JP6838274B2 - トナー、トナー収容ユニット及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、結着樹脂の低分子量化により、低分子量成分が増加するため、これらの成分が帯電部材やキャリアの表面を汚染したり、高湿度下においてこれらの成分自体が吸湿したりすることにより、トナーの帯電安定性を悪化させるという問題があった。
例えば、特許文献2では、トナーのGPCにおける結着樹脂由来の分子量500〜1000の成分比率、及び分子量500以下の成分比率を特定の範囲に制御することにより、低分子量成分に起因した臭気の抑制と、機内汚染の抑制が可能となることが提案されている。また、特許文献3では、結着樹脂のGPCにおける分子量500以下の成分含有率を制御することにより、低分子量成分に起因した現像部材等への汚染を抑制可能なことが提案されている。
しかしながら、これらの提案では、低温定着性に有効に働く、低分子量成分を積極的に除去しているため、低温定着性が大きく悪化している。
しかしながら、この提案についても低温定着性に有効に働く低分子量成分を除去していることで、やはり十分な低温定着性のレベルには至っておらず、また、帯電安定性を悪化させる分子量1000〜2000程度の酸ダイマーや酸トリマーについては考慮されていないため、帯電安定性としても十分なレベルには至っていない。
前記結着樹脂がポリエステル樹脂であり、前記トナー中の前記離型剤の含有量が3〜15質量%であり、前記トナーのTHFによるソックスレー抽出により得られた抽出液を乾燥させて得たトナー抽出物について、前記トナー抽出物のガラス転移温度Tgが40℃〜60℃であることを特徴とするトナー。
ただし、GPCにより測定される分子量分布は、カラムとしてTSK−GEL SUPER HZ2000、TSK−GEL SUPER HZ2500、及び、TSK−GEL SUPER HZ3000を用いて求められたものである。
ピーク強度:GPC測定により、縦軸が強度、横軸が分子量の分子量分布曲線でプロットし、分子量が20000以下の範囲において最大となる強度の値を100としたときの相対的な値
加熱条件:トナー0.8g、40kNで直径20mmのペレットを成型し、加熱ステージで昇温速度130℃/minで160℃まで加熱して2分間保持した後、室温まで冷却する。
本発明は、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナーであって、前記トナーのTHF可溶成分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量が300以上5000以下の範囲における任意の分子量Mを選んだとき、前記分子量Mの±300の範囲における以下に定義されるピーク強度の最大値と最小値の差が30以下であり、前記トナーを下記加熱条件により加熱して得られたトナー溶解物についてフーリエ変換型赤外分光装置のATR法(全反射法)測定をしたときに、前記離型剤の特徴的なピークの高さをW、前記結着樹脂の特徴的なピークの高さをRとしたとき、離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)が0.25〜0.75であることを特徴とする。
ピーク強度:GPC測定により、縦軸が強度、横軸が分子量の分子量分布曲線でプロットし、分子量が20000以下の範囲において最大となる強度の値を100としたときの相対的な値
加熱条件:トナー0.8g、40kNで直径20mmのペレットを成型し、加熱ステージで昇温速度130℃/minで160℃まで加熱して2分間保持した後、室温まで冷却する。
以下詳細を説明する。
カラム:TSK−GEL SUPER HZ2000、TSK−GEL SUPER HZ2500、TSK−GEL SUPER HZ3000
温度:40℃
溶媒:THF
流速:0.35ml/min
試料:0.15質量%に調整したTHF試料溶液
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、和光純薬社製)に0.15wt%で溶解後0.45μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。
具体例としては、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移点以下のベースラインとガラス転移点以上のベースラインの高さが1/2に相当する曲線部分とから求めることができる。
離型剤がメチレン基を有する場合、前記離型剤の特徴的なピークは前記メチレン基由来の2850cm−1のピークとなり、結着樹脂が芳香族を有する場合、前記結着樹脂の特徴的なピークが前記芳香族由来の828cm−1のピークとなる。
そのため、離型剤の特徴的なピークとしては、例えばメチレン基由来の2850cm−1のピークが挙げられ、結着樹脂の特徴的なピークとしては、例えば芳香族由来の828cm−1のピークが挙げられる。これらのピークの吸光度の高さの比から離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)を求める。
具体例としては、トナー溶解物をATRユニットで固定させ、Ge結晶のクリスタル、入射角45°、一回反射、分解能4cm−1、積算回数20回で測定し、離型剤の特徴的なピーク(例えばメチレン基由来の2850cm−1)の吸光度の高さと結着樹脂の特徴的なピーク(例えば芳香族由来の828cm−1)の吸光度の高さの比より離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)を求める。
本発明では、Mw/Mnを6以下とすることが、低温定着性と耐熱保存性の両立の観点で重要である。トナー抽出物のGPCによる分子量分布は結着樹脂の分子量分布を意味しており、狭分布化することにより定着開始温度付近において急激な粘度低下(シャープメルト性)を示すという熱溶融特性を有することが可能となることから、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することができる。Mw/Mnが6を超える場合、低温定着性が阻害される上に耐熱保存性の悪化も懸念される。
本発明のトナーの酢酸エチルによるソックスレー抽出により得られる酢酸エチル不溶成分は10質量%以上30質量%以下の範囲であることが好ましく、12質量%以上23質量%以下の範囲であることがより好ましい。酢酸エチル不溶成分が前記範囲にある場合、低温定着性、高光沢に有効な低粘性を維持しながら、過度な粘性の低下による分離安定性の悪化を抑制することが可能となる。このことから、良好な低温定着性、光沢特性、及び分離安定性を兼ね備えたトナーを設計することができる。
荷重:10kg/cm2
昇温速度:3.0℃/min
ダイ口径:0.50mm
ダイ長さ:1.0mm
測定温度:40℃〜200℃
前記体積平均粒径、及び前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman CoulterMutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行うことができる。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母体に、必要に応じてその他の成分を含有させることができ、必要に応じて外添剤を添加するものである。
前記結着樹脂としては、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。例えば、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、クマリン樹脂、アミドイミド樹脂、ブチラール樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。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、低温定着性に優れ、低分子量化しても十分な可撓性を有する点で、ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂と上記他の結着樹脂とを組み合わせた樹脂が好ましい。
前記ポリエステル樹脂としては、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、変性ポリエステル樹脂が好ましい。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。
前記未変性ポリエステル樹脂としては、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。例えば、下記一般式(1)で表されるポリオールと、下記一般式(2)で表されるポリカルボン酸とをポリエステル化した樹脂、結晶性ポリエステル樹脂などが挙げられる。
また、前記一般式(2)中、Bは、炭素数1〜20のアルキル基、アルキレン基、置換基を有してもよい芳香族基又はヘテロ環芳香族基を表し、nは、2〜4の整数を表す。
前記変性ポリエステル樹脂としては、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。例えば、活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能なポリエステル(以下、「ポリエステルプレポリマー」と称することがある)とを、伸長反応及び/又は架橋反応して得られる樹脂などが挙げられる。前記伸長反応及び/又は架橋反応は、必要に応じて、反応停止剤(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン、ケチミン化合物等のモノアミンをブロックしたものなど)により停止させてもよい。
前記活性水素基含有化合物は、水相中で、前記ポリエステルプレポリマーが伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記3価以上のポリアミンとしては、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、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、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、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。
前記これらのアミン類のアミノ基をブロックしたものとしては、例えば、前記これらのアミン類(ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸等)のいずれかとケトン類(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)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物などが挙げられる。
活性水素基含有化合物と反応可能な重合体としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な基を少なくとも有する重合体であれば、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。中でも溶融時の高流動性、透明性に優れ、高分子成分の分子量を調節しやすく、乾式トナーにおけるオイルレス低温定着性、離型性に優れる点で、ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂(RMPE)が好ましく、イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーがより好ましい。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体の合成方法としては、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。例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーの場合、前記ポリオールと前記ポリカルボン酸とを公知のエステル化触媒(チタンテトラブトキシド、ジブチルチンオキサイド等)の存在下、150℃〜280℃に加熱し、必要により適宜減圧しながら生成し、水を溜去して水酸基含有ポリエステルを得た後に、40℃〜140℃にて、前記水酸基含有ポリエステルに前記ポリイソシアネートを反応させることにより合成する方法などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、植物系ワックス(カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等)、動物系ワックス(ミツロウ、ラノリン等)、鉱物系ワックス(オゾケライト、セルシン等)、石油ワックス(パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等)等のロウ類及びワックス類;合成炭化水素ワックス(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等)、合成ワックス(エステル、ケトン、エーテル等)等の天然ワックス以外のもの;1,2−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;低分子量の結晶性高分子であるポリメタクリル酸n−ステアリル、ポリメタクリル酸n−ラウリル等のポリアクリレートのホモポリマー又はコポリマー(アクリル酸n−ステアリルーメタクリル酸エチル共重合体等)等の側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子;などが挙げられる。
(測定条件)
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50mL/min)
温度条件
1st.昇温 開始温度:20℃,昇温速度:10℃/min,終了温度:150℃,保持時間:なし
1st.降温 降温温度:10℃/min,終了温度:20℃,保持時間:なし
2nd.昇温 昇温速度:10℃/min,終了温度:150℃
測定した結果は島津製作所製のデータ解析ソフト(TA−60、バージョン1.52)を用いて解析を行う。
前記融点は、2nd.昇温で測定された吸熱ピークのピークトップの温度を用いる。
−着色剤−
前記トナーに用いられる着色剤としては、特に制限はなく、公知の着色剤から目的に応じて適宜選択することができる。
また、トナーに適切な帯電能を付与するために、必要に応じて帯電制御剤をトナーに含有させることも可能である。
帯電制御剤としては、公知の帯電制御剤がいずれも使用可能である。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、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。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など);金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)又はこれらの疎水化物、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、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる。
本発明におけるトナーの製法や材料は、条件を満たしていれば公知のものが全て使用可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、水系媒体中にてトナー粒子を造粒する、いわゆるケミカル工法がある。
以下に、これらの製法についての詳細な説明をする。
該有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエステル系又はエステルエーテル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール系溶剤、これらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
該乳化剤又は分散剤としては、公知の界面活性剤、水溶性ポリマー等を用いることができる。該界面活性剤としては、特に制限はなく、アニオン界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸、リン酸エステル等)、カチオン界面活性剤(四級アンモニウム塩型、アミン塩型等)、両性界面活性剤(カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型、リン酸エステル塩型等)、非イオン界面活性剤(AO付加型、多価アルコール型等)等が挙げられる。界面活性剤は、1種単独又は2種以上の界面活性剤を併用してもよい。
また、乳化又は分散の助剤として、上記の有機溶剤及び可塑剤等を併用することもできる。
(a)ビニルモノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法のいずれかの重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(b)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液を適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱又は硬化剤を添加して硬化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(c)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加乃至縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液(液体であることが好ましく、加熱により液状化してもよい。)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(d)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(e)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を形成した後、樹脂微粒子を適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(f)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液に貧溶剤を添加する、又は予め溶剤に加熱溶解させた樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、溶剤を除去して樹脂微粒子を形成した後、樹脂微粒子を適当な分散剤の存在下、水中に分散させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(g)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液を、適当な分散剤の存在下、水性媒体中に分散させた後、加熱、減圧等によって溶剤を除去して、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
(h)予め重合反応(例えば、付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等)により合成した樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化させて、樹脂微粒子の水性分散液を調製する方法。
前記金属塩としては特に制限はなく、ナトリウム、カリウム等の塩を構成する一価の金属;カルシウム、マグネシウム等の塩を構成する二価の金属;アルミニウム等の塩を構成する三価の金属などが挙げられる。
前記塩を構成する陰イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオンが挙げられ、これらの中でも、塩化マグネシウムや塩化アルミニウム及びその複合体や多量体が好ましい。
また、凝集の途中や凝集完了後に加熱することで樹脂微粒子同士の融着を促進することができ、トナーの均一性の観点から好ましい。さらに、加熱によりトナーの形状を制御することができ、通常、より加熱すればトナーは球状に近くなっていく。
添加剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。なお、添加剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次添加剤を加えていけばよい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度等を変化させてもよい。又はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等が挙げられる。次いで、250メッシュ以上の篩を通過させて、粗大粒子、凝集粒子を除去し、トナーが得られる。
本発明における現像剤は、前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ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。
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、芯粒子と、該芯粒子を被覆する樹脂層(被覆層)とを有するものが好ましい。
前記芯粒子としては、磁性を有する芯粒子であれば、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、鉄、コバルト等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;各種合金、化合物等の磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、環境面への配慮の点で、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Mn−Mg−Sr系フェライトなどが好ましい。
前記芯粒子の重量平均粒径Dwは、レーザー回折乃至散乱法によって求めた前記芯粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。前記芯粒子の重量平均粒径Dw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〜80μmが好ましく、20μm〜65μmがより好ましい。
ただし、前記式(I)中、Dは、各チャネルに存在する芯粒子の代表粒径(μm)を表し、nは、各チャネルに存在する芯粒子の総数を表す。
[1]粒径範囲:100μm〜8μm
[2]チャネル長さ(チャネル幅):2μm
[3]チャネル数:46
[4]屈折率:2.42
前記被覆層は、少なくとも樹脂を含有しており、必要に応じてフィラー等の他の成分を含有していても良い。
キャリアの被覆層を形成するための樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)やその変性品、ポリスチレン、アクリル樹脂、アクリロニトリル、ビニルアセテート、ビニルアルコール、塩化ビニル、ビニルカルバゾール、ビニルエーテル等を含む架橋性共重合物;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂又はその変性品(例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等による変性品);ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;ユリア樹脂;メラミン樹脂;ベンゾグアナミン樹脂;エポキシ樹脂;アイオノマー樹脂;ポリイミド樹脂、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーン樹脂が好ましい。
前記フィラーとしては、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、導電性フィラー、非導電性フィラ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。これらの中でも、前記被覆層に、導電性フィラー及び非導電性フィラーを含有させることが好ましい。
前記非導電性フィラーは、粉体比抵抗値が100Ω・cmを超えるフィラーを指す。
前記フィラーの粉体比抵抗値の測定は、粉体抵抗測定システム(MCP−PD51、ダイアインスツルメンツ社製)及び抵抗率計(4端子4探針方式、ロレスタ−GP、三菱化学アナリテック社製)を使用して、試料1.0g、電極間隔3mm、試料半径10.0mm、荷重20kNの条件にて測定することにより行うことができる。
前記導電性フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の基体に二酸化スズや酸化インジウムを層として形成する導電性フィラー;カーボンブラックを用いて形成する導電性フィラーなどが挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウムを含有する導電性フィラーが好ましい。
前記非導電性のフィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、二酸化珪素、酸化ジルコニウム等を用いて形成する非導電性フィラーなどが挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウムを含有する非導電性フィラーが好ましい。
前記キャリア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るが、流動床型コーティング装置を使用して、前記芯粒子の表面に、前記樹脂及び前記フィラーを含有する被覆層形成溶液を塗布することにより製造する方法が好ましい。なお、前記被覆層形成溶液を塗布する際に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよいし、前記被覆層形成溶液を塗布した後に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよい。
前記キャリアの重量平均粒径Dwは、レーザー回折・散乱法によって求めた前記芯粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。前記キャリアの重量平均粒径Dw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〜80μmが好ましく、20μm〜65μmがより好ましい。
ただし、前記式(II)中、Dは、各チャネルに存在するキャリアの代表粒径(μm)を表し、nは、各チャネルに存在するキャリアの総数を表す。
[1]粒径範囲:100μm〜8μm
[2]チャネル長さ(チャネル幅):2μm
[3]チャネル数:46
[4]屈折率:2.42
本発明におけるトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。ここで、トナー収容ユニットの態様としては、例えばトナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジ等が挙げられる。
トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。
プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段から選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、本発明のトナーを用いて、該静電潜像を現像して可視像を形成する現像工程と、該可視像を記録媒体上に転写する転写工程と、該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着工程とを有する。さらに必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を有する。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、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(OPC)、等が挙げられる。これらの中でも、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、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、導電性又は半導電性のロール、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、等が挙げられる。
前記帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、前記帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器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、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
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。
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
前記現像器内では、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(感光体)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(感光体)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(感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、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く、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、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工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(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。前記転写手段としては、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。
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、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、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、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤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るが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、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、前記定着工程及び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。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から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、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、各工程は制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御する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、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
−ポリエステル樹脂A−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346部とビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物94部をモル比で80/20(ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物)、イソフタル酸116部とアジピン酸44部をモル比で70/30(イソフタル酸/アジピン酸)とし、OH/COOH=1.33で仕込み、500ppmのチタンテトライソプロポキシドと共に常圧で230℃で10時間反応させた。次いで、反応容器に安息香酸26部を加え、10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸11部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[ポリエステル樹脂A−1]を得た。
−ポリエステル樹脂A−2の合成−
合成例1において、イソフタル酸とアジピン酸のモル比を70/30から60/40に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−2]を得た。
−ポリエステル樹脂A−3の合成−
合成例1において、イソフタル酸とアジピン酸のモル比を70/30から65/35に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−3]を得た。
−ポリエステル樹脂A−4の合成−
合成例1において、イソフタル酸とアジピン酸のモル比を70/30から80/20に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−4]を得た。
−ポリエステル樹脂A−5の合成−
合成例1において、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物とビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物のモル比を80/20から50/50に変え、イソフタル酸とアジピン酸のモル比を70/30から100/0に変え、OH/COOHを1.33から1.29に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−5]を得た。
−ポリエステル樹脂A−6の合成−
合成例1において、OH/COOHを1.33から1.35に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−6]を得た。
−ポリエステル樹脂A−7の合成−
合成例1において、OH/COOHを1.33から1.34に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−7]を得た。
−ポリエステル樹脂A−8の合成−
合成例1において、OH/COOHを1.33から1.31に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−8]を得た。
−ポリエステル樹脂A−9の合成−
合成例1において、イソフタル酸とアジピン酸のモル比を70/30から68/32に変え、OH/COOHを1.33から1.23に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−9]を得た。
−ポリエステル樹脂A−10の合成−
合成例1において、OH/COOHを1.33から1.21に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−10]を得た。
−ポリエステル樹脂A−11の合成−
合成例1において、無水トリメリット酸仕込み量を11部から2部に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−11]を得た。
−ポリエステル樹脂A−12の合成−
合成例1において、無水トリメリット酸仕込み量を11部から22部に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−12]を得た。
−ポリエステル樹脂A−13の合成−
合成例1において、安息香酸仕込み量を26部から21部に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−13]を得た。
−ポリエステル樹脂A−14の合成−
合成例1において、安息香酸仕込み量を26部から16部に変えた以外は、合成例1と同様にして[ポリエステル樹脂A−14]を得た。
−ポリエステル樹脂A−15の合成−
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物とビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物をモル比で80/20、イソフタル酸とアジピン酸をモル比で70/30とし、OH/COOH=1.4で仕込み、500ppmのチタンテトライソプロポキシドと共に常圧で230℃で10時間反応させた。得られた反応物を酢酸エチルに溶解させ、過剰量のメタノールで洗浄後溶媒を減圧留去した。次いで、反応容器に洗浄後の樹脂、安息香酸26部を加え、10mmHg〜15mmHgの減圧で10時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸15部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[ポリエステル樹脂A−15]を得た。
水1,200部、カーボンブラック(Printex35デクサ製)〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕540部、及び[ポリエステル樹脂A−10]1,200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
−ポリエステル樹脂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346部とビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物94部をモル比で80/20(ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物)、イソフタル酸116部とアジピン酸44部をモル比で70/30(イソフタル酸/アジピン酸)とし、OH/COOH=1.33で仕込み、500ppmのチタンテトライソプロポキシドと共に常圧で230℃で10時間反応させた。次いで、10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸11部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[ポリエステル樹脂B−1]を得た。
−ポリエステルプレポリマーの合成−
冷却管、撹拌機及び窒素挿入管を備えた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2mol付加物720質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物90質量部、テレフタル酸290質量部、及びテトラブトキシチタネート1質量部を入れ、窒素気流下にて230℃、常圧で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで、10〜15mmHgの減圧下にて7時間反応させ、[中間体ポリエステル]を得た。[中間体ポリエステル]は、重量平均分子量(Mw)が9,300であった。
−離型剤分散液の調製−
撹拌棒及び温度計をセットした容器にカルナウバワックス(WA−05、セラリカ野田社製)70質量部、[ポリエステル樹脂A−1]140質量部、及び酢酸エチル290質量部を入れ、撹拌下75℃に昇温し、75℃のまま1.5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(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5kg/hr、ディスク周速度6m/sec、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行い[離型剤分散液]を得た。
温度計及び撹拌機を備えた容器に、[ポリエステル樹脂A−1]113質量部、[離型剤分散液]88質量部、[マスターバッチ1]42質量部、酢酸エチル150質量部を入れて、撹拌機にてプレ分散させた後、TK式ホモミキサー(特殊機化社製)にて回転数5,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[油相1]を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水600質量部、スチレン120質量部、メタクリル酸100質量部、アクリル酸ブチル45質量部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩(エレミノールJS−2、三洋化成工業社製)10質量部、過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で20分攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温し、6時間反応させた。さらに1%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を加え、75℃で6時間熟成して[樹脂微粒子の水分散液]を得た。この[樹脂微粒子の水分散液]中に含まれる粒子の体積平均粒径は60nmであり、樹脂分の重量平均分子量は140,000、Tgは73℃であった。
水990質量部、[樹脂微粒子の水分散液]83質量部、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質量%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業社製)37質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、[水相]を得た。
前記[油相1]393質量部に[ポリエステルプレポリマー]の酢酸エチル溶液58質量部、及びイソホロンジアミンの50質量%酢酸エチル溶液3.5質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化社製)にて回転数5,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散して[油相1’]を得た。次いで、撹拌機及び温度計をセットした別の容器内に[水相]550質量部を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)にて11,000rpmで攪拌しながら、[油相1’]を添加し、1分間乳化して[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器内に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤して、[スラリー1]を得た。得られた[スラリー1]を40℃で4時間保持した後、減圧濾過し、以下の洗浄処理を行った。
(1)濾過ケーキにイオン交換水100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後濾過した。
(2)前記(1)の濾過ケーキにイオン交換水100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後、攪拌下で1質量%塩酸をpH3.3程度になるまで加え、その状態で1時間攪拌を続けた後濾過した。
(3)前記(2)の濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数6,000rpmで5分間)した後濾過する操作を2回行い、濾過ケーキ1を得た。
上記[トナー母体粒子1]に対して疎水性シリカ(HDK−2000、ワッカー・ケミー社製)を母粒子100部に対して1.5部添加し、20Lヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて周速33m/sにて5分間混合した。上記を500メッシュの篩により風篩し、[トナー1]を得た。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−2]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー2]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−3]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー3]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−4]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー4]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−5]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー5]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−6]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー6]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−7]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー7]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−8]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー8]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−9]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー9]を作製した。
−油相10の作製−
温度計及び撹拌機を備えた容器に、[ポリエステル樹脂A−1]54質量部、[ポリエステル樹脂A−11]48質量部、[ポリエステル樹脂A−15]11質量部、[離型剤分散液]88質量部、[マスターバッチ1]42質量部、酢酸エチル150質量部を入れて、撹拌機にてプレ分散させた後、TK式ホモミキサー(特殊機化社製)にて回転数5,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[油相1]を得た。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−11]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー11]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−12]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー12]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−13]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー13]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂A−14]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー14]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を2.5回に変更し、油相作製時の離型剤分散液の投入量を66部に変更した以外は同様にして、[トナー15]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を4回に変更した以外は同様にして、[トナー16]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を3.5回に変更した以外は同様にして、[トナー17]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を2.5回に変更した以外は同様にして、[トナー18]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を4回に変更し、油相作製時の離型剤分散液の投入量を110部に変更した以外は同様にして、[トナー19]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を3.5回に変更し、油相作製時の離型剤分散液の投入量を110部に変更した以外は同様にして、[トナー20]を作製した。
実施例1において、[ポリエステル樹脂A−1]の替わりに[ポリエステル樹脂B−1]を使用した以外は、実施例1と同様にして、[トナー21]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を3回に変更し、油相作製時の離型剤分散液の投入量を66部に変更した以外は同様にして、[トナー22]を作製した。
実施例1において、離型剤分散液の調製時のパス回数の条件を3回に変更し、油相作製時の離型剤分散液の投入量を110部に変更した以外は同様にして、[トナー23]を作製した。
上記実施例、比較例で得られたトナーについて、以下の測定を行った。
トナーのTHF可溶成分のGPCにより測定される分子量分布は、下記のように測定する。
カラム:TSK−GEL SUPER HZ2000、TSK−GEL SUPER HZ2500、TSK−GEL SUPER HZ3000
温度:40℃
溶媒:THF
流速:0.35ml/min
試料:0.15質量%に調整したTHF試料溶液
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、和光純薬社製)に0.15wt%で溶解後0.45μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いた。
トナー2gを、内径が24mmφの円筒ろ紙に入れて抽出管にセットし、フラスコにはTHF200mlを入れ10時間ソックスレー抽出を行った。ソックスレー抽出には、一般的に用いられるソックスレー抽出装置を用いた。冷却管をとりつけた一式のフラスコ部分をマントルヒーターに入れ、80℃でTHFを還流させ、冷却管からのTHFをトナーに滴下し、トナー中のTHF可溶分がフラスコ中に抽出されるようにし、その抽出液を38℃で48時間乾燥して[抽出物]を得た。
ソックスレー抽出は一般的なソックスレー抽出装置を用いた。正確な重量を測定したソックスレー抽出用円筒濾紙内にトナー0.5gを精秤し、平底フラスコ(300ml)に酢酸エチル200gを入れ、ソックスレー抽出管内に前記円筒濾紙を装着した。平底フラスコ、ソックスレー抽出管、冷却管を接続し、マントルヒーターで平底フラスコを加熱し、フラスコ内の酢酸エチルが沸騰し始めてから10時間、抽出操作を行った。抽出後の円筒濾紙を酢酸エチルで充分洗浄した後、溶媒である酢酸エチルを十分に乾燥させた。最初に測定したサンプル重量、円筒濾紙重量及び、抽出・乾燥後の抽出残分量より、トナー中に含まれる酢酸エチル不溶成分量の含有率を算出した。
1/2法軟化点(T1/2)は、高架式フローテスターCFT500型(島津製作所製)を用いて測定したフローカーブから求めた。測定条件は以下のようにした。
荷重:10kg/cm2
昇温速度:3.0℃/min
ダイ口径:0.50mm
ダイ長さ:1.0mm
測定温度:40℃〜200℃
上記得られたトナー0.8gについて、40kNで直径20mmのペレットを成型し、加熱ステージ(顕微鏡用冷却加熱ステージ(ジャパンハイテック社製))で昇温速度130℃/minで160℃まで加熱して2分間保持した後、室温まで冷却し、トナー溶解物を得た。
得られたトナー溶解物について、フーリエ変換型赤外分光装置(NICOLET AVATAR 370 DTGS(Thermo Scientific社製))のATR法を用いて、以下の手法により離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)を求めた。
上記トナー溶解物をATRユニットで固定させ、Ge結晶のクリスタル、入射角45°、一回反射、分解能4cm−1、積算回数20回で測定し、離型剤のピークにおけるメチレン基由来の2850cm−1の吸光度の高さと、結着樹脂のピークにおける芳香族由来の828cm−1の吸光度の高さの比より、離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)を求めた。
上記実施例、比較例で得られたトナーについて、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
図画像は、画像形成装置(「IPSIO Color 8100」;リコー社製)をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、厚紙(「複写印刷用紙<135>」;NBSリコー製)をセットし、ベタ画像で1.0±0.1mg/cm2のトナーが現像されるように調節した。得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。
◎:定着下限が120℃未満
○:定着下限が120℃以上135℃未満
△:定着下限が135℃以上150℃未満
×:定着下限が150℃以上
トナーを50℃で8時間保管後、42メッシュの篩にて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性の指標とした。耐熱保存性は以下の4段階で評価した。「◎」及び「○」は全く問題ないレベル、「△」は若干保存性が悪いが実用上問題ないレベル、「×」は実用上問題のあるレベルである。
◎:10%未満
○:10以上20%未満
△:20以上30%未満
×:30%以上
各現像剤を用いて、画像面積率12%の文字画像パターンを用いて、連続10万枚出力する耐久試験を実施し、そのときの帯電量の変化を評価した。スリーブ上から現像剤を少量採取し、ブローオフ法により帯電量変化を求め、下記基準により評価した。
◎:帯電量の変化が3μc/g未満
○:帯電量の変化が3μc/g以上6μc/g未満
△:帯電量の変化が6μc/g以上10μc/g未満
×:帯電量の変化が10μc/g以上
記録媒体を定着ローラから剥離するのに必要な分離抵抗力を、図6に示す記録媒体の押し付け力の測定装置を用いて測定し、分離安定性を評価した。
記録媒体の押し付け力の測定装置において、図に示すように荷重406がかかることで記録媒体Sは測定爪405に押し付けられる形で搬送される。このとき、測定爪405の他端に支点404を介して設けられているロードセル403により、記録媒体の押し付け力が読み取られる。ロードセル403により読み取られる値が分離抵抗力である。測定爪405は、定着ローラ401及び加圧ローラ402の間のニップ部の直後の定着ローラ401の側に設けられる。
◎:分離抵抗力が200gf未満
○:分離抵抗力が200gf以上300gf以下
△:分離抵抗力が300gfより大きく、400gf以下
×:分離抵抗力が400gfより大きい
画像形成装置を用いて、王子製紙社製PODグロスコート紙(坪量:128g/m2)に複写テストを行った。光沢度の評価画像は、王子製紙製PODグロスコート紙(坪量:128g/m2)に、付着量0.40±0.02mg/cm2の3cm×10cmベタ画像を、上端から3cmで左右方向の中央部に形成した。この画像を、紙送りの線速度:280mm/秒、面圧:1.2kgf/cm2、ニップ幅:11mm、定着温度:160℃〜180℃の範囲で5℃刻みにてそれぞれ定着し、光沢度の評価画像とした。光沢度の評価は、光沢度計VG−7000(日本電色工業製)を用いて、任意の10箇所の60度光沢度をそれぞれ測定し、平均値を算出して光沢度とした。各定着温度の評価画像の内、光沢度が最大のものの値を、最大光沢度とし、下記基準で評価した。「◎」は非常に良好、「○」は良好、「△」は許容できるレベル、「×」は実用上使用できないレベルである。
◎:最大光沢度が30%以上
○:最大光沢度が25%以上30%未満
△:最大光沢度が20%以上25%未満
×:最大光沢度が20%未満
画像形成装置を用いて、まず、mondi社製mondi Color Copy 300(坪量:300g/m2)に、付着量1.00±0.03mg/cm2にて、評価用チャート(図7)の1枚目の画像と、2枚目の全ベタ画像を続けて形成し、紙送りの線速度:400mm/秒、面圧:1.6kgf/cm2、ニップ幅:15mmとして、定着温度を変化させて定着し、それぞれの定着温度での前記2枚目の定着画像を光沢ムラの評価画像とした。光沢ムラの評価は、光沢度計VG―7000(日本電色工業製)を用いて、前記評価画像の評価部位(1)、及び(2)のそれぞれ任意の3箇所の60度光沢度を測定し、それぞれの平均光沢度を求め、これらの光沢度差が20%以上となる定着温度を調べた。なお、前記光沢度差が20%以上となる定着温度が190℃以上又は前記光沢度差が20%以上にならない場合を◎、180℃以上190℃未満である場合を○、170℃以上180℃未満である場合を△、170℃未満である場合を×として、判定した。
総合判定の評価基準は以下の通りである。「◎」非常に良好、「○」は良好、「△」許容できるレベル、「×」は実用上使用できないレベルである。「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。また同一総合判定内においては、「◎」を2点、「○」を1点、「△」を−1点、「×」を−2点として、合計点数が高いほうを優れたトナーとする。
◎:△、×なし
○:△が1つ以下、×なし
△:△が2つ以上で、×なし
×:×が1つ以上
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 加圧ローラ
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
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
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)
401 定着ローラ
402 加圧ローラ
403 ロードセル
404 支点
405 測定爪
406 荷重
S 記録媒体
N ニップ
Claims (8)
- 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナーであって、
前記トナーのTHF可溶成分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量が300以上5000以下の範囲における任意の分子量Mを選んだとき、分子量300以上5000以下の範囲におけるすべての前記分子量Mにおいて、前記分子量Mの±300の範囲における以下に定義されるピーク強度の最大値と最小値の差が30以下であり、
前記トナーを下記加熱条件により加熱して得られたトナー溶解物についてフーリエ変換型赤外分光装置のATR法(全反射法)測定をしたときに、前記離型剤由来のピーク(2850cm−1)の高さをW、前記結着樹脂由来のピーク(828cm−1)の高さをRとしたとき、離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)が0.25〜0.75であり、
前記結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
前記トナー中の前記離型剤の含有量が3〜15質量%であり、
前記トナーのTHFによるソックスレー抽出により得られた抽出液を乾燥させて得たトナー抽出物について、前記トナー抽出物のガラス転移温度Tgが40℃〜60℃であることを特徴とするトナー。
ただし、GPCにより測定される分子量分布は、カラムとしてTSK−GEL SUPER HZ2000、TSK−GEL SUPER HZ2500、及び、TSK−GEL SUPER HZ3000を用いて求められたものである。
ピーク強度:GPC測定により、縦軸が強度、横軸が分子量の分子量分布曲線でプロットし、分子量が20000以下の範囲において最大となる強度の値を100としたときの相対的な値
加熱条件:トナー0.8g、40kNで直径20mmのペレットを成型し、加熱ステージで昇温速度130℃/minで160℃まで加熱して2分間保持した後、室温まで冷却する。 - 前記離型剤/結着樹脂の相対強度値(W/R)が0.40〜0.60であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記トナー抽出物のGPCによる分子量分布において、重量平均分子量Mwが3000〜10000であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が6以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記トナーのTHFによるソックスレー抽出により得られた抽出液を乾燥させて得たトナー抽出物について、前記トナー抽出物のガラス転移温度Tgが42℃〜50℃であり、
前記トナー抽出物のGPCによる分子量分布において、重量平均分子量Mwが3500〜5000であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が2.5以下であることを特徴とする請求項3に記載のトナー。 - 前記トナーのTHFによるソックスレー抽出により得られた抽出液を乾燥させて得たトナー抽出物について、前記トナー抽出物の酸価AVが5〜20KOHmg/gであり、水酸基価OHVが20KOHmg/g以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー。
- 前記トナーの酢酸エチルによるソックスレー抽出により得られる不溶成分のゲル分量が、10質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のトナーを収容したことを特徴とするトナー収容ユニット。
- 静電潜像担持体と、
該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、
請求項1〜6のいずれかに記載のトナーを用いて、該静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、
該可視像を記録媒体上に転写する転写手段と、
該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
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