JP6331502B2 - トナー、現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents

トナー、現像剤、及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、トナー、現像剤、及び画像形成装置に関する。
近年、市場においては省エネルギーのために、トナーの低温定着性を向上させることが要求されている。
トナーの低温定着性を向上させる方法としては、結晶性ポリエステルを導入する方法が知られている。
例えば、有機溶媒中に、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミノ基を有する化合物、着色剤、離型剤、及び結晶性ポリエステル分散液を溶解又は分散させた液を水系媒体中で分散させ、前記イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーと前記アミノ基を有する化合物とを反応させた後、又は反応させながら、前記有機溶媒を除去し、洗浄、及び乾燥して得られるトナーが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この提案の技術において、前記結晶性ポリエステル分散液の製造は、結晶性ポリエステルを前記有機溶媒中で加熱し溶解液とする工程と、前記溶解液を冷却し、前記結晶性ポリエステルを析出させ粗分散液とする工程と、前記粗分散液をさらに機械的粉砕装置で粉砕し、体積平均粒径が0.2μm〜1μmの分散液とする工程を有する。
しかし、この提案の技術では、前記結晶性ポリエステルがトナーの表面に露出することにより、フィルミングが発生するという問題がある。
また、結晶性樹脂の融点とトナーの貯蔵弾性率との関係を制御することで、低温定着性、保存安定性、及び光透過性を良好にしたトナーが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この提案の技術においては、定着後の結晶性樹脂の再結晶化により生じる前記結晶性樹脂の分散状態の不均一化によって起こる光透過性の悪化が低減されることにが言及されている。
しかし、この提案の技術においては、定着時における結晶性樹脂の可塑化の効率化等には触れられておらず、より高レベルな低温定着性、及び耐熱保存性を両立するには十分ではなかった。
また、トナーの粒径分布の違いにより結晶性樹脂の含有量を調整し、良好な耐熱保存性と低温定着性とを兼ねそろえたトナーが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかし、この提案の技術においても、結晶性樹脂の分散径、及びトナー間の結晶性樹脂の分散の均一性については触れられておらず、より高いレベルでの低温定着性、耐熱保存性及び高品質な画像を提供しうるものではなかった。
また、結晶性樹脂を用いたトナーにおいては、定着後の耐擦性が十分ではないという問題もある。
したがって、低温定着性、耐熱保存性、耐フィルミング性、及び耐擦性を兼ね備えたトナーが求められているのが現状である。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、低温定着性、耐熱保存性、耐フィルミング性、及び耐擦性を兼ね備えたトナーを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明のトナーは、結晶性ポリエステルを含有するトナーであって、
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q1)(J/g)と、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q2)(J/g)との比(Q1/Q2)が、0.5以下であることを特徴とする。
タッキング試験:記録紙上に付着量が0.85mg/cmになるように前記トナーを付着させる。前記記録紙に付着した前記トナーを、直径10mmのステンレスプローブを用いて、荷重0.83kg/cm、及び保持時間35msecで押し付ける。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、低温定着性、耐熱保存性、耐フィルミング性、及び耐擦性を兼ね備えたトナーを提供することができる。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 図2は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。 図3は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。 図4は、図3の部分拡大図である。 図5は、プロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
(トナー)
本発明のトナーは、結晶性ポリエステルを少なくとも含有し、好ましくは、非晶性ポリエステル(例えば、第1の非晶性ポリエステル、第2の非晶性ポリエステルなど)、結晶性ポリエステル用分散剤を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記トナーは、以下の条件を満たす。
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q1)(J/g)と、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q2)(J/g)との比(Q1/Q2)が、0.5以下である。
タッキング試験:記録紙上に付着量が0.85mg/cmになるように前記トナーを付着させる。前記記録紙に付着した前記トナーを、直径10mmのステンレスプローブを用いて、荷重0.83kg/cm、及び保持時間35msecで押し付ける。
前記タッキング試験は、例えば、タッキング試験機(TAC−1000、レスカ社製)を用いて行うことができる。
前記タッキング試験において用いる記録紙としては、例えば、タイプ6200紙(株式会社リコー製)などが挙げられる。
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度(T1)とは、画像形成装置において、前記トナーが熱をかけられ定着し始める際の温度に対応する。定着時に、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Pa以上であると、十分な定着性が得られる。
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度(T2)とは、前記トナーが耐熱保存性を確保できるのに十分な強度を示すことのできる温度である。保存時に、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Pa以上であると、十分な耐熱保存性が得られる。
前記温度(T2)の環境においては、前記トナー中の前記結晶性ポリエステルは、結着樹脂等と相溶していないことが好ましい。即ち、前記吸熱量(Q2)は、トナー製造時の処方量から推測されうる値に近いほうが、耐熱保存性、耐擦性、及び耐フィルミング性の観点から好ましい。
一方、前記温度(T1)の環境においては、前記結晶性ポリエステルは、結着樹脂等と相溶していることが好ましい。即ち、前記吸熱量(Q1)は、トナー製造時の処方量から推測されうる値よりも十分小さくなることが低温定着性の観点から好ましい。
以上より、前記比(Q1/Q2)が0.5以下であると、前記トナーは以下のようになる。即ち、非加熱時には、前記トナー中の前記結晶性ポリエステルと結着樹脂等とは相溶せず、前記結晶性ポリエステルは、前記トナー中に分散している。一方、前記トナーが十分加熱された時には、前記トナー中の前記結晶性ポリエステルと結着樹脂等とは相溶する。そのため、前記トナーは、シャープメルト性を示し、かつ耐熱保存性、耐擦性、及び耐フィルミング性に優れ、更に優れた低温定着性を達成可能である。
一方、前記比(Q1/Q2)が0.5を超えると、前記結晶性ポリエステルが結着樹脂等とは、熱をかける以前から相溶していること、又は偏在していることが考えられ、優れた耐熱保存性等が達成できない。
なお、前記タッピング試験は、一般的な定着の際にかかる熱、圧、及び時間を一般的な測定機器により再現するものであり、定着ベルトの素材、定着ベルトの劣化、定着時のニップ幅等による影響をなくした測定方法である。
前記比(Q1/Q2)は、0.5以下であり、0.4以下が好ましい。前記比(Q1/Q2)が、前記好ましい範囲内であると、結着樹脂と結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)とが速やかに相溶する点で有利である。前記比(Q1/Q2)の下限としては、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、0.1以上が好ましく、0.2以上がより好ましい。
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度(T1)としては、耐高温オフセット性の点から、130℃〜200℃の範囲内であることが好ましく、130℃〜190℃の範囲内であることがより好ましい。
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度(T2)としては、耐熱保存性の点から、30℃〜80℃の範囲内であることが好ましく、40℃〜70℃の範囲内であることがより好ましい。
前記比(Q1/Q2)が0.5以下を達成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)を機械的に微分散させることや、結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)のSP値、結着樹脂のSP値、結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)の分子量等を制御し、熱をかけた時の結晶性樹脂(結晶性ポリエステル)の結着樹脂との相溶性を上げることなどが挙げられる。
<結晶性ポリエステル>
前記結晶性ポリエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、多価アルコール成分と、多価酸成分とを構成成分に含む結晶性ポリエステルなどが挙げられる。
前記多価アルコール成分としては、例えば、ジオール成分、3価以上のアルコール成分などが挙げられる。
前記ジオール成分としては、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、炭素数が2〜12のアルキレングリコールなどが挙げられる。前記炭素数が2〜12のアルキレングリコールとしては、例えば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、前記結晶性ポリエステルの溶解パラメーターを小さくできる点から、炭素数が2〜12のアルキレングリコールが好ましく、炭素数が6〜12のアルキレングリコ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。
前記3価以上のアルコール成分としては、例えば、グリセリンなどが挙げられる。
前記多価酸成分としては、例えば、ジカルボン酸成分、3価以上の酸成分などが挙げられる。前記結晶性ポリエステルの構成成分としての前記多価酸成分には、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1〜3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記ジカルボン酸成分としては、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、炭素数が2〜12のアルケニレンジカルボン酸、炭素数が2〜12のアルキレンジカルボン酸などが挙げられる。前記炭素数が2〜12のアルケニレンジカルボン酸としては、例えば、フマル酸などが挙げられる。前記炭素数が2〜12のアルキレンジカルボン酸としては、例えば、1,4−ブタンジカルボン酸、1,6−ヘキサンジカルボン酸、1,8−オクタンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、前記結晶性ポリエステルの溶解パラメーターを小さくできる点から、炭素数が2〜12のアルキレンジカルボン酸が好ましく、炭素数が6〜12のアルキレンジカルボン酸がより好ましい。
前記3価以上の酸成分としては、例えば、3価以上のカルボン酸成分などが挙げられる。前記3価以上のカルボン酸成分としては、例えば、トリメリット酸などが挙げられる。
前記結晶性ポリエステルは、前記3価以上のアルコール成分及び前記3価以上の酸成分の少なくともいずれかを構成成分に含むことが、結晶性及び融点を制御可能な点で、好ましい。
前記結晶性ポリエステルは、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有していてもよい。前記結晶性ポリエステルが、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することは、樹脂としての結晶性を保持しつつ、高い貯蔵弾性率を示す点で好ましい。
前記結晶性ポリエステルに、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを導入する方法としては、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、前記多価アルコール成分と前記多価酸成分とを反応して得られるポリエステルに、ポリイソシアネートを更に反応させる方法などが挙げられる。前記ポリイソシアネートとしては、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。
なお、前記結晶性ポリエステルの溶解パラメーターは、前記ジオール及び前記ジカルボン酸の組成を調整することにより制御することができる。
前記結晶性ポリエステルの融点としては、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、60℃〜80℃が好ましい。前記融点が、60℃未満であると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがあり、80℃を超えると、前記トナーの低温定着性が低下することがある。
前記融点は、示差走査熱量分析(DSC)により測定でき、例えば、示差走査熱量計DSC−60(株式会社島津製作所社製)を用いて測定することができる。
前記結晶性ポリエステルの結晶性及び融点は、例えば、前記結晶性ポリエステルを合成する際に、グリセリン等の3価以上のアルコール成分、無水トリメリット酸等の3価以上の酸成分などを添加することにより制御することができる。
前記結晶性ポリエステルの分子構造は、溶液や固体のNMR、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR等により確認することができる。例えば、IRスペクトルにおいて、965±10cm−1又は990±10cm−1にオレフィンのδCH(面外変角振動)の吸収を有するものを前記結晶性ポリエステルとして検出することができる。
前記結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)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、10,000以上40,000以下が好ましく、20,000以上30,000以下がより好ましい。前記重量平均分子量が、10,000未満であると、前記結晶性ポリエステルと、非晶性樹脂(例えば、前記非晶性ポリエステル)との溶融粘度の差が大きく相溶しにくくなることがあり、40,000を超えると、前記トナーの低温定着性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステルの数平均分子量(Mn)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、4,000以上40,000以下が好ましく、5,000以上20,000以下がより好ましい。前記数平均分子量が、4,000未満であると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがあり、40,000を超えると、前記トナーの低温定着性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステルにおける前記数平均分子量(Mn)に対する前記重量平均分子量(Mw)の比(Mw/Mn)は、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。前記比(Mw/Mn)が、10を超えると、前記トナーの低温定着性が低下することがある。
なお、前記結晶性ポリエステルの前記数平均分子量及び前記重量平均分子量は、展開溶媒としてo−ジクロロベンゼンを用いた、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)により測定されるポリスチレン換算の分子量である。
前記結晶性ポリエステルの100℃における貯蔵弾性率〔G’(100)〕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、5×10Pa〜5×10Paが好ましく、1×10Pa〜1×10Paがより好ましい。前記貯蔵弾性率〔G’(100)〕が、前記より好ましい範囲内であると、前記結晶性ポリエステルの溶融粘度と、前記第1の非晶性ポリエステルの溶融粘度とが近くなり、瞬間的な熱に対するトナーの変形及び相溶に対する応答性がよくなる。前記貯蔵弾性率〔G’(100)〕が、5×10Pa未満であると、耐熱保存性が低下することがあり、5×10Paを超えると、低温定着性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステルの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、2質量部〜20質量部が好ましく、5質量部〜15質量部がより好ましい。前記含有量が、2質量部未満であると、前記トナーの低温定着性が低下することがあり、20質量部を超えると、前記トナーの耐オフセット性が低下することがある。
<非晶性ポリエステル>
前記非晶性ポリエステルは、例えば、第1の非晶性ポリエステル及び第2の非晶性ポリエステルの少なくともいずれかを含有する。
<<第1の非晶性ポリエステル>>
前記第1の非晶性ポリエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、未変性ポリエステル樹脂が好ましい。前記未変性ポリエステル樹脂とは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるポリエステル樹脂であって、イソシアネート化合物などにより変性されていないポリエステル樹脂である。
前記多価アルコールとしては、例えば、ジオールなどが挙げられる。
前記ジオールとしては、例えば、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、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド(平均付加モル数1〜10)付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールAのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド(平均付加モル数1〜10)付加物などが挙げられる。
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。
前記多価カルボン酸としては、例えば、ジカルボン酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸;ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハク酸などが挙げられる。
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、酸価、水酸基価を調整する目的で、前記第1の非晶性ポリエステルは、その樹脂鎖の末端に3価以上のカルボン酸及び3価以上のアルコールの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、又はそれらの酸無水物などが挙げられる。
前記3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
前記第1の非晶性ポリエステルの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子量が低すぎる場合、トナーの耐熱保存性、現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性に劣る場合があり、分子量が高すぎる場合、トナーの溶融時の粘弾性が高くなり低温定着性に劣る場合がある。そのため、前記分子量としては、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、重量平均分子量(Mw)3,000〜10,000であることが好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、1,000〜4,000であることが好ましい。また、Mw/Mnは、1.0〜4.0であることが好ましい。
前記重量平均分子量(Mw)は、4,000〜7,000がより好ましい。前記数平均分子量(Mn)は、1,500〜3,000がより好ましい。前記Mw/Mnは、1.0
〜3.5がより好ましい。
前記第1の非晶性ポリエステルの酸価としては、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、1mgKOH/g〜50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g〜30mgKOH/gがより好ましい。前記酸価が、1mgKOH/g以上であることにより、トナーが負帯電性となりやすく、更には、紙への定着時に、紙とトナーの親和性が良くなり、低温定着性を向上させることができる。前記酸価が、50mgKOH/gを超えると、帯電安定性、特に環境変動に対する帯電安定性が低下することがある。
前記第1の非晶性ポリエステルの水酸基価としては、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、5mgKOH/g以上であることが好ましい。
前記第1の非晶性ポリエステルのガラス転移温度(Tg)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、40℃以上70℃以下が好ましい。前記ガラス転移温度が、40℃未満であると、前記トナーの耐熱保存性、及び現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が劣り、また、耐フィルミング性が悪化することがある。前記ガラス転移温度が、70℃を超えると、前記トナーの定着時における加熱及び加圧による変形が十分ではなく、低温定着性が不十分となることがある。
前記第1の非晶性ポリエステルの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm−1及び990±10cm−1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶性ポリエステルとして検出する方法が挙げられる。
前記第1の非晶性ポリエステルの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、50質量部〜90質量部が好ましく、60質量部〜80質量部がより好ましい。前記含有量が、50質量部未満であると、トナー中の顔料、離型剤の分散性が悪化し、画像のかぶり、乱れを生じやすくなることがあり、90質量部を超えると、前記結晶性ポリエステル、前記結晶性ポリエステル用分散剤及び前記第2の非晶性ポリエステルの含有量が少なくなるため、低温定着性に劣ることがある。前記含有量が、前記より好ましい範囲であると、高画質、及び低温定着性の全てに優れる点で有利である。
−SP値差−
前記結晶性ポリエステルのSP値(SPc)と、前記第1の非晶性ポリエステルのSP値(SPn)との差(SPn−SPc)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、前記Q1/Q2を0.5以下にし易い点で、1.4以下であることが好ましく、0.2以上1.4以下がより好ましい。即ち、前記結晶性ポリエステルの溶解パラメーターを、所定の範囲内で、前記第1の非晶性ポリエステルの溶解パラメーターよりも小さくすることにより、前記結晶性ポリエステルを前記第1の非晶性ポリエステル中に微分散させることができ、フィルミングの発生を抑制することができる。また、前記結晶性ポリエステルと前記第1の非晶性ポリエステルが相溶するため、低温におけるトナーの粘弾性が低下して、低温定着性を向上させることができる。
前記差(SPn−SPc)が、0.2未満である場合又は1.4を超える場合は、前記結晶性ポリエステルを前記第1の非晶性ポリエステル中に微分散させる効果が低下する。その結果、前記結晶性ポリエステルの分散径が大きくなって、トナーの表面に偏在しやすくなるため、フィルミングが発生しやすくなることがある。
前記溶解パラメーター(SP値)は、単位体積当たりの蒸発エネルギーの平方根で表され、Fedors法により、式
溶解パラメーター=(E/V)1/2
(式中、Eは蒸発エネルギー[cal/mol]であり、Vはモル体積[cm/mol]である。)
を用いて算出することができる。このとき、原子団の蒸発エネルギー及びモル体積を、それぞれΔei及びΔviとすると、E及びVは、式
E=ΣΔei
V=ΣΔvi
で表される〔「接着の基礎理論」(井本稔著、高分子刊行会発行、第5章)参照〕。また、CF基等に関しては、R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.14,147(1974)を参照する。
次に、トナーに含まれる樹脂の溶解パラメーターを算出する方法について説明する。トナーに含まれる樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により分離した後、分離した各成分を分析することにより、溶解パラメーターを算出することができる。具体的には、展開溶媒として、テトラヒドロフランを用いて、フラクションコレクターにより溶出液を分取し、溶出曲線の全面積のうち、所望の分子量に相当するフラクションをまとめる。まとめた溶出液をエバポレーターにより濃縮し、乾燥した後、固形分を重クロロホルム、重テトラヒドロフラン等の重溶媒に溶解させ、H−NMRを測定し、各元素の積分比率から樹脂を構成するモノマーの比率を算出することができる。
また、溶出液を濃縮した後、水酸化ナトリウムにより加水分解させた分解生成物を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析することにより、樹脂を構成するモノマーの比率を算出することができる。
<<第2の非晶性ポリエステル>>
前記第2の非晶性ポリエステルは、構成成分として、ジオール成分及び架橋成分を含むことが好ましい。
前記第2の非晶性ポリエステルは、紙などの記録媒体への接着性がより優れる点から、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することが好ましい。即ち、前記第2の非晶性ポリエステルは、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有するポリエステルであることが好ましい。また、前記第2の非晶性ポリエステルが、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することにより、ウレタン結合又はウレア結合が擬似架橋点のような挙動を示し、前記第2の非晶性ポリエステルのゴム的性質が強くなり、前記トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。
前記第2の非晶性ポリエステルにおいて、前記ジオール成分は、炭素数3〜10の脂肪族ジオールを、50mol%以上含有し、80mol%以上含有することが好ましく、90mol%以上含有することがより好ましい。
前記炭素数3〜10の脂肪族ジオールとしては、例えば、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、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールなどが挙げられる。
前記第2の非晶性ポリエステルは、前記第2の非晶性ポリエステルを構成するジオール成分の主鎖となる部分の炭素数が、奇数であり、前記ジオール成分が、アルキル基を側鎖に有することが好ましい。
前記炭素数3〜10の脂肪族ジオールは、主鎖となる部分の炭素数が奇数であり、アルキル基を側鎖に有することが好ましく、下記一般式(1)で表される脂肪族ジオールであることが好ましい。
HO−(CR)−OH ・・・一般式(1)
ただし、前記一般式(1)中、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基を表す。nは、3〜9の奇数を表す。n個の繰り返し単位において、R、及びRは、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
前記第2の非晶性ポリエステルにおいて、前記架橋成分は、定着画像の光沢及び画像濃度の点から、3価以上の脂肪族アルコールを含むことが好ましく、3価〜4価の脂肪族アルコールを含むことより好ましい。前記架橋成分は、前記3価以上の脂肪族アルコールのみであってもよい。
前記3価以上の脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどが挙げられる。
前記第2の非晶性ポリエステルの構成成分における前記架橋成分の割合としては、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、0.5質量%〜5質量%が好ましく、1質量%〜3質量%がより好ましい。
前記第2の非晶性ポリエステルの構成成分である前記架橋成分における3価以上の脂肪族アルコールの割合としては、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、50質量%〜100質量%が好ましく、90質量%〜100質量%がより好ましい。
前記第2の非晶性ポリエステルにおいて、ジカルボン酸成分は、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸を含有することが好ましく、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸を50mol%以上含有することが好ましい。
また、前記第2の非晶性ポリエステルにおいて、前記ジカルボン酸成分は、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸を60mol%未満含有することが好ましい。
前記炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などが挙げられる。
−ジオール成分−
前記ジオール成分としては、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、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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等のオキシアルキレン基を有するジオール;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等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数4〜12の脂肪族ジオールが好ましい。
これらのジオールは、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。
−ジカルボン酸成分−
前記ジカルボン酸成分としては、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、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1〜3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記脂肪族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、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
前記芳香族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、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
これらのジカルボン酸は、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。
−3価以上の脂肪族アルコール−
前記3価以上の脂肪族アルコールとしては、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、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ジペンタエリスリトールなどが挙げられる。
これらの中でも、3価〜4価の脂肪族アルコールが好ましい。これらの3価以上の脂肪族アルコールは、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。
−ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有するポリエステル−
前記ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有するポリエステルとしては、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、活性水素基を有するポリエステルとポリイソシアネートとの反応生成物〔後述する硬化剤と反応させる反応前駆体(以下、「プレポリマー」と称することがある。)として使用することが好ましい。〕などが挙げられる。また、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有するポリエステルは、前記反応生成物と、硬化剤との反応生成物であってもよい。
前記プレポリマーとしては、例えば、イソシアネート基含有ポリエステルなどが挙げられる。
前記活性水素基を有するポリエステルとしては、例えば、水酸基を有するポリエステルなどが挙げられる。
−−ポリイソシアネート−−
前記ポリ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、ジイソシアネート、3価以上のイソシアネートなどが挙げられる。
前記ジイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたものなどが挙げられる。
前記脂肪族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、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトカプロン酸メチル、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂環式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、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記芳香族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、トリレンジイソシアネート、ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3−メチルジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−ジフェニルエーテルなどが挙げられる。
前記芳香脂肪族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、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記イソシアヌレート類としては、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、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレートなどが挙げられる。
これらのポリイソシアネートは、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。
−−硬化剤−−
前記硬化剤としては、前記プレポリマーと反応するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性水素基含有化合物などが挙げられる。
−−−活性水素基含有化合物−−−
前記活性水素基含有化合物における活性水素基としては、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、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。
前記活性水素基含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ウレア結合を形成可能な点で、アミン類が好ましい。
前記アミン類としては、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、ジアミン、3価以上のアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、これらのアミノ基をブロックしたものなどが挙げられる。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。
これらの中でも、ジアミン、ジアミンと少量の3価以上のアミンとの混合物が好ましい。
前記ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミンなどが挙げられる。前記芳香族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。前記脂環式ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。前記脂肪族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。
前記3価以上のアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコールとしては、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、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸としては、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、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
前記アミノ基をブロックしたものとしては、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、アミノ基を、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
前記第2の非晶性ポリエステルの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm−1及び990±10cm−1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものをポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。
前記第2の非晶性ポリエステルのガラス転移温度は、−60℃以上0℃以下であることが好ましい。前記ガラス転移温度が、−60℃未満であると、低温でのトナーの流動が抑制できずに、耐熱保存性が悪化し、また、耐フィルミング性が悪化することがある。前記ガラス転移温度が、0℃を超えると、定着時の加熱及び加圧によるトナーが十分に変形できず、低温定着性が不十分であることがある。
前記第2の非晶性ポリエステルの重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、20,000以上1,000,000以下が好ましい。前記重量平均分子量が、20,000未満であると、トナーが低温で流動しやすくなり、耐熱保存性に劣る場合がある。また溶融時の粘性が低くなり、高温オフセット性が低下する場合がある。
前記第2の非晶性ポリエステルの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm−1及び990±10cm−1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶性ポリエステルとして検出する方法が挙げられる。
前記第2の非晶性ポリエステルの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、5質量部〜25質量部が好ましく、10質量部〜20質量部がより好ましい。前記含有量が、5質量部未満であると、低温定着性、及び耐高温オフセット性が悪化することがあり、25質量部を超えると、耐熱保存性の悪化、及び定着後に得られる画像の光沢度が低下することがある。前記含有量が、前記より好ましい範囲内であると、低温定着性、耐高温オフセット性、及び耐熱保存性の全てに優れる点で有利である。
<結晶性ポリエステル用分散剤>
前記結晶性ポリエステル用分散剤としては、前記結晶性ポリステルを分散可能な分散剤であれば、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、末端が結晶性ポリエステルユニットになるように共重合化させた結晶性ポリエステル用分散剤、スチレンアクリル系樹脂に炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルがグラフト変性されてなるスチレンアクリル系分散剤が好ましい。
前記トナーが、前記結晶性ポリエステル用分散剤を含有することで、前記結晶性ポリエステルの分散性を高めることができる。
<<末端が結晶性ポリエステルユニットになるように共重合化させた結晶性ポリエステル用分散剤>>
前記末端が結晶性ポリエステルユニットになるように共重合化させた結晶性ポリエステル用分散剤(以下、「共重合化分散剤」と称することがある。)は、分散物に吸着するための吸着ユニット(結晶性ポリエステルA)と、分散物同士の凝集を防ぐ立体障害ユニット(非晶性ポリエステルB)とを有することが好ましい。
前記吸着ユニットには、分散物(前記結晶性ポリエステル)と親和性が高い材料が好適に用いられ、前記共重合化分散剤では前記分散物と同様の構造を持つ結晶性ポリエステルユニットが好ましい。
前記立体障害ユニットは、分散媒体(前記第1の非晶性ポリエステル)とある程度親和性がある材料が好ましい。前記分散媒体との親和性が低すぎる場合、前記分散媒体中に前記立体障害ユニットの分子鎖を十分に広げることができず、前記立体障害ユニットがうまく機能せず前記分散物が凝集してしまうことがある。また、前記分散媒体との親和性が高すぎる場合、前記分散物に前記共重合化分散剤がうまく吸着せず、前記分散媒体中に前記共重合化分散剤が拡散してしまい、前記分散物が凝集してしまうことがある。前記分散物、前記分散媒体、及び前記共重合化分散剤のそれぞれの親和性を調整するためには、各材料の化学的親和性の因子として、例えば、溶解度パラメーター(SP値)などを指標として材料設計することが好ましい。
前記共重合化分散剤がより機能を発現するためには、前記吸着ユニットが分子鎖の末端に配置することが必要であり、前記共重合化分散剤の構造を制御することが肝要である。
前記吸着ユニットが前記共重合化分散剤の分子鎖の内側に存在する場合、前記立体障害ユニットにより前記分散物への吸着が阻害され、前記共重合化分散剤としての機能が低下することがある。その他に前記共重合化分散剤の機能を調整する因子としては、前記立体障害ユニットと前記吸着ユニットとの比率、分子鎖の長さ(分子量)などが挙げられる。各因子の好ましい範囲に関しては後述する。
−共重合化分散剤の構造制御方法−
前記共重合化分散剤は、例えば、結晶性ポリエステルAと、非晶性ポリエステルBとを共重合して得られる。前記結晶性ポリエステルAとしては、例えば、分散対象の前記結晶性ポリエステルなどが挙げられる。前記非晶性ポリエステルBとしては、例えば、前記第1の非晶性ポリエステルなどが挙げられる。
前記結晶性ポリエステルAと前記非晶性ポリエステルBとを共重合化させる方法としては、例えば、前記結晶性ポリエステルAと前記非晶性ポリエステルBとが分解、及び重合が平衡する条件化でこれらを反応させる方法(エステル交換法)、ポリエステルポリオール化した前記結晶性ポリエステルAと、ポリエステルポリオール化した前記非晶性ポリエステルBとをイソシアネート化合物などの伸長剤で結合させる方法(ウレタン伸長法)などが挙げられる。これらの方法では、いずれもランダムに反応が進行するため、例えば、前記結晶性ポリエステル同士、又は前記非晶性ポリエステル同士が結合したものが一定の割合で含まれるため、分散剤として機能しない成分が多く含まれてしまうことがある。
前記結晶性ポリエステルAと前記非晶性ポリエステルBとが結合したものの中にも末端が前記結晶性ポリエステルAのユニットのものと、末端が前記非晶性ポリエステルBのユニットのものが一定の割合で含まれるため、末端が前記結晶性ポリエステルAのユニットである成分が少なく分散剤としての機能は十分でない場合がある。
末端に前記吸着ユニット或いは前記結晶性ポリエステルAを配置させるためには、前記非晶性ポリエステルBと伸長剤とをまず反応させプレポリマー化した後、前記結晶性ポリエステルAと前記プレポリマーとを反応させる方法(プレポリマー法)が好ましい。
−−伸長剤−−
前記伸長剤としては、2価以上のイソシアネート化合物が好ましい。
前記2価以上のイソシアネート化合物としては、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、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。
前記ジイソシアネートとしては、例えば、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート又は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など)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。
前記芳香族ジイソシアネートの具体例(3価以上のポリイソシアネートを含む)としては、例えば、1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−及び/又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)又はその混合物との縮合生成物;ジアミノジフェニルメタンと少量(例えば、5質量%〜20質量%)の3官能以上のポリアミンとの混合物〕のホスゲン化物:ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)]、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−及びp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネートなどが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートの具体例としては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−及び/又は2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、例えば、m−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
前記ジイソシアネートの変性物としては、例えば、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などが挙げられる。
具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのジイソシアネートの変性物及びこれらの2種以上の混合物(例えば、変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用)が挙げられる。
これらの中でも、前記ジイソシアネートとしては、炭素数6〜15の芳香族ジイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネートが好ましく、TDI、MDI、HDI、水添MDI、及びIPDIが特に好ましい。
前記共重合化分散剤中の前記結晶性ポリエステルAの重合平均分子量(Mw)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、10,000〜30,000が好ましい。
前記Mwが、10,000未満であると、前記共重合化分散剤中の前記結晶性ポリエステルAの結晶性が発現しづらくなり、分散物である前記結晶性ポリエステルへの吸着能力が低下し、分散能力を発現しにくくなることがある。また、前記共重合化分散剤の溶融粘性、及び機械的強度が低下し、前記トナーの耐熱保存性、及び耐フィルミング性が悪化することがある。
前記Mwが、30,000を超えると、前記共重合化分散剤中の前記結晶性ポリエステルAの結晶性が強くなり、分散剤同士がトナー中で凝集しやすくなり、分散能力を発現しにくくなることがある。また、分散剤の溶融粘性が上昇し、前記トナーの低温定着性が悪化することがある。
前記共重合化分散剤中の前記非晶性ポリエステルBの重合平均分子量(Mw)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、3,000〜20,000が好ましい。
前記Mwが、3,000未満であると、前記非晶性ポリエステルBが立体障害ユニットとして十分機能せずに、分散能力が低下することがある。
前記Mwが、20,000を超えると、前記共重合化分散剤の溶融粘性が上昇し、トナーの低温定着性が低下することがある。
前記共重合化分散剤中の前記結晶性ポリエステルAと前記非晶性ポリエステルBとの質量比(結晶性ポリエステルA/非晶性ポリエステルB)としては、30/70〜70/30が好ましい。前記比において、前記結晶性ポリエステルAの比率が、30/70未満であると、吸着ユニットが少なくなり分散能力を発現しづらくなることがある。前記比において、前記結晶性ポリエステルAの比率が、70/30を超えると、立体障害ユニットが少なくなり分散能力を発現しづらくなることがある。
結晶性ポリエステルAのSP値(SPca)と、結晶性ポリエステルBのSP値(SPcb)との差の絶対値〔|SPca−SPcb|〕としては、0.5以下であることが好ましい。ここで、前記結晶性ポリエステルAとは、前記共重合化分散剤の構成成分である前記結晶性ポリエステルAを指す。前記結晶性ポリエステルBとは、前記トナー中の前記結晶性ポリエステルを指す。
前記〔|SPca−SPcb|〕が、0.5を超えるとであると、前記分散物と前記吸着ユニットとの親和性が低くなり、分散能力を発現しづらくなることがある。
非晶性ポリエステルAのSP値(SPaa)と、非晶性ポリエステルBのSP値(SPab)との差の絶対値〔|SPaa−SPab|〕としては、0.2〜1.0であることが好ましい。ここで、前記非晶性ポリエステルAとは、前記トナー中の前記非晶性ポリエステルを指し、前記第1の非晶性ポリエステルが好ましい。前記非晶性ポリエステルBとは、前記共重合化分散剤の構成成分である前記非晶性ポリエステルBを指す。
前記〔|SPaa−SPab|〕が、0.2未満であると、前記共重合化分散剤の前記立体障害ユニットと前記分散媒体との親和性が高すぎるため、前記共重合化分散剤が前記分散媒体中に拡散しやすくなり、分散能力を発現しづらくなることがある。
前記〔|SPaa−SPab|〕が、1.0を超えると、分散媒体中に立体障害ユニットの分子鎖を十分に広げることが出来ず、分散能力を発現しづらくなることがある。
<<スチレンアクリル系樹脂に炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルがグラフト変性されてなるスチレンアクリル系分散剤>>
スチレンアクリル系樹脂は、前記非晶性ポリエステルよりも溶解パラメーターが小さいため、炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルを用いてグラフト変性されてなることにより、前記結晶性ポリエステルを前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル)中に微分散させる効果を発揮しやすい。
そのため、前記スチレンアクリル系樹脂に炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルがグラフト変性されてなるスチレンアクリル系分散剤(以下、「スチレンアクリル系分散剤」と称することがある。)は、前記結晶性ポリエステルを前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル)中に微分散させる効果を発揮しやすい。
前記スチレンアクリル系分散剤は、前記スチレンアクリル系樹脂に炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルがグラフト変性されてなる。
前記スチレンアクリル系樹脂を構成するモノマーとしては、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、スチレン系モノマー、窒素原子を含む基を有するモノマー、カルボキシル基又はカルボキシル基由来の基を有するモノマー、水酸基を有するモノマー、アクリル酸エステルモノマー、メタクリル酸エステルモノマーなどが挙げられる。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。
前記スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−t−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、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンなどが挙げられる。
前記窒素原子を含む基を有するモノマーとしては、例えば、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のアミノ基を有するα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸又はメタクリル酸誘導体などが挙げられる。
前記カルボキシル基又はカルボキシル基由来の基を有するモノマーとしては、例えば、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステル等の不飽和二塩基酸のハーフエステル;マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル等の不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸等のα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物等のα,β−不飽和酸無水物、α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの無水物、これらのモノエステルなどが挙げられる。
前記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル等のアクリル酸又はメタクリル酸エステル類などが挙げられる。
前記アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フェニルなどが挙げられる。
前記メタクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニルなどが挙げられる。
前記スチレンアクリル系樹脂をグラフト変性する際に用いられる炭化水素系ワックス又は結晶性ポリエステルは、DSCにより測定される昇温時の吸熱曲線において、最大吸熱ピークの極大値が60℃〜120℃に存在することが好ましい。最大吸熱ピークの極大値が60℃未満である場合又は120℃を超える場合は、前記結晶性ポリエステルを前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル)中に微分散させる効果が低下することがある。
前記スチレンアクリル系樹脂をグラフト変性する際に用いられる前記結晶性ポリエステルとしては、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、前述の結晶性ポリエステルと同様の結晶性ポリエステルが挙げられる。
前記スチレンアクリル系樹脂をグラフト変性する際に用いられる前記炭化水素系ワックスとしては、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、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、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。
前記結晶性ポリエステル用分散剤の溶解パラメーターは、吸着部位のモノマー組成、立体障害部位のモノマー組成、吸着部位と立体障害部位の比率を調整することにより制御することができる。
前記結晶性ポリエステル用分散剤は、重量平均分子量が5×10〜1×10であり、数平均分子量が1.5×10〜1.5×10であり、数平均分子量に対する重量平均分子量の比が2〜40であることが好ましい。
前記結晶性ポリエステル用分散剤の重量平均分子量が5×10未満である場合、数平均分子量が1.5×10未満である場合又は数平均分子量に対する重量平均分子量の比が2未満である場合は、トナーの耐熱保存性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステル用分散剤の重量平均分子量が1×10を超える場合、数平均分子量が1.5×10を超える場合又は数平均分子量に対する重量平均分子量の比が40を超える場合は、離型剤が定着時に迅速にトナーの表面に移行できず、前記トナーの耐オフセット性が低下することがある。
なお、前記結晶性ポリエステル用分散剤の分子量分布は、展開溶媒として、テトラヒドロフランを用いて、GPCにより測定されるポリスチレン換算の分子量である。
前記結晶性ポリエステル用分散剤は、ガラス転移温度が40℃〜80℃であることが好ましい。前記結晶性ポリエステル用分散剤のガラス転移温度が、40℃未満であると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがあり、80℃を超えると、離型剤が定着時に迅速に前記トナーの表面に移行できず、前記トナーの耐オフセット性が低下することがある。
前記ガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量計DSC−60(株式会社島津製作所製)を用いて測定することができる。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、離型剤、着色剤、帯電制御剤、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
−離型剤−
前記離型剤としては、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る。
ロウ類及びワックス類の離型剤としては、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;などの天然ワックスが挙げられる。
また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。
更に、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド系化合物;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。
これらの中でも、前記結晶性ポリエステルと相溶しにくく、互いに独立して機能することができるため、炭化水素系ワックスが好ましい。前記炭化水素系ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の融点としては、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、60℃以上95℃以下が好ましい。前記融点が、60℃未満であると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがあり、95℃を超えると、耐オフセット性が低下することがある。
前記離型剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、2質量部〜10質量部が好ましく、2質量部〜8質量部がより好ましい。前記含有量が、2質量部未満であると、前記トナーの耐オフセット性が低下することがあり、10質量%を超えると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがある。
前記結晶性ポリエステルに対する前記離型剤の質量比(離型剤/結晶性ポリエステル)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るが、0.2〜1.0が好ましい。前記結晶性ポリエステルに対する前記離型剤の質量比が、0.2未満であると、前記トナーの耐オフセット性が低下することがあり、1.0を超えると、前記トナーの耐熱保存性が低下することがある。
−着色剤−
前記着色剤としては、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、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、ピ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。
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、1質量部〜15質量部が好ましく、3質量部〜10質量部がより好ましい。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、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−ビニルナフタリン共重合体、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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、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、スチレン−マレイン酸共重合体、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、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。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。
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練して得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
−帯電制御剤−
前記帯電制御剤としては、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、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。
−外添剤−
前記外添剤としては酸化物微粒子の他に、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平均粒径は1nm〜100nmが好ましく、5nm〜70nmの無機微粒子がより好ましい。
また、疎水化処理された一次粒子の平均粒径が20nm以下の無機微粒子を少なくとも1種類以上含み、かつ30nm以上の無機微粒子を少なくとも1種類含むことが好ましい。また、BET法による比表面積は、20m/g〜500m/gであることが好ましい。
前記外添剤としては、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、シリカ微粒子、疎水性シリカ、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(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン等)、フルオロポリマーなどが挙げられる。
−流動性向上剤−
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
−クリーニング性向上剤−
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒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、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、体積平均粒径が0.01μm〜1μmのものが好適である。
−磁性材料−
前記磁性材料としては、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、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。
<粒径>
前記トナーの体積平均粒径としては、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、3μm〜7μmが好ましい。
前記トナーの個数平均粒径に対する体積平均粒径の比は、1.2以下が好ましい。
前記トナーにおいて、粒径が2μm以下である成分の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1個数%〜10個数%であることが好ましい。
なお、粒度分布は、例えば、コールターカウンターTA−II(コールター社製)を用いて測定することができる。
また、粒径が2μm以下である成分の含有量は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)を用いて測定することができる。
<ガラス転移温度>
前記Q1/Q2を0.5以下にするためには、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目のガラス転移温度(Tg1st)は、20℃以上50℃以下であることが好ましい。
前記トナーのTgが低いことで、前記トナーに熱をかけた際に、結晶性樹脂(前記結晶性ポリエステル)と、結着樹脂(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル)との相溶性がより高くなり、結晶性樹脂によるシャープメルト性がより効果的に起こる。
従来のトナーであると、Tgが50℃以下程度になると、夏場や熱帯地方を想定したトナーの輸送時、及び保管環境での温度変化によりトナーの凝集が発生しやすくなる。その結果、トナーボトル中での固化、及び現像機内でのトナーの固着が発生する。また、トナーボトル内でのトナー詰りによる補給不良、及び現像機内でのトナー固着による画像異常が発生しやすくなる。
前記トナーは、従来のトナーよりTgが低くても、トナー中に低Tg成分である非線状ポリエステル(例えば、前記第2の非晶性ポリエステル)を含むことで、耐熱保存性を保持することができる。特に、前記第2の非晶性ポリエステルが凝集力の高いウレタン結合又はウレア結合を有する場合には、耐熱保存性を保持する効果がより顕著になる。
前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温2回目におけるガラス転移温度(Tg2nd)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、0℃以上30℃以下であることが好ましく、10℃以上30℃以下であることがより好ましい。
前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目のガラス転移温度(Tg1st)と昇温2回目のガラス転移温度(Tg2nd)との差(Tg1st−Tg2nd)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、0℃超(即ち、Tg1st>Tg2nd)であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましい。前記差の上限は、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、前記差(Tg1st−Tg2nd)は、50℃以下が好ましい。
前記トナーが前記結晶性ポリエステルを含有すると、加熱前(昇温1回目の前)には非相溶状態で存在していた前記結晶性ポリエステルと、前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル)とが、加熱後(昇温1回目の後)には相溶状態になる。
前記Tg1stが、20℃未満であると、耐熱保存性の低下、現像機内でのブロッキング、及び感光体へのフィルミングが発生し、50℃を超えると、トナーの低温定着性が低下することがある。
前記Tg2ndが、0℃未満であると、定着画像(印刷物)の耐ブロッキング性が低下することがあり、30℃を超えると、十分な低温定着性や光沢度が得られないことがある。
<結晶性ポリエステルのドメイン>
透過型電子顕微鏡(TEM)による前記トナーの断面観察における前記トナー中の前記結晶性ポリエステルのドメインの長軸の長さは、50nm以上300nm以下であることが好ましい。
前記ドメインの長軸の長さは、例えば、以下の方法により測定できる。
まず、トナー粒子をエポキシ系樹脂に包埋し、前記エポキシ系樹脂を硬化させる。ウルトラミクロトーム(Leica社製 ULTRACUT UCT、ダイヤモンドナイフ使用)でトナーの超薄切片(80nm厚み)を作製する。
次いで、四酸化ルテニウム、四酸化オスミウム、或いは別の染色剤で試料をガス暴露し、結晶性ポリエステルのドメインを、それ以外の部分と識別可能なように染色する。暴露時間は観察時のコントラストにより適宜調整する。その後、TEM(透過型電子顕微鏡;JEM−2100 JEOL社製)により加速電圧100kVで観察する。なお結晶性樹脂と非晶質樹脂との組成により、未染色で識別可能な場合もあり、その場合は未染色で評価する。また選択エッチング等別の手段で組成コントラストを付与することも可能で、そのような前処理後にTEM観察し、結晶性樹脂部を評価することも好ましい。観察したTEM像は市販の画像処理ソフト(例えばImage−Pro Plus等)を利用して2値化処理等により、結晶性ポリエステルのドメインの長軸の長さを算出する。算出にあたり、解析する結晶性ポリエステルのドメインは50個以上が定量性の点でより好ましい。
<分子量の測定>
トナーの各構成成分の分子量は、例えば、以下の方法で測定することができる。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定装置:GPC−8220GPC(東ソー社製)
カラム:TSKgel SuperHZM−H 15cm 3連(東ソー社製)
温度:40℃
溶媒:THF
流速:0.35mL/min
試料:0.15質量%の試料
試料の前処理:トナーをテトラヒドロフラン(THF、安定剤含有、和光純薬工業株式会社製)に0.15質量%で溶解後、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液(THF試料溶液)を試料として用いる。前記THF試料溶液を100μL注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工社製ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580を用いる。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
<トナーの融点、ガラス転移温度、吸熱量>
前記トナーのガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量計DSC−60(株式会社島津製作所製)を用いて測定できる。具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の容器に入れ、容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次に、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで、0℃から150℃まで加熱する。さらに、降温速度10℃/minで0℃まで冷却させた後、昇温速度10℃/minで150℃まで加熱し、DSC曲線を得る。
得られたDSC曲線から、解析プログラムを用いて、一回目及び二回目の昇温におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の、一回目及び二回目の昇温から融点、ガラス転移温度、吸熱量を求める。
<結晶性ポリエステルの吸熱ピークと離型剤の吸熱ピークとの分離>
下記<トナー構成成分の分離手段>に記載の手法により分離した離型剤を単独でDSC測定し、一回目及び二回目の昇温から融点、ガラス転移温度、吸熱量を求める。次に、トナー中の離型剤含有量を求める。トナー中の離型剤含有量の測定は、特に制限されないが、例えば、トナーに任意の量の離型剤を混ぜ、DSC測定において吸熱量から検量線を作成することで未知のトナー中の離型剤の含有量を求めることができる。算出されたトナー中に含まれる離型剤の吸熱量を吸熱ピークから引くことで結晶性ポリエステル単独の吸熱量を算出することができる。
離型剤が樹脂成分と相溶しやすい場合には、前記離型剤の含有量に相溶率を乗じた上で離型剤に起因する吸熱量を算出して差し引く必要がある。相溶率は、樹脂成分の溶融混合物と離型剤とを所定の比率で混合したものについて求めた吸熱量を、予め求めておいた前記溶融混合物の吸熱量と離型剤単体の吸熱量とから算出される理論吸熱量で除した値から算出する。
また、測定においては、結着樹脂1g当りの吸熱量とするために、試料の質量から結着樹脂以外の成分の質量を除く必要がある。
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、トナーの焼却残灰分量を求め、それに離型剤等の焼却される結着樹脂以外の成分の量を加えた量を結着樹脂以外の成分の含有量と見なして、トナーの質量から差し引くことによって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のトナーを入れる。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を算出する。
<離型剤の同定方法>
前記離型剤は、例えば、ガスクロマトグラフ質量分析法(GCMS)により同定することができる。GCMSにより同定する方法としては、試料であるトナー中の結着樹脂を溶媒により溶解させた溶液を濾過し、得られた固形物を熱分解装置にて熱分解し、GCMSにて有機物を同定する方法が好ましい。具体的には、熱分解装置として、Py−2020D(フロンティア・ラボ社製)を用い、550℃にて熱分解を行った後、GCMS装置QP5000(株式会社島津製作所製)にて同定する方法が挙げられる。
<トナー及びトナー構成成分の各種特性の算出方法及び分析方法>
前記結晶性ポリエステル、前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル、前記第2の非晶性ポリエステル)、前記結晶性ポリエステル用分散剤、及び前記離型剤のSP値、Tg、酸価、水酸基価、分子量、及び融点は、それぞれ、それ自体について測定してもよいが、実際のトナーからゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)等により分離を行い、その分離した各成分について後述の分析手法を採ることで、SP値、Tg、分子量、融点、構成成分の質量比を算出してもよい。
GPCによる各成分の分離は、例えば、以下の方法により行うことができる。THF(テトラヒドロフラン)を移動相としたGPC測定において、溶出液についてフラクションコレクターなどにより分取を行い、溶出曲線の全面積分のうちの所望の分子量部分に相当するフラクションをまとめる。
このまとめた溶出液をエバポレーターなどにより濃縮及び乾燥した後、固形分を重クロロホルム又は重THFなどの重溶媒に溶解させ、H−NMR測定を行い、各元素の積分比率から、溶出成分における樹脂の構成モノマー比率を算出する。また、他の手法としては、溶出液を濃縮後、水酸化ナトリウムなどにより加水分解を行い、分解生成物を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などにより定性定量分析することで構成モノマー比率を算出する。
なお、前記トナーの製造方法が、前記硬化剤と、前記プレポリマーとの伸長反応及び/又は架橋反応により前記第2の非晶性ポリエステルを生成しながら、トナー母体粒子を形成する場合には、実際のトナーからGPC等により分離を行い、前記第2の非晶性ポリエステルのTgなどを求めてもよいし、別途、前記プレポリマーと前記硬化剤との伸長反応及び/又は架橋反応により非晶性ポリエステルを合成し、その合成した非晶性ポリエステルCからTgなどを測定してもよい。
<トナー構成成分の分離手段>
前記トナーを分析する際の各成分の分離手段の一例を詳細に示す。
まず、トナー1gを100mLのTHF中に投入し、25℃の条件下、30分間攪拌しながら可溶分が溶解した溶解液を得る。これを目開き0.2μmのメンブランフィルターにてろ過し、トナー中のTHF可溶分を得る。次いで、これをTHFに溶解してGPC測定用の試料とし、前述の各樹脂の分子量測定に用いるGPCに注入する。
一方、GPCの溶出液排出口にフラクションコレクターを配置して、所定のカウントごとに溶出液を分取しておき、溶出曲線の溶出開始(曲線の立ち上がり)から面積率で5%毎に溶出液を得る。次いで、各溶出分について、1mLの重クロロホルムに30mgのサンプルを溶解させ、基準物質として0.05体積%のテトラメチルシラン(TMS)を添加する。
溶液を5mm径のNMR測定用ガラス管に充填し、核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製JNM−AL400)を用い、23℃〜25℃の温度下、128回の積算を行い、スペクトルを得る。
トナーに含まれる前記結晶性ポリエステル、前記非晶性ポリエステル(例えば、前記第1の非晶性ポリエステル、前記第2の非晶性ポリエステル)、前記結晶性ポリエステル用分散剤などのモノマー組成、及び構成比率は、得られたスペクトルのピーク積分比率から求めることができる。例えば、以下のようにピークの帰属を行い、それぞれの積分比から構成モノマーの成分比率を求める。
ピークの帰属は、例えば、
8.25ppm付近:トリメリット酸のベンゼン環由来(水素1個分)
8.07ppm〜8.10ppm付近:テレフタル酸のベンゼン環由来(水素4個分)
7.1ppm〜7.25ppm付近:ビスフェノールAのベンゼン環由来(水素4個分)
6.8ppm付近:ビスフェノールAのベンゼン環由来(水素4個分)及びフマル酸の二重結合由来(水素2個分)
5.2ppm〜5.4ppm付近:ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のメチン由来(水素1個分)
3.7ppm〜4.7ppm付近:ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のメチレン由来(水素2個分)及びビスフェノールAエチレンオキサイド付加物のメチレン由来(水素4個分)
1.6ppm付近:ビスフェノールAのメチル基由来(水素6個分)とすることができる。
これらの結果から、例えば、前記第1の非晶性ポリエステルが90%以上を占めるフラクションに回収された抽出物を前記第1の非晶性ポリエステルとして扱うことができる。
<トナーの製造方法>
前記トナーの製造方法としては、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、前記結晶性ポリエステル、前記結晶性ポリエステル用分散剤、前記第一の非晶性ポリエステル、前記硬化剤、前記プレポリマー、前記着色剤、及び前記離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、前記第一の液を水系媒体中に乳化又は分散させて第二の液を調製する工程と、前記第二の液から有機溶媒を除去して母体粒子を形成する工程を有する製造方法などが挙げられる。
なお、前記第一の液を調製する代わりに、前記トナー材料の一部を有機溶媒中に溶解又は分散させた液を複数調製し、水系媒体中に乳化又は分散させる際に混合してもよい。
また、樹脂以外のトナー材料は、母体粒子を形成した後に添加してもよい。例えば、着色剤を含まない母体粒子を形成した後、染着することもできる。
さらに、前記硬化剤を含まない前記第一の液を水系媒体中で分散させた後に前記硬化剤を添加して界面から反応させてもよい。これにより、母体粒子の表面に優先的に変性ポリエステル(前記第2の非晶性ポリエステル)が生成し、母体粒子の内部で変性ポリエステルの濃度勾配を設けることができる。
前記有機溶媒としては、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、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、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、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が好ましい。
前記有機溶媒としては、除去しやすいことから、沸点が100℃未満であることが好ましい。
前記有機溶媒の使用量は、前記プレポリマー100質量部に対して、通常、0質量部〜300質量部であり、0質量部〜100質量部が好ましく、25質量部〜70質量部がより好ましい。
前記水系媒体としては、水又は水と混和することが可能な有機溶媒と水の混合溶媒を用いることができる。
水と混和することが可能な有機溶媒としては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール;ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等のセロソルブ類;アセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトン類などが挙げられる。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。
前記水系媒体は、分散剤を含むことが好ましい。前記分散剤としては、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、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、リン酸エステル等の陰イオン界面活性剤;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、イミダゾリン等のアミン塩型の陽イオン界面活性剤;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等の4級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルビス(アミノエチル)グリシン、ビス(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等の両性界面活性剤などが挙げられる。これらの中でも、フルオロアルキル基を有する界面活性剤が好ましい。
フルオロアルキル基を有する陰イオン界面活性剤としては、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、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及びその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
前記フルオロアルキル基を有する陰イオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F−150(ネオス社製)などが挙げられる。
フルオロアルキル基を有する陽イオン界面活性剤としては、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、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級又は3級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
前記フルオロアルキル基を有する陽イオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業社製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
前記分散剤は、水に難溶の無機化合物であってもよい。
前記水に難溶の無機化合物としては、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、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などが挙げられる。
前記分散剤は、高分子系保護コロイドであってもよい。
前記高分子系保護コロイドとしては、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、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、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等の酸類;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−ヒドロキシプロピル、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−ヒドロキシプロピル、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のモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールのモノメタクリル酸エステル、グリセリンのモノアクリル酸エステル、グリセリンの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等の水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体;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等のビニルアルコールとのエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルアルコールとカルボン酸のエステル類;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又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等の酸クロライド類;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子を含む基を有する化合物等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。これら以外の高分子系保護コロイドとしては、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等のポリオキシエチレン系樹脂;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等のセルロース類などが挙げられる。
なお、前記分散剤として、リン酸三カルシウム等の酸、アルカリに可溶な化合物を用いる場合は、塩酸等の酸を用いて、リン酸三カルシウムを溶解させた後、水洗する方法等により、母体粒子からリン酸三カルシウムを除去することができる。その他、酵素による分解等により分散剤を除去することができる。
前記水系媒体が前記分散剤を含む場合は、前記分散剤が前記母体粒子の表面に残存したままとすることもできるが、トナーの帯電性を考慮すると、前記分散剤を洗浄して除去することが好ましい。
前記水系媒体の使用量は、前記トナー材料100質量部に対して、通常、100質量部〜1,000質量部である。前記水系媒体の使用量が、前記トナー材料100質量部に対して、100質量部未満であると、前記トナー材料の分散不良が発生して、前記母体粒子の粒径が大きくなることがあり、1,000質量部を超えると、経済的でない。
前記水系媒体中に前記第一の液を乳化又は分散させる際に用いる分散機としては、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、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機などが挙げられる。これらの中でも、前記第一の液の分散径を2μm〜20μmに制御できることから、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機の回転数は、通常、1,000rpm〜30,000rpmであり、5,000rpm〜20,000rpmが好ましい。バッチ方式の場合の分散時間は、通常、0.1分間〜60分間である。また、分散温度は、加圧下において、通常、0℃〜80℃であり、10℃〜40℃が好ましい。
前記第二の液から前記有機溶媒を除去する方法としては、例えば、前記第二の液を徐々に昇温させて前記有機溶媒を蒸発させる方法、前記第二の液を乾燥雰囲気中に噴霧して、前記有機溶媒及び水を蒸発させる方法などが挙げられる。
前記乾燥雰囲気としては、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、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等の加熱雰囲気が挙げられる。このとき、前記加熱雰囲気の温度は、有機溶媒及び水の沸点以上であることが好ましい。
前記第二の液を乾燥雰囲気中に噴霧して、有機溶媒及び水を蒸発させる装置としては、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、スプレードライヤー、ベルトドライヤー、ロータリーキルンなどが挙げられる。
前記第二の液から前記有機溶媒を除去すると、前記母体粒子が前記水系媒体中に分散されている分散液又は母体粒子が得られる。
前記母体粒子が水中に分散されている分散液又は母体粒子は、水で洗浄することが好ましい。これにより、前記分散剤を除去することができる。
また、前記母体粒子は、必要に応じて、分級してもよい。
前記母体粒子を分級する方法としては、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、サイクロン、デカンター、遠心分離等により微粒子を除去する方法などが挙げられる。
前記母体粒子は、前記帯電制御剤、前記流動性向上剤、前記クリーニング性向上剤などと混合してもよい。
前記母体粒子を、前記帯電制御剤、前記流動性向上剤、前記クリーニング性向上剤などと混合する方法としては、特に制限特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、羽根を高速で回転させて粒子に衝撃力を印加する方法、高速気流中に投入して、加速し、粒子同士又は複合化した粒子を衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。
前記体粒子を、前記帯電制御剤、前記流動性向上剤、前記クリーニング性向上剤などと混合する装置としては、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、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。
なお、前記硬化剤、及び前記プレポリマーの代わりに、前記第二の非晶性ポリエステルを用いてもよい。
前記トナーの製造方法の他の形態は、例えば、前記結晶性ポリエステル、前記結晶性ポリエステル用分散剤、前記第1の非晶性ポリエステル、前記第2の非晶性ポリエステル、前記着色剤、及び前記離型剤を含む材料を混練する工程と、混練された材料を粉砕する工程と、粉砕された材料を分級する工程を有する。
(現像剤)
本発明の現像剤は、少なくとも前記トナーを含有し、必要に応じてキャリア等の適宜選択されるその他の成分を含有する。
このため、転写性、帯電性等に優れ、高画質な画像を安定に形成することができる。なお、現像剤は、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等に使用する場合には、寿命が向上することから、二成分現像剤が好ましい。
前記現像剤を一成分現像剤として用いる場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
前記現像剤を二成分現像剤として用いる場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
<キャリア>
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、芯材を被覆する樹脂層を有するものが好ましい。
−芯材−
前記芯材の材料としては、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、50emu/g〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、50emu/g〜90emu/gのマンガン−マグネシウム系材料などが挙げられる。また、画像濃度を確保するためには、100emu/g以上の鉄粉、75emu/g〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利であることから、30emu/g〜80emu/gの銅−亜鉛系等の低磁化材料を用いることが好ましい。
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。
前記芯材の体積平均粒子径としては、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、10μm〜150μmが好ましく、40μm〜100μmがより好ましい。前記体積平均粒子径が10μm未満であると、キャリア中に微粉が多くなり、一粒子当たりの磁化が低下してキャリアの飛散が生じることがあり、150μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特に、ベタ部の再現が悪くなることがある。
前記トナーを二成分系現像剤に用いる場合には、前記キャリアと混合して用いればよい。前記二成分現像剤中の前記キャリアの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記二成分現像剤100質量部に対して、90質量部〜98質量部が好ましく、93質量部〜97質量部がより好ましい。
本発明の現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができる。
(画像形成装置、及び画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明に関する画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記画像形成方法は、前記画像形成装置により好適に行うことができ、前記静電潜像形成工程は、前記静電潜像形成手段により好適に行うことができ、前記現像工程は、前記現像手段により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
<静電潜像担持体>
前記静電潜像担持体の材質、構造、大きさとしては、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、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
前記アモルファスシリコン感光体としては、例えば、支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD(化学気相成長、Chemical Vapor Deposition)法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を有する感光体を用いることができる。これらの中でも、プラズマCVD法、即ち、原料ガスを直流又は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適である。
前記静電潜像担持体の形状としては、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、円筒状が好ましい。前記円筒状の前記静電潜像担持体の外径としては、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、3mm〜100mmが好ましく5mm〜50mmがより好ましく、10mm〜30mmが特に好ましい。
<静電潜像形成手段及び静電潜像形成工程>
前記静電潜像形成手段としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、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、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材とを少なくとも有する手段などが挙げられる。
前記静電潜像形成工程としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であれば、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、前記静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段を用いて行うことができる。
−帯電部材及び帯電−
前記帯電部材としては、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、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
前記帯電は、例えば、前記帯電部材を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電部材の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等どのような形態をとってもよく、前記画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択することができる。
前記帯電部材としては、前記接触式の帯電部材に限定されるものではないが、帯電部材から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電部材を用いることが好ましい。
−露光部材及び露光−
前記露光部材としては、前記帯電部材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、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等の各種露光部材などが挙げられる。
前記露光部材に用いられる光源としては、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、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
前記露光は、例えば、前記露光部材を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
なお、本発明においては、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。
<現像手段及び現像工程>
前記現像手段としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成する、トナーを備える現像手段であれば、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。
前記現像工程としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程であれば、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、前記現像手段により行うことができる。
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、単色用現像手段であってもよいし、多色用現像手段であってもよい。
前記現像手段としては、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が好ましい。
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。そのため、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。
<その他の手段及びその他の工程>
前記その他の手段としては、例えば、転写手段、定着手段、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、転写工程、定着工程、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
−転写手段及び転写工程−
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、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、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、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、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態様が好ましい。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、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、例えば、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
−定着手段及び定着工程−
前記定着手段としては、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、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、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、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程における面圧としては、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、10N/cm〜80N/cmであることが好ましい。
−クリーニング手段及びクリーニング工程−
前記クリーニング手段としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる手段であれば、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、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング工程としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる工程であれば、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、前記クリーニング手段により行うことができる。
−除電手段及び除電工程−
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、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、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、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、前記除電手段により行うことができる。
−リサイクル手段及びリサイクル工程−
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、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、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、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、前記リサイクル手段により行うことができる。
−制御手段及び制御工程−
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御できる手段であれば、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、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
前記制御工程としては、前記各工程の動きを制御できる工程であれば、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、前記制御手段により行うことができる。
次に、本発明の画像形成装置により画像を形成する方法を実施する一の態様について、図1を参照しながら説明する。図1に示すカラー画像形成装置100Aは、前記静電潜像担持体10(以下「感光体10」と称することがある)と、前記帯電手段としての帯電ローラ20と、前記露光手段としての露光装置30と、前記現像手段としての現像器40と、中間転写体50と、クリーニングブレードを有する前記クリーニング手段としてのクリーニング装置60と、前記除電手段としての除電ランプ70とを備える。
中間転写体50は、無端ベルトであり、その内側に配置されこれを張架する3個のローラ51によって、矢印方向に移動可能に設計されている。3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体50の近傍には、クリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。また、中間転写体50の近傍には、記録媒体としての転写紙95に現像像(トナー画像)を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加可能な前記転写手段としての転写ローラ80が、中間転写体50に対向して配置されている。中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー画像に電荷を付与するためのコロナ帯電器58が、該中間転写体50の回転方向において、感光体10と中間転写体50との接触部と、中間転写体50と転写紙95との接触部との間に配置されている。
現像器40は、前記現像剤担持体としての現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cとから構成されている。なお、ブラック現像ユニット45Kは、現像剤収容部42Kと現像剤供給ローラ43Kと現像ローラ44Kとを備えている。イエロー現像ユニット45Yは、現像剤収容部42Yと現像剤供給ローラ43Yと現像ローラ44Yとを備えている。マゼンタ現像ユニット45Mは、現像剤収容部42Mと現像剤供給ローラ43Mと現像ローラ44Mとを備えている。シアン現像ユニット45Cは、現像剤収容部42Cと現像剤供給ローラ43Cと現像ローラ44Cとを備えている。また、現像ベルト41は、無端ベルトであり、複数のベルトローラに回転可能に張架され、一部が感光体10と接触している。
図1に示すカラー画像形成装置100において、例えば、帯電ローラ20が感光体10を一様に帯電させる。露光装置30が感光体10上に像様に露光を行い、静電潜像を形成する。感光体10上に形成された静電潜像を、現像器40からトナーを供給して現像してトナー画像を形成する。該トナー画像が、ローラ51から印加された電圧により中間転写体50上に転写(一次転写)され、更に転写紙95上に転写(二次転写)される。その結果、転写紙95上には転写像が形成される。なお、感光体10上の残存トナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体10における帯電は除電ランプ70により一旦、除去される。
図2に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。画像形成装置100Bは、現像ベルト41を設けずに、感光体10の周囲に、ブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cが直接対向して配置されている以外は、図1に示す画像形成装置100Aと同様の構成を有する。
図3に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。図2に示す画像形成装置は、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、前記露光部材である露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には前記定着手段である定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写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。
次に、タンデム型現像器120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ300が駆動する。そして、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段)にそれぞれ伝達される。そして、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図4に示すように、それぞれ、静電潜像担持体10(ブラック用静電潜像担持体10K、イエロー用静電潜像担持体10Y、マゼンタ用静電潜像担持体10M、及びシアン用静電潜像担持体10C)と、該静電潜像担持体10を一様に帯電させる前記帯電手段である帯電装置160と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記静電潜像担持体を露光(図4中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する前記現像手段である現像装置61と、該トナー画像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器62と、クリーニング装置63と、除電器64とを備えている。そして、各画像形成手段18は、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ14、15及び16により回転移動される中間転写体50上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体10K上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体10Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体10M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体10C上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。そして、中間転写体50上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の1つからシート(記録紙)を繰り出す。シートは、分離ローラ145で1枚ずつ分離されて給紙路146に送り出され、搬送ローラ147で搬送されて複写機本体150内の給紙路148に導かれ、レジストローラ49に突き当てて止められる。あるいは、給紙ローラ142を回転して手差しトレイ54上のシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。なお、レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体50上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置22により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)する。そうすることにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置17によりクリーニングされる。
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25へと送出され、定着装置25において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。その後、該シート(記録紙)は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。あるいは、シートは、切換爪55で切り換えてシート反転装置28により反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
(プロセスカートリッジ)
本発明に関するプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。
前記現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共に搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。
図5に、本発明に関するプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ110は、静電潜像担持体10、コロナ帯電器52、現像器40、転写ローラ80及びクリーニング装置90を有する。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。「部」は、特に明示しない限り「質量部」を表す。「%」は、特に明示しない限り「質量%」を表す。
(製造例1)
<非晶性ポリエステル1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した四つ口フラスコに、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸、及びアジピン酸を、テレフタル酸とアジピン酸とがモル比(イソフタル酸/アジピン酸)で80/20であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.2となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧で230℃で8時間反応し、更に10mmHg〜15mmHgの減圧で4時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸を全樹脂成分に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[非晶性ポリエステル1]を得た。
得られた[非晶性ポリエステル1]のSP値は11.0、重量平均分子量(Mw)は9,000、ガラス転移温度(Tg)は60℃であった。
(製造例2)
<非晶性ポリエステル2の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した四つ口フラスコに、プロピレングリコール、及びテレフタル酸を、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.3となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧で230℃で8時間反応し、更に10mmHg〜15mmHgの減圧で4時間反応し、[非晶性ポリエステル2]を得た。
得られた[非晶性ポリエステル2]のSP値は12.1、Mwは10,000、Tgは53℃であった。
(製造例3)
<結晶性ポリエステルB−1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.1となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて結晶性ポリエステルB−1を得た。
得られた結晶性ポリエステルB−1のSP値は9.6、Mwは16,000、融点は70℃であった。
<非晶性ポリエステルB−1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイドサイド2モル付加物、プロピレングリコール、イソフタル酸、及びアジピン酸を、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物とプロピレングリコールとがモル比(ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/プロピレングリコール)で40/60であり、イソフタル酸とアジピン酸とがモル比(イソフタル酸/アジピン酸)で80/20であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.2となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧で230℃で8時間反応し、更に10mmHg〜15mmHgの減圧で4時間反応し、非晶性ポリエステルB−1を得た。
得られた非晶性ポリエステルB−1のSP値は11.5、Mw12,500、Tg55℃であった。
<結晶性ポリエステル用分散剤1の合成>
−結晶性ポリエステル用分散剤前駆体D−1の合成−
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、非晶性ポリエステルB−1とイソホロンジイソシアネート(IPDI)とをモル比(IPDIのイソシアネート基/中間体ポリエステルの水酸基)2.0で投入し、酢酸エチルで50%酢酸エチル溶液となるように希釈後、100℃で5時間反応させ、結晶性ポリエステル用分散剤前駆体D−1を得た。
−結晶性ポリエステル用分散剤1の合成−
得られた結晶性ポリエステル用分散剤前駆体D−1と結晶性ポリエステルB−1とを、非晶性ポリエステルB−1(結晶性ポリエステル用分散剤前駆体D−1中の非晶性ポリエステルB−1成分)と結晶性ポリエステルB−1との質量比(非晶性ポリエステルB−1/結晶性ポリエステルB−1)を50/50とし、加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で100℃で5時間反応させ、結晶性ポリエステル用分散剤前駆体伸長物を取り出した。得られた結晶性ポリエステル用分散剤前駆体伸長物を残酢酸エチル量が100ppm以下になるまで50℃で減圧乾燥させ、結晶性ポリエステル用分散剤1を得た。
(製造例4)
<結晶性ポリエステル用分散剤2の合成>
温度計、及び撹拌機を装備したオートクレーブ反応槽に、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業株式会社製、サンワックス151P、融点108℃、重量平均分子量1,000)70部、及びキシレン480部を入れ、170℃に昇温し、窒素で置換した。次に、スチレン805部、アクリロニトリル50部、アクリル酸ブチル45部、及びジ−t−ブチルパーオキサイド36部をキシレン100部に溶解させた溶液を3時間で滴下し、170℃で30分間保持した後、脱溶剤し、[結晶性ポリエステル用分散剤2]を得た。
得られた[結晶性ポリエステル用分散剤2]は、溶解パラメーターが10.5cal1/2/cm3/2、ガラス転移温度が、65℃、重量平均分子量が1.8×10、数平均分子量が3.3×10であった。
(製造例5)
<結晶性ポリエステル用分散剤3の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5Lの四つ口フラスコに、1,10−デカンジカルボン酸2,120部、1,6−ヘキサンジオール1,520部、及びハイドロキノン3.9部を入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaで2時間反応させて、結晶性ポリエステルCを得た。結晶性ポリエステルCは、溶解パラメーターSP1が9.9cal1/2/cm3/2、融点が67℃、重量平均分子量が1.5×10、数平均分子量が4.0×10であった。
温度計及び撹拌機を装備したオートクレーブ反応槽に、70部の結晶性ポリエステルC及びキシレン480部を入れ、170℃に昇温し、窒素で置換した。次に、スチレン805部、アクリロニトリル50部、アクリル酸ブチル45部及びジ−t−ブチルパーオキサイド36部をキシレン100部に溶解させた溶液を3時間で滴下し、170℃で30分間保持した後、脱溶剤し、結晶性ポリエステル用分散剤3を得た。結晶性ポリエステル用分散剤3は、溶解パラメーターSP2が10.6cal1/2/cm3/2、ガラス転移温度が63℃、重量平均分子量が1.9×10、数平均分子量が3.6×10であった。
(製造例6)
<結晶性ポリエステル1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが0.9となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて結晶性ポリエステルA−1を得た。
得られた結晶性ポリエステルA−1のSP値は9.6、Mwは15,000、融点は72℃であった。
得られた結晶性ポリエステルA−1 182部を、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に移し、酢酸エチル250部、及びヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)68部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ結晶性ポリエステルA’−1を得た。
次いで、1,3,5−ベンゼントリアミン(分子量123)0.5部を加え、減圧下にて酢酸エチルを留去し、SP値9.6、Mw28,000の[結晶性ポリエステル1]を得た。
(製造例7)
<結晶性ポリエステル2の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.4となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて結晶性ポリエステルA−2を得た。
得られた結晶性ポリエステルA−2のSP値は9.6、Mwは3,200、融点は65℃であった。
得られた結晶性ポリエステルA−2 39部を、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に移し、酢酸エチル250部、及びヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)14部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ結晶性ポリエステルA’−2を得た。
次いで、1,3,5−ベンゼントリアミン(分子量123)2部を加え、減圧下にて酢酸エチルを留去し、SP値9.4、Mw9,000の[結晶性ポリエステル2]を得た。
(製造例8)
<結晶性ポリエステル3の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.1となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて結晶性ポリエステルA−3を得た。
得られた結晶性ポリエステルA−3のSP値は9.6、Mwは16,000、融点は70℃であった。
更に、10mmHg〜15mmHgの減圧下で、反応容器に無水トリメリット酸を得られた結晶性ポリエステルA−3に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧で3時間反応し、SP値9.6、Mw33,000の[結晶性ポリエステル3]を得た。
(製造例9)
<結晶性ポリエステル4の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが0.9となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて1時間反応させて結晶性ポリエステルA−4を得た。
得られた結晶性ポリエステルA−4のSP値は9.6、Mwは11,000、融点は72℃であった。
得られた結晶性ポリエステルA−4 100部を、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に移し、酢酸エチル250部、及びヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)1部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、SP値9.6、Mw23,000の[結晶性ポリエステル4]を得た
(製造例9)
<結晶性ポリエステル5の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、ドデカン二酸、及び1,10−ドデカンジオールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが0.95となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて結晶性ポリエステルA−5を得た。
得られた結晶性ポリエステルA−5のSP値は9.6、Mwは20,000、融点は72℃であった。
得られた結晶性ポリエステルA−5 182部を、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に移し、酢酸エチル250部、及びヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)68部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ結晶性ポリエステルA’−5を得た。
次いで、1,3,5−ベンゼントリアミン(分子量123)0.5部を加え、減圧下にて酢酸エチルを留去し、SP値9.6、Mw45,000の[結晶性ポリエステル5]を得た。
(製造例11)
<プレポリマーC1の合成>
<<中間体ポリエステルC−1の合成>>
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸25.8部、アジピン酸27.8部、3−メチル−1,5−ペンタンジオール44.9部、トリメチロールプロパン1.5部、及びジブチルスズオキシド0.2部を投入し常圧下、230℃で4時間反応させた後に10mmHg〜15mmHgの減圧下、5時間反応させ、非晶質である中間体ポリエステルC−1を得た。
次に、冷却管、撹拌機及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C−1 90部、及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)10部を投入し、酢酸エチル100部で希釈後、80℃で5時間反応させ、プレポリマーであるプレポリマーC1の酢酸エチル溶液を得た。
(製造例12〜15)
<プレポリマーC3〜C6の合成>
製造例11の<<中間体ポリエステルC−1の合成>>において、各モノマーの配合量を下記表1に記載の配合量に変更した。それ以外は、製造例11と同様にして、プレポリマーC3〜C6の酢酸エチル溶液を得た。
(製造例16)
<プレポリマーC2の合成>
<<中間体ポリエステルC−2の合成>>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、プロピレングリコール、イソフタル酸、アジピン酸、及びトリメチロールプロパンを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.2であり、ジオール成分の構成がプロピレングリコール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がイソフタル酸90mol%及びアジピン酸10mol%であり、全モノマー中におけるトリメチロールプロパンの量が1mol%となるように、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して1,000ppm)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後、更に、10mmHg〜15mmHgの減圧下で5時間反応し中間体ポリエステルC−2を得た。
次に、冷却管、撹拌機及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C−2とイソホロンジイソシアネート(IPDI)とをモル比(IPDIのイソシアネート基/中間体ポリエステルC−2の水酸基)2.0で投入し、酢酸エチルで50%酢酸エチル溶液となるように希釈後、100℃で5時間反応させ、プレポリマーC2の酢酸エチル溶液を得た。
(製造例17)
<ケチミン1の合成>
撹拌棒及び温度計を装備した反応容器に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を入れ、50℃で5時間反応させて、ケチミン1を得た。ケチミン1は、アミン価が418mgKOH/gであった。
(製造例18)
<樹脂粒子分散液1の作製>
撹拌棒及び温度計を装備した反応容器に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業株式会社製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、及び過硫酸アンモニウム1部を入れ、400rpmで15分間撹拌した後、75℃に昇温し、5時間保持した。次に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で5時間熟成して、[樹脂粒子分散液1]を得た。
レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)を用いて、[樹脂粒子分散液1]の粒度分布を測定したところ、体積平均粒径が0.14μmであった。
(製造例19)
<水系媒体1の調製>
水990部、83部の[樹脂粒子分散液1]、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(エレミノールMON−7、三洋化成工業株式会社製)37部及び酢酸エチル90部を混合し、[水系媒体1]を得た。
(実施例1)
<マスターバッチの調製>
水1,200部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製、DBP吸油量42mL/100mg、pH9.5)540部、及び1,200部の[非晶性ポリエステル1]を、ヘンシェルミキサー(日本コークス株式会社製)を用いて混合した後、2本ロールを用いて150℃で30分間混練した。次に、圧延冷却した後、パルペライザーを用いて粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
<分散液1の調製>
撹拌棒及び温度計を装備した容器に、378部の[非晶性ポリエステル1]、50部のパラフィンワックス(HNP−9、日本精蝋株式会社製、融点75℃)、サリチル酸金属錯体E−84(オリエント化学工業社製)22部、及び酢酸エチル947部を入れ、80℃に昇温して、5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次に、500部の[マスターバッチ1]、及び酢酸エチル500部を加えて、1時間混合し、原料液1を得た。1,324部の原料液1を容器に移し、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、送液速度を1kg/h、ディスクの周速度を6m/sとして、粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填して、3パスした。
次に、[非晶性ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1,042.3部を加え、上記の条件で1パスし、[分散液1]を得た。[分散液1]は、130℃、30minによる固形分濃度が50質量%であった。
<結晶性ポリエステル分散液1の調製>
200部の[結晶性ポリエステル1]、及び酢酸エチル400部を、2Lの容器に入れ、75℃に昇温した後、氷水浴中で27℃/minで急冷した。次に、粒径が3mmのガラスビーズ500mLを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)を用いて、10時間粉砕し、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
<乳化スラリー1の調製>
664部の[分散液1]、109.4部の[プレポリマーC1]、73.9部の[結晶性ポリエステル分散液1]、及び4.6部の[ケチミン1]を容器に入れ、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて、5,000rpmで1分間混合した後、1,200部の[水系媒体1]を加え、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて、13,000rpmで20分間混合し、[乳化スラリー1]を得た。
<分散スラリー1の調製>
撹拌機及び温度計を装備した容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成し、[分散スラリー1]を得た。
<洗浄等>
100部の[分散スラリー1]を減圧濾過した。次に、以下の(1)〜(4)の操作を2回行い、濾過ケーキを得た。
(1)濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。
(2)濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化社製)を用いて、12,000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した。
(3)濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。
(4)濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。
循風乾燥機を用いて、濾過ケーキを45℃で48時間乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[母体粒子]を得た。
ヘンシェルミキサーを用いて、[母体粒子]100部、疎水性シリカ0.7部、及び疎水化酸化チタン0.3部を混合して、トナーを得た。
得られたトナーのDSCにおける一回目及び二回目の昇温から求められるガラス転移温度は、それぞれ58℃及び32℃であった。
<キャリアの作製>
ホモミキサーを用いて、オルガノストレートシリコーン100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部、カーボンブラック10部、及びトルエン100部を20分間分散させて、被覆層用塗布液を得た。
流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径が50μmの球状マグネタイト1,000部の表面に、前記被覆層用塗布液を塗布して、キャリアを得た。
<現像剤の作製>
ボールミルを用いて、トナー5部及びキャリア95部を混合し、現像剤を得た。
<評価方法及び評価結果>
トナー又は現像剤を用いて、以下の評価を行った。
<<トナーの未定着画像の作成方法>>
imageo MP C4300(株式会社リコー製)に使用されているキャリアと、上記で得られたトナーとを、トナーの濃度が5質量%となるように混合し、現像剤を得た。
imageo MP C4300(株式会社リコー製)のユニットに前記現像剤を投入した後、PPC用紙タイプ6000<70W>A4 T目(株式会社リコー製)にベタ画像をトナーの付着量が0.85mg/cmとなるように形成した。
<<画像の表面タッッキング方法>>
トナーの未定着画像を、タッキング試験機(TAC−1000;レスカ社製)を用いて下記の条件で瞬間的に加熱した。
測定条件
温度:トナーの貯蔵弾性率(G’)が5.0×10Paになる温度、又はトナーの貯蔵弾性率(G’)が1.0×10Paになる温度
プローブ:ステンレス製、直径10mm
荷重:0.83kg/cm
接触時間:35msec
<粘弾性の測定方法>
トナーの貯蔵弾性率(G’)は、動的粘弾性測定装置(ARES、TAインスツルメント社製)を用いて測定した。測定の際の周波数は、1Hzである。
具体的には、測定試料を、直径8mm、厚み1mm〜2mmのペレットに成型し、直径8mmのパラレルプレートに固定した。その後、トナーのガラス転移温度(Tg1st)から10℃〜15℃以内の温度でパラレルプレートに密着させ、15min間温度を保持した。その後、プレートのサンプルにかかる荷重を一定にしたまま30℃まで冷却し、30℃の状態で48h保持した。測定開始の際は歪み量0.1%(歪み量制御モード)にて、200℃まで昇温速度2.0℃/分間で昇温させて、貯蔵弾性率を測定した。
<結晶性ポリエステルのドメイン>
前記ドメインの長軸の長さ(結晶性樹脂経)は、以下の方法により測定した。
まず、トナー粒子をエポキシ系樹脂に包埋し、前記エポキシ系樹脂を硬化させた。ウルトラミクロトーム(Leica社製 ULTRACUT UCT、ダイヤモンドナイフ使用)でトナーの超薄切片(80nm厚み)を作製した。
次いで、四酸化ルテニウムで試料をガス暴露し、結晶性ポリエステルのドメインを、それ以外の部分と識別可能なように染色した。暴露時間は観察時のコントラストにより適宜調整した。その後、TEM(透過型電子顕微鏡;JEM−2100 JEOL社製)により加速電圧100kVで観察した。観察したTEM像は市販の画像処理ソフト(例えばImage−Pro Plus等)を利用して2値化処理により、結晶性ポリエステルのドメインの長軸の長さを算出した。算出にあたり、50個の結晶性ポリエステルのドメインを解析し、その算術平均値から、前記ドメインの長軸の長さ(結晶性樹脂経)を求めた。
<トナーの融点、ガラス転移温度、吸熱量>
トナーのガラス転移温度は、示差走査熱量計DSC−60(株式会社島津製作所製)を用いて測定した。具体的には、まず、トナー約5.0mgをアルミニウム製の容器に入れ、容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次に、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで、0℃から150℃まで加熱した。さらに、降温速度10℃/minで0℃まで冷却させた後、昇温速度10℃/minで150℃まで加熱し、DSC曲線を得た。
得られたDSC曲線から、解析プログラムを用いて、一回目及び二回目の昇温におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の、一回目及び二回目の昇温から融点、ガラス転移温度、吸熱量を求めた。
<低温定着性>
imageo MP C4300(株式会社リコー製)に使用されているキャリアと、上記で得られたトナーとを、トナーの濃度が5質量%となるように混合し、現像剤を得た。
imageo MP C4300(株式会社リコー製)のユニットに前記現像剤を投入した後、PPC用紙タイプ6000<70W>A4 T目(株式会社リコー製)に2cm×15cmの長方形のベタ画像をトナーの付着量が0.40mg/cmとなるように形成した。このとき、定着ローラの表面温度を変化させ、ベタ画像の現像残画像が所望の場所以外の場所に定着されるオフセットが発生するかどうかを観察し、耐オフセット性を評価した。
〔コールドオフセット評価基準〕
◎:105℃未満
○:105℃以上115℃未満
△:115℃以上125℃未満
×:125℃以上
<耐熱保存性>
トナーを50℃55%RHで8時間保管した後、42メッシュの金網を用いて2分間篩い、金網上の残存率を測定し、耐熱保存性を評価した。
〔評価基準〕
◎:残存率が10%未満
○:残存率が10%以上20%未満
△:残存率が20%以上30%未満
×:残存率が30%以上
<フィルミング>
画像形成装置MF2800(株式会社リコー製)を用いて、1万枚画像を出力し、感光体のフィルミングの有無を目視で評価した。
〔評価基準〕
◎:感光体のフィルミングがない
○:感光体のフィルミングがあるものの、実使用上、問題の無い
△:感光体のフィルミングが有り、実使用上、問題となる可能性のある
×:感光体のフィルミングが有り、実使用上、問題となる
<排紙耐擦性跡評価>
図3に示すタンデム型フルカラー画像形成装置を用いて、得られた画像について、搬送部材との接触による定着画像上の光沢の低い箇所又は高い箇所の有無、並びに画像のキズ、及びはがれの有無を、目視により観察し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎◎:定着後の部材との接触跡が観察されない。
◎ :部材接触部と周辺の非接触部との間にわずか光沢の差があり、光の当て方によっては接触跡がかろうじて目視でわかる。
○ :部材接触部と周辺の非接触部との間にわずか光沢の差があり、光の当て方によっては接触跡が目視でわかる。
△ :部材接触部と周辺の非接触部との間に明らかな光沢の差があり、接触跡が目視でわかる。又はスジ状のキズがある。
× :部材接触部と周辺の非接触部との間に明らかな光沢の差があり、接触跡が目視でわかる。又はスジ状の深いキズがあり、トナーがはがれて紙面が見える場所もある。
(実施例2〜3、実施例5〜7、実施例10〜14、及び比較例1〜2)
実施例1において、結晶性ポリエステル、非晶性ポリエステル、及びプレポリマーを表2−1〜表2−3のサンプルに代えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
(実施例4)
実施例1において、結晶性ポリエステル分散液1を下記の結晶性ポリエステル分散液2に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
<<結晶性ポリエステル分散液2の製造方法>>
200部の結晶性ポリエステル1及び酢酸エチル400部を2Lの容器に入れ、75℃に昇温した後、氷水浴中で27℃/minで急冷し、次に、粒径が3mmのガラスビーズ500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)を用いて、15分間粉砕し、結晶性ポリエステル分散液2を得た。
(実施例8、9、及び比較例3、4)
実施例1において、結晶性ポリエステル、非晶性ポリエステル、及びプレポリマーを表2−1〜表2−3のサンプルに代え、更に、実施例1の<分散剤1>の調製において、表2−2及び表2−3に記載の結晶性ポリエステル用分散剤20部を加えた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 結晶性ポリエステルを含有するトナーであって、
前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q1)(J/g)と、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q2)(J/g)との比(Q1/Q2)が、0.5以下であることを特徴とするトナーである。
タッキング試験:記録紙上に付着量が0.85mg/cmになるように前記トナーを付着させる。前記記録紙に付着した前記トナーを、直径10mmのステンレスプローブを用いて、荷重0.83kg/cm、及び保持時間35msecで押し付ける。
<2> 更に第1の非晶性ポリエステルを含有する前記<1>に記載のトナーである。
<3> 結晶性ポリエステルのSP値(SPc)と、第1の非晶性ポリエステルのSP値(SPn)との差(SPn−SPc)が、1.4以下である前記<2>に記載のトナーである。
<4> 更に第2の非晶性ポリエステルを含有し、
前記第2の非晶性ポリエステルが、構成成分として、ジオール成分及び架橋成分を含み、
前記ジオール成分が、炭素数3〜10の脂肪族ジオールを50mol%以上含有し、
前記架橋成分が、3価以上の脂肪族アルコールであり、
前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目のガラス転移温度(Tg1st)が、20℃以上50℃以下である前記<2>から<3>のいずれかに記載のトナーである。
<5> 結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)が、10,000以上40,000以下であり、
前記結晶性ポリエステルの数平均分子量(Mn)が、4,000以上50,000以下であり、
前記数平均分子量(Mn)に対する前記重量平均分子量(Mw)の比(Mw/Mn)が、1以上10以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> 結晶性ポリエステルが、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーである。
<7> 結晶性ポリエステルが、3価以上のアルコール成分及び3価以上の酸成分の少なくともいずれかを構成成分に含む前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーである。
<8> 透過型電子顕微鏡(TEM)によるトナーの断面観察における前記トナー中の結晶性ポリエステルのドメインの長軸の長さが50nm以上300nm以下である前記<1>から<7>のいずれかに記載のトナーである。
<9> 前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤である。
<10> 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成する、トナーを備える現像手段とを有し、
前記トナーが、前記<1>から<8>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である。
10 感光体ドラム
21 露光装置
25 定着装置
61 現像装置
160 帯電装置
特開2005−15589号公報 特許第4341533号公報 特開2012−63496号公報

Claims (10)

  1. 結晶性ポリエステル、第1の非晶性ポリエステル、及び第2の非晶性ポリエステルを含有するトナーであって、
    前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が5×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q1)(J/g)と、前記トナーの貯蔵弾性率(G’)が1×10Paになる時の温度で下記条件のタッキング試験をした後の、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目における前記結晶性ポリエステルの吸熱量(Q2)(J/g)との比(Q1/Q2)が、0.5以下であり、
    前記第2の非晶性ポリエステルが、構成成分として、ジオール成分及び架橋成分を含み、
    前記ジオール成分が、炭素数3〜10の脂肪族ジオールを50mol%以上含有し、
    前記架橋成分が、3価以上の脂肪族アルコールであることを特徴とするトナー。
    タッキング試験:記録紙上に付着量が0.85mg/cmになるように前記トナーを付着させる。前記記録紙に付着した前記トナーを、直径10mmのステンレスプローブを用いて、荷重0.83kg/cm、及び保持時間35msecで押し付ける。
  2. 結晶性ポリエステルのSP値(SPc)と、第1の非晶性ポリエステルのSP値(SPn)との差(SPn−SPc)が、1.4以下である請求項1に記載のトナー。
  3. 第1の非晶性ポリエステルが、未変性ポリエステル樹脂である請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
  4. 第2の非晶性ポリエステルが、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有するポリエステルである請求項1から3のいずれかに記載のトナー。
  5. 結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)が、10,000以上40,000以下である請求項1から4のいずれかに記載のトナー。
  6. 結晶性ポリエステルが、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する請求項1から5のいずれかに記載のトナー。
  7. 結晶性ポリエステルが、3価以上のアルコール成分及び3価以上の酸成分の少なくともいずれかを構成成分に含む請求項1から6のいずれかに記載のトナー。
  8. 透過型電子顕微鏡(TEM)によるトナーの断面観察における前記トナー中の結晶性ポリエステルのドメインの長軸の長さが50nm以上300nm以下である請求項1から7のいずれかに記載のトナー。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
  10. 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成する、トナーを備える現像手段とを有し、
    前記トナーが、請求項1から8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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