、少なくとも半円筒部分を包む状態にて配置されるのが好ましい。
本発明にかかるプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有する。
前記現像手段は、前記静電潜像担持体上に担持された静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
また、前記帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、及び除電手段としては、上述した画像形成装置と同様なものを適宜選択して用いることができる。
複写装置本体150の中央部に設けられている中間転写ベルト50は、3個のローラ14、15及び16に張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。ローラ15の近傍には、トナー像が記録紙に転写された中間転写ベルト50上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを有するクリーニング装置17が配置されている。ローラ14及び15により張架された中間転写ベルト50に対向すると共に、搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像形成ユニット120Y、120C、120M及び120Kが並置されている。また、画像形成ユニット120の近傍には、露光装置21が配置されている。さらに、中間転写ベルト50の画像形成ユニット120が配置されている側とは反対側には、二次転写ベルト24が配置されている。なお、二次転写ベルト24は、一対のローラ23に張架されている無端ベルトであり、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写ベルト50は、ローラ16と23の間で接触することができる。また、二次転写ベルト24の近傍には、一対のローラに張架されている無端ベルトである定着ベルト26と、定着ベルト26に押圧されて配置された加圧ローラ27とを備える定着装置25が配置されている。なお、二次転写ベルト24及び定着装置25の近傍に、記録紙の両面に画像を形成する場合に、記録紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
各色の画像形成ユニット120で形成された各色のトナー像は、ローラ14、15及び16に張架されて移動する中間転写体50上に順次転写(一次転写)され、重ね合わされて複合トナー像が形成される。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチル−6−ニトロ安息香酸無水物9.6部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.015部を溶解させた。
一つ目の滴下ロートにはセバシン酸2.4部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートにはヘキサメチレングリコール1.2部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。
次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。
乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物1に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物1]とした。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチル−6−ニトロ安息香酸無水物11.0部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.017部を溶解させた。
一つ目の滴下ロートにはセバシン酸2.8部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートにはエチレングリコール0.9部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。
次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。
乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物2に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物2]とした。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチルー6−ニトロ安息香酸無水物11.0部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.017部を溶解させた。
一つ目の滴下ロートにはアジピン酸2部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートにはヘキサメチレングリコール1.5部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。
次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。
乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物3に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物3]とした。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチルー6−ニトロ安息香酸無水物10.4部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.016部を溶解させた。
一つ目の滴下ロートにはセバシン酸2.6部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートにはブチレングリコール1.2部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。
次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。
乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物4に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物4]とした。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチル−6−ニトロ安息香酸無水物11.0部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.017部を溶解させた。
一つ目の滴下ロートにはセバシン酸2.8部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートには2−プロピレングリコール1.1部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。
次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。
乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物5に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物5]とした。
攪拌装置、還流管、滴下ロートを2つ備えた反応容器中に、窒素雰囲気下150部のテトラヒドロフランに2−メチルー6−ニトロ安息香酸無水物7.2部、N,N−ジメチルアミノピリジン0.011部を溶解させた。一つ目の滴下ロートにはセバシン酸2部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を、二つ目の滴下ロートには1,10−デカンジオール1.7部をテトラヒドロフラン500mlに溶解した溶液を入れ、攪拌装置により攪拌しながら二つの滴下ロートを同じ速さで8時間かけて滴下を行った後、1時間攪拌を続けた。次いで、炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液を500ml添加し、混合した後有機層を取り出し、さらにイオン交換水で有機層を洗浄した後、有機層を乾燥した。乾燥物のガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)分析により、下記化合物7に相当する化合物を主成分とすることが確認された。
これを[ラクトン化合物7]とした。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸283質量部、1,6−ヘキサンジオール215質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,200に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)7.5質量部、及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点67℃の[結晶性樹脂1](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸310質量部、1,6−ヘキサンジオール115質量部、エチレングリコール65質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて160℃で、生成する水を留去しながら5時間反応させのち、さらに180℃で3時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールとエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,900に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)6.0質量部、及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点71℃の[結晶性樹脂2](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、アジピン酸260質量部、1,6−ヘキサンジオール255質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,000に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)8.3質量部、及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点59℃の[結晶性樹脂3](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸298質量部、1,4−ブタンジオール195質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,700に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、イソホロンジイソシアネート(IPDI)6.7質量部、及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点58℃の[結晶性樹脂4](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、アジピン酸210質量部、1,10−デカンジオール235質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水を留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,100に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)8.5質量部、及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点67℃の[結晶性樹脂5](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸283質量部、1,6−ヘキサンジオール215質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが17,000に達するまで反応を行って、融点69℃の[結晶性樹脂6](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸283質量部、1,6−ヘキサンジオール215質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,200に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)35質量部、ビスフェノールAのEO2モル付加物30質量部及び酢酸エチル75質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを留去し融点65℃の[結晶性樹脂7](結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸283質量部、1,6−ヘキサンジオール215質量部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1質量部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mnが5,000に達するまで反応を行いベース樹脂を得た。ベース樹脂の高化式フローテスターにより測定される軟化温度は72.2℃、示差走査熱量計(DSC)により測定される融解熱の最大ピーク温度は66.9℃であり、その比:(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)は1.08であった。ベース樹脂250質量部に、酢酸エチル200質量部を入れ60℃で均一になるように希釈しベース樹脂溶液を作成した。
一方、冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ジフェニルメタン−4、4’−ジイソシアネート(MDI)37質量部、及び酢酸エチル87質量部を入れ、更にベース樹脂溶液を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する[結晶性樹脂プレポリマー](変性ポリエステル樹脂)の50質量%酢酸エチル溶液を得た。
得られたプレポリマー溶液に10部に対してn−ジブチルアミンを0.5部添加して均一になるように混合することでプレポリマー末端のイソシアネートを潰した後、溶媒及び残存しているn−ジブチルアミンを除去したもののTHF可溶分の重量平均分子量は45,700であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2mol付加物215質量部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2mol付加物132質量部、テレフタル酸126質量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.8質量部を入れ、窒素気流下にて230℃で、生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5mmHg〜20mmHgの減圧下にて1時間反応させ、180℃まで冷却させた後、無水トリメリット酸8質量部を入れ、5mmHg〜20mmHgの減圧下にて、Mwがおよそ10,000に達するまで反応を行って、[非結晶性樹脂1](非結晶性ポリエステル樹脂)を得た。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49、高化式フローテスターにより測定される軟化温度は92℃、示差走査熱量計(DSC)により測定される融解熱の最大ピーク温度は58℃であり、その比:(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)は1.58であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。
得られたプレポリマー溶液に10部に対してn−ジブチルアミンを0.5部添加して均一になるように混合することでプレポリマー末端のイソシアネートを潰した後、溶媒及び残存しているn−ジブチルアミンを除去したもののTHF可溶分の重量平均分子量は51,300であった。
ピーク温度 :示差走査熱量計(DSC)により測定される融解熱の最大ピーク温度
比 :(軟化温度/融解熱の最大ピーク温度)
ビーカー内に銅フタロシアニン20部と着色剤分散剤(ソルスパーズ28000;アビシア株式会社製)4部、および酢酸エチル76部を入れ、攪拌して均一分散させた後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散して、[着色剤分散液1]を得た。[着色剤分散液1]を堀場製作所製粒子径測定装置LA−920で測定した体積平均粒径は0.3μmであった。
冷却管、温度計及び撹拌機を装備した反応容器に、パラフィンワックス(HNP−9(
融点75℃)、日本精蝋社製)15質量部、及び酢酸エチル85質量部を入れ、78℃に
加熱して充分溶解し、撹拌しながら1時間で30℃まで冷却を行った後、さらにウルトラ
ビスコミル(アイメックス製)にて、送液速度1.0Kg/hr、ディスク周速度:10
m/秒間、0.5mmジルコニアビーズ充填量80体積%、パス数6回の条件で湿式粉砕
した。最後に固形分濃度が15%になるように酢酸エチルを追加して調整し、[ワックス分散液]を得た。
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、[結晶性樹脂1]100部、酢酸エチル100部を入れ、50℃まで加温し攪拌して均一相を作製して[樹脂溶液1]を得た。
ビーカー内に[樹脂溶液1]45部、[結晶性樹脂プレポリマー]15部、[ワックス分散液]14部、[着色剤分散液1]10部および[ラクトン化合物1]0.15部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで8,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[トナー材料液1]を得た。
ビーカー内にイオン交換水99部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液6部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1部、およびドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(三洋化成工業製、「エレミノールMON−7」)10部を入れ均一に溶解した。
ついで50℃で、TK式ホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、[トナー材料液1]75部を投入し2分間撹拌した。
ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、55℃で濃度が0.5%以下となるまで酢酸エチルを留去し、[樹脂粒子の水性樹脂分散体1]を得た。
次いで前洗浄工程として、[樹脂粒子の水性樹脂分散体1]を室温まで冷ました後、濾別し、得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行った。
得られたケーキを解砕した後40℃にて22時間乾燥を行い、体積平均粒径が5.6μmの[樹脂粒子1]を得た。
結晶性樹脂1をそれぞれ結晶性樹脂2〜5に変更し、ラクトン化合物1をそれぞれラクトン化合物2〜5に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー2〜5を得た。
結晶性樹脂1を結晶性樹脂6に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー6を得た。
ラクトン化合物1を0.15部から0.30部に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー7を得た。
[実施例8]
ラクトン化合物1を0.15部から0.06部に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー8を得た。
ラクトン化合物1をラクトン化合物3に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー9を得た。
[実施例10]
結晶性樹脂1を結晶性樹脂7に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー10を得た。
温度計および撹拌機の付いた反応容器中に、[非結晶性樹脂1]100部、酢酸エチル100部を入れ、50℃まで加温し攪拌して均一相を作製して[樹脂溶液11]を得た。
ビーカー内に[樹脂溶液11]40部、[樹脂溶液1]5部、[非結晶性樹脂プレポリマー1]15部、[ワックス分散液1]14部、[着色剤分散液1]10部および[環状化合物1]0.15部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで8,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[トナー材料液11]を得た。以降実施例1と同様にしてトナー11を得た。
ラクトン化合物1をラクトン化合物6(15-ペンタデカノラクトン、東京化成製)に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー9を得た。
[実施例13]
ラクトン化合物1をラクトン化合物7に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー13を得た。
攪拌装置、ディーンスターク管、滴下ロートを備えた反応容器中に、メチルエチルケトン100部とイソホロンジアミン100部を入れ、窒素雰囲気下攪拌し、発生する水分を反応系外に除去しながら5時間還流させた後冷却し、イソホロンジアミンのアミノ基がメチルエチルケトンでキャップされたケチミン化合物溶液を得た。
ビーカー内に[樹脂溶液1]45部、[結晶性樹脂プレポリマー1]15部、[ワックス分散液1]14部、[着色剤分散液1]10部、ケチミン化合物溶液 0.3部、および[ラクトン化合物1]0.15部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで8,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[トナー材料液14]を得た。
ビーカー内にイオン交換水99部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液6部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1部、およびドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(三洋化成工業製、「エレミノールMON−7」)9.5部を入れ均一に溶解した。
ついで50℃で、TK式ホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、[トナー材料液14]75部を投入し2分間撹拌した。
ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、55℃で濃度が0.5%以下となるまで酢酸エチルを留去し、[樹脂粒子の水性樹脂分散体14]を得た。
次いで前洗浄工程として、[樹脂粒子の水性樹脂分散体14]を室温まで冷ました後、濾別し、得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行った。
得られたケーキを解砕した後40℃にて22時間乾燥を行い、体積平均粒径が5.6μmの[樹脂粒子14]を得た。
得られた[樹脂粒子14]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14を作製した。
(結晶性樹脂ラテックス1の作製)
[結晶性樹脂1]39gと[ラクトン化合物1]1gを80℃にて混練、冷却したものをイオン交換水360gに加え、90℃に加熱後、4%の水酸化ナトリウム水溶液でpH=7.5に調整し、10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液0.8gを加えながら、IKA製ウルトラタラックスT50を用いて、8000rpmで攪拌し、中心径320nmの[結晶性樹脂ラテックス1]を作製した。このラテックスの固形分濃度は11%であった。
イオン交換水360gに10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を1.1g添加し、さらに4%の水酸化ナトリウム水溶液でpH=9.0に調整して水相を作成、これを55℃に加熱した。ついで、前記[結晶性樹脂プレポリマー]80gを55℃に加熱して流動する状態にしたものを水相に投入し、IKA製ウルトラタラックスT50を用いて、8000rpmで10分間攪拌した後、酢酸エチル濃度が0.5%になるまで除去し、中心径350nmの[結晶性樹脂ラテックス2]を作製した。
このラテックスの固形分濃度は10%であった。
下記組成を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)と超音波照射により分散し、中心粒径150nmの[シアン顔料分散液B−1]を得た。
・シアン顔料 C.I.Pigment Blue 15:3 50g
(銅フタロシアニン 大日本インキ製)
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 200g
下記組成を混合し、97℃に加熱した後、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散した。その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cm2の条件で20回処理することで、中心径190nmの[離型剤分散液C−1]を得た。
・パラフィンワックス(日本油脂社製 HNP−9) 100g
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 300g
結晶性樹脂ラテックス2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 120質量部
シアン顔料分散液B−1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10質量部
離型剤分散液C−1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8質量部
ポリ塩化アルミニウム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.15質量部
イオン交換水 ・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 400質量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱し、粒子の凝集を行った。粒径が5.7μmになったことを確認したところで、0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整し、攪拌を継続しながら70℃まで加熱した。70℃までの昇温の間、系内のpHは、5.6程度まで低下したがそのまま保持した。円形度が0.970になったところで、冷却した。
次いで前洗浄工程として、[樹脂粒子の水性樹脂分散体15]を室温まで冷ました後、濾別し、得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行った。
得られたケーキを解砕した後40℃にて22時間乾燥を行い、体積平均粒径が5.6μmの[樹脂粒子15]を得た。
得られた[樹脂粒子15]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15を作製した。
ラクトン化合物1を入れなかったこと以外は実施例1と同様にしてトナー101を得た。
[比較例2〜3]
ラクトン化合物1をそれぞれ環状化合物101(ε-カプロラクトン、和光純薬製)、102(L−ラクチド、和光純薬製)に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー102、103を得た。
ラクトン化合物1を化合物103(ステアリン酸アマイド)に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー104を得た。
[比較例5]
結晶性樹脂1を非結晶性樹脂1に、結晶性樹脂プレポリマーを非結晶性のプレポリマー1に変更したこと以外は実施例1と同様にしてトナー105を得た。
[比較例6]
ラクトン化合物1を入れなかったこと以外は実施例10と同様にしてトナー106を得た。
[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外部制御により90℃より5℃刻みで上げていき、普通紙及び厚紙の転写紙タイプ6200(株式会社リコー製)に、トナーの付着量が0.85±0.1mg/cm2のベタ画像を形成した。
定着画像について、目視でベタ画像が欠損無く定着されており、かつ上島製作所製描画試験器AD−401を使用し、定着画像の着色部分にサファイヤ針(半径125μm)、針回転直径8mm、荷重1gの条件で当接した状態で走行させ、サファイヤ針尖端部の走行面を目視により観察し、引っかき傷がまったく見られない最低温度を最低定着温度(℃)とした。
定着性の試験において定着ベルトの温度を160℃に設定して定着した試験紙について、JIS K5600−5−4に従い硬度Bの鉛筆を用いて鉛筆引っかき試験を行った後の引っかき跡の状態から評価を行った。
◎:引っかき跡が全く見られず、消しゴムでこすっても画像は欠落しない
○:引っかき跡が全く見られないが、
消しゴムでこするとわずかに画像の欠落が発生する
△:引っかき跡がほぼ見られないが、
消しゴムでこすると明らかに画像の欠落が発生する
×:引っかき跡が見られ、
消しゴムでこすらなくても明らかに分かるような画像の欠落がある
得られたトナー7gと、リコー社製複合機imagio MP C4500に使用されているキャリア93gをペイントシェーカーにて2分間混合した後、走査電子顕微鏡(SEM)にて倍率1000倍で観察し、トナーの凝集体の有無を確認した。
◎ :トナーの凝集体がまったく見られない。
◎- :トナーの凝集体が1〜2個見られる。
○ :トナーの凝集体が3〜5個見られる。
△ :トナーの凝集体が6〜10個見られる。
× :トナーの凝集体が11個以上見られる。
凝集体は無いほうが好ましいが、本試験において凝集体の数が5個以内であれば問題なく使用できる範囲である。
得られた樹脂粒子の表面を走査電子顕微鏡(SEM)にて倍率20,000倍にて観察した。比較例1のトナー101(添加剤なし)と比較して、トナー表面に樹脂とは異なる物質の露出が見られる場合は「露出物あり」とした。露出物はトナー凝集を引き起こしたり、また定着阻害をしたりする可能性があるため好ましくない。
結果を表1に示す。
1 静電潜像担持体
101 静電潜像担持体
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
424 現像装置
441 スクリュー
442 現像スリーブ
443 ドクターブレード
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ベルト
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電装置
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写ローラ
63 感光体クリーニング装置
64 除電ランプ
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100A、100B、100C 画像形成装置
120 画像形成ユニット
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (10)
- 少なくとも、14員環以上のラクトン化合物と結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂とを含有することを特徴とするトナー。
- 前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂が主成分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トナー。
- 前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂が、未変性の結晶性ポリエステルを含有す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。
- 前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂が、変性結晶性ポリエステル樹脂を含有す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。
- 前記変性結晶性ポリエステル樹脂が、ウレタン結合を有するポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項6に記載のトナー。
- 前記ウレタン結合を有するポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステルとポリウレタンとのブロックポリマーであることを特徴とする請求項7に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステルユニットを有する樹脂を2種類以上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トナー。
- 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1〜9のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
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