JP6838427B2 - トナー、現像剤、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
1)ポリエステル樹脂及び離型剤を含有する非磁性のカラートナーであって、
100℃の貯蔵弾性率(G’(100℃))が、1.0×103〜1.0×106Paであり、
160℃の貯蔵弾性率(G’(160℃))が、1.0×102〜1.0×104Paであり、
100℃の損失弾性率/貯蔵弾性率(tanδ(100℃))>130℃の損失弾性率/貯蔵弾性率(tanδ(130℃))であり、かつ
前記tanδ(100℃)およびtanδ(130℃)が1〜2の範囲であり、
前記ポリエステル樹脂は、ウレタン変性及び/又はウレア変性された第1の非晶質ポリエステル樹脂と、多価アルコールと多価カルボン酸からなる第2の非晶質ポリエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂とを含み、
前記第1の非晶質ポリエステル樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)による昇温1回目のDSC曲線から求められるガラス転移温度が異なる2種の非晶質ポリエステル樹脂を含む
ことを特徴とするトナー。
本発明のトナーは、結着樹脂(バインダー)としてポリエステル樹脂を含有する。前記ポリエステル樹脂は、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、本発明の効果を損なわない範囲で、テトラヒドロフラン(THF)に可溶なポリエステル樹脂(以下第2のポリエステル樹脂とも言う)を使用することが好ましい。
G’(160℃)が1.0×102Pa未満であるとトナーの耐ホットオフセット性、光沢ムラが悪化し、1.0×104Paより高いと低温定着性が悪化する。上記範囲中では特に1.0×103Pa以上であることが好ましい。
tanδ(100℃)が1未満であると低温定着性が悪化し、2より高いと耐熱保存性が悪化する。
tanδ(130℃)が1未満であると低温定着性が悪化し、2より高いと光沢ムラが悪化し、且つ低光沢化が困難となる。
tanδ(100℃)>tanδ(130℃)の関係を持つことで、低温定着性と耐熱保存性を両立しながら低光沢が可能となる。
前記ポリエステル樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択できるが、ウレタン変性及び/又はウレア変性されたポリエステル樹脂(以下、第1のポリエステル樹脂とも言う)であり、THFに不溶であることが好ましい。前記ウレタン変性されたポリエステル樹脂としては、分子末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とポリオールとを反応させてなる樹脂が挙げられる。また、前記ウレア変性されたポリエステル樹脂としては、分子末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とポリアミンとを反応させてなる樹脂が挙げられる。
前記ポリエステル樹脂は、線状であっても非線状であってもよい。前記非線状とは、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかによって付与される分岐構造を有することを意味する。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、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、炭素数8以上20以下の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記炭素数8以上20以下の芳香族ジカルボン酸としては、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以上12以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、樹脂中のカルボン酸成分の50質量%以上使用することがより好ましい。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。
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、ソルビトールなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物としては、例えば、3価以上のポリフェノール類に、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などが挙げられる。
前記3価以上の芳香族カルボン酸としては、炭素数9以上20以下の3価以上の芳香族カルボン酸が好ましい。前記炭素数9以上20以下の3価以上の芳香族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。
前記活性水素基としては、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、反応速度やウレア結合を形成可能な点で、アミン類が好ましい。ウレア結合が結着樹脂中に適度に存在している場合、機械的耐久性や耐熱保存性に優れた結着樹脂が得られる。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3価以上のアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ノルボルナントリア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。
前記アミン類のアミノ基をブロックしたものとしては、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。
本発明におけるトナーおよび結着樹脂中のウレタン基およびウレア基の存在の確認および含有量の定量は、窒素分析装置によって測定されるN元素量と、1H−NMRによって測定されるウレタン基とウレア基の比率から算出して求めることができる。
まず、樹脂2gを秤量し、100mLのTHF中に投入し、25℃の環境下にて撹拌子を用いて6時間撹拌した。次いで、目開き0.2μmのメンブランフィルターにて濾過し、得られた濾過物を、120℃、10kPa以下の環境下で乾燥させ、THF不溶分を得た。前記THF不溶分を秤量し、樹脂中のTHF不溶分率(質量%)を算出し、前記THF不溶分率が10%以上であれば、前記樹脂がTHFに不溶であると判断し、10%未満であれば、前記樹脂がTHFに可溶であると判断した。
前記第1のポリエステル樹脂のトナー中における含有量は、特に制限は無いが、前記トナーに対して、10質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上20質量%以下がより好ましい。
前記第2のポリエステル樹脂としては、前記ポリエステル樹脂バインダーとの相溶性を高める観点から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のエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数1〜10)、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のエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数1〜10)などが挙げられ、特に、トナーの帯電性や、前記第1のポリエステル樹脂との相溶性を向上させる観点から、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が好ましく用いられる。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。
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2のポリエステル樹脂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2のポリエステル樹脂の示差走査熱量測定(DSC)による昇温1回目のDSC曲線から求められるガラス転移温度は、30℃以上80℃以下であることが好ましく、45℃以上70℃以下であることがより好ましい。
本発明における結着樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記ポリエステル樹脂と共に、その他の樹脂を併用していてもよい。
前記その他の樹脂としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリスチレン、ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂など、及び活性水素基と反応可能な官能基を有するように変性されたこれらの樹脂類が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結晶性樹脂は、定着温度付近において、融解するものが好ましい。このような結晶性樹脂をトナー中に含有させておくことによって、定着温度では、結晶性樹脂の融解に伴って結着樹脂と相溶化し、トナーのシャープメルト性を向上させ、低温定着性に優れた効果を発揮する。
前記結晶性樹脂としては、結晶性を有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る。例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、変性結晶性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。
前記結晶性樹脂の融点としては、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100℃以下であることが好ましい。前記融点が、60℃未満であると、結晶性樹脂が低温で融解が始まりやすいため、トナーの耐熱保存性が低下することがある。100℃を超えると、低温定着性への効果があまり得られない。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5cps〜1,000cpsが好ましく、10cps〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
本発明のトナーは、THFに不溶な前記第1のポリエステル樹脂を含むことが好ましいことから、前記トナーのTHF不溶分中には前記第1のポリエステル樹脂が含まれていることが好ましい。
また、前記トナーのTHF可溶分中には前記第2のポリエステル樹脂が含まれていることが更に好ましい。
トナーとしてのガラス転移温度は、45℃以上63℃以下が好ましい。トナーのガラス転移温度は、前記第1のポリエステル樹脂および前記第2のポリエステル樹脂の使用割合を選定することで適宜調整が可能である。トナーのガラス転移温度が45℃未満であると、耐熱保存性が悪化し、また、63℃を超えると、低温定着性が悪化する傾向がある。
まず、トナー1gを秤量し、100mLのTHF中に投入し、25℃の環境下にて撹拌子を用いて6時間撹拌し、トナーの可溶分が溶解した溶解液を得た。次いで、前記溶解液を目開き0.2μmのメンブランフィルターにて濾過し、濾過物を再び50mLのTHF中に投入し、撹拌子を用いて10分間撹拌した。この作業を2、3回繰り返し、得られた濾過物を、120℃、10kPa以下の環境下で乾燥させ、THF不溶分を得た。また、トナーの可溶分が溶解した溶解液を、120℃、10kPa以下の環境下で乾燥させ、THF可溶分を得た。
ソックスレー抽出法を用いる場合は、トナー1部に対してTHF100部にて、6時間以上還流を行い、THF不溶分と可溶分に分取することが望ましい。
なお、前記THF不溶分中に前記第1のポリエステル樹脂が含有されていることの確認、および前記THF可溶分中に前記第2のポリエステル樹脂が含有されていることの確認は、従来公知の樹脂構造の同定分析手法を用いることができる。例えば、1H−NMR、13C−NMRなどの各種NMR;熱分解ガスクロマトグラフィー(熱分解GC/MS)などの各種質量分析、赤外分光法(IR)などが挙げられる。
具体的には、対象試料5.0mgをアルミニウム製サンプルパンに入れ、ホルダーユニットに載せて電気炉中にセットする。リファレンスはアルミナ10mgを用い、試料同様にアルミニウム製サンプルパンに入れて用いた。測定は、窒素雰囲気下にて、−80℃から昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱する(この過程を昇温1回目とする)。次いで、150℃から降温速度10℃/minにて−80℃まで冷却して(降温過程)、再び昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱した(この過程を昇温2回目とする)。この過程の吸発熱変化を測定し、温度と吸発熱量とのグラフを描き、DSC曲線を得ることができる。得られたDSC曲線は、Q−200システム中の解析プログラムを用いて解析を行い、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、吸熱量のエンタルピー緩和より低い温度におけるDSC曲線のベースラインの延長線と、エンタルピー緩和における最大傾斜を示す接線との交点から、対象試料のガラス転移温度を求めた。また、融点を有する試料においては、1回目の昇温時におけるDSC曲線の吸熱量ピークトップ温度を融点として求めた。
ここで、前記トナーの重量平均粒径(Dv)および個数平均分子量(Dn)は、以下のようにして測定することができる。
測定機:コールターマルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)
アパーチャー径:100μm
解析ソフト:ベックマン コールター マルチサイザー 3 バージョン3.51(ベックマンコールター社製)
電解液:アイソトンIII(ベックマンコールター社製)
分散液:10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)
分散条件:分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に超音波分散機にて1分間分散させる。
測定条件:ビーカーに電解液100mLと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から重量平均粒径を求める。
本発明のトナーは、ポリエステル樹脂、離型剤以外にも本発明の効果を損なわない範囲で、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などのその他の成分を必要に応じて含有していてもよい。
シアン用の着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン7、グリーン36などが挙げられる。
イエロー用着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー0−16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180、185;C.I.バットイエロー1、3、20、オレンジ36などが挙げられる。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(いずれもオリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(いずれも保土谷化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(いずれもヘキスト社製);LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット株式会社製);キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、あるいは前記トナーの各成分と共に、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂100質量部に対し、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。前記含有量が、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
前記疎水化されたシリカ微粒子、疎水化された酸化チタン微粒子、疎水化されたアルミナ微粒子を得るためには、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子等の親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤で処理して得ることができる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル又はメタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが使用できる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。これらの中でも、シリカ、二酸化チタンが特に好ましい。
本発明におけるトナーは、そ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、混練粉砕法や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。特に前記ケミカル工法は、トナーの製造過程で前記反応前駆体と水または前記硬化剤と伸長反応させて、前記ポリエステル樹脂をトナー中に形成させることによって、容易に原材料をトナー中に均一に分散できるため好ましい。
前記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、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や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の四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、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等の両性界面活性剤などが挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。前記フルオロアルキル基を有する界面活性剤としては、例えば、フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤、フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤などが挙げられる。
前記フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数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カチオン性界面活性剤としては、例えば、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級又は2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。
前記水系媒体の前記トナー組成物100質量部に対する使用量は、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、通常50〜2,000質量部であり、100〜1,000質量部が好ましい。前記使用量が50質量部未満では、トナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。また、前記使用量が2,000質量部を超えると経済的でない。
前記無機分散剤としては、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、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。
前記有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよいが、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、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。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いてもよいし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にしてもよい。
本発明の現像剤は、前記トナーを含んでなり、更に必要に応じて適宜選択した、キャリアなどのその他の成分を含む。
前記現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支、即ち、現像剤へのトナー供給と現像によるトナー消費とが行われても、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ためのブレード等の層厚規制部材へのトナーの融着がなく、現像手段の長期の使用(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。
また、前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像手段における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、50emu/g〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75emu/g〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている静電潜像担持体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30emu/g〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記芯材の粒径としては、平均粒径(重量平均粒径(D50))で、10μm〜200μmが好ましく、40μm〜100μmがより好ましい。前記平均粒径(重量平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、200μm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。
アルコキシアルキル化メラミン樹脂としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシメチル基、プロポキシエチル基、ブトキシメチル基等に代表されるアルコキシアルキル基から選ばれる少なくとも一種以上の基で置換されたメラミン樹脂が挙げられる。
N−アルコキシアルキル化グアナミン樹脂としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシメチル基、プロポキシエチル基、ブトキシメチル基等に代表されるアルコキシアルキル基から選ばれる少なくとも一種以上の基で置換されたグアナミン、アルキルグアナミン、ベンゾグアナミン樹脂が挙げられ、特にN−アルコキシアルキル化ベンゾグアナミン樹脂が靱性に優れており好ましく用いられる。
前記アクリル樹脂としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのエチレン及びプロピレン付加物等が挙げられる。また、その他共重合可能な単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のエステル類、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、塩化ビニル、プロピレン、エチレン等が挙げられる。
前記無機酸化物微粒子の前記樹脂層における含有量は、2〜40質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
前記樹脂層には、必要に応じて導電粉を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。前記導電粉の平均粒子径としては、1μm以下が好ましい。前記平均粒子径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
前記溶剤としては、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が、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテートなどが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記現像剤が二成分現像剤である場合には、前記キャリアの該二成分現像剤における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、90質量%〜98質量%が好ましく、93質量%〜97質量%がより好ましい。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記現像手段は、静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。また、前記現像手段は、内部に固定された磁界発生手段を有し、本発明のトナーを担持して回転可能な現像剤担持体を有している。
前記静電潜像担持体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン、CdS、ZnO等の無機感光体;ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)などが挙げられる。
前記帯電手段は、前記静電潜像担持体表面を帯電させる手段である。
前記帯電手段としては、前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加して一様に帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、(1)静電潜像担持体と接触して帯電させる接触方式の帯電手段と、(2)静電潜像担持体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段とに大別される。
前記(1)の接触方式の帯電手段としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、前記帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、静電潜像担持体の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。
前記(2)の非接触の帯電手段としては、例えば、コロナ放電を利用した非接触帯電器や針電極デバイス、固体放電素子;静電潜像担持体に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。
前記露光手段は、帯電された前記静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する手段である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系などの各種露光器が挙げられる。また、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段は、静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に前記トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像手段を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記現像手段は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよい。また、単色用現手段であってもよいし、多色用現像手段であってもよく、例えば、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に前記トナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像装置等が好適に挙げられる。
前記現像手段内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像ギャップは、現像剤粒径の5倍〜30倍程度が好ましく、現像剤粒径が50μmであれば0.25mm〜1.5mmに設定することが好適である。これより現像ギャップ広くすると、望ましい画像濃度がでにくくなることがある。
また、前記ドクターギャップは、現像ギャップと同程度か、あるいはやや大きくすることが好ましい。感光体ドラム1のドラム径やドラム線速、現像スリーブ442のスリーブ径やスリーブ線速は、複写速度や装置の大きさ等の制約によって決まる。ドラム線速に対するスリーブ線速の比は、必要な画像濃度を得るために1.1以上にすることが好ましい。なお、現像後の位置にセンサを設置し、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段である。
前記転写手段としては、静電潜像担持体上の可視像を記録媒体に直接転写する転写手段と、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する二次転写手段とに大別され、いずれの転写手段でも特に制限されるものではなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができる。
前記定着手段は、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段である。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置が好適に用いられる。前記定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成し、前記記録媒体に転写された転写像を少なくとも加圧して定着させることが可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せなどが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、無端状ベルトとローラとの組合せや誘導加熱などによる前記定着部材の表面からの加熱方法を用いるのが好ましい。
前記定着手段としては、(1)定着手段がローラ及びベルトの少なくともいずれかを有し、トナーと接しない面から加熱し、記録媒体上に転写された転写像を加熱及び加圧して定着する態様(内部加熱方式)と、(2)定着手段がローラ及びベルトの少なくともいずれかを有し、トナーと接する面から加熱し、記録媒体上に転写された転写像を加熱及び加圧して定着する態様(外部加熱方式)とに大別される。なお、両者を組み合わせたものを用いることも可能である。
前記(1)の内部加熱方式の定着手段としては、例えば、前記定着部材それ自体が内部に加熱手段を有するものなどが挙げられる。このような加熱手段としては、例えば、ヒーター、ハロゲンランプ等の熱源が挙げられる。
前記(2)の外部加熱方式の定着手段としては、例えば、前記定着部材の少なくとも1つにおける表面の少なくとも一部が加熱手段により加熱される態様が好ましい。このような加熱手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電磁誘導加熱手段などが挙げられる。前記電磁誘導加熱手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、磁場を発生する手段と、電磁誘導により発熱する手段とを有するものなどが好ましい。前記電磁誘導加熱手段としては、例えば、前記定着部材(例えば、加熱ローラ)へ近接するように配置される誘導コイルと、この誘導コイルが設けられている遮蔽層と、この遮蔽層の誘導コイルが設けられている面の反対側に設けられている絶縁層とからなるものが好適に挙げられる。このとき、前記加熱ローラは、磁性体からなる態様、ヒートパイプである態様などが好ましい。前記誘導コイルは、前記加熱ローラの、前記加熱ローラと前記定着部材(例えば、加圧ローラ、無端状ベルト等)との接触部位の反対側において、少なくとも半円筒部分を包む状態にて配置されるのが好ましい。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有する。
前記現像手段は、前記静電潜像担持体上に担持された静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する手段であり、前記トナーが本発明のトナーであることを必要とする。
前記現像手段としては、前記トナーを収容するトナー収容器と、該トナー収容器内に収容されたトナーを担持しかつ搬送するトナー担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させる前記トナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。前記現像手段は、前記二成分現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容された二成分現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有することが好ましい。具体的には、上記画像形成装置で説明した現像手段のいずれかを好適に用いることができる。
また、前記帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、及び除電手段としては、上述した画像形成装置と同様なものを適宜選択して用いることができる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンターに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
次に、図2に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、静電潜像担持体101は、矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104でトナーにより現像され、現像されたトナー像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の静電潜像担持体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部、及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
[製造例A−1(非晶質ポリエステル樹脂A−1の合成)]
−プレポリマーA−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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、テレフタル酸(TPA)、及びアジピン酸(ADA)を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1であり、ジオール成分の構成が3−メチル−1,5−ペンタンジオール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がテレフタル酸50mol%及びアジピン酸50mol%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1.5mol%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A−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、得られた中間体ポリエステルA−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、プレポリマーA−1を得た。
−非晶質ポリエステル樹脂A−1の合成−
得られたプレポリマーA−1を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更にプレポリマーA中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー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、非晶質ポリエステル樹脂A−1を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は164,000、Tgは−35℃であった。
−プレポリマーA−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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、イソフタル酸(IPA)、及びアジピン酸を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1であり、ジオール成分の構成が3−メチル−1,5−ペンタンジオール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がイソフタル酸40mol%及びアジピン酸60mol%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1.5mol%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A−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、得られた中間体ポリエステルA−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A−2を得た。
−非晶質ポリエステル樹脂A−2の合成−
得られたプレポリマーA−2を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更にプレポリマーA中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー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、非晶質ポリエステル樹脂A−2を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は175,000、Tgは−55℃であった。
−プレポリマーA−3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、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAの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、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1であり、ジオール成分の構成がビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物80mol%、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物20mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がテレフタル酸60mol%及びアジピン酸40mol%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A−3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、得られた中間体ポリエステルA−3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、プレポリマーA−3を得た。
−非晶質ポリエステル樹脂A−3の合成−
得られたプレポリマーA−3を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更にプレポリマーA中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー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、非晶質ポリエステル樹脂A−3を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は355,000、Tgは45℃であった。
−プレポリマーA−4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、テレフタル酸、及びアジピン酸を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1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テレフタル酸60mol%及びアジピン酸40mol%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A−4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、得られた中間体ポリエステルA−4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、プレポリマーA−4を得た。
−非晶質ポリエステル樹脂A−4の合成−
得られたプレポリマーA−4を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更にプレポリマーA中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー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、非晶質ポリエステル樹脂A−4を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は320,000、Tgは47℃であった。
[製造例B−1(非晶質ポリエステル樹脂B−1の合成)]
窒素導入管、脱水管、撹拌機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2モル付加物(BisAEO)、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(PO)、テレフタル酸、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/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物)で60/40であり、テレフタル酸とアジピン酸とがモル比(テレフタル酸/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1.3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、非晶質ポリエステル樹脂B−1を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は9,300、Tgは58℃であった。
窒素導入管、脱水管、撹拌機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2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、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/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物)で90/10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1.3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、非晶質ポリエステル樹脂B−2を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は4,300、Tgは44℃であった。
窒素導入管、脱水管、撹拌機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2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、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/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物)で60/40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65/35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1.3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、非晶質ポリエステル樹脂B−3を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は5,300、Tgは50℃であった。
[製造例C(結晶性ポリエステル樹脂Cの合成)]
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱伝対を装備した5Lの四つ口フラスコに、セバシン酸、及び1,6−ヘキサンジオールを、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樹脂C−1を得た。
[製造例P-1(イエローマスターバッチ)]
非晶質ポリエステル樹脂B−1を100質量部、イエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー 185)100質量部、及びイオン交換水50質量部をよく混合して、オープンロール型混練機(ニーデックス/三井鉱山(株)製)にて混練を行った。混練温度は80℃で行い、その後、120℃まで昇温し、水を除去し、樹脂と顔料の比率(質量比)が1:1である[着色剤マスターバッチ(P−1)]を得た。
非晶質ポリエステル樹脂B−1を100質量部、マゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド 269)100質量部、及びイオン交換水50質量部をよく混合して、オープンロール型混練機(ニーデックス/三井鉱山(株)製)にて混練を行った。混練温度は80℃で行い、その後、120℃まで昇温し、水を除去し、樹脂と顔料の比率(質量比)が1:1である[着色剤マスターバッチ(P−2)]を得た。
非晶質ポリエステル樹脂B−1を100質量部、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー 15:3)100質量部、及びイオン交換水50質量部をよく混合して、オープンロール型混練機(ニーデックス/三井鉱山(株)製)にて混練を行った。混練温度は80℃で行い、その後、120℃まで昇温し、水を除去し、樹脂と顔料の比率(質量比)が1:1である[着色剤マスターバッチ(P−3)]を得た。
芯材として、Mnフェライト粒子(重量平均径:35μm)5,000質量部、並びに、被覆材として、トルエン300質量部、ブチルセロソルブ300質量部、アクリル樹脂溶液(組成比 メタクリル酸:メタクリル酸メチル:2−ヒドロキシエチルアクリレート=5:9:3、固形分50質量%トルエン溶液、Tg38℃)60質量部、N−テトラメトキシメチルベンゾグアナミン樹脂溶液(重合度1.5、固形分77質量%トルエン溶液)15質量部及びアルミナ粒子(平均一次粒子径0.30μm)15質量部をスターラーで10分間分散して調製されたコート液を用いて、前記芯材とこのコート液と流動床内において回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。得られた塗布物を電気炉で220℃、2時間の条件で焼成し、[キャリア]を得た。
以下に、本発明におけるトナーの性能評価に使用した画像形成装置Aについて詳細を説明する。
図3に示す画像形成装置A 100は、タンデム型カラー画像形成装置である。画像形成装置A 100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手段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、及びブラックの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、露光手段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、二次転写手段22が配置されている。二次転写手段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上を搬送される記録媒体と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写手段22の近傍には定着手段25が配置されている。
なお、画像形成装置A 100においては、二次転写手段22及び定着手段25の近傍に、記録媒体の両面に画像形成を行うために該記録媒体を反転させるための反転装置28が配置されている。
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が駆動し、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を通して読み取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、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、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(イエロー用画像形成手段18Y、マゼンタ用画像形成手段18M、及びシアン用画像形成手段18C)にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、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(イエロー用画像形成手段18Y、マゼンタ用画像形成手段18M、及びシアン用画像形成手段18C)は、図4に示すように、それぞれ、静電潜像担持体10(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、該静電潜像担持体を一様に帯電させる帯電器60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器と、該静電潜像を各カラートナー(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現像器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、クリーニング手段63と、除電器64とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(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、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。
<WAX分散液の作製>
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に離型剤1としてパラフィンワックス50部(日本精鑞株式会社製、HNP−9、炭化水素系ワックス、融点75℃、SP値8.8)、及び酢酸エチル450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行ない[WAX分散液1]を得た。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に結晶性ポリエステル樹脂C−1 50部、及び酢酸エチル450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま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1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径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[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を得た。
[WAX分散液1]150部、[非晶質ポリエステル樹脂A−1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]100部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部、[イエローマスターバッチP−1]50部、及び[ケチミン化合物1]2部を容器に入れ、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)で5,000rpmで60分間混合し、[油相1]を得た。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(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部を仕込み、400回転/分間で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。
水937部、[微粒子分散液1]83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%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製)90部、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
[油相1]が入った容器に、[水相1]1,200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[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時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する、
という前記(1)〜(4)の操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩い[トナー1]を得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例2のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例3のトナーを得た。
実施例1と同様の方法で実施例4のトナーを得た。ただし、ニップ時間を変更した。
実施例2と同様の方法で実施例5のトナーを得た。ただし、ニップ時間を変更した。
実施例3と同様の方法で実施例6のトナーを得た。ただし、ニップ時間を変更した。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−1]60部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]90部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例7のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、実施例7と同様の方法で実施例8のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、実施例7と同様の方法で実施例9のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−2]40部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]110部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例10のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、実施例10と同様の方法で実施例11のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、実施例10と同様の方法で実施例12のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−1]75部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]75部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例13のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、実施例13と同様の方法で実施例14のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、実施例13と同様の方法で実施例15のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−2]50部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]100部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で実施例16のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、実施例16と同様の方法で実施例17のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、実施例16と同様の方法で実施例18のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−1]120部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]30部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−1]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で比較例1のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、比較例1と同様の方法で比較例2のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、比較例1と同様の方法で比較例3のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]150部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−2]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で比較例4のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、比較例4と同様の方法で比較例5のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、比較例4と同様の方法で比較例6のトナーを得た。
油相の調製において、[非晶質ポリエステル樹脂A−4]100部、[非晶質ポリエステル樹脂A−3]50部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]50部、[非晶質ポリエステル樹脂B−3]750部を用いた。それ以外は、実施例1と同様の方法で比較例7のトナーを得た。
油相の調製において、[マゼンタマスターバッチP−2]を用いた。それ以外は、比較例7と同様の方法で比較例8のトナーを得た。
油相の調製において、[シアンマスターバッチP−3]を用いた。それ以外は、比較例7と同様の方法で比較例9のトナーを得た。
以下に、本発明におけるトナーおよび現像剤の品質評価の方法について詳細を説明する。
画像形成装置には、IMAGEO MP C4300(リコー社製)を用い、記録用紙には、PODグロスコート(王子製紙)を用いた。
現像ローラへのトナー付着量を0.6mg/cm2として記録用紙上に形成される未定着トナー画像の単色ソリッド部におけるトナー付着量を0.5mg/cm2に調整して、30mm角の単色ソリッド部を含む画像チャートを記録用紙上に形成し、これを評価用画像とした。
画像形成装置を表に記載したニップ時間に設定し、評価用画像を通紙し、定着画像を得た。
分光測色濃度計(X−Rite社製:X−Rite938)を用い、前記定着画像について、画像濃度を示す光学濃度とL*a*b*表色系(CIE:1976)におけるクロマチックネス指数a*,b*を測定し、下記式(1)で示される彩度を求めた。
(彩度)=[(a*)2+(b*)2]1/2 ・・・(1)
画質の評価基準を以下に示す。
(a)マゼンタトナー
◎:良好。光学濃度1.35以上、かつ彩度65以上
○:やや良好。光学濃度1.35以上、かつ彩度60以上65未満
△:やや不良。光学濃度1.30以上、かつ彩度60以上65未満
×:不良。光学濃度1.30未満、または彩度60未満
(b)シアントナー
◎:良好。光学濃度1.40以上、かつ彩度50以上
○:やや良好。光学濃度1.40以上、かつ彩度45以上50未満
△:やや不良。光学濃度1.35以上、かつ彩度45以上50未満
×:不良。光学濃度1.35未満、または彩度45未満
(c)イエロートナー
◎:良好。光学濃度1.35以上、かつ彩度85以上
○:やや良好。光学濃度1.35以上、かつ彩度80以上85未満
△:やや不良。光学濃度1.30以上、かつ彩度80以上85未満
×:不良。光学濃度1.30未満、または彩度80未満
画像形成装置Aに現像剤を装填し、単色モードにて、転写紙(リコービジネスエキスパート株式会社製、複写印刷用紙<70>)上に、転写後のトナー付着量が0.85±0.1mg/cm2のベタ画像(画像サイズ3cm×8cm)を作像し、定着ベルトの温度を変化させて定着を行った。得られた定着画像表面を描画試験器AD−401(上島製作所製)を用いて、ルビー針(先端半径260μmR〜320μmR、先端角60度)、荷重50gで描画し、繊維(ハニコット#440、ハニロン社製)で描画表面を強く5回擦り、画像の削れが殆ど無くなる定着ベルト温度をもって定着下限温度とした。また、ホットオフセットが発生しない上限温度(定着上限温度:耐ホットオフセット性)を測定した。また、ベタ画像は転写紙上において、通紙方向先端から3.0cmの位置に作成した。なお転写紙が、定着装置のニップ部を通過する速度は、280mm/sである。定着下限温度が低い程、低温定着性に優れる。
〔低温定着性評価基準〕
◎:定着下限温度が130℃以下
○:定着下限温度が131℃以上135℃以下
△:定着下限温度が136℃以上140℃以下
×:定着下限温度が141℃以上
〔耐ホットオフセット評価基準〕
◎:175℃以上
○:170以上175℃未満
△:165以上170℃未満
×:165℃未満
画像形成装置A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5)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。光沢残像の評価は、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。
50mlのガラス容器にトナー10gを充填し、トナー粉体の見掛け密度の変化が無くなるまで十分にタッピングし、容器に蓋をし、50℃の恒温槽に24時間放置した後、24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により、針入度(mm)を測定し、下記基準で耐熱保存性を評価した。なお、針入度が大きい程、耐熱保存性が優れていることを意味し、針入度が15mm未満(△以下)であるものは、使用上、問題が発生する可能性が高い。
〔評価基準〕
◎:針入度が20mm以上
○:針入度が15mm以上20mm未満
△:針入度が10mm以上15mm未満
×:針入度が10mm未満
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(株式会社リコー製)に複写テストを行った。具体的には、低温定着性の評価の際に求めた定着下限温度+20℃に定着温度を設定し、紙送りの線速度を120mm/秒間〜150mm/秒間、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとした。複写テスト後の画像を光沢度計VG−7000(日本電色株式会社製)で60度光沢を計測した。
〔評価基準〕
◎:30%未満
○:30%以上35%未満
△:35%以上40%未満
×:40%以上
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング手段
18K、18Y、18M、18C 画像形成手段
21 露光手段
22 二次転写手段
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着手段
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
49 レジストローラ
50 中間転写体
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
60 帯電器
61 現像器
62 転写帯電器
63 クリーニング手段
64 除電器
100 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電手段
103 露光
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
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
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
424 二成分現像装置
441 スクリュー
442 現像スリーブ
443 ドクターブレード
L 露光
Claims (8)
- ポリエステル樹脂及び離型剤を含有する非磁性のカラートナーであって、
100℃の貯蔵弾性率(G’(100℃))が、1.0×103〜1.0×106Paであり、
160℃の貯蔵弾性率(G’(160℃))が、1.0×102〜1.0×104Paであり、
100℃の損失弾性率/貯蔵弾性率(tanδ(100℃))>130℃の損失弾性率/貯蔵弾性率(tanδ(130℃))であり、かつ
前記tanδ(100℃)およびtanδ(130℃)が1〜2の範囲であり、
前記ポリエステル樹脂は、ウレタン変性及び/又はウレア変性された第1の非晶質ポリエステル樹脂と、多価アルコールと多価カルボン酸からなる第2の非晶質ポリエステル樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂とを含み、
前記第1の非晶質ポリエステル樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)による昇温1回目のDSC曲線から求められるガラス転移温度が異なる2種の非晶質ポリエステル樹脂を含む
ことを特徴とするトナー。 - 前記トナーのG’(100℃)が、1.0×104〜1.0×106Paであることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記トナーのG’(160℃)が、1.0×103〜1.0×104Paであることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)による昇温1回目のDSC曲線から求められるガラス転移温度が、45℃以上63℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記トナーが、請求項1〜4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。
- 前記定着手段が、前記記録媒体に転写された転写像を少なくとも加圧して定着させるニップ部を有し、前記ニップ部における前記記録媒体のニップ時間が、35msec以上であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーが、請求項1〜4のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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