JP2011257681A - 静電荷現像用トナー、及び該トナーを用いた現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも活性水素基との反応性官能基を有するポリエステルプレポリマーを含有する組成物を溶剤に溶解または分散させた溶液を水系媒体中で乳化または分散させた乳化分散液からプレポリマー中の反応性官能基を反応させた後、もしくは反応させながら溶剤を除去し、洗浄、乾燥することにより製造される静電荷現像用トナーにおいて、前記反応性官能基がイソシアネート基であり、前記プレポリマーにおける分子鎖一本あたりに含まれる反応性官能基数が1.80〜2.80であることを特徴とする静電荷現像用トナー。ただし、前記反応性官能基数は以下の式によって算出される実官能基数のことを指す。
実官能基数=
(プレポリマーの数平均分子量×イソシアネート質量%)/(100×42)
【選択図】なし
Description
従来の混練粉砕法により得られるトナーは、小粒径化が困難であり、その形状は不定形であり、その粒径分布はブロードであり、そして定着エネルギーが高い等の様々な問題点があった。
特に、定着については、混練粉砕法で作製されたトナーは、粉砕が離型剤(ワックス)の界面で割れるために、ワックスがトナー表面に多く存在する。
そのため、離型効果が出る一方で、キャリア、感光体及びブレードへのトナーの付着が起こりやすくなり、全体的な性能としては、満足のいくものではない。
このような重合法で製造されたトナーは、小粒径化が容易であり、粒度分布も粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープであり、さらに、ワックスの内包化も可能である。
また、小粒径トナーとした場合の粉体流動性及び転写性に優れると共に、耐熱保存性、低温定着性及び耐ホットオフセット性のいずれにも優れたトナーの製造方法が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
上記特許文献1〜3で開示されたトナーの製造方法は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを、有機溶媒と水系媒体中とが混在する反応系でアミンと重付加反応させる高分子量化工程を含むものである。
しかしながら、上述のような方法により得られるトナーの場合、離型性が十分ではないという問題点があった。
本発明者らは鋭意検討を行った結果、前記プレポリマーの官能基数を実官能基数で規定することにより、より高い離型性と低温定着性の両立したトナーを提供することができることを見出した。
(1)少なくとも活性水素基との反応性官能基を有するポリエステルプレポリマー(i)を含有する組成物を溶剤に溶解または分散させた溶液を水系媒体中で乳化または分散させた乳化分散液からプレポリマー中の反応性官能基を反応させた後、もしくは反応させながら溶剤を除去し、洗浄、乾燥することにより製造される静電荷現像用トナーにおいて、前記反応性官能基がイソシアネート基であり、前記プレポリマーにおける分子鎖一本あたりに含まれる反応性官能基数が1.80〜2.80であることを特徴とする静電荷現像用トナー。
ただし、前記反応性官能基数は以下の式によって算出される実官能基数のことを指す。
実官能基数=
(プレポリマーの数平均分子量×イソシアネート質量%)/(100×42)
(2)前記組成物が、前記反応性官能基を有するポリエステルプレポリマー(i)と共に、反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)を含有し、(i)と(ii)の質量比が10/90〜30/70であることを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)前記反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)の重量平均分子量が1.4×103〜2.0×104であることを特徴とする前記(2)に記載の静電荷現像用トナー。
(4)前記反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)が結晶性ポリエステル樹脂を含有し、静電荷現像用トナーに結晶性ポリエステル樹脂が1〜30質量%含まれていることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナー。
(5)前記静電荷現像用トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
(6)前記静電荷現像用トナーの体積平均粒径/個数平均粒径が1.25以下であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
(7)前記静電荷現像用トナーの平均円形度が1.00〜0.90であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
(8)前記静電荷現像用トナーの酸価が1〜30mgKOH/gであることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナー。
(9)前記静電荷現像用トナーのガラス転移点が40℃以上70℃以下であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載のトナー。
(10)前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーを含むことを特徴とする現像剤。
(11)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像を前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより現像して可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(12)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、前記静電潜像を前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより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した転写像を定着させる定着手段とを、少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
(13)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、前記静電潜像を前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写した転写像を定着させる定着工程とを、少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
本発明のトナーは、少なくとも活性水素基との反応性官能基を有するポリエステルプレポリマーを含有する組成物を溶剤に溶解または分散させた溶液を水系媒体中で乳化または分散させた乳化分散液からプレポリマー中の反応性官能基を反応させた後、もしくは反応させながら溶剤を除去し、洗浄、乾燥することにより製造される静電荷現像用トナーであり、前記プレポリマーにおいて、前記反応性官能基がイソシアネート基であり、分子鎖一本あたりに含まれる反応性官能基数(実官能基数)が1.80〜2.80であるものを使用する。
従来のプレポリマーの実官能基数は、0.7〜1.2であり、プレポリマー中の官能基数が1.80未満の場合、離型性が悪化し、2.80より大きい場合、離型性には有利に働くが低温時の定着性が悪化する。
プレポリマー中の実官能基数は、プレポリマーを合成するときに仕込む3価のカルボン酸モノマーおよびイソホロンジイソシアネート等のポリイソシアネートの部数を制御することで制御することができ、1.80〜2.80とすることにより、本発明の離型性と定着性が両立するトナーとすることができる。
また、前記組成物は活性水素基との反応性官能基を有するプレポリマー(i)と共に反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)とを含有し、(i)と(ii)の質量比が10/90〜30/70であることが好ましい。反応性官能基を有さないポリエステル樹脂に対するプレポリマーの量(プレポリマー比)が高いと離型性に有利に働くが低温時の定着性が悪化する。
実官能基数
=(プレポリマーの数平均分子量×イソシアネート質量%)/(100×42)
その後、0.1Mのn−ジブチルアミン/トルエン溶液5mlをピペットを用いて全量加えた後、緩やかに15分間攪拌した。
次いで、イソプロパノール5mlを加え、攪拌した後、0.1Mエタノール性塩酸標準液を用い電位差滴定を行った。
得られた滴定値より、消費されたジブチルアミン量を算出し、イソシアネート基含有率を算出した。
40℃のヒートチャンバー中で安定させたカラムに、テトラヒドロフランを1ml/分の流速で流し、濃度を0.05〜0.6質量%に調整した試料のテトラヒドロフラン溶液を50〜200μl注入して測定する。
このとき、試料の分子量分布を、数種の標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数の関係から算出する。
標準試料としては、例えば、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106及び4.48×106である単分散ポリスチレン(Pressure Chemical Co.製又は東洋ソーダ工業社製)を用いて、少なくとも10点程度の標準試料を用いることが好ましい。
なお、検出器としては、屈折率検出器が用いられる。
測定装置:電位差自動滴定装置DL-53 Titrator(メトラー・トレド社製)
使用電極 :DG113−SC(メトラー・トレド社製)
解析ソフト:LabX Light Version 1.00.000
装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用する。
測定温度:23℃
Stir
Speed [%] 25
T ime [s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration [mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume [mL] 1.0
Wait time [s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set) [mV] 8.0
dV(min) [mL] 0.03
dV(max) [mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE [mV] 0.5
dt [s] 1.0
t(min) [s] 2.0
t(max) [s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume [mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n = 1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。
試料調整:トナー0.5gをトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解する。更にエタノール30mlを添加して試料溶液とする。
測定は上記記載の装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算する。
あらかじめ標定されたN/10苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液の消費量から次の計算で酸価を求める。
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料質量
(ただしNはN/10KOHのファクター)
試料0.5gを100mlのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。その後100℃±5℃の浴中に浸して加熱する。1〜2時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。更に分解を完全にするため再びフラスコを浴中で10分間以上加熱し放冷後、有機溶剤でフラスコの壁を良く洗う。この液を前記電極を用いてN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差滴定を行いOH価を求める(JISK0070−1966に準ずる。)。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーは、例えば、ポリオールとポリカルボン酸を重縮合することにより得られる活性水素基を有するポリエステル樹脂を、さらにポリイソシアネートと反応させることにより得られる。
活性水素基としては、水酸基(アルコール性水素基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられるが、アルコール性水酸基が好ましい。
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アミン類を反応させて得られるウレア変性ポリエステル樹脂等の変性ポリエステル樹脂は、高分子量成分の分子量を調整しやすく、乾式トナー、特に、オイルレス低温定着特性(定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構のない広範な離型性及び定着性)を確保することができるため、好ましい。
特に、ポリエステルプレポリマーの末端をウレア変性したポリエステル樹脂は、未変性のポリエステル樹脂自体の定着温度域での高流動性、透明性を維持したまま、定着用加熱媒体への接着性を抑制することができる。
このため、ポリエステルプレポリマーは、末端に活性水素基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを反応させたもの等が好ましい。
重量平均分子量が5.0×103未満では、反応速度の制御が困難となり、製造安定性に問題が生じることがあり、3.0×105を超えると、十分な変性ポリエステル樹脂が得られずに、耐オフセット性に悪影響を及ぼすことがある。
ジオールとしては、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、1,6−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール;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エーテルグリコール等のアルキレンエーテルグリコール;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;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;上記の脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物;上記のビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物又はアルキレンオキサイド付加物と炭素数2〜12のアルキレングリコールの混合物が特に好ましい。
3価以上のポリオールとしては、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、ソルビトール等の3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール;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等の3価以上のフェノール類;上記の3価以上のフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等のアルキレンジカルボン酸;マレイン酸、フマル酸等のアルケニレンジカルボン酸;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等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
中でも、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸又は炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
3価以上のポリカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸等が挙げられる。
なお、ポリカルボン酸の代わりに、ポリカルボン酸の無水物、低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を、ポリオールと反応させてもよい。
[NCO]/[OH]が5を超えると、低温定着性が低下することがあり、1未満では、ウレア変性ポリエステル樹脂を合成する場合に、ウレア結合の量が少なくなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
この含有量が0.5質量%未満では、耐ホットオフセット性が低下すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
イソシアネート基数が1個未満では、ウレア変性ポリエステル樹脂を合成する場合に、分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
ジアミンとしては、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等の芳香族ジアミン;4,4'−ジアミノ−3,3'−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環式ジアミン;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等の脂肪族ジアミン等が挙げられる。
3価以上のポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。
アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。
アミノメルカプタンとしては、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等が挙げられる。
アミノ酸としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。
これらの化合物のアミノ基をブロックしたものとしては、上記のアミン類とケトン類(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、オキサゾリジン化合物等が挙げられる。
中でも、ジアミン又はジアミンと少量の3価以上のポリアミンの混合物が好ましい。
伸長停止剤としては、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等のモノアミン;上記のモノアミンをブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
[NCO]/[NHx]が2を超える場合及び1/2未満である場合は、ウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
ウレア結合に対するウレタン結合の当量比は、通常、0〜9であり、0.25〜4が好ましく、2/3〜7/3がさらに好ましい。
この当量比が9を超えると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
本発明において、結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、低温定着性への効果を発現するため、トナー母体に対して1質量%以上であることが好ましい。
この量が多くなると低温定着化への効果が大きいが、多すぎると造粒性に悪影響が現れ粒径分布が悪化する。したがって、多くても50質量%以下であることが好ましい。より好ましくは30質量%以下である。
結晶性ポリエステルは、アルコール成分として炭素数2〜6のジオール化合物、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を80モル%以上、好ましくは85〜100モル%含有したものと、少なくとも酸性分としてフマル酸もしくは、二重結合(C=C結合)を有するカルボン酸、およびこれらの誘導体を用いて合成される下記一般式(1)で表される講造を有する結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
一般式(1)
[−O−CO−(CR1=CR2)l−CO−O−(CH2)n−]m
(ここでn、mは繰り返し単位の数である。
lは1〜3の整数である。
R1、R2は水素原子もしくは炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
本発明の結晶性ポリエステルの分子構造は、溶液や固体による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が、簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1もしくは990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有するものを例としてあげることができる。
つまり、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性が良く、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、定着することから、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出来る。
また、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)についても、良好な結果を示すことが判った。
結晶性ポリエステル分散液作成時の有機溶媒としては、高温で結晶性ポリエステルを完全に溶解して透明な均一溶液を形成し、その反面、低温に冷却すると結晶性ポリエステルと相分離し、不透明な不均一溶液を形成するものが使用される。
詳しくは、結晶性ポリエステルの溶融温度(Tm)を基準として、(Tm−40)℃未満の温度では非溶媒の特性を示し、それ以上の温度では良溶媒の特性を示すものであればよく、具体例としてトルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。
結晶性ポリエステル分散液は、結晶性ポリエステルと溶媒を加熱溶解させ、急冷させる晶析工程と機械的粉砕装置による分散工程を経て作られる。
冷却過程で析出する結晶性ポリエステルの分散粒径は溶液の濃度及び冷却速度によって決まる。
この溶液濃度が濃いほど粒径が大きくなり、次工程での機械的粉砕の効率が悪くなる。
また、溶液濃度が薄いほど粒径は小さくなり機械的粉砕での効率は良くなるが、得られる分散液の濃度が低くなることから全体の生産効率は悪くなる。
鋭意検討した結果、有機溶媒に結晶性ポリエステルを1〜50質量%、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%添加した混合物を、有機溶剤の常圧沸点(79〜125℃)以下で、約30分間撹拌して透明な均一溶液とし、この均一溶液を0.1〜30℃/分、好ましくは0.5〜25℃/分、より好ましくは1〜20℃/分の速度で冷却することがよい。
機械的粉砕装置としては、市販の粉砕装置をあげることができ、例えばビーズミル装置、ボールミル装置、湿式微粉砕装置(スギノマシン製アルティマイザー装置)などが例としてあげられる。
得られた結晶性ポリエステル分散液に含まれる結晶性ポリエステル分散粒子の体積平均粒径(Dv)はレーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)で評価することができ、0.05〜1.0μmが好ましく、0.05〜0.1がより好ましい。
結晶性ポリエステル分散粒子の粒径は小さければ小さいほど定着時に速やかに他の樹脂と相溶し低温定着性が良い。粒径が1.0μmを超えると低温定着性及び造粒性が悪化するため、粒径分布も悪化する。
なお、本発明のトナーの製造方法は、以下の方法に限定されない。
まず、水系造粒工程では、反応性官能基を有するポリエステルプレポリマーを含有するトナー組成物を溶剤に溶解乃至分散させた溶液(油相)を水系媒体中で乳化乃至分散させることにより乳化乃至分散液を調製する。
これにより、トナーの粒度分布をシャープにすることができる。
さらに、溶剤は、除去が容易であることから、沸点が100℃未満であることが好ましい。
このような溶剤としては、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等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
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。
このとき、溶剤の使用量は、反応性官能基を有するポリエステルプレポリマー100質量部に対して、通常、300質量部以下であり、100質量部以下が好ましく、25〜70質量部がさらに好ましい。
水と混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類(メチルセロソルブ等)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等が挙げられる。
なお、着色剤、離型剤、帯電制御剤等は、必ずしも、水系媒体中で油相を乳化乃至分散させる際に混合する必要はなく、母体粒子を形成させた後、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させた後、公知の染着方法を用いて着色剤を添加することもできる。
乳化乃至分散液の粒径を2〜20μmにするためには、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いる際に、回転数は、特に限定されないが、通常、1×103〜3×104rpmであり、5×103〜2×104rpmが好ましい。
また、分散時間は、特に限定されないが、バッチ方式の場合、通常、0.1〜5分である。
分散時の温度は、通常、0〜150℃(加圧下)であり、40〜98℃が好ましい。
分散時の温度が0℃未満であると、油相の粘度が高くなって、分散が困難になることがある。
水系媒体の使用量が50質量部未満では、トナー組成物の分散状態が悪くなることがあり、2000質量部を超えると、経済的でない。
これにより、油相を安定に乳化乃至分散させることができ、トナーの粒度分布をシャープにすることができる。
分散剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニウム塩、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性界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン性界面活性剤;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が挙げられる。
これにより、非常に少量の添加でその効果を上げることができる。
フルオロアルキル基を有する陰イオン性界面活性剤としては、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等が挙げられる。
市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(以上、旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(以上、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(以上、大日本インキ化学工業社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(以上、ネオス社製)等が挙げられる。
市販品としては、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(以上、大日本インキ化学工業社製)、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。
さらに、分散剤としては、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリスチレン微粒子、スチレン−アクリロニトリル共重合体微粒子等の樹脂微粒子も用いることができる。
市販品としては、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等が挙げられる。
高分子系保護コロイドとしては、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モノマー;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モノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、グリセリンモノアクリレート、グリセリンモノメタクリレート、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有する(メタ)アクリル系モノマー;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キシル基を有する化合物のエステル類;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及びこれらのメチロール化合物;アクリル酸塩化物、メタクリル酸塩化物等の酸塩化物類;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又はその複素環を有するモノマー等のホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。
このとき、アミン類は、油相、水系媒体及び乳化乃至分散液のいずれに添加してもよく、また、上記反応は、脱溶剤工程1で溶剤を除去しながら行ってもよい。
なお、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アミン類の反応時間は、ポリエステルプレポリマーとアミン類の反応性に応じて適宜選択されるが、通常、10分〜40時間であり、2〜24時間が好ましい。
また、反応温度は、通常、0〜150℃であり、40〜98℃が好ましい。
また、必要に応じて、公知の触媒を用いて反応させることができる。
触媒としては、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等が挙げられる。
さらに、溶剤の一部が除去された乳化乃至分散液を40〜60℃の温度で加熱する熟成工程を設け、熟成工程の後残りの溶剤を除去してもよい。
さらに、得られた母体粒子を必要に応じて、洗浄及び乾燥してもよい。
このようにして、本発明のトナーが得られる。
変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、通常、1×104以上であり、2×104〜1×107が好ましく、3×104〜1×106がさらに好ましい。
重量平均分子量が1×104未満では、耐ホットオフセット性が低下することがある。
変性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、後述する未変性のポリエステル樹脂と併用する場合は、特に限定されないが、単独で使用される場合は、通常、2×103〜1.5×104であり、2×103〜1×104が好ましく、2×103〜8×103がさらに好ましい。
数平均分子量が2×104を超えると、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が低下することがある。
これにより、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性を向上させることができる。
未変性のポリエステル樹脂としては、前述したポリオールとポリカルボン酸の重縮合物等が挙げられる。
未変性のポリエステル樹脂の重量平均分子量は、通常、1.0×103〜3.0×104であり、1.4×103〜2.0×104が好ましい。
また、未変性のポリエステル樹脂の数平均分子量は、通常、3.0×102〜1.0×104であり、4.0×102〜7.0×103が好ましい。
質量比が10/90未満では、耐ホットオフセット性が低下すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。
これにより、低温定着性及び耐ホットオフセット性を向上させることができる。
このため、変性ポリエステル樹脂と未変性のポリエステル樹脂のポリオールとポリカルボン酸は、類似の組成であることが好ましい。
これにより、酸価が1KOHmg/g以上であるため、トナーが負帯電性となりやすく、さらには、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。
しかしながら、酸価が30KOHmg/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。
未変性のポリエステル樹脂の水酸基価は、5KOHmg/g以上であることが好ましい。
一例として、ウレア変性ポリエステル樹脂を製造方法について説明する。
まず、ポリオールとポリカルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルスズオキサイド等の触媒の存在下で、150〜280℃に加熱し、必要に応じて、減圧しながら生成する水を除去して、水酸基を有するポリエステル樹脂を得る。
次に、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを40〜140℃で反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを得る。
さらに、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を0〜140℃で反応させ、ウレア変性ポリエステル樹脂を得る。
ウレア変性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、通常、1000〜10000であり、1500〜6000が好ましい。
なお、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを反応させる場合及び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アミン類を反応させる場合には、必要に応じて、溶剤を用いることもできる。
溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレン等);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);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等);エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネート基に対して不活性なものが挙げられる。
なお、未変性のポリエステル樹脂を併用する場合は、水酸基を有するポリエステル樹脂と同様に製造したものを、ウレア変性ポリエステル樹脂の反応後の溶液に混合してもよい。
ポリエステル樹脂の含有量が50質量%未満であると、低温定着性が低下することがある。
なお、ポリエステル樹脂以外の結着樹脂としては、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スチレン置換体の重合体;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−ビニルナフタレン共重合体、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−クロロ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;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、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等が挙げられる。
これにより、耐熱保存性を維持しながら、低温定着性を効果的に発揮し、耐オフセット性を付与することができる。
これにより、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電安定性等のトナー特性をより高品位にすることが可能である。
酸価が50KOHmg/gを超えると、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応の反応率が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがあり、1KOHmg/g未満では、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなり、製造安定性が低下することがある。
ガラス転移点が35℃未満では、耐熱保存性が低下することがあり、65℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
具体的には、まず、試料約10mgを入れたアルミ製試料容器をホルダユニットに載せ、電気炉中にセットする。
次に、室温から昇温速度10℃/分で150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し、室温まで試料を冷却して10分間放置し、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/分で加熱してDSC測定を行う。
ガラス転移点は、TAS−100システム中の解析システムを用いて、ガラス転移点近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
着色剤としては、公知の染料及び顔料を用いることができ、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、パラクロロ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、リトボン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
トナー中の着色剤の含有量は、通常、1〜15質量%であり、3〜10質量%が好ましい。
マスターバッチの製造に用いられる結着樹脂又はマスターバッチと共に混練される結着樹脂としては、前述の変性ポリエステル樹脂及び未変性のポリエステル樹脂以外に、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スチレン置換体の重合体;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−ビニルナフタレン共重合体、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−クロロ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;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、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等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
この際、着色剤及び結着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、フラッシング法を用いて、着色剤を含んだ水性ペーストを結着樹脂及び有機溶剤と共に混合混練して、着色剤を結着樹脂側に移行させた後に、水分と有機溶剤を除去してもよい。
フラッシング法では、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、着色剤を乾燥する必要がない。
なお、混合混練する際には、3本ロールミル等のせん断分散装置を用いることができる。
このようなワックスは、定着ローラとトナー界面の間で離型剤として効果的に作用することができるため、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しなくても高温耐オフセット性を向上させることができる。
なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、最大吸熱ピークを測定することにより求められる。
ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、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等が挙げられる。
また、これらの天然ワックス以外の離型剤としては、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等が挙げられる。
さらに、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;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(例えば、アクリル酸n−ステアリル−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も離型剤として用いることができる。
市販品としては、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、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(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩のモリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4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、4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(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料等が挙げられ、その他に、スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩基等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
帯電制御剤の含有量が10質量%を超えると、トナーの帯電性が大き過ぎるために、主帯電制御剤の効果が減退し、現像ローラとの静電的吸引力が増大することがある。
その結果、現像剤の流動性が低下したり、画像濃度が低下したりする。
また、母体粒子と帯電制御剤を含有する粒子を容器中で回転体を用いて混合することにより、母体粒子の表面に帯電制御剤を付着固定化させてもよい。
このとき、容器内壁より突出した固定部材が存在しない容器中で、回転体の周速が40〜150m/秒で混合することが好ましい。
外添剤としては、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、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の無機微粒子を用いることができる。
無機微粒子は、一次粒子径が5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmが特に好ましい。
なお、トナー中の無機微粒子の含有量は、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%が特に好ましい。
これにより、所望の帯電レベルを得るために現像機内でトナーを攪拌混合しても、トナーからの流動性付与剤の脱離を抑制することができ、良好な画像品質が得られる。
さらに、転写残トナーを低減することができる。
このとき、トナー中の疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の含有量は、0.3〜1.5質量%であることが好ましい。
これにより、優れた帯電立ち上がり特性が得られ、繰り返し画像を形成しても、安定した画像品質が得られる。
これにより、高解像度及び高画質の画像が得られる。
さらに、二成分現像剤においては、長期に亘るトナーの収支が行われても、現像剤中のトナーの粒子径の変動を少なくすると共に、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を確保することができる。
この比が1.25を超えると、個々のトナーの粒径のバラツキにより、現像の際等にトナーの挙動にバラツキが発生することがある。
その結果、微小ドットの再現性が低下することになり、高品位な画像が得られなくなる。
一般的に、トナーの粒子径が小さい程、高解像度で高画質の画像を得るのに有利であるが、逆に、転写性やクリーニング性に対しては不利に作用する。
また、体積平均粒径が3μm未満であると、二成分現像剤では、現像装置における長期の攪拌において、キャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがある。
また、一成分現像剤として用いた場合には、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部材へのトナーの融着が発生することがある。
また、これらの現象は、トナー中の微粉の含有量が大きく関係する。
このため、トナー中の粒径が2μm以下の成分は、1〜10個数%であることが好ましい。
粒径が2μm以下の成分が10個数%を超えると、キャリアへの付着が生じたり、高いレベルで帯電安定性を図る場合に支障が生じたりすることがある。
また、トナーの体積平均粒径が8μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−II及びコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
本発明においては、コールターカウンターTA−II型測定装置に、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)を介して、PC−9801パーソナルコンピューター(NEC社製)を接続して、粒度分布の測定を行う。
具体的には、まず、電解液100〜150ml中に、分散剤として、界面活性剤(好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加える。
なお、電解液とは、1級塩化ナトリウムを用いて、約1質量%の水溶液を調製したものであり、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。
次に、試料を2〜20mg加えて懸濁させた後に、超音波分散機で1〜3分間分散させる。
100μmアパーチャーを用いて、得られた分散液からトナーの体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出する。
なお、チャンネルは、2.00μm以上2.52μm未満、2.52μm以上3.17μm未満、3.17μm以上4.00μm未満、4.00μm以上5.04μm未満、5.04μm以上6.35μm未満、6.35μm以上8.00μm未満、8.00μm以上10.08μm未満、10.08μm以上12.70μm未満、12.70μm以上16.00μm未満、16.00μm以上20.20μm未満、20.20μm以上25.40μm未満、25.40μm以上32.00μm未満及び32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径が2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とする。
この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。平均円形度が0.90〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。また、トナーに角がないため、現像装置内での現像剤の撹拌トルクが小さく、撹拌の駆動が安定するために以上画像が発生しない。ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けを生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
具体的な測定方法としては、例えば、容器中の、予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
酸価が30KOHmg/gを超えると、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがある。
また、酸価が1KOHmg/g未満では、製造時の塩基による分散安定性を向上させる効果が得られなくなったり、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなったりして、製造安定性が低下することがある。
これにより、低温定着性、耐熱保存性及び高耐久性を得ることができる。
ガラス転移点が40℃未満では、現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生することがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
このとき、トナーの含有量は、キャリアに対して、1〜10質量%であることが好ましい。
キャリアとしては、粒子径が20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉等を用いることができる。
キャリアは、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ系樹脂;エポキシ樹脂;アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニル系樹脂;ポリビニリデン系樹脂;ポリスチレン、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンとアクリル単量体の共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂等の被覆樹脂で被覆されていてもよい。
また、被覆樹脂は、必要に応じて、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の導電粉等を含有していてもよい。
導電粉は、平均粒子径が1μm以下であることが好ましい。
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。
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、本発明の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てなり、更に必要に応じて適宜選択した、帯電手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段等のその他の手段を有してなる。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記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トナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、現像剤担持体表面に担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材を有していてもよい。
本発明の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、後述する本発明の画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
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、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、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更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、制御工程等を含む。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
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。
前記静電潜像の形成は、例えば前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、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により行うことができる。
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器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
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、など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、本発明の前記トナー乃至前記現像剤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、前記静電潜像を本発明の前記トナー乃至前記現像剤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、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤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に挙げられ、本発明の前記トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
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。
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、前記静電潜像担持体(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。前記転写手段は、1つであってもよいし、2以上であってもよい。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、などが挙げられる。
なお、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、OHP用のPETベース等も用いることができる。
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。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段は、前記各工程を制御する工程であり、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。
図2に示す画像形成装置100は、前記静電潜像担持体としての感光体ドラム10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、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。さらに、感光体ドラム10の周囲には、前記現像手段として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
この具体例はタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置であるが、本発明の画像形成装置は本具体例に限ったものではない。
図3に示す画像形成装置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、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。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。
なお、二次転写装置22及び定着装置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シート反転装置28が配置されている。
、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、除電装置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(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。
(有機樹脂微粒子分散液の調製)
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683質量部、メタクリル酸エチレンオキサキド付加物硫酸エステルのNa塩(「エレミノールRS−30」;三洋化成工業製)20質量部、スチレン78質量部、メタクリル酸78質量部、アクリル酸ブチル120質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し白色の乳濁液を得た。
該乳濁液を加熱し、系内温度75℃まで昇温して5時間反応させた。
次いで、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を添加し75℃で5時間熟成しビニル樹脂粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのNa塩の共重合体)の水性分散液(微粒子分散液)を調製した。
得られた有機樹脂微粒子分散液に含まれる有機樹脂微粒子の体積平均粒径(Dv)を粒度分布測定装置(「nanotrac UPA−150EX」;日機装株式会社製)で測定したところ55nmであった。
冷却管、攪拌機、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エチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部、及びジブチルチンオキサイド2部を仕込み、常圧下、230℃にて8時間反応した。
次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し[低分子ポリエステル]を得た。
得られた[低分子ポリエステル]のTgは43℃、重量平均分子量(Mw)は6700、数平均分子量は2500、酸価は25mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に1,4−ペンタンジオール55部、テレフタル酸83部及びジブチルチンオキサイド0.2部を入れ常圧下、200℃で3時間反応,次いで、10〜15mmHgの減圧で2時間反応し[エステル化合物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、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸40部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応,次いで、10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[前駆体ポリエステル]を得た。
得られた[前駆体ポリエステル]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tgは55℃、酸価は0.5mgKOH/g、水酸基価は51mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記[前駆体ポリエステル]950部、[エステル化合物1]53部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応,次いで、10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。
[中間体ポリエステル1]は数平均分子量2700、重量平均分子量10500、Tgは56℃、酸価は0.5mgKOH/g、水酸基価は50mgKOH/gであった。
次に[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート163部、酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
得られた[プレポリマー1]の数平均分子量は2700、NCO%は2.82、実官能基数は1.81、計算官能基数は2.4であった。
プレポリマー合成1における無水トリメリット酸の部数を48部、イソホロンジイソシアネートの部数を196部にする。それ以外はプレポリマーの合成1と同様にし[プレポリマー2]を得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は2620、NCO%は3.53、実官能基数は2.2であった。
(プレポリマーの合成3)
プレポリマー合成1における無水トリメリット酸の部数を61部、イソホロンジイソシアネートの部数を250部にする。それ以外はプレポリマーの合成1と同様にし[プレポリマー3]を得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は2650、NCO%は4.41、実官能基数は2.78であった。
プレポリマー合成1における無水トリメリット酸の部数を38部、イソホロンジイソシアネートの部数を160部にする。それ以外はプレポリマーの合成1と同様にし[プレポリマー4]を得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は2710、NCO%は2.78、実官能基数は1.78であった。
(プレポリマーの合成5)
プレポリマー合成1における無水トリメリット酸の部数を63部、イソホロンジイソシアネートの部数を253部にする。それ以外はプレポリマーの合成1と同様にし[プレポリマー5]を得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は2690、NCO%は4.40、実官能基数は2.82であった。
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685部、テレフタル酸665部、無水トリメリット酸465部、及びチタンテトラブトキシド2部を入れ、常圧下、230℃にて8時間反応し、次いで、10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、[中間体ポリエステル6]を得た。
得られた[中間体ポリエステル6]は、数平均分子量6,600、ガラス転移温度(Tg)36℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価20.0mgKOH/g、計算官能基数は2.35であった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記[中間体ポリエステル1]250部、イソホロンジイソシアネート18部、酢酸エチル250部を入れ、100℃にて5時間反応し、[プレポリマー6]を得た。
得られた[プレポリマー6]の数平均分子量は6630、NCO%は0.57、実官能基数は、0.90であった。
(プレポリマーの合成7)
プレポリマー合成6における無水トリメリット酸の部数を512部、イソホロンジイソシアネートの部数を20部にする。それ以外はプレポリマーの合成6と同様にし[プレポリマー7]を得た。得られたプレポリマーの数平均分子量は6680、NCO%は0.62、実官能基数は0.98であった。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,4−ブタンジオール:42部、フマル酸:51部、無水トリメリット酸:6部、ハイドロキノン:1部を入れ、160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させ、さらに8.3kPaにて1時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂を得た。
DSCの吸熱ピーク温度123℃、Mn710、Mw2100であった。
水:990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Naの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製):37部、酢酸エチル:90部を混合撹拌し乳白色の液体を得た。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:319部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:449部、テレフタル酸:243部、アジピン酸:53部及びジブチルチンオキサイド:2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸:7部を入れ180℃、常圧で2時間反応し、[MB用ポリエステル]を得た。
[MB用ポリエステル]は、数平均分子量1900、重量平均分子量6100,Tg43℃、酸価1.1mgKOH/gであった。
水:30部、C.I.Pigment Red 122(Magenta R:東洋インキ製):40部、[MB用ポリエステル]:60部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。
混合物を2本ロールを用いて130℃で45分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ]を得た。
酢酸エチル:70部、低分子量ポリエステル:25部、ワックスとしてパラフィンワックス(融点68℃):5部、更に60%体積比の1mmのジルコニアを入れ、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)で24時間攪拌しワックス分散液を得た。
得られたワックス分散液に含まれるワックス分散粒子の体積平均粒径(Dv)をレーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)の測定結果は0.18μmであった。
酢酸エチル:80部、上記結晶性ポリエステル:25部を入れ70℃まで昇温溶解させた後、攪拌しながら5℃/分で冷却し晶析液を作り、更に60%体積比の1mmのジルコニアを入れ、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)で24時間攪拌し結晶性ポリエステル分散液を得た。
得られた結晶性ポリエステル分散液に含まれる結晶性ポリエステル分散粒子の体積平均粒径(Dv)をレーザー光散乱法を用いた粒度分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)の測定結果は0.12μmであった。
撹拌棒をセットした容器に低分子ポリエステル:33部、ワックス分散液:50部、結晶性ポリエステル分散液:17部、マスターバッチ:15部を仕込み24時間撹拌後[乳化用油相]を得た。
[乳化用油相]:664部、[プレポリマー1]:51部、イソホロンジアミン:3.52部、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]:1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8000rpmで1分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機およ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時間脱溶剤を行い、[乳化スラリー1]を得た。
[乳化スラリー1]:100部を減圧濾過した後、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12000rpmで10分間)した後濾過した。
この濾過ケーキに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12000rpmで30分間)後、減圧濾過した。
この濾過ケーキに10%塩酸:100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpmで10分間)後濾過した。
こ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12000rpmで10分間)後濾過する操作を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40℃で48時間乾燥し、目開き75μmメシュで篩った後、得られたトナー母粒子:100部に疎水性シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、比表面積:200m2/g):0.5部と、疎水化ルチル型酸化チタン(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.02μm):0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー1を得た。
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー2]に変える以外は実施例1と同様にしてトナー2を得た。
[実施例3]
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー3]に変えた以外は実施例1と同様にしてトナー3を得た。
乳化時の[プレポリマー1]の部数を27部に変える以外は実施例1と同様にしてトナー4を得た。
[実施例5]
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー3]に変え部数を102部にする以外は実施例1と同様にしてトナー5を得た。
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー4]に変え部数を27部にする以外は実施例1と同様にしてトナー6を得た。
[比較例2]
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー5]に変え部数を102部にする以外は実施例1と同様にしてトナー7を得た。
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー6]に変え部数を51部にする以外は実施例1と同様にしてトナー8を得た。
[比較例4]
乳化時の[プレポリマー1]を[プレポリマー7]に変え部数を51部にする以外は実施例1と同様にしてトナー9を得た。
また、実施例1〜5と比較例1〜4で得られたトナーについて定着下限温度、定着ローラーからの離型性を評価した。結果を表2に示す。
定着下限温度評価には、imagioMP7500という機種の定着部を改造した装置を用いて、トナーの付着量が一定(0.4mg/cm2)になるように用紙(株式会社リコー製のタイプ6200紙)上に付着させ、定着温度を変えて通紙し、評価を行った。
定着下限温度は、スミア法(8.8N/φ15mmの重りに付着した布を転写紙の上に載せ、5往復擦ったときの布上の濃度による)で評価し、布上の濃度0.4以下の基準により決定した。すなわち、定着下限温度以下では、0.4より大きく、定着下限温度以上では、0.4以下である。
剥離力は、図5に示すように、定着ニップ直後、剥離力を測定するための測定装置として定着ローラ側に測定用の分離爪を設置し、定着ニップ部を通過した用紙の定着ローラに巻きつく力を測定した。搬送されてくる紙の巻きつく力によって分離爪に押し付ける力が働くのでその力を分離爪他端に設けたロードセルにより測定し、剥離力(gf)とした。
剥離力はある定着温度で最大値をとるため、定着温度を変化させていき最大値をとった定着温度での剥離力を分離抵抗力とし離型性の評価値とした。
官能基数が大きくプレポリマーの部数が多いほど離型性が改善されるが定着下限温度が悪化する。比較例1〜4の結果を鑑みるに、実官能基数が1.80〜2.80、プレポリマーと他の樹脂との比率が10/90〜30/70のときのみ離型性と定着下限が両立する。
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:中間転写体クリーニング装置
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
30:露光装置
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
42K:現像剤収納部
42Y:現像剤収納部
42M:現像剤収納部
42C:現像剤収納部
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:ブラック用現像器
45Y:イエロー用現像器
45M:マゼンタ用現像器
45C:シアン用現像器
49:レジストローラ
50:中間転写体
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:コロナ帯電器
60:クリーニング装置
61:現像装置
62:転写帯電器
63:クリーニング装置
64:除電装置
70:除電ランプ
80:転写ローラ
90:クリーニング装置
95:記録媒体
100:画像形成装置
101:静電潜像担持体
102:帯電装置
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
160:帯電装置
200:給紙テーブル
210:画像定着装置
300:スキャナ
400:原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (13)
- 少なくとも活性水素基との反応性官能基を有するポリエステルプレポリマー(i)を含有する組成物を溶剤に溶解または分散させた溶液を水系媒体中で乳化または分散させた乳化分散液からプレポリマー中の反応性官能基を反応させた後、もしくは反応させながら溶剤を除去し、洗浄、乾燥することにより製造される静電荷現像用トナーにおいて、前記反応性官能基がイソシアネート基であり、前記プレポリマーにおける分子鎖一本あたりに含まれる反応性官能基数が1.80〜2.80であることを特徴とする静電荷現像用トナー。
ただし、前記反応性官能基数は以下の式によって算出される実官能基数のことを指す。
実官能基数=
(プレポリマーの数平均分子量×イソシアネート質量%)/(100×42) - 前記組成物が、前記反応性官能基を有するポリエステルプレポリマー(i)と共に、反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)を含有し、(i)と(ii)の質量比が10/90〜30/70であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)の重量平均分子量が1.4×103〜2.0×104であることを特徴とする請求項2に記載の静電荷現像用トナー。
- 前記反応性官能基を有さないポリエステル樹脂(ii)が結晶性ポリエステル樹脂を含有し、静電荷現像用トナーに結晶性ポリエステル樹脂が1〜30質量%含まれていることを特徴とする請求項2又は3記載の静電荷現像用トナー。
- 前記静電荷現像用トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記静電荷現像用トナーの体積平均粒径/個数平均粒径が1.25以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記静電荷現像用トナーの平均円形度が1.00〜0.90であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記静電荷現像用トナーの酸価が1〜30mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナー。
- 前記静電荷現像用トナーのガラス転移点が40℃以上70℃以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナー。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の静電荷現像用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、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像を請求項1〜9のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより現像して可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 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、前記静電潜像を請求項1〜9のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより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した転写像を定着させる定着手段とを、少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
- 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、前記静電潜像を請求項1〜9のいずれか一項に記載の静電荷現像用トナーにより現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写した転写像を定着させる定着工程とを、少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
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