JP2012103535A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012103535A JP2012103535A JP2010252675A JP2010252675A JP2012103535A JP 2012103535 A JP2012103535 A JP 2012103535A JP 2010252675 A JP2010252675 A JP 2010252675A JP 2010252675 A JP2010252675 A JP 2010252675A JP 2012103535 A JP2012103535 A JP 2012103535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- acid
- electrostatic
- dispersion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】熱伝導率が高く、低温定着性及び及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供すること。
【解決手段】熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有することが好ましく、前記低融点金属が、金、銀、銅又は白金を少なくとも含む金属であることが好ましく、前記熱伝導性フィラーが、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素からなる群から選択された少なくとも1種類であることが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有することが好ましく、前記低融点金属が、金、銀、銅又は白金を少なくとも含む金属であることが好ましく、前記熱伝導性フィラーが、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素からなる群から選択された少なくとも1種類であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明は、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置に関する。
に関する。
に関する。
電子写真法など静電潜像(静電荷像)を経て画像情報を可視化する方法は、現在さまざまな分野で利用されている。従来、電子写真法においては、感光体や静電記録体上に種々の手段を用いて静電荷像を形成し、この静電荷像にトナーと呼ばれる粒子を付着させて静電荷像を現像してトナー像(現像像)とし、このトナー像を被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て可視化する方法が一般的に使用されている。
近年、省エネルギー性能に対する要求が高まっており、トナーの定着時の消費電力を低減すべく、低温定着性を向上する技術の検討が進められている。
例えば、特許文献1には、低温定着性に優れたトナーを提供することを目的として、少なくとも二種の樹脂からなる不均一系のミクロ相分離構造であって、各樹脂成分がそれぞれ連続相を形成し、互いに三次元に絡み合った相互貫入網目状であることを特徴とするトナー用樹脂組成物が開示されている。
例えば、特許文献1には、低温定着性に優れたトナーを提供することを目的として、少なくとも二種の樹脂からなる不均一系のミクロ相分離構造であって、各樹脂成分がそれぞれ連続相を形成し、互いに三次元に絡み合った相互貫入網目状であることを特徴とするトナー用樹脂組成物が開示されている。
本発明は、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明者らは、以下の手段<1>、<8>、<9>、<10>、<11>及び<12>により、上記課題が解決されることを見出した。以下に好ましい実施形態である<2>〜<7>と共に列記する。
<1>熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2>結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有する、上記<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3>前記低融点金属が、金、銀、銅、白金又はパラジウムのいずれかを含む金属である、上記<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4>前記熱伝導性フィラーの熱伝導率が20〜3,000W/(m・K)であるである、上記<2>又は<3>に記載の静電荷像現像用トナー、
<5>前記熱伝導性フィラーが、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1種類である、上記<2>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6>前記無機金属窒化物が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び窒化チタンよりなる群から選ばれ、前記無機金属炭化物が、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び炭化ジルコニウムよりなる群から選ばれ、また、前記無機金属酸化物が、酸化ベリリウム又はアルミナ、酸化マグネシウムであり、前記炭素が、カーボンナノチューブ又はダイヤモンドである、上記<5>に記載の静電荷像現像用トナー、
<7>前記熱伝導性フィラーと前記低融点金属が連続相を形成し、3次元網目状に配置されている、上記<2>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<8>上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含むことを特徴とする静電荷像現像剤、
<9>少なくとも上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容していることを特徴とするトナーカートリッジ、
<10>現像剤保持体を備え、上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を収容していることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<11>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程を含み、前記現像工程において上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法、
<12>像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記現像剤として上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成装置。
<1>熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2>結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有する、上記<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3>前記低融点金属が、金、銀、銅、白金又はパラジウムのいずれかを含む金属である、上記<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4>前記熱伝導性フィラーの熱伝導率が20〜3,000W/(m・K)であるである、上記<2>又は<3>に記載の静電荷像現像用トナー、
<5>前記熱伝導性フィラーが、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1種類である、上記<2>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6>前記無機金属窒化物が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び窒化チタンよりなる群から選ばれ、前記無機金属炭化物が、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び炭化ジルコニウムよりなる群から選ばれ、また、前記無機金属酸化物が、酸化ベリリウム又はアルミナ、酸化マグネシウムであり、前記炭素が、カーボンナノチューブ又はダイヤモンドである、上記<5>に記載の静電荷像現像用トナー、
<7>前記熱伝導性フィラーと前記低融点金属が連続相を形成し、3次元網目状に配置されている、上記<2>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<8>上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含むことを特徴とする静電荷像現像剤、
<9>少なくとも上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを収容していることを特徴とするトナーカートリッジ、
<10>現像剤保持体を備え、上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を収容していることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<11>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程を含み、前記現像工程において上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法、
<12>像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記現像剤として上記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、又は、上記<8>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成装置。
上記<1>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<2>に記載の手段により、結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を含有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>に記載の手段により、低融点金属が、金、銀、銅、白金又はパラジウムのいずれかを含む金属でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<4>に記載の手段により、熱伝導性フィラーの熱伝導率が20W/(m・K)未満の場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>に記載の手段により、熱伝導性フィラーが無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1種類でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>に記載の手段により、限定列挙された材料でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>に記載の手段により、熱伝導性フィラーと低融点金属が連続相を形成せず、3次元網目状に配置されていない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性、及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<8>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<9>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを収容しているトナーカートリッジを提供することができる。
上記<10>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナー又は静電荷像現像剤を収容しているプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<11>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された画像形成方法を提供することができる。
上記<12>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された画像形成装置を提供することができる。
なお排出後のペーパーブロッキングとは、画像形成装置より連続して排出されると、定着時の熱が放出される前に次の用紙が排出されるため、例えば100枚の連続画像出力を行うと用紙内部の熱が逃げないまま長時間滞留するために画像が重なっている用紙の裏面に付着する現象をいう。
上記<2>に記載の手段により、結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を含有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>に記載の手段により、低融点金属が、金、銀、銅、白金又はパラジウムのいずれかを含む金属でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び用紙排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<4>に記載の手段により、熱伝導性フィラーの熱伝導率が20W/(m・K)未満の場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>に記載の手段により、熱伝導性フィラーが無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1種類でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>に記載の手段により、限定列挙された材料でない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>に記載の手段により、熱伝導性フィラーと低融点金属が連続相を形成せず、3次元網目状に配置されていない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性、及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<8>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<9>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナーを収容しているトナーカートリッジを提供することができる。
上記<10>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、熱伝導率が高く、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された静電荷像現像用トナー又は静電荷像現像剤を収容しているプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<11>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された画像形成方法を提供することができる。
上記<12>に記載の手段により、本構成を有しない場合に比べて、低温定着性及び排出後のペーパーブロッキングが抑制された画像形成装置を提供することができる。
なお排出後のペーパーブロッキングとは、画像形成装置より連続して排出されると、定着時の熱が放出される前に次の用紙が排出されるため、例えば100枚の連続画像出力を行うと用紙内部の熱が逃げないまま長時間滞留するために画像が重なっている用紙の裏面に付着する現象をいう。
(静電荷像現像用トナー)
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とし、好ましくは、結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有するものである。なお、本実施形態において、熱伝導率の値は、25℃における値を示す。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とし、好ましくは、結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有するものである。なお、本実施形態において、熱伝導率の値は、25℃における値を示す。
トナーの熱伝導率を向上する方法としては、熱伝導性の高いフィラー(熱伝導性フィラー)をトナー中に含有させることが考えられる。しかしながら、単に熱伝導性フィラーを含有させただけでは、トナー中の熱伝導性フィラー同士の接触は点接触に近いものと考えられるため、十分にトナーの熱伝導率を向上することは困難である。単にフィラーをトナー中に混ぜるという方法では、粉体状のフィラーであれ、溶融状態のフィラーであれ、一定量以上のフィラーを混ぜた時点で熱伝導率の向上に限界がある。アスペクト比が高いフィラーはフィラー間の接触が少なくても熱伝導経路が形成されやすいため熱伝導用フィラーとして好適と考えられるが、充分な熱伝導率は得られていない。
これに対し、本実施形態の静電荷像現像用トナーは、好ましくは熱伝導性フィラーと共に低融点金属を含有している。かかる本実施形態の静電荷像現像用トナーにおいては、低融点金属が熱伝導性フィラーを繋ぐ媒介材料となり、熱伝導性フィラーと低融点金属が連続相を形成し、これらが3次元網目状に配置されてなる熱伝達経路が形成される。こうして、本実施形態の静電荷像現像用トナーは、単に熱伝導性フィラーを含有する場合等のように熱伝導性材料が島状に分布する場合と比較して、高い熱伝導率を有する。
なお、トナー中に低融点金属を含まずに熱伝導性フィラーを含む場合には、トナー中において熱伝導性フィラーは島状に分布し又は熱伝導性フィラー間の接触が点接触となるため、トナーの熱伝導率の向上は困難なものとなる。また、単に熱伝導性フィラーを多量に含ませたのでは、熱伝導性フィラーの塊が形成されやすくなり、熱伝導性フィラーの連続体が形成されにくくなるため、熱伝導率を向上することは困難である。
他方、トナー中に熱伝導性フィラーを含まずに低融点金属を含む場合、低融点金属が柔らかく切断されやすいため、低融点金属単独で3次元網目状の構造をとることは困難である。したがって、この場合も、トナーの熱伝導率の向上は困難なものとなる。また、単に低融点金属を多量に含ませたのでは、低融点金属が導電性を有しているため、トナーの帯電性が劣化する。
他方、トナー中に熱伝導性フィラーを含まずに低融点金属を含む場合、低融点金属が柔らかく切断されやすいため、低融点金属単独で3次元網目状の構造をとることは困難である。したがって、この場合も、トナーの熱伝導率の向上は困難なものとなる。また、単に低融点金属を多量に含ませたのでは、低融点金属が導電性を有しているため、トナーの帯電性が劣化する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、上述のように、好ましくは熱伝導性フィラーと共に低融点金属を含有し、高い熱伝導率を有することにより、TMA(トナー画像の単位面積当たりのトナーの重量)によらずほぼ同一の温度で定着することが可能であり、また、低温定着性に優れている。さらに、高い熱伝導率を有することで、画像を形成した用紙等の被記録媒体を排出した後のペーパーブロッキングが抑制される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーの熱伝導率は、1〜50W/(m・K)であり、5〜45W/(m・K)であることが好ましく、10〜40W/(m・K)であることがさらに好ましい。1W/(m・K)未満であると、十分な熱伝導性が得られず、上記効果が得られない。また、50W/(m・K)を超えると、帯電性が低下する。
なお、本実施形態において、数値範囲を表す「A〜B」(但し、A<B)の記載は、特に断りのない限り「A以上B以下」を表し、「X〜Y」(但し、X>Y)の記載は、特に断りのない限り「X以下Y以上」を表す。
なお、本実施形態において、数値範囲を表す「A〜B」(但し、A<B)の記載は、特に断りのない限り「A以上B以下」を表し、「X〜Y」(但し、X>Y)の記載は、特に断りのない限り「X以下Y以上」を表す。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、ヒートロール定着等の接触方式で定着を行う画像形成方法、及びフラッシュ定着等の非接触方式で定着を行う画像形成方法のいずれにも用いることができる。
以下、本実施形態の静電荷像現像用トナーの構成材料等について詳述する。
<結着樹脂>
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂を含有することが好ましい。
本実施形態の静電荷現像用トナーでは、低温定着性の観点から、結着樹脂として非晶性ポリエステルを用いてもよく、一方、結晶性樹脂、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との組み合わせを用いてもよい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂を含有することが好ましい。
本実施形態の静電荷現像用トナーでは、低温定着性の観点から、結着樹脂として非晶性ポリエステルを用いてもよく、一方、結晶性樹脂、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂との組み合わせを用いてもよい。
−非晶性ポリエステル−
本実施形態の静電荷像現像用トナーに用いる非晶性ポリエステルとしては、公知の非晶性ポリエステルが利用できる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーに用いる非晶性ポリエステルとしては、公知の非晶性ポリエステルが利用できる。
非晶性ポリエステルのガラス転移温度(Tg)の範囲は、好ましくは50℃以上80℃以下であり、より好ましくは55℃以上65℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が前記の範囲内であると、トナーの保存性及び低温定着性の点で優れる。
また、非晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は8,000以上30,000以下の範囲であることが好ましいが、低温定着性と機械強度の観点から、重量平均分子量(Mw)は8,000以上16,000以下の範囲であることがより好ましい。そして、低温定着性、混合性の観点から、第三成分を共重合してもよい。
非晶性ポリエステルの製造方法は、酸(ジカルボン酸)成分と、アルコール(ジオール)成分とから合成され、後述する製造方法により、特に制限はなく、一般的なポリエステル重合方法で製造することができる。
非晶性ポリエステルの合成に用いる酸(ジカルボン酸)成分としては、後述する種々のジカルボン酸を同様に用いることができる。
上記酸(ジカルボン酸)成分としては、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、特に直鎖型のジカルボン酸が好ましい。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,10−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記酸(ジカルボン酸)成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸成分のほか、二重結合を持つジカルボン酸成分、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分等の構成成分が含まれていてもよい。なお、前記二重結合を持つジカルボン酸成分には、二重結合を持つジカルボン酸に由来する構成成分のほか、二重結合を持つジカルボン酸の低級アルキルエステル又は酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。また、前記スルホン酸基を持つジカルボン酸成分には、スルホン酸基を持つジカルボン酸に由来する構成成分のほか、スルホン酸基を持つジカルボン酸の低級アルキルエステル又は酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。
前記二重結合を持つジカルボン酸は、その二重結合を利用して樹脂全体を架橋させ得る点で、定着時のホットオフセットを防ぐために好適に用いることができる。このようなジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、フマル酸、マレイン酸等が好ましい。
前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の着色剤の分散を良好にできる点で有効である。また、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、微粒子を作製する際にスルホン酸基があれば、後述するように、界面活性剤を使用しないで乳化或いは懸濁が可能である。このようなスルホン酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、2−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるがこれらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でもコストの点で、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩等が好ましい。
前記アルコール(ジオール)成分としても、非晶性ポリエステル樹脂の合成に用いる種々のジオールを用いることができる。
前記アルコール(ジオール)成分としては脂肪族ジオールが好ましく、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が挙げられるが、この限りではない。
一方、必要に応じて含まれるその他の成分としては、二重結合を持つジオール成分、スルホン酸基を持つジオール成分等の構成成分が挙げられる。
前記二重結合を持つジオールとしては、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジオール、4−ブテン−1,8−ジオール等が挙げられる。一方、前記スルホン酸基を持つジオールとしては、1,4−ジヒドロキシ−2−スルホン酸ベンゼンナトリウム塩、1,3−ジヒドロキシメチル−5−スルホン酸ベンゼンナトリウム塩、2−スルホ−1,4−ブタンジオールナトリウム塩等が挙げられる。
これらの直鎖型脂肪族ジオール成分以外のアルコール(ジオール)成分を加える場合、(二重結合を持つジオール成分、及び/又は、スルホン酸基を持つジオール成分)の、アルコール(ジオール)成分における含有量としては、1〜20構成モル%が好ましく、2〜10構成モル%がより好ましい。前記含有量が、1構成モル%以上であると、顔料分散性が良好であり、また、乳化粒子径が小さく、凝集によってトナー径の調整が困難となることが抑制される。一方、20構成モル%以下であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、融点範囲が良好なため、トナーの保存性に優れ、また、乳化粒子径が小さすぎて水に溶解し、ラテックスが生じないという問題が発生しないので好ましい。
なお、本実施形態において「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における各構成成分(カルボン酸成分、アルコール成分)を1単位(モル)したときの百分率を指す。
なお、本実施形態において「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における各構成成分(カルボン酸成分、アルコール成分)を1単位(モル)したときの百分率を指す。
さらに、上記脂肪族ジオールに加えて、ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物や水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSプロピレンオキサイド付加物等を用いることができるが、トナー製造性・耐熱性・透明性の観点から、ビスフェノールS、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノールS誘導体を用いることが特に好ましい。また、酸(ジカルボン酸)成分、アルコール成分とも複数の成分を含んでもよく、特に、ビスフェノールSは耐熱性を高める効果をもつ。
前記非晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては特に制限はなくカルボン酸成分とアルコール成分を反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、通常1/1程度である。
前記非晶性ポリエステルの製造は、重合温度180〜230℃の間で行うことが好ましく、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合はあらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定のカルボン酸成分又はアルコール成分とを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
前記非晶性ポリエステルの製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。
例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、オチル酸ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
また、非晶性ポリエステルの融点、分子量等の調整の目的で上記の重合性単量体以外に、より短鎖のアルキル基、アルケニル基、芳香環等を有する化合物を使用することもできる。
具体例としては、ジカルボン酸の場合、コハク酸、マロン酸、シュウ酸等のアルキルジカルボン酸類、及びフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ホモフタル酸、4,4’−ジ安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、ジピコリン酸、ジニコチン酸、キノリン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸等の含窒素芳香族ジカルボン酸類が挙げられ、ジオール類の場合、コハク酸、マロン酸、アセトンジカルボン酸、ジグリコール酸等の短鎖アルキルのジオール類が挙げられる。これらの重合性単量体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、非晶性ポリエステル末端の極性基を封鎖し、トナー帯電特性の環境安定性を改善する目的において単官能単量体が結晶性ポリエステルに導入される場合がある。
単官能単量体としては、安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、スルホ安息香酸モノアンモニウム塩、スルホ安息香酸モノナトリウム塩、シクロヘキシルアミノカルボニル安息香酸、n−ドデシルアミノカルボニル安息香酸、ターシャリーブチル安息香酸、ナフトエ酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、サリチル酸、チオサリチル酸、フェニル酢酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、オクタンカルボン酸、ラウリル酸、ステアリル酸、及びこれらの低級アルキルエステル等のモノカルボン酸類;又は脂肪族アルコール、芳香族アルコール、脂環族アルコール等のモノアルコール;を用いることができる。
−結晶性樹脂−
結晶性樹脂は、融点を有するため特定温度における粘度の低下が大きく、定着時にトナーが加熱された際に、結晶性樹脂分子が熱的に活動を開始してから定着可能領域までの温度差を小さくすることができるため、結晶性樹脂を含有すると、さらに優れた低温定着性を付与することができる。トナーの結晶性樹脂の好ましい含有量は1〜10重量%であり、さらに好ましくは2〜8重量%の範囲である。
結晶性樹脂は、融点を有するため特定温度における粘度の低下が大きく、定着時にトナーが加熱された際に、結晶性樹脂分子が熱的に活動を開始してから定着可能領域までの温度差を小さくすることができるため、結晶性樹脂を含有すると、さらに優れた低温定着性を付与することができる。トナーの結晶性樹脂の好ましい含有量は1〜10重量%であり、さらに好ましくは2〜8重量%の範囲である。
本発明で用いる結晶性樹脂は、低温定着性とトナーの保存安定性を確保するために、45〜110℃の範囲に融点を有するものが適当である。融点が45℃以上であると、トナーの保存性に優れ、110℃以下であると、低温定着性の効果に優れる。結晶性樹脂のより好ましい融点の範囲は50〜100℃であり、さらに好ましい範囲は55〜90℃である。なお、前記樹脂の融点は、JISK−7121:87に示す方法で求める。
また、結晶性樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上であることが好ましく、4,000以上であることがより好ましい。数平均分子量(Mn)が2,000以上であると、定着時にトナーが紙等の記録媒体の表面へしみ込んで定着ムラを生じることがなく、また、定着画像の折り曲げ耐性に対する強度に優れるので好ましい。
本実施形態に用いる結晶性樹脂としては、重量平均分子量が5,000を超え、且つ、結晶性を持つ樹脂が好ましく、具体的には、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂が挙げられるが、定着時の紙への接着性や帯電性、及び好ましい範囲での融点調整の観点から結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。また、適度な融点をもつ脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
前記結晶性ビニル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸ベヘニル等の長鎖アルキル、アルケニルの(メタ)アクリル酸エステルを用いたビニル系樹脂が挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」なる記述は、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含むことを意味するものである。
一方、前記結晶性ポリエステル樹脂は、カルボン酸(ジカルボン酸)成分と、アルコール(ジオール)成分とから合成されるものである。以下、カルボン酸成分、及びアルコール成分について、さらに詳しく説明する。なお、本発明では、結晶性ポリエステル樹脂の主鎖に対して、他成分を50重量%以下の割合で共重合した共重合体も結晶性ポリエステル樹脂とする。
−カルボン酸成分−
カルボン酸成分は、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、特に直鎖型のカルボン酸が好ましい。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸など、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられるが、これらに限定されない。
カルボン酸成分は、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、特に直鎖型のカルボン酸が好ましい。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸など、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられるが、これらに限定されない。
前記カルボン酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸成分のほか、二重結合を持つジカルボン酸成分、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分等の構成成分が含まれていることが好ましい。なお、前記二重結合を持つジカルボン酸成分には、二重結合を持つジカルボン酸に由来する構成成分のほか、二重結合を持つジカルボン酸の低級アルキルエステル又は酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。また、前記スルホン酸基を持つジカルボン酸成分には、スルホン酸基を持つジカルボン酸に由来する構成成分のほか、スルホン酸基を持つジカルボン酸の低級アルキルエステル又は酸無水物等に由来する構成成分も含まれる。
前記二重結合を持つジカルボン酸は、その二重結合を利用して樹脂全体を架橋させ得る点で、定着時のホットオフセットを防ぐために好適に用いることができる。このようなジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、フマル酸、マレイン酸等が好ましい。
前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の着色剤の分散を良好にできる点で有効である。また、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して、微粒子を作製する際にスルホン酸基があれば、後述するように、界面活性剤を使用しないで乳化或いは懸濁が可能である。このようなスルホン酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、2−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるがこれらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でもコストの点で、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩等が好ましい。
これらの脂肪族ジカルボン酸成分以外のカルボン酸成分(二重結合を持つジカルボン酸成分及び/又はスルホン酸基を持つジカルボン酸成分)の、カルボン酸成分における含有量としては、1〜20構成モル%が好ましく、2〜10構成モル%がより好ましい。
前記脂肪族ジカルボン酸成分以外のカルボン酸成分の含有量が、1構成モル%以上であると、トナー中の顔料の分散性に優れるので好ましい。また、乳化重合凝集法を利用してトナーを作製する場合に、分散液中の乳化粒子径が大きくなり、凝集によるトナー径の調整が困難となるといった問題が抑制されるので好ましい。
一方、20構成モル%以下であると、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が良好であり、融点が降下して、画像の保存性が悪くなるといった問題が抑制されるので好ましい。
また、乳化重合凝集法を利用してトナーを作製する場合に、分散液中の乳化粒子径が小さすぎて水に溶解し、ラテックスが生じたいという問題が抑制されるので好ましい。なお、本実施形態において「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における各構成成分(カルボン酸成分、アルコール成分)を1単位(モル)したときの百分率を指す。
一方、20構成モル%以下であると、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が良好であり、融点が降下して、画像の保存性が悪くなるといった問題が抑制されるので好ましい。
また、乳化重合凝集法を利用してトナーを作製する場合に、分散液中の乳化粒子径が小さすぎて水に溶解し、ラテックスが生じたいという問題が抑制されるので好ましい。なお、本実施形態において「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における各構成成分(カルボン酸成分、アルコール成分)を1単位(モル)したときの百分率を指す。
−アルコール成分−
アルコール構成成分としては脂肪族ジオールが望ましく、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が挙げられるが、この限りではない。
アルコール構成成分としては脂肪族ジオールが望ましく、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が挙げられるが、この限りではない。
前記アルコール成分は、脂肪族ジオール成分の含有量が80構成モル%以上であることが好ましく、必要に応じてその他の成分を含む。前記アルコール成分としては、前記脂肪族ジオール成分の含有量が90構成モル%以上であることがより好ましい。
前記含有量が、80構成モル%以上であると、ポリエステル樹脂の結晶性が良好であり、また、融点が良好な範囲にあるので、耐トナーブロッキング性、画像保存性及び低温定着性に優れるので好ましい。一方、必要に応じて含まれるその他の成分としては、二重結合を持つジオール成分、スルホン酸基を持つジオール成分等の構成成分が挙げられる。
前記二重結合を持つジオールとしては、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジオール、4−ブテン−1,8−ジオール等が挙げられる。一方、前記スルホン酸基を持つジオールとしては、1,4−ジヒドロキシ−2−スルホン酸ベンゼンナトリウム塩、1,3−ジヒドロキシメチル−5−スルホン酸ベンゼンナトリウム塩、2−スルホ−1,4−ブタンジオールナトリウム塩等が挙げられる。
これらの直鎖型脂肪族ジオール成分以外のアルコール成分を加える場合(二重結合を持つジオール成分、及び/又は、スルホン酸基を持つジオール成分)の、アルコール成分における含有量としては、1〜20構成モル%が好ましく、2〜10構成モル%がより好ましい。前記含有量が、1構成モル%以上であると、顔料分散が良好であり、また、乳化粒子径が大きくなり、凝集によるトナー径の調整が困難となるといった問題が抑制されるので好ましい。一方、20構成モル%以下であると、ポリエステル樹脂の結晶性が良好であり、融点が良好な範囲にあるので、画像保存性に優れ、また、乳化粒子径が小さすぎて水に溶解し、ラテックスが生じないといった問題が抑制されるので好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては特に制限はなくカルボン酸成分とアルコール成分を反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、通常1/1程度である。
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度180〜230℃の間で行うことが好ましく、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合はあらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定のカルボン酸成分又はアルコール成分とを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。
例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、オチル酸ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
また、結晶性樹脂の融点、分子量等の調整の目的で上記の重合性単量体以外に、より短鎖のアルキル基、アルケニル基、芳香環等を有する化合物を使用することもできる。
具体例としては、ジカルボン酸の場合、コハク酸、マロン酸、シュウ酸等のアルキルジカルボン酸類、及びフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ホモフタル酸、4,4’−ビ安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、ジピコリン酸、ジニコチン酸、キノリン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸等の含窒素芳香族ジカルボン酸類が挙げられ、ジオール類の場合、コハク酸、マロン酸、アセトンジカルボン酸、ジグリコール酸等の短鎖アルキルのジオール類が挙げられ、短鎖アルキルのビニル系重合性単量体の場合、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の短鎖アルキル、アルケニルの(メタ)アクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類等が挙げられる。これらの重合性単量体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
具体例としては、ジカルボン酸の場合、コハク酸、マロン酸、シュウ酸等のアルキルジカルボン酸類、及びフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ホモフタル酸、4,4’−ビ安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、ジピコリン酸、ジニコチン酸、キノリン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸等の含窒素芳香族ジカルボン酸類が挙げられ、ジオール類の場合、コハク酸、マロン酸、アセトンジカルボン酸、ジグリコール酸等の短鎖アルキルのジオール類が挙げられ、短鎖アルキルのビニル系重合性単量体の場合、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の短鎖アルキル、アルケニルの(メタ)アクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類等が挙げられる。これらの重合性単量体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<熱伝導性フィラー>
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、熱伝導性フィラーを含有することが好ましい。
本実施形態において、熱伝導性フィラーとは、熱伝導率が20W/(m・K)以上のフィラーを意味する。熱伝導性フィラーの熱伝導率は、50W/(m・K)以上であることが好ましく、100W/(m・K)以上であることがより好ましい。上記範囲であると、後述する低融点金属と共に用いた場合に、トナーの熱伝導性が優れたものとなる。本発明を実施する上で熱伝導率の上限はないが、実用的に利用できる素材の観点からは、約3,000W/(m・K)が上限となる。本実施形態に係るトナーに含まれるフィラーは、熱伝導率が20W/(m・K)以上であれば特に限定されない。フィラーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、熱伝導性フィラーを含有することが好ましい。
本実施形態において、熱伝導性フィラーとは、熱伝導率が20W/(m・K)以上のフィラーを意味する。熱伝導性フィラーの熱伝導率は、50W/(m・K)以上であることが好ましく、100W/(m・K)以上であることがより好ましい。上記範囲であると、後述する低融点金属と共に用いた場合に、トナーの熱伝導性が優れたものとなる。本発明を実施する上で熱伝導率の上限はないが、実用的に利用できる素材の観点からは、約3,000W/(m・K)が上限となる。本実施形態に係るトナーに含まれるフィラーは、熱伝導率が20W/(m・K)以上であれば特に限定されない。フィラーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
熱伝導率が20W/(m・K)以上であれば特に限定されないが、熱伝導性フィラーとしては、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選ばれたフィラーが好ましい。さらに詳しくは、前記無機金属窒化物が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び窒化チタンよりなる群から選ばれ、前記無機金属炭化物が、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び炭化ジルコニウムよりなる群から選ばれ、また、前記無機金属酸化物が、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム又はアルミナ(酸化アルミニウム)であり、前記炭素が、カーボンナノチューブ又はダイヤモンドであることがより好ましい。窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素、カーボンナノチューブ、又はダイヤモンド、等の熱伝導性フィラーが特に好ましい。
熱伝導性フィラーの体積平均粒子径は、0.01〜1.0μmであることが好ましく、0.02〜0.3μmであることがより好ましい。平均粒子径が0.01μm以上であると、高充填可能であり、また、1.0μm以下であると、トナーへの取り込み性に優れるので好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおける熱伝導性フィラーの含有量は、トナーの全重量に対して1〜50重量%であることが好ましく、20〜40重量%であることがより好ましい。上記範囲であると、熱伝導性フィラーの塊の形成が抑制され、トナーの熱伝導率が向上する。
<低融点金属>
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、低融点金属を含有することが好ましい。前記金属はナノ粒子になるとサイズ効果による融点降下などバルク体にはない特異な性質を示すことが知られている。低融点金属の融着温度は、150℃以下であることが好ましく、100〜30℃であることがより好ましく、90〜40℃であることがさらに好ましく、80〜50℃が特に好ましい。上記の範囲内であると、トナー作製中に低融点金属粒子間や低融点金属と熱伝導性フィラーとの間に熱伝達経路が形成され、高熱伝導率を得ることができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、低融点金属を含有することが好ましい。前記金属はナノ粒子になるとサイズ効果による融点降下などバルク体にはない特異な性質を示すことが知られている。低融点金属の融着温度は、150℃以下であることが好ましく、100〜30℃であることがより好ましく、90〜40℃であることがさらに好ましく、80〜50℃が特に好ましい。上記の範囲内であると、トナー作製中に低融点金属粒子間や低融点金属と熱伝導性フィラーとの間に熱伝達経路が形成され、高熱伝導率を得ることができる。
低融点金属としては、金、銀、銅、白金、パラジウム等が好ましく例示され、金、銀、又は銅のいずれかを含む金属であることがより好ましく、銀を含む金属が特に好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおいては、熱伝導性フィラー及び低融点金属を含有する場合、上記熱伝導性フィラーと低融点金属が連続層を形成し、これらが3次元網目状に配置されてなる熱伝達経路が形成されていると考えられる。かかる熱伝達経路により、熱伝導性フィラー及び低融点金属を含有する場合、単に熱伝導性フィラーを含有する場合と比較して、高い熱伝導率を有する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーにおける低融点金属の含有量は、トナーの全重量に対して1〜50重量%であることが好ましく、10〜40重量%であることがより好ましい。上記範囲であると、トナーの帯電性が影響を受けることなく、トナーの熱伝導率が向上する。
<着色剤>
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、着色剤を含有することが好ましい。着色剤としては、特に限定されず、染料、顔料等のいずれでもよい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、上記低融点金属が色を呈しているため、低融点金属を含有する場合には、黒色トナーであることが好ましい。黒色トナーでは、着色剤として、カーボンブラック、ニグロシン染料、フェライト、マグネタイト、チタンブラック、アニリンブラック、炭化ジルコミウム等の黒色染顔料を広く用いることができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、着色剤を含有することが好ましい。着色剤としては、特に限定されず、染料、顔料等のいずれでもよい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、上記低融点金属が色を呈しているため、低融点金属を含有する場合には、黒色トナーであることが好ましい。黒色トナーでは、着色剤として、カーボンブラック、ニグロシン染料、フェライト、マグネタイト、チタンブラック、アニリンブラック、炭化ジルコミウム等の黒色染顔料を広く用いることができる。
黒色トナーとして用いられるカーボンブラック、チタンブラック、フェライト、マグネタイト、炭化ジルコミウム等の黒色顔料、特にカーボンブラックは、赤外光吸収能力が強い。このため、かかる黒色顔料を含む黒色トナーは、カラートナーよりもフラッシュ定着性が高い。
着色剤の添加量は、その種類にもよるが、トナーの全重量に対して0.01〜50重量%であることが好ましく、0.1〜20重量%であることがより好ましい。
<離型剤>
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、離型剤を含有することが好ましい。
トナー中に離型剤があると、定着時の離型性が向上し、定着時の圧力による離型性のばらつきを少なくすることができる。本実施形態の静電荷像現像用トナーに使用できる離型剤は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量のポリオレフィン系ワックスやカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのごとき動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物等を挙げることができる。好ましくは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリオレフィンワックスであり、特に好ましくはパラフィンワックス、ポリエチレンワックスである。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、離型剤を含有することが好ましい。
トナー中に離型剤があると、定着時の離型性が向上し、定着時の圧力による離型性のばらつきを少なくすることができる。本実施形態の静電荷像現像用トナーに使用できる離型剤は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量のポリオレフィン系ワックスやカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのごとき動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物等を挙げることができる。好ましくは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリオレフィンワックスであり、特に好ましくはパラフィンワックス、ポリエチレンワックスである。
上記離型剤の結晶化度は、80%以上であることが好ましい。離型剤の結晶化度は、例えば、微小高温X線回折装置「RINT−1500V」(理学電機株式会社製)により測定され、特開2006−91567号公報が参照される。
上記離型剤は、ASTM D938に準拠して測定された凝固点が50℃以上100℃以下であることが好ましい。さらに好ましくは60℃以上90℃以下である。
本実施形態において使用する離型剤の溶融粘度は、120℃で、1mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましい。より好ましい離型剤の溶融粘度の範囲は、同条件で2mPa・s以上8mPa・s以下である。この範囲であると、フィラーと組み合わせたときの離型性が良好である。上記離型剤の120℃における粘度はE型粘度計によって測定される。測定に際しては、オイル循環型恒温槽、コーンプレートの備えられたE型粘度計(東京計器製)を用いる。コーンプレートは、コーン角1.34°を用いる。カップ内に試料を投入し、循環装置の温度を120℃にセットし、空の測定カップとコーンを測定装置にセットし、オイルを循環させながら恒温に保つ。温度が安定したところで測定カップ内に試料を1g入れ、コーンを静止状態で10分間静置させる。安定後、コーンを回転させ、測定を行う。コーンの回転速度は60rpmとする。測定は3回行い、その平均値を粘度とする。また、これらの離型剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、3重量部以上20重量部以下の範囲内であることが好ましく、5〜18重量部の範囲内であることがより好ましい。離型剤の含有量が3重量部以上であると、離型剤添加の効果が得られ、高温でのホットオフセットが抑制される。一方、20重量部以下であると、帯電性が良好であり、また、トナーの機械的強度が高く、現像機内でのストレスによる破壊が抑制され、キャリア汚染などが抑制される。
<その他の成分−各種添加剤>
本実施形態の静電荷像現像用トナーに用いられるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、帯電制御剤等の公知の各種添加剤等を挙げることができる。本実施形態の静電荷像現像用トナーには、必要に応じて無機粒子や有機粒子等、既知の外添剤を添加することができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーに用いられるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、帯電制御剤等の公知の各種添加剤等を挙げることができる。本実施形態の静電荷像現像用トナーには、必要に応じて無機粒子や有機粒子等、既知の外添剤を添加することができる。
外添剤として用いられる無機粒子としては、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、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。中でも、シリカ粒子や酸化チタン粒子が好ましく、疎水化処理された粒子が特に好ましい。
無機粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。無機粒子の1次粒子径としては、1nm以上200nm以下の範囲にあることが好ましく、その添加量としては、トナー100重量部に対して、0.01重量部以上20重量部以下の範囲にあることが好ましい。
外添剤として用いられる有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用され、具体的には例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
(静電荷像現像用トナーの製造方法)
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、凝集・合一法で製造することができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、凝集・合一法で製造することができる。
本実施における静電荷像現像用トナーの製造方法の一例は、例えば、非晶性ポリエステル樹脂粒子、及び結晶性ポリエステル樹脂粒子を分散・混合した樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を分散した着色剤粒子分散液と、熱伝導性フィラーを分散した熱伝導性フィラー分散液と、低融点金属粒子を分散した低融点金属粒子分散液と、離型剤粒子を分散した離型剤粒子分散液とを混合し、樹脂粒子、着色剤粒子、離型剤粒子、熱伝導性フィラー、及び低融点金属粒子の凝集粒子を形成する凝集工程を有し、さらに凝集系内のpHを調整して凝集成長を停止せしめる停止工程と、凝集粒子を樹脂粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱せしめ融合・合一させる工程とを有する製造方法であり、さらに、得られたベーストナーを少なくとも水を用いて洗浄する工程と、洗浄したベーストナーを乾燥する工程とを有してもよい。また、凝集・合一法は、必要に応じて凝集工程の後に、他の樹脂粒子を添加し凝集粒子の表面に付着せしめるシェル形成工程を有してもよい。
以下、上述した凝集・合一法の一例における各工程について詳細に説明する。なお、本実施形態の静電荷像現像用トナーの製造方法はこれに限定されるものではない。
<凝集工程>
凝集工程においては、まず、樹脂粒子分散液、熱伝導性フィラー分散液、低融点金属粒子分散液、着色剤粒子分散液、及び離型剤粒子分散液を準備する。
凝集工程においては、まず、樹脂粒子分散液、熱伝導性フィラー分散液、低融点金属粒子分散液、着色剤粒子分散液、及び離型剤粒子分散液を準備する。
樹脂粒子分散液は、公知の転相乳化方法を用いるか、或いは樹脂のガラス転移温度以上に加熱して機械的剪断力によって乳化させる方法を用いる。この際、イオン性界面活性剤が添加されてもよい。
また、前記樹脂粒子分散液は、非晶性ポリエステル樹脂を良溶媒と水溶性の貧溶媒の混合液に溶解し、これをアンモニアで中和した後、水を滴下し転相乳化した非晶性ポリエステル樹脂乳化分散液を用いることが好ましい。
−転相乳化法−
上述した転相乳化法について以下に説明する。転相乳化法は、少なくとも上述した非晶性ポリエステル樹脂を有機溶媒(良溶媒)と水溶性溶媒(水溶性の貧溶媒)の混合液に溶解させ、必要に応じて中和剤(本実施の形態ではアンモニア)や分散安定剤を添加して、撹拌下にて、水溶性溶媒(例えば水)を滴下して、乳化粒子を得た後、樹脂分散液中の溶媒を除去して、乳化液を得る方法である。このとき、中和剤や分散安定剤の投入順は変更してもよい。
上述した転相乳化法について以下に説明する。転相乳化法は、少なくとも上述した非晶性ポリエステル樹脂を有機溶媒(良溶媒)と水溶性溶媒(水溶性の貧溶媒)の混合液に溶解させ、必要に応じて中和剤(本実施の形態ではアンモニア)や分散安定剤を添加して、撹拌下にて、水溶性溶媒(例えば水)を滴下して、乳化粒子を得た後、樹脂分散液中の溶媒を除去して、乳化液を得る方法である。このとき、中和剤や分散安定剤の投入順は変更してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂を溶解させる有機溶媒(樹脂溶解溶媒)としては、例えば、蟻酸エステル類、酢酸エステル類、酪酸エステル類、ケトン類、エーテル類、ベンゼン類、ハロゲン化炭素類が挙げられる。具体的には、蟻酸、酢酸、酪酸等のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル等エステル類、アセトン、MEK、MPK、MIPK、MBK、MIBK等のメチルケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香環置換体類、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等のハロゲン化炭素類などを単独で或いは2種以上組み合わせて用いることが可能であるが、入手し易さや脱溶剤時の回収容易性、環境への配慮の点から、低沸点溶媒の酢酸エステル類やメチルケトン類、エーテル類が通常好ましく用いられ、特に、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸、酢酸エチル、酢酸ブチルが好ましい。前記有機溶媒は、樹脂粒子中に残存すると、微量でもVOC原因物質となるため揮発性の比較的高いものを用いることが好ましい。
前記水溶性溶媒としては、基本的にはイオン交換水が用いられるが、油滴を破壊しない程度に水溶性有機溶媒を含んでも構わない。水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール等の短炭素鎖アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;エーテル類、ジオール類、THF、アセトン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶媒のイオン交換水との混合比は、重量比で好ましくは1%以上50%以下、より好ましくは1%以上30%以下が選択され、水性成分として用いられる。また、水溶性有機溶媒は添加されるイオン交換水に混合するだけでなく、樹脂溶解液中に添加して使用しても構わない。水溶性有機溶媒を添加する場合には、樹脂と樹脂溶解溶媒との濡れ性を調整することができ、また、樹脂溶解後の液粘度を低下させる機能が期待できる。
前記乳化液が安定的に分散状態を保つよう、必要に応じて樹脂溶液及び水性成分に分散剤を添加してもよい。前記分散剤としては、水性成分中で親水性コロイドを形成するもので、特にヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩等の合成高分子類、ゼラチン、アラビアゴム、寒天等の分散安定化剤が挙げられる。また、シリカ、酸化チタン、アルミナ、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム等の固体粉末も用いることができる。これらの分散安定化剤は通常、水性成分中の濃度が好ましくは0重量%以上20重量%以下、より好ましくは0重量%以上10重量%以下となるよう添加される。
前記分散剤としては、界面活性剤も用いられる。前記界面活性剤の例としては、後述する着色剤分散液に用いられるものと同様のものを使用することができる。例えば、サポニンなどの天然界面活性成分の他に、アルキルアミン塩酸・酢酸塩類、4級アンモニウム塩類、グリセリン類等のカチオン系界面活性剤、脂肪酸石けん類、硫酸エステル類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、スルホン酸塩類、リン酸、リン酸エステル、スルホコハク酸塩類等のアニオン系界面活性剤などが挙げられ、アニオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。前記乳化液のpHを調整するために、中和剤を添加してもよい。前記中和剤としては、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム、アンモニアなど一般の酸、アルカリを用いることができる。
前記乳化液から有機溶媒を除去する方法としては、乳化液を常温もしくは加熱下で有機溶剤を揮発させる方法、これに減圧を組み合わせる方法が好ましく用いられる。
熱伝導性フィラー分散液は、分散剤を用いて熱伝導性フィラーを溶媒中に分散させることにより調製する。分散剤としては、水性成分中で親水性コロイドを形成するもので、特にヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩等の合成高分子類、ゼラチン、アラビアゴム、寒天等の分散安定化剤が挙げられる。これらの分散安定化剤は通常、水性成分中の濃度が好ましくは0重量%以上20重量%以下、より好ましくは0重量%以上10重量%以下となるよう添加される。前記分散剤としては、界面活性剤も用いられる。前記界面活性剤の例としては、後述する着色剤分散液に用いられるものと同様のものを使用することができる。例えば、サポニンなどの天然界面活性成分の他に、アルキルアミン塩酸・酢酸塩類、4級アンモニウム塩類、グリセリン類等のカチオン系界面活性剤、脂肪酸石けん類、硫酸エステル類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、スルホン酸塩類、リン酸、リン酸エステル、スルホコハク酸塩類等のアニオン系界面活性剤などが挙げられ、アニオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。
本実施形態の低融点金属粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、特開2004−027347号公報及び特開2005−036309号公報に記載されたように、アルキルアミン等の有機溶媒中にて、銀塩等の金属塩を還元して作製する方法や、「ポリマー系ナノコンポジットの技術動向 第5章(シーエムシー出版)」、「ナノ粒子の創製と応用展開 第2章(フロンティア出版)」等に記載の方法が例示できる。ロッド状の金属粒子の製造方法としては、例えば「プラズモンナノ材料の設計と応用技術 第4章(シーエムシー出版)」等に記載の方法を用いることができる。
低融点金属粒子分散液の作製に際して用いることが可能な低融点金属化合物としては、上述した低融点金属を含む公知の金属錯体や金属塩であればいずれも利用できる。低融点金属化合物の具体例としては、塩化金酸、硝酸銀、脂肪族銀塩、酢酸銀、過塩素酸銀、塩化白金酸、塩化白金酸カリウム、塩化銅(II)、酢酸銅(II)、硫酸銅(II)等を利用することができる。
低融点金属粒子は市販品を入手して使用することも可能である。
銀ナノ粒子の例を以下に例示する:銀ナノ粒子として、銀ナノ粒子乾粉−1、銀ナノ粒子乾粉−2、銀ナノ粒子乾粉−3、低温基材用PChem/DOWA銀ナノインク(DOWAエレクトロニクス社製)。
金ナノ粒子として、Au−W2、Au−W4,Au−W7(大日本塗料(株)製)。銅ナノ粒子として、銅ナノ粒子(新光化学工業所製など)。
ナノ粒子の製造にはプラズマ法、気相法、液相法などを用いることができる。
銀ナノ粒子の例を以下に例示する:銀ナノ粒子として、銀ナノ粒子乾粉−1、銀ナノ粒子乾粉−2、銀ナノ粒子乾粉−3、低温基材用PChem/DOWA銀ナノインク(DOWAエレクトロニクス社製)。
金ナノ粒子として、Au−W2、Au−W4,Au−W7(大日本塗料(株)製)。銅ナノ粒子として、銅ナノ粒子(新光化学工業所製など)。
ナノ粒子の製造にはプラズマ法、気相法、液相法などを用いることができる。
着色剤粒子分散液は、分散剤を用いて着色剤粒子を溶媒中に分散させることにより調製される。分散剤としては、水性成分中で親水性コロイドを形成するもので、特にヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩等の合成高分子類、ゼラチン、アラビアゴム、寒天等の分散安定化剤が挙げられる。これらの分散安定化剤は通常、水性成分中の濃度が0重量%以上20重量%以下、好ましくは0重量%以上10重量%以下となるよう添加される。前記分散剤としては、界面活性剤も用いられる。前記界面活性剤の例としては、後述する着色剤分散液に用いられるものと同様のものを使用することができる。例えば、サポニンなどの天然界面活性成分の他に、アルキルアミン塩酸・酢酸塩類、4級アンモニウム塩類、グリセリン類等のカチオン系界面活性剤、脂肪酸石けん類、硫酸エステル類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、スルホン酸塩類、リン酸、リン酸エステル、スルホコハク酸塩類等のアニオン系界面活性剤などが挙げられ、アニオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。
また、離型剤粒子分散液は、離型剤を、水中に高分子電解質(例えば、イオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基など)と共に分散し、離型剤の融点以上に加熱すると共に、強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により微粒子化することにより調製する。
次に、樹脂粒子分散液と熱伝導性フィラー分散液と低融点金属粒子分散液と着色剤粒子分散液と離型剤粒子分散液とを混合し、樹脂粒子と熱伝導性フィラーと低融点金属粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ所望のトナー径にほぼ近い径を持つ凝集粒子(コア凝集粒子)を形成する。
ここで、凝集工程において用いられる、樹脂粒子、着色剤粒子、離型剤粒子の体積平均粒子径は、トナー径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが好ましく、20〜300nmの範囲内であることがより好ましい。
また、熱伝導性フィラーの体積平均粒子径は、10〜1,000nmであることが好ましく、20〜300nmであることがより好ましい。上記範囲であると、良好な熱伝導性を有する。
また、低融点金属粒子の体積平均粒子径は、1〜1,000nmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましい。上記範囲であると、良好な熱伝導性及びサイズ効果による低融着性が発現する。
また、熱伝導性フィラーの体積平均粒子径は、10〜1,000nmであることが好ましく、20〜300nmであることがより好ましい。上記範囲であると、良好な熱伝導性を有する。
また、低融点金属粒子の体積平均粒子径は、1〜1,000nmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましい。上記範囲であると、良好な熱伝導性及びサイズ効果による低融着性が発現する。
体積平均粒子径は、レーザー回折式レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定する。測定法としては分散液となっている状態の試料を固形分で約2gになるように調製し、これにイオン交換水を添加して、約40mlにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約2分待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する。得られたチャンネルごとの体積平均粒子径を、体積平均粒子径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒子径とする。
また、平均粒度分布指標は、例えば、コールターマルチサイザーII型マルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)等の測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積D16v、数D16P、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50P、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84Pと定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84P/D16P)1/2として算出される。
また、平均粒度分布指標は、例えば、コールターマルチサイザーII型マルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)等の測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積D16v、数D16P、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50P、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84Pと定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84P/D16P)1/2として算出される。
<停止工程>
停止工程においては、凝集系内のpHを調整することにより、粒子の凝集成長を停止させる。具体的には凝集系内のpHを5〜10に調整することにより、粒子の成長を停止させる。
停止工程においては、凝集系内のpHを調整することにより、粒子の凝集成長を停止させる。具体的には凝集系内のpHを5〜10に調整することにより、粒子の成長を停止させる。
<融合・合一工程>
融合・合一工程においては、まず、凝集工程及び必要に応じて行われたシェル形成工程を経て得られた凝集粒子を含有する溶液中にて、凝集粒子中に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱し、融合・合一することによりベーストナーを得る。
凝集粒子中に含まれる樹脂粒子をそのガラス転移温度以上、或いは離型剤の融点以上の温度に加熱し、融合・合一する。この融合・合一過程で、熱伝導性フィラーや低融点金属粒子が移動・接触する。このとき低融点金属粒子が熱伝導性フィラーと融着し、媒介材料となることで連続相を形成し三次元網目構造に配置されてなる熱伝導経路が形成される。
融合・合一工程においては、まず、凝集工程及び必要に応じて行われたシェル形成工程を経て得られた凝集粒子を含有する溶液中にて、凝集粒子中に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱し、融合・合一することによりベーストナーを得る。
凝集粒子中に含まれる樹脂粒子をそのガラス転移温度以上、或いは離型剤の融点以上の温度に加熱し、融合・合一する。この融合・合一過程で、熱伝導性フィラーや低融点金属粒子が移動・接触する。このとき低融点金属粒子が熱伝導性フィラーと融着し、媒介材料となることで連続相を形成し三次元網目構造に配置されてなる熱伝導経路が形成される。
<洗浄工程>
洗浄工程においては、融合・合一工程にて得られたベーストナー粒子分散液にイオン交換水による置換洗浄を少なくとも施し、固液分離を行う。固液分離方法に特に制限はないが、生産性の点から、吸引濾過、加圧濾過等が好ましく用いられる。
洗浄工程においては、融合・合一工程にて得られたベーストナー粒子分散液にイオン交換水による置換洗浄を少なくとも施し、固液分離を行う。固液分離方法に特に制限はないが、生産性の点から、吸引濾過、加圧濾過等が好ましく用いられる。
<乾燥工程>
乾燥工程においては、固液分離されたウェットケーキを乾燥しベーストナー粒子を得る。乾燥方法に特に制限はないが、生産性の点から、凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
乾燥工程においては、固液分離されたウェットケーキを乾燥しベーストナー粒子を得る。乾燥方法に特に制限はないが、生産性の点から、凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
(静電荷像現像剤)
本実施形態の静電荷像現像剤は、上述した本実施形態の静電荷現像用トナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。本実施形態の静電荷像現像剤は、静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤となる。
以下、本実施形態の静電荷像現像剤(以下「現像剤」と略す場合がある。)について説明する。
本実施形態の静電荷像現像剤は、上述した本実施形態の静電荷現像用トナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。本実施形態の静電荷像現像剤は、静電荷像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤となる。
以下、本実施形態の静電荷像現像剤(以下「現像剤」と略す場合がある。)について説明する。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。キャリアとしては例えば、芯材表面に被覆樹脂を被覆した樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアを挙げることができる。またキャリアは、マトリックス樹脂に導電材料等が分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
導電材料としては、金属(例えば、金、銀、銅等)やカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるのもではない。
また、キャリアの芯材としては、磁性金属(例えば、鉄、ニッケル、コバルト等)、磁性酸化物(例えば、フェライト、マグネタイト等)、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、キャリアの芯材は磁性材料であることが好ましい。キャリアの芯材の体積平均粒子径としては、10μm以上500μm以下の範囲が好ましく、30μm以上100μm以下の範囲がより好ましい。
またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適正等を勘案して適宜選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、(1)キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、(2)被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、(3)キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、(4)ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
キャリアの体積平均粒度分布指標GSDvは、1.15〜1.35の範囲であることが好ましい。上記GSDvは、トナーの粒度分布測定方法と同様の測定方法により測定される。
キャリアを含んだ現像剤における、トナーとキャリアの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100〜30:100程度の範囲が好ましく、3:100〜20:100程度の範囲がより好ましい。
(トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジ)
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像トナーを少なくとも収容しているトナーカートリッジである。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像トナーを静電荷像現像剤として収納していてもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、現像剤保持体を備え、本実施形態の静電荷像現像トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジである。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像トナーを少なくとも収容しているトナーカートリッジである。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像トナーを静電荷像現像剤として収納していてもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、現像剤保持体を備え、本実施形態の静電荷像現像トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジである。
本実施形態のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能であることが好ましい。すなわち、トナーカートリッジが着脱可能な構成を有する画像形成装置において、本実施形態のトナーを収納した本実施形態のトナーカートリッジが好適に使用される。
また、トナーカートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
また、トナーカートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着されることが好ましい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−233736号公報等を参照してもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
トナーカートリッジ及びプロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−233736号公報等を参照してもよい。
(画像形成装置)
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記現像剤として上記本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、上記本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記現像剤として上記本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、上記本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例について説明する。
図1は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図示した画像形成装置200は、ハウジング400内において4つの電子写真感光体401a〜401dが中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体401a〜401dは、例えば、電子写真感光体401aがイエロー、電子写真感光体401bがマゼンタ、電子写真感光体401cがシアン、電子写真感光体401dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
電子写真感光体401a〜401dのそれぞれは所定の方向(紙面上は反時計回り)に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール402a〜402d、現像装置404a〜404d、1次転写ロール410a〜410d、クリーニングブレード415a〜415dが配置されている。現像装置404a〜404dのそれぞれにはトナーカートリッジ405a〜405dに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーが供給可能であり、また、1次転写ロール410a〜410dはそれぞれ中間転写ベルト409を介して電子写真感光体401a〜401dに当接している。
さらに、ハウジング400内の所定の位置には露光装置403が配置されており、露光装置403から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体401a〜401dの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体401a〜401dの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール402a〜402dは、電子写真感光体401a〜401dの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を均一に印加し、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
露光装置403としては、電子写真感光体401a〜401dの表面に、半導体レーザー、LED(light emitting diode)、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体401a〜401dの導電性基体と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
現像装置404a〜404dには、上述の二成分静電荷現像現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる(現像工程)。そのような現像装置としては、二成分静電荷現像用現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。一次転写工程では、1次転写ロール410a〜410dに、像担持体に担持されたトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像担持体から中間転写ベルト409へ各色のトナーが順次1次転写される。
クリーニングブレード415a〜415dは、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
中間転写ベルト409は駆動ロール406、バックアップロール408及びテンションロール407により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、2次転写ロール413は、中間転写ベルト409を介してバックアップロール408と当接するように配置されている。
2次転写ロール413に、中間転写体上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルトから記録媒体へトナーが2次転写される。バックアップロール408と2次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング400内の所定の位置にはトレイ(被転写媒体トレイ)411が設けられており、トレイ411内の紙などの被転写媒体500が移送ロール412により中間転写ベルト409と2次転写ロール413との間、さらには相互に当接する2個の定着ロール414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排紙される。
(画像形成方法)
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程を含み、前記現像剤として上記本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、上記本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程を含み、前記現像剤として上記本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、上記本実施形態の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
上記の各工程は、いずれも画像形成方法において公知の工程が利用できる。
像保持体としては、例えば、電子写真感光体及び誘電記録体等が使用できる。電子写真感光体の場合、該電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電荷を形成する(潜像形成工程)。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電荷にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー画像を形成する(現像工程)。形成されたトナー画像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される(転写工程)。さらに、被転写体表面に転写されたトナー画像は、定着機により熱定着され、最終的なトナー画像が形成される。
なお、前記定着機による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、通常、前記定着機における定着部材に離型剤が供給される。
熱定着に用いる定着部材であるローラ或いはベルトの表面に、離型剤を供給する方法としては、特に制限はなく、例えば、液体離型剤を含浸したパッドを用いるパッド方式、ウエブ方式、ローラ方式、非接触型のシャワー方式(スプレー方式)等が挙げられ、なかでも、ウエブ方式、ローラ方式が好ましい。これらの方式の場合、前記離型剤を均一に供給でき、しかも供給量をコントロールすることが容易な点で有利である。なお、シャワー方式により前記定着部材の全体に均一に前記離型剤を供給するには、別途ブレード等を用いることが好ましい。
トナー画像を転写する被転写体(記録材)としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「重量%」を表す。
(各種特性の測定方法)
まず、実施例及び比較例で用いたトナー等の物性測定方法について説明する。
まず、実施例及び比較例で用いたトナー等の物性測定方法について説明する。
<トナー粒度及び粒度分布測定方法>
本発明におけるトナー粒度及び粒度分布測定は、測定装置としてはマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
本発明におけるトナー粒度及び粒度分布測定は、測定装置としてはマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、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ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを前記電解液100〜150ml中に添加した。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記マルチサイザーII型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して、体積平均粒子径、GSDv、GSDpを求めた。測定する粒子数は50,000であった。
<樹脂粒子等の体積平均粒子径>
樹脂粒子等の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−700)で測定した。
樹脂粒子等の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−700)で測定した。
<樹脂の重量平均分子量及び分子量分布の測定方法>
結着樹脂等の分子量、分子量分布は以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー(株)製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
結着樹脂等の分子量、分子量分布は以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー(株)製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
<樹脂のガラス転移温度の測定方法>
結晶性ポリエステル樹脂の融点及び非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製:DSC−7)を用い、測定された主体極大ピークより求めた。この装置(DSC−7)の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで昇温し、150℃で5分間ホールドし、150℃から0℃まで液体窒素を用いて−10℃/分で降温し、0℃で5分間ホールドし、再度0℃から150まで10℃/分で昇温して得られた、2度目の昇温時の吸熱曲線から解析したオンセット温度をTgとした。
結晶性ポリエステル樹脂の融点及び非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製:DSC−7)を用い、測定された主体極大ピークより求めた。この装置(DSC−7)の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで昇温し、150℃で5分間ホールドし、150℃から0℃まで液体窒素を用いて−10℃/分で降温し、0℃で5分間ホールドし、再度0℃から150まで10℃/分で昇温して得られた、2度目の昇温時の吸熱曲線から解析したオンセット温度をTgとした。
<トナーの熱伝導率の測定方法>
レーザーフラッシュ法によって、真空中(1.3Pa)で25℃の熱拡散率を測定した。装置はLF/TCM FA8510Bレーザーフラッシュ法熱定数測定装置(リガク社製)を使用した。照射レーザーにはパルス幅0.5msecのレーザーを用い、試料裏面での温度応答を赤外線検出器で検出し、ハーフタイム法により試料の熱拡散率を、外挿法により比熱を得た。測定試料の形状は圧縮成型機を用いて直径10mm厚さ2mm(0.5−3mm)の円盤状とした。また、密度は水中置換法で測定した。熱伝導率(λ)を試料密度(ρ)、比熱(Cp)、熱拡散率(α)を用いて次式により算出した。
λ=ρ×Cp×α
レーザーフラッシュ法によって、真空中(1.3Pa)で25℃の熱拡散率を測定した。装置はLF/TCM FA8510Bレーザーフラッシュ法熱定数測定装置(リガク社製)を使用した。照射レーザーにはパルス幅0.5msecのレーザーを用い、試料裏面での温度応答を赤外線検出器で検出し、ハーフタイム法により試料の熱拡散率を、外挿法により比熱を得た。測定試料の形状は圧縮成型機を用いて直径10mm厚さ2mm(0.5−3mm)の円盤状とした。また、密度は水中置換法で測定した。熱伝導率(λ)を試料密度(ρ)、比熱(Cp)、熱拡散率(α)を用いて次式により算出した。
λ=ρ×Cp×α
(ポリエステル樹脂分散液の調製)
<高分子ポリエステル樹脂分散液の調製>
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:38重量部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:27.5重量部
テレフタル酸ジメチルエステル:25重量部
ドデセニルコハク酸:7重量部
トリメリット酸:2.5重量部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0重量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が58℃、酸価が15.0mgKOH/g、重量平均分子量60,000、数平均分子量5,800である非晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
<高分子ポリエステル樹脂分散液の調製>
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:38重量部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:27.5重量部
テレフタル酸ジメチルエステル:25重量部
ドデセニルコハク酸:7重量部
トリメリット酸:2.5重量部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記のモノマーを仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイドの1.0重量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに2時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が58℃、酸価が15.0mgKOH/g、重量平均分子量60,000、数平均分子量5,800である非晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
次いで非晶性ポリエステル樹脂(1)(Mw:60,000)を用い、高分子ポリエステル樹脂分散液(1)を調製した。非晶性ポリエステル樹脂(1)を160部と、酢酸エチルを233部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.3N)を0.1部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより高分子ポリエステル樹脂分散液(1)(固形分濃度:30%)を得た。凝析値は2.3×10-2であった。また高分子ポリエステル樹脂分散液(1)中の樹脂粒子の体積平均粒子径は160nmであった。
<低分子ポリエステル樹脂分散液の調製>
加熱乾燥した二口フラスコに、アジピン酸ジメチル71部、テレフタル酸ジメチル184部、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物206部、ビフェノール42部、エチレングリコール27部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.036部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、160℃で約10時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し8時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂(2)を合成した。
加熱乾燥した二口フラスコに、アジピン酸ジメチル71部、テレフタル酸ジメチル184部、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物206部、ビフェノール42部、エチレングリコール27部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.036部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、160℃で約10時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し8時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂(2)を合成した。
得られた非晶性ポリエステル(2)のガラス転移温度を、前述の測定方法により示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、64℃であった。得られた非晶性ポリエステル(2)の分子量を前述の測定方法によりGPCを用いて測定したところ、重量平均分子量(Mw)は15,000であり、数平均分子量4,400であった。
非晶性ポリエステル樹脂(2)(MW:15,000)を160部と、酢酸エチルを233部と、水酸化ナトリウム水溶液(0.3N)0.1部とを用意し、これらを500mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより低分子ポリエステル樹脂分散液(1)(固形分濃度:30%)を得た。凝析値は3.7×10-4であった。また低分子ポリエステル樹脂分散液(1)中の樹脂粒子の体積平均粒子径は160nmであった。
(熱伝導性フィラー分散液の調製)
<熱伝導性フィラー分散液(1)の調製>
窒化ホウ素(BN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製):105部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%):5.0部
イオン交換水:240部
以上の成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)を用いて10分間撹拌し、その後、アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)にて10分間分散処理して、体積平均粒子径が42nmである窒化ホウ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(1)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(1)の調製>
窒化ホウ素(BN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製):105部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%):5.0部
イオン交換水:240部
以上の成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)を用いて10分間撹拌し、その後、アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)にて10分間分散処理して、体積平均粒子径が42nmである窒化ホウ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(1)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(2)の調製>
窒化ホウ素を窒化ケイ素(Si3N4、純度>99%、Amorphous:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が21nmである窒化ケイ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(2)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
窒化ホウ素を窒化ケイ素(Si3N4、純度>99%、Amorphous:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が21nmである窒化ケイ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(2)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(3)の調製>
窒化ホウ素を窒化アルミニウム(AlN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が53nmである窒素アルミニウムが分散された熱伝導性フィラー分散液(3)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素を窒化アルミニウム(AlN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が53nmである窒素アルミニウムが分散された熱伝導性フィラー分散液(3)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(4)の調製>
窒化ホウ素を窒化チタン(TiN、純度>99%、Cubic:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が38nmである窒化チタンが分散された熱伝導性フィラー分散液(4)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素を窒化チタン(TiN、純度>99%、Cubic:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が38nmである窒化チタンが分散された熱伝導性フィラー分散液(4)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(5)の調製>
窒化ホウ素を炭化ケイ素(SiCナノパウダー:エネテック総研社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が48nmである炭化ケイ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(5)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素を炭化ケイ素(SiCナノパウダー:エネテック総研社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が48nmである炭化ケイ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(5)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(6)の調製>
窒化ホウ素を炭化ホウ素(BN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が43nmである炭化ホウ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(6)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素を炭化ホウ素(BN、純度>99%、Hexagonal:Hefei Kai’er社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が43nmである炭化ホウ素が分散された熱伝導性フィラー分散液(6)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(7)の調製>
窒化ホウ素を酸化アルミニウム(ナノファイン AX−10H:日の本研磨材社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が97nmである酸化アルミニウムが分散された熱伝導性フィラー分散液(7)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素を酸化アルミニウム(ナノファイン AX−10H:日の本研磨材社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が97nmである酸化アルミニウムが分散された熱伝導性フィラー分散液(7)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(8)の調製>
窒化ホウ素をダイヤモンド(NanoEndure NDS 100:NanoDiamond Products Limited社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が104nmである単結晶ダイヤモンドが分散された熱伝導性フィラー分散液(8)(固形分濃度:30%)を調製した。
窒化ホウ素をダイヤモンド(NanoEndure NDS 100:NanoDiamond Products Limited社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が104nmである単結晶ダイヤモンドが分散された熱伝導性フィラー分散液(8)(固形分濃度:30%)を調製した。
<熱伝導性フィラー分散液(9)の調製>
窒化ホウ素をカーボンナノチューブ(CNF−T:三菱マテリアル電子化成社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が353nmであるカーボンナノチューブが分散された熱伝導性フィラー分散液(9)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
窒化ホウ素をカーボンナノチューブ(CNF−T:三菱マテリアル電子化成社製)に変更した以外は熱伝導性フィラー分散液(1)と同様にして調製した。体積平均粒子径が353nmであるカーボンナノチューブが分散された熱伝導性フィラー分散液(9)(固形分濃度:30重量%)を調製した。
(低融点金属粒子分散液の調製)
低融点金属粒子は市販の物でも可能である(銀ナノ粒子例:銀ナノ粒子乾粉−1、銀ナノ粒子乾粉―2、銀ナノ粒子乾粉―3、低温基材用PChem/DOWA銀ナノインク:DOWAエレクトロニクス社製。金ナノ粒子例:Au−W2、Au−W4,Au−W7:大日本塗料社製。銅ナノ粒子例:銅ナノ粒子:新光化学工業所社製など)。ナノ粒子の製造はプラズマ法、気相法、液相法、液相法を用いることができる。
低融点金属粒子は市販の物でも可能である(銀ナノ粒子例:銀ナノ粒子乾粉−1、銀ナノ粒子乾粉―2、銀ナノ粒子乾粉―3、低温基材用PChem/DOWA銀ナノインク:DOWAエレクトロニクス社製。金ナノ粒子例:Au−W2、Au−W4,Au−W7:大日本塗料社製。銅ナノ粒子例:銅ナノ粒子:新光化学工業所社製など)。ナノ粒子の製造はプラズマ法、気相法、液相法、液相法を用いることができる。
<低融点金属粒子分散液(1)の調製>
硝酸銀(硝酸銀試薬特特級:東洋化学工業社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察(日立 H−9000を用いて加速電圧200kV、倍率500,000倍の条件で撮影)から平均粒子径は21nm、固形分濃度は30%の銀ナノ粒子(融着温度53℃)を得た。
硝酸銀(硝酸銀試薬特特級:東洋化学工業社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察(日立 H−9000を用いて加速電圧200kV、倍率500,000倍の条件で撮影)から平均粒子径は21nm、固形分濃度は30%の銀ナノ粒子(融着温度53℃)を得た。
<低融点金属粒子分散液(2)の調製>
塩化金酸4水和物(塩化金酸4水和物:田中貴金属社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(L−アスコルビン酸ナトリウム:第一ファインケミカル社製):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は26nm、固形分濃度は30%の金ナノ粒子(融着温度67℃)を得た。
塩化金酸4水和物(塩化金酸4水和物:田中貴金属社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(L−アスコルビン酸ナトリウム:第一ファインケミカル社製):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は26nm、固形分濃度は30%の金ナノ粒子(融着温度67℃)を得た。
<低融点金属粒子分散液(3)の調製>
塩化銅2水和物(塩化銅 特級試薬:関東化学社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
を加え、撹拌した。
還元剤(L−アスコルビン酸ナトリウム:第一ファインケミカル社製):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は19nm、固形分濃度は30%の銅ナノ粒子(融着温度69℃)を得た。
塩化銅2水和物(塩化銅 特級試薬:関東化学社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
を加え、撹拌した。
還元剤(L−アスコルビン酸ナトリウム:第一ファインケミカル社製):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は19nm、固形分濃度は30%の銅ナノ粒子(融着温度69℃)を得た。
<低融点金属粒子分散液(4)の調製>
塩化白金酸6水和物(塩化白金(IV)酸:小島化学薬品社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は15nm、固形分濃度は30%の白金ナノ粒子(融着温度75℃)を得た。
塩化白金酸6水和物(塩化白金(IV)酸:小島化学薬品社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は15nm、固形分濃度は30%の白金ナノ粒子(融着温度75℃)を得た。
<低融点金属粒子分散液(5)の調製>
塩化パラジウム(II)(塩化パラジウム(II):小島化学薬品社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は17nm、固形分濃度は30%のパラジウムナノ粒子(融着温度78℃)を得た。
塩化パラジウム(II)(塩化パラジウム(II):小島化学薬品社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の3成分を撹拌した。得られた混合物に、
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は17nm、固形分濃度は30%のパラジウムナノ粒子(融着温度78℃)を得た。
<低融点金属粒子分散液(6)の調製>
低融点金属粒子分散液(2):30.5部
をコアとし、
硝酸銀(硝酸銀試薬特特級:東洋化学工業社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の混合物を加え、撹拌した。
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は42nm、固形分濃度は30%の銀・金合金ナノ粒子(融着温度55℃)を得た。
低融点金属粒子分散液(2):30.5部
をコアとし、
硝酸銀(硝酸銀試薬特特級:東洋化学工業社製):10.8部
分散剤(セチルトリメチルアンモニウムブロミド:東京化成工業社製):1.5部
イオン交換水:1,000部
の混合物を加え、撹拌した。
還元剤(クエン酸ナトリウム:扶桑化学工業):2.0部
を加え70℃で3時間撹拌・反応させ、不純物を限外ろ過により除去した。不純物除去後も限外ろ過を続け所望の固形分濃度に調製した。透過型電子顕微鏡観察から平均粒子径は42nm、固形分濃度は30%の銀・金合金ナノ粒子(融着温度55℃)を得た。
(着色剤分散液の調製)
<着色剤分散液の調製>
ブラック顔料(三菱化学社製、カーボンブラック#260、1次粒子径40nm):1,000部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):15部
イオン交換水:9,000部
以上の成分を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間ほど分散して、顔料(着色剤)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における顔料の体積平均粒子径は0.13μm、固形分濃度は23%であった。
<着色剤分散液の調製>
ブラック顔料(三菱化学社製、カーボンブラック#260、1次粒子径40nm):1,000部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):15部
イオン交換水:9,000部
以上の成分を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間ほど分散して、顔料(着色剤)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における顔料の体積平均粒子径は0.13μm、固形分濃度は23%であった。
(ワックス(離型剤)分散液の調製)
<ワックス分散液の調製>
フィッシャートロプシュワックス(日本精鑞社製、HNP51)100部
アニオン界面活性剤(日本油脂社製、ニューレックスR):2部
イオン交換水:300部
以上の成分を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒子径が200nmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(離型剤濃度:20重量%)を調製した。
<ワックス分散液の調製>
フィッシャートロプシュワックス(日本精鑞社製、HNP51)100部
アニオン界面活性剤(日本油脂社製、ニューレックスR):2部
イオン交換水:300部
以上の成分を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒子径が200nmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(離型剤濃度:20重量%)を調製した。
(トナーの作製)
<実施例1>
イオン交換水:450重量部
高分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
ワックス分散液:45重量部
アニオン性界面活性剤:2.8重量部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
上記の成分を、温度計、pH計、撹拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):200重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):300重量部
その後、上記の3成分を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
<実施例1>
イオン交換水:450重量部
高分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
ワックス分散液:45重量部
アニオン性界面活性剤:2.8重量部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
上記の成分を、温度計、pH計、撹拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):200重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):300重量部
その後、上記の3成分を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム0.4重量部を添加後、撹拌しながら、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザー−II型(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒子径を測定し、凝集粒子の体積平均粒子径が5.5μmとなるようにした。その後高分子ポリエステル樹脂分散液(1)110重量部、低分子ポリエステル樹脂分散液(1)73重量部を追添加し、前記凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着させた。
その後、5重量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして90℃まで昇温し、90℃で3時間保持した後、冷却、ろ過、これをさらにイオン交換水にて再分散し、ろ過、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで繰り返し洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナーを得た。熱伝導率は10.5W/(m・K)であった。
得られたトナー100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY200)を1.5重量部と疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RX200)を1.0重量部とを、サンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合ブレンドした。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー(1)を調製した。得られたトナー(1)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
<実施例2>
高分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):350重量部
それぞれの分散液の添加量を上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(2)を作製した。
熱伝導率は38.5W/(m・K)であった。
得られたトナー(2)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):350重量部
それぞれの分散液の添加量を上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(2)を作製した。
熱伝導率は38.5W/(m・K)であった。
得られたトナー(2)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
<実施例3>
高分子ポリエステル樹脂分散液:270重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:270重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):150重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):250重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(3)を作製した。
熱伝導率は8.9W/(m・K)であった。
得られたトナー(3)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:270重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:270重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):150重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):250重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(3)を作製した。
熱伝導率は8.9W/(m・K)であった。
得られたトナー(3)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
<実施例4>
高分子ポリエステル樹脂分散液:120重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:120重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):400重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(4)を作製した。
熱伝導率は41.2W/(m・K)であった。
得られたトナー(4)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:120重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:120重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):400重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(4)を作製した。
熱伝導率は41.2W/(m・K)であった。
得られたトナー(4)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
<実施例5>
高分子ポリエステル樹脂分散液:370重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:370重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):50重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):150重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(5)を作製した。
熱伝導率は1.6W/(m・K)であった。
得られたトナー(5)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:370重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:370重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):50重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):150重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(5)を作製した。
熱伝導率は1.6W/(m・K)であった。
得られたトナー(5)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
<実施例6>
高分子ポリエステル樹脂分散液:70重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:70重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):350重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):450重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(6)を作製した。
熱伝導率は49.3W/(m・K)であった。
得られたトナー(6)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:70重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:70重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):350重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):450重量部
それぞれの分散液の添加量を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(6)を作製した。
熱伝導率は49.3W/(m・K)であった。
得られたトナー(6)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
<実施例7>
高分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(2):250重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):300重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(7)を作製した。
熱伝導率は19.5W/(m・K)であった。
得られたトナー(7)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(2):250重量部
熱伝導性フィラー分散液(1):300重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(7)を作製した。
熱伝導率は19.5W/(m・K)であった。
得られたトナー(7)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
<実施例8>
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(3)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(8)を作製した。
熱伝導率は22.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(8)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(3)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(8)を作製した。
熱伝導率は22.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(8)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
<実施例9>
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(4)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(9)を作製した。
熱伝導率は10.6W/(m・K)であった。
得られたトナー(9)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(4)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(9)を作製した。
熱伝導率は10.6W/(m・K)であった。
得られたトナー(9)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
<実施例10>
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(5)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(10)を作製した。
熱伝導率は11.2W/(m・K)であった。
得られたトナー(10)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(5)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(10)を作製した。
熱伝導率は11.2W/(m・K)であった。
得られたトナー(10)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
<実施例11>
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(6)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(11)を作製した。
熱伝導率は20.8W/(m・K)であった。
得られたトナー(11)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
低融点金属粒子分散液(2)を低融点金属粒子分散液(6)に変更した以外はトナー(7)と同様にしてトナー(11)を作製した。
熱伝導率は20.8W/(m・K)であった。
得られたトナー(11)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
<実施例12>
高分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):200重量部
熱伝導性フィラー分散液(2):350重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(12)を作製した。
熱伝導率は16.7W/(m・K)であった。
得られたトナー(12)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:195重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):200重量部
熱伝導性フィラー分散液(2):350重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(12)を作製した。
熱伝導率は16.7W/(m・K)であった。
得られたトナー(12)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
<実施例13>
熱伝導性フィラー分散液(2)を熱伝導性フィラー分散液(3)に変更した以外はトナー(12)と同様にしてトナー(13)を作製した。
熱伝導率は19.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(8)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
熱伝導性フィラー分散液(2)を熱伝導性フィラー分散液(3)に変更した以外はトナー(12)と同様にしてトナー(13)を作製した。
熱伝導率は19.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(8)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
<実施例14>
高分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):250重量部
熱伝導性フィラー分散液(4):400重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(14)を作製した。
熱伝導率は10.7W/(m・K)であった。
得られたトナー(14)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:145重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):250重量部
熱伝導性フィラー分散液(4):400重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(14)を作製した。
熱伝導率は10.7W/(m・K)であった。
得られたトナー(14)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
<実施例15>
熱伝導性フィラー分散液(2)を熱伝導性フィラー分散液(5)に変更した以外はトナー(12)と同様にしてトナー(15)を作製した。
熱伝導率は22.1W/(m・K)であった。
得られたトナー(15)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
熱伝導性フィラー分散液(2)を熱伝導性フィラー分散液(5)に変更した以外はトナー(12)と同様にしてトナー(15)を作製した。
熱伝導率は22.1W/(m・K)であった。
得られたトナー(15)の体積平均粒子径は6.0μmであった。
<実施例16>
熱伝導性フィラー分散液(4)を熱伝導性フィラー分散液(6)に変更した以外はトナー(14)と同様にしてトナー(16)を作製した。
熱伝導率は11.8W/(m・K)であった。
得られたトナー(16)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
熱伝導性フィラー分散液(4)を熱伝導性フィラー分散液(6)に変更した以外はトナー(14)と同様にしてトナー(16)を作製した。
熱伝導率は11.8W/(m・K)であった。
得られたトナー(16)の体積平均粒子径は6.2μmであった。
<実施例17>
熱伝導性フィラー分散液(4)を熱伝導性フィラー分散液(7)に変更した以外はトナー(14)と同様にしてトナー(17)を作製した。
熱伝導率は12.3W/(m・K)であった。
得られたトナー(17)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
熱伝導性フィラー分散液(4)を熱伝導性フィラー分散液(7)に変更した以外はトナー(14)と同様にしてトナー(17)を作製した。
熱伝導率は12.3W/(m・K)であった。
得られたトナー(17)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
<実施例18>
高分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(8):200重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(18)を作製した。
熱伝導率は26.1W/(m・K)であった。
得られたトナー(18)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:220重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(8):200重量部
それぞれの分散液の添加量及び成分を、上記のように変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(18)を作製した。
熱伝導率は26.1W/(m・K)であった。
得られたトナー(18)の体積平均粒子径は5.9μmであった。
<実施例19>
高分子ポリエステル樹脂分散液:245重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:245重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(9):150重量部
上記の成分に変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(19)を作製した。
熱伝導率は27.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(19)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
高分子ポリエステル樹脂分散液:245重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:245重量部
ワックス分散液:45重量部
着色剤分散液:40重量部
低融点金属粒子分散液(1):300重量部
熱伝導性フィラー分散液(9):150重量部
上記の成分に変更した以外はトナー(1)と同様にしてトナー(19)を作製した。
熱伝導率は27.4W/(m・K)であった。
得られたトナー(19)の体積平均粒子径は5.8μmであった。
<比較例1(C1)>
イオン交換水:450重量部
高分子ポリエステル樹脂分散液:400重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:400重量部
ワックス分散液:38重量部
アニオン性界面活性剤:2.8重量部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
上記の成分を、温度計、pH計、撹拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。その後、
着色剤分散液:34重量部
を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
イオン交換水:450重量部
高分子ポリエステル樹脂分散液:400重量部
低分子ポリエステル樹脂分散液:400重量部
ワックス分散液:38重量部
アニオン性界面活性剤:2.8重量部
(第一工業製薬(株):ネオゲンRK、20重量%)
上記の成分を、温度計、pH計、撹拌機、を具備した3リットルの反応容器に入れ、外部からマントルヒーターで温度制御しながら、温度30℃、撹拌回転数150rpmにて、30分間保持した。その後、
着色剤分散液:34重量部
を投入し、5分間保持した。そのまま、1.0重量%硝酸水溶液を添加し、凝集工程でのpHを3.0に調整した。
ホモジナイザー(IKAジャパン(株)製:ウルトラタラクスT50)で分散しながら、ポリ塩化アルミニウム0.4重量部を添加後、撹拌しながら、50℃まで昇温し、コールターマルチサイザー−II型(アパーチャー径:50μm、コールター社製)にて粒子径を測定し、凝集粒子の体積平均粒子径が5.5μmとなるようにした。その後高分子ポリエステル樹脂分散液(1)110重量部、低分子ポリエステル樹脂分散液(1)73重量部を追添加し、前記凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着させた。
その後、5重量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、昇温速度を0.05℃/分にして90℃まで昇温し、90℃で3時間保持した後、冷却、ろ過、これをさらにイオン交換水にて再分散し、ろ過、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで繰り返し洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナーを得た。熱伝導率は0.2W/(m・K)であった。
得られたトナー100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY200)を1.5重量部と疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RX200)を1.0重量部とを、サンプルミルを用いて10,000rpmで30秒間混合ブレンドした。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー(C1)を調製した。得られたトナー(C1)の体積平均粒子径は6.1μmであった。
(キャリアの調製)
−キャリア組成−
・Mn−Mgフェライト粒子(体積平均粒子径:35μm、形状係数120) 100部
・シクロヘキシルメタクリレート/ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体(共重合比80:20〔mol〕) 2.5部
・紫外線吸収剤(2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、和光純薬社製) 0.5部
・トルエン 14部
−キャリア組成−
・Mn−Mgフェライト粒子(体積平均粒子径:35μm、形状係数120) 100部
・シクロヘキシルメタクリレート/ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体(共重合比80:20〔mol〕) 2.5部
・紫外線吸収剤(2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、和光純薬社製) 0.5部
・トルエン 14部
上記キャリア組成に示す成分のうち、Mn−Mgフェライト粒子を除く各成分、及びガラスビーズ(φ1mm、トルエンと同量)を、関西ペイント社製サンドミルを用いて1200ppm/30min撹拌し、樹脂被覆層形成用溶液とした。
さらに、この樹脂被覆層形成用溶液1とMn−Mgフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れトルエンを留去することにより樹脂が被覆されたキャリアを形成した。引き続きエルボジェットにて微粉/粗粉を取り除くことで形状係数(SF1)120、微粉側粒度分布1.15、粗粉側粒度分布1.15のキャリアを得た。
さらに、この樹脂被覆層形成用溶液1とMn−Mgフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れトルエンを留去することにより樹脂が被覆されたキャリアを形成した。引き続きエルボジェットにて微粉/粗粉を取り除くことで形状係数(SF1)120、微粉側粒度分布1.15、粗粉側粒度分布1.15のキャリアを得た。
(現像剤の調製)
上記キャリア100部に対して、各実施例及び比較例のトナー8部を混合し、各実施例及び比較例の現像剤を得た。
上記キャリア100部に対して、各実施例及び比較例のトナー8部を混合し、各実施例及び比較例の現像剤を得た。
(評価方法)
以下に詳述する通り、上記のようにして得られたトナーについて熱伝達経路の確認を行い、また、トナーを用いた現像剤により画像形成を行い、定着性及び画像保存性を評価した。
以下に詳述する通り、上記のようにして得られたトナーについて熱伝達経路の確認を行い、また、トナーを用いた現像剤により画像形成を行い、定着性及び画像保存性を評価した。
<熱伝導経路の確認>
トナー粉末の一部をエポキシ樹脂に包埋し、ウルトラミクロトームで面出しを行い、走査電子顕微鏡で観察し、トナーにおける熱伝達経路の形成の有無及び熱伝達経路の態様を確認した。
実施例1〜19のトナー(1)〜(19)では、低融点金属と熱伝導性フィラーがそれぞれ連続相を形成し、互いに3次元に絡み合った3次元網目状の構造をとっていることが確認された。
他方、比較例1のトナー(C1)では、熱伝達経路は形成されていなかった。
トナー粉末の一部をエポキシ樹脂に包埋し、ウルトラミクロトームで面出しを行い、走査電子顕微鏡で観察し、トナーにおける熱伝達経路の形成の有無及び熱伝達経路の態様を確認した。
実施例1〜19のトナー(1)〜(19)では、低融点金属と熱伝導性フィラーがそれぞれ連続相を形成し、互いに3次元に絡み合った3次元網目状の構造をとっていることが確認された。
他方、比較例1のトナー(C1)では、熱伝達経路は形成されていなかった。
<定着性>
上記の各トナーを用いた現像剤を、DocuCentre Color f450改造機(富士ゼロックス(株)製)に装着し、温度23℃、湿度55%の環境下で紙上のトナー重量(TMA)が0.45mg/cm2、0.90mg/cm2、及び1.35mg/cm2になるように調整し、富士ゼロックス(株)製J紙を用いて行った。なお、画像は、ソリッド像(40mm×50mm)を出力し、定着温度を120℃に設定して、定着性を評価した。
上記の各トナーを用いた現像剤を、DocuCentre Color f450改造機(富士ゼロックス(株)製)に装着し、温度23℃、湿度55%の環境下で紙上のトナー重量(TMA)が0.45mg/cm2、0.90mg/cm2、及び1.35mg/cm2になるように調整し、富士ゼロックス(株)製J紙を用いて行った。なお、画像は、ソリッド像(40mm×50mm)を出力し、定着温度を120℃に設定して、定着性を評価した。
定着性の評価は次のようにして行った。ベタ画像部分の画像面を一定荷重の重りを用いて折り曲げ、折れ目部分をガーゼで擦り、その擦りによって生じた画像欠損度合いを目視により観察し、下記評価基準により「G1」〜「G5」の5段階でグレード付けした。G5からG3までを許容範囲とし、G4までがより好適である。評価結果を表1に示す。
G1:ガーゼで擦ったと同時に、折り曲げ部分以外の部分も画像欠損してしまい、殆ど定着できていない状態である。
G2:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分とその周辺が、幅広い白筋となって画像欠損する。
G3:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分が白筋となって画像欠損し、その周辺部分もひび割れ等が発生する。
G4:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分だけに極細い白筋の画像欠損のみが生じる。
G5:ガーゼで擦っても、画像欠損がほとんどなく、折り曲げた履歴が分かる程度である。
G1:ガーゼで擦ったと同時に、折り曲げ部分以外の部分も画像欠損してしまい、殆ど定着できていない状態である。
G2:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分とその周辺が、幅広い白筋となって画像欠損する。
G3:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分が白筋となって画像欠損し、その周辺部分もひび割れ等が発生する。
G4:ガーゼで擦ると、折り曲げ部分だけに極細い白筋の画像欠損のみが生じる。
G5:ガーゼで擦っても、画像欠損がほとんどなく、折り曲げた履歴が分かる程度である。
<用紙排出後のペーパーブロッキング>
温度28℃、湿度85%の環境下において、700 Digital Color Press改造機(富士ゼロックス(株)製)を用いて、トナーの重量(TMA)が0.60mg/cm2の条件で画像を形成し、さらに定着温度160℃で定着した。このとき印刷速度を100枚/分で500枚連続印刷し、用紙排出部にスタックさせた状態で3h放置後、重ね合わせた用紙のうち100枚目から120枚目の排出用紙間における融着を目視にて観察し、下記評価基準により「G1」〜「G5」の5段階でグレード付けした。G2までを許容範囲である。
G1:10枚以上に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G2:6枚以上9枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G3:3枚以上5枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G4:1枚以上2枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G5:確認されなかった。
温度28℃、湿度85%の環境下において、700 Digital Color Press改造機(富士ゼロックス(株)製)を用いて、トナーの重量(TMA)が0.60mg/cm2の条件で画像を形成し、さらに定着温度160℃で定着した。このとき印刷速度を100枚/分で500枚連続印刷し、用紙排出部にスタックさせた状態で3h放置後、重ね合わせた用紙のうち100枚目から120枚目の排出用紙間における融着を目視にて観察し、下記評価基準により「G1」〜「G5」の5段階でグレード付けした。G2までを許容範囲である。
G1:10枚以上に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G2:6枚以上9枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G3:3枚以上5枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G4:1枚以上2枚以下に用紙間の付着に伴う用紙の剥がれにくさが確認された。
G5:確認されなかった。
200 画像形成装置
400 ハウジング
401,401a〜401d 電子写真感光体
402,402a〜402d 帯電ロール
403 露光装置
404,404a〜404d 現像装置
405a〜405d トナーカートリッジ
406 駆動ロール
407 テンションロール
408 バックアップロール
409 中間転写ベルト
410,410a〜410d 1次転写ロール
411 トレイ(被転写媒体トレイ)
412 移送ロール
413 2次転写ロール
414 定着ロール
415a〜415d,416 クリーニングブレード
500 被転写媒体
400 ハウジング
401,401a〜401d 電子写真感光体
402,402a〜402d 帯電ロール
403 露光装置
404,404a〜404d 現像装置
405a〜405d トナーカートリッジ
406 駆動ロール
407 テンションロール
408 バックアップロール
409 中間転写ベルト
410,410a〜410d 1次転写ロール
411 トレイ(被転写媒体トレイ)
412 移送ロール
413 2次転写ロール
414 定着ロール
415a〜415d,416 クリーニングブレード
500 被転写媒体
Claims (12)
- 熱伝導率が1〜50W/(m・K)であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂、熱伝導性フィラー、及び低融点金属を少なくとも含有する、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記低融点金属が、金、銀、銅、白金又はパラジウムのいずれかを含む金属である、請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記熱伝導性フィラーの熱伝導率が20〜3,000W/(m・K)である、請求項2又は3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記熱伝導性フィラーが、無機金属窒化物、無機金属炭化物、無機金属酸化物、及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1種類である、請求項2〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記無機金属窒化物が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び窒化チタンよりなる群から選ばれ、前記無機金属炭化物が、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び炭化ジルコニウムよりなる群から選ばれ、また、前記無機金属酸化物が、酸化ベリリウム又はアルミナであり、前記炭素が、カーボンナノチューブ又はダイヤモンドである、請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記熱伝導性フィラーと前記低融点金属が連続相を形成し、3次元網目状に配置されている、請求項2〜6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含むことを特徴とする静電荷像現像剤。
- 少なくとも請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容していることを特徴とするトナーカートリッジ。
- 現像剤保持体を備え、請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項8に記載の静電荷像現像剤を収容していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程を含み、
前記現像工程において請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項8に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする
画像形成方法。 - 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有し、
前記現像剤として請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー、又は、請求項8に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする
画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010252675A JP2012103535A (ja) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010252675A JP2012103535A (ja) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012103535A true JP2012103535A (ja) | 2012-05-31 |
Family
ID=46393978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010252675A Pending JP2012103535A (ja) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012103535A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148895A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Xerox Corp | 光熱学的要素を含むトナーに関する効率的な融解及び固定 |
JP2014021252A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Konica Minolta Inc | 静電荷像現像用キャリア、二成分現像剤および画像形成方法 |
JP2015125413A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | キヤノン株式会社 | トナー |
CN107282939A (zh) * | 2016-04-13 | 2017-10-24 | 施乐公司 | 银纳米颗粒‑磺化聚酯复合粉末及其制备方法 |
JP2018054892A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー及びその製造方法 |
US20180136582A1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Konica Minolta, Inc. | Image forming apparatus and non-transitory recording medium storing computer readable program |
WO2020218389A1 (ja) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 三井化学株式会社 | 導電性樹脂組成物、その製造方法、およびそれから得られる成形体 |
JP2021110902A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP7524543B2 (ja) | 2020-01-15 | 2024-07-30 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
-
2010
- 2010-11-11 JP JP2010252675A patent/JP2012103535A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148895A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Xerox Corp | 光熱学的要素を含むトナーに関する効率的な融解及び固定 |
JP2014021252A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Konica Minolta Inc | 静電荷像現像用キャリア、二成分現像剤および画像形成方法 |
JP2015125413A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | キヤノン株式会社 | トナー |
CN107282939B (zh) * | 2016-04-13 | 2022-04-29 | 施乐公司 | 银纳米颗粒-磺化聚酯复合粉末及其制备方法 |
CN107282939A (zh) * | 2016-04-13 | 2017-10-24 | 施乐公司 | 银纳米颗粒‑磺化聚酯复合粉末及其制备方法 |
JP2017197720A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-11-02 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | 銀ナノ粒子−スルホン酸化ポリエステルコンポジット粉末およびその製造方法 |
JP2018054892A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー及びその製造方法 |
US20180136582A1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Konica Minolta, Inc. | Image forming apparatus and non-transitory recording medium storing computer readable program |
US10534305B2 (en) * | 2016-11-15 | 2020-01-14 | Konica Minolta, Inc. | Image forming apparatus and non-transitory recording medium storing computer readable program |
JP2018081174A (ja) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置および画像形成方法 |
WO2020218389A1 (ja) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 三井化学株式会社 | 導電性樹脂組成物、その製造方法、およびそれから得られる成形体 |
CN113661200A (zh) * | 2019-04-26 | 2021-11-16 | 三井化学株式会社 | 导电性树脂组合物、其制造方法、及由其得到的成型体 |
JP2021110902A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP7524543B2 (ja) | 2020-01-15 | 2024-07-30 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4792836B2 (ja) | 静電潜像現像用トナー | |
JP2009217053A (ja) | 静電荷現像用トナー、静電荷現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 | |
JP2012032764A (ja) | トナー、現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 | |
JP2002082485A (ja) | 電子写真用トナーおよびその製造方法、並びに、電子写真用現像剤、画像形成方法 | |
JP4935271B2 (ja) | 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像用現像剤、現像装置および画像形成装置 | |
JP4525410B2 (ja) | 電子写真用トナー、電子写真用現像剤、及び画像形成方法。 | |
JP2012103535A (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP4277682B2 (ja) | 画像形成方法 | |
JP2006267743A (ja) | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、画像形成方法 | |
JP2011150257A (ja) | 静電荷像現像用白色トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2006293285A (ja) | 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、および、画像形成方法 | |
JP4513623B2 (ja) | 電子写真用トナー | |
JP4352924B2 (ja) | 電子写真用トナーおよびその製造方法、電子写真用現像剤、並びに、画像形成方法 | |
JP2006091379A (ja) | 電子写真用トナーの製造方法、電子写真用トナー、現像剤、及び画像形成方法。 | |
JP4506601B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、その製造方法、静電荷像現像用現像剤、および、画像形成方法 | |
JP2008158197A (ja) | 静電潜像現像用トナー及びその製造方法、静電潜像現像用現像剤並びに画像形成方法 | |
JP2010210975A (ja) | 静電荷像現像用キャリア及びその製造方法、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、並びに、画像形成装置 | |
JP4360306B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、その製造方法、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 | |
JP2009092822A (ja) | 静電荷現像用トナー、静電荷現像用現像剤、カートリッジ、静電荷現像用トナーの製造方法、画像形成装置 | |
JP4645377B2 (ja) | 静電荷像現像用トナーの製造方法 | |
JP2007093637A (ja) | 静電荷像現像用トナー、及びその製造方法、並びに、該静電荷像現像用トナーを用いた静電荷像現像剤、画像形成方法 | |
JP4506600B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、画像形成方法、及び静電荷現像用トナーの製造方法 | |
JP5621463B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法 | |
JP2005274615A (ja) | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤及び画像形成方法 | |
JP2018180279A (ja) | 静電荷像現像用トナー |