JP2013133338A - ポリエステル樹脂、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 - Google Patents
ポリエステル樹脂、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 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】亜鉛化合物を反応触媒として用いて、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとを反応させた重縮合体であるポリエステル樹脂である。
【選択図】なし
Description
亜鉛化合物を反応触媒として用いて、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとを反応させた重縮合体であるポリエステル樹脂を提供することである。
重量平均分子量が15000以上30000以下である請求項1に記載のポリエステル樹脂を提供することである。
請求項1又は2に記載のポリエステル樹脂を含む静電荷像現像用トナーを提供することである。
請求項3に記載の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である。
請求項3に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジを提供することである。
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、像保持体の表面に形成された静電荷像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジを提供することである。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、前記静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置を提供することである。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法を提供することである。
請求項2に係る発明によれば、重量平均分子量が15000以上30000以下の範囲外であるポリエステル樹脂に比べ、着色性が抑制されたポリエステル樹脂が得られる。
請求項3に係る発明によれば、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとの重縮合反応においてスズ化合物のみの反応触媒を用いて合成したポリエステル樹脂を含む静電荷像現像用トナーに比べ、低温定着性及び帯電性が向上した静電荷像現像用トナーが得られる。
請求項4に係る発明によれば、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとの重縮合反応においてスズ化合物のみの反応触媒を用いて合成したポリエステル樹脂を含む静電荷像現像用トナーを適用した静電荷像現像剤に比べ、低温定着性及び帯電性が向上した静電荷像現像剤が得られる。
本実施形態に係るポリエステル樹脂は、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとを反応させた重縮合体であり、反応を促進する反応触媒として、亜鉛化合物を用いる。
上記の重縮合反応は、反応性が低く、反応が進みにくい傾向がある。
これは、ロジンが嵩高い構造であるため、ロジンからの立体障害が生じることが理由として考えられる。
この理由は定かではないが、本実施形態に係るポリエステル樹脂は、亜鉛化合物を反応触媒として用いることにより、スズを含む触媒やチタンを含む触媒等を用いた場合に比べて、高い反応性で重縮合反応が生じて得られていることが、理由として考えられる。
つまり、重縮合反応の反応性が向上することによって、本実施形態のポリエステル樹脂は着色が抑制されると考えられる。
ここで、重縮合反応の反応性が向上していることは、ポリエステル樹脂の重量平均分子量が高いことや、重縮合反応の反応時間が短いことに表れているとする。
また、反応触媒としてチタンを含む触媒を用いた場合は、チタンがポリエステル樹脂の分子に配位することで、ポリエステル樹脂が着色していると考えられる。
反応触媒としては、亜鉛化合物を用いる。
ここで、亜鉛化合物とは、1分子中に亜鉛を含むものであればよく、酸と亜鉛との反応による塩構造を有するもの等が挙げられる。
酸と亜鉛との反応による塩構造を有する化合物としては、酢酸亜鉛、酢酸亜鉛2水和物、酸化亜鉛が挙げられ、酢酸亜鉛2水和物、酢酸亜鉛が望ましく、酢酸亜鉛がより望ましい。
この亜鉛のポリエステル樹脂における残存の有無は、例えば、以下のようにして測定する。
なお、以下の説明では、亜鉛が残存するポリエステル樹脂を用いたトナー(トナー粒子)から、亜鉛の残存の有無を測定する方法について説明する。
上記の方法で外添剤を取り除いて測定することにより、外添剤に亜鉛が含まれているような場合であっても、ポリエステル樹脂の重縮合反応において反応触媒として用いた亜鉛化合物に含まれる亜鉛のみが測定されることとなる。
1価のロジンとは、カルボキシル基を含む構造を1つ有しているロジンを示す(以下、単にロジンと称する場合がある)。
また、2価のロジンとは、1価のロジンを変性してカルボキシル基を含む構造を複数有することとしたもの(以下、単に「変性ロジン」と称する場合がある)のうち、カルボキシル基を含む構造を2つ有したものを示す。
ロジンは、樹木から得られる樹脂酸の総称であり、主成分は3環性ジテルペン類の1種であるアビエチン酸とその異性体類を含む天然物由来の物質である。ロジンの具体的な成分としては、例えば、アビエチン酸の他にパラストリン酸、ネオアビエチン酸、ピマル酸、デヒドロアビエチン酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸などがある。
本実施形態で用いるロジンは、これらの混合物である。
ロジンは、入手が容易であることからガムロジン、及びトールロジンの少なくとも一方が望ましい。
精製方法は特に限定されず、公知の各種精製方法を選択する。具体的には蒸留、再結晶、抽出等の方法が挙げられる。工業的には蒸留による精製を行うことが望ましい。蒸留は、通常、200℃以上300℃以下、6.67kPa以下の圧力で蒸留時間を考慮して選択される。再結晶は、例えば、未精製ロジンを良溶媒に溶解し、ついで溶媒を留去して濃厚な溶液とし、この溶液に貧溶媒を添加することにより行う。良溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、クロロホルムなどの塩素化炭化水素類、低級アルコール等のアルコール類、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどの酢酸エステル類等が挙げられ、貧溶媒としてはn−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、イソオクタン等の炭化水素系溶媒が挙げられる。抽出は、例えば、アルカリ水を用いて未精製のロジンをアルカリ水溶液となし、これに含まれる不溶性の不ケン化物を、有機溶媒を用いて抽出したのち、水層を中和することで精製ロジンを得る方法である。
不均化触媒としては、パラジウムカーボン、ロジウムカーボン、白金カーボンなどの担持触媒、ニッケル、白金等の金属粉末、ヨウ素、ヨウ化鉄等のヨウ化物等の各種公知のものが挙げられる。
2価のロジンは、ロジン類にα,β−不飽和カルボン酸類(例えばα,β−不飽和カルボン酸又はその酸無水物)を反応させたものであり、具体的には、例えば、カルボン酸(例えば、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸)に変性されたロジンが挙げられる。
カルボン酸で変性された2価のロジンとして代表的には、(メタ)アクリル酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等が挙げられる。
なお、変性前のロジンは、上述した1価のロジンを用いてもよい。
(メタ)アクリル酸変性ロジンとして具体的には、例えば、変性前のロジンに、(メタ)アクリル酸を付加反応させて得られるものが挙げられ、より具体的には、例えば、変性前のロジンの主成分の中で共役二重結合を有する酸と、(メタ)アクリル酸と、による加熱下でのディールス−アルダー(Diels−Alder)反応を経て得られたものである。
(メタ)アクリル酸変性ロジンとしては、ディールス−アルダー(Diels−Alder)反応における反応活性の観点から、立体障害の少ないアクリル酸で変性したアクリル酸変性ロジンが好ましい。
式(Aa):Xa=[(Xa1−Y)/(Xa2−Y)]×100
式(Aa)中、Xa1は、変性度を算出する(メタ)アクリル酸変性ロジンのSP値を示す。Xa2は、(メタ)アクリル酸1モルとロジン1モルとを反応させて得られる(メタ)アクリル酸変性ロジンの飽和SP値を示す。Yは、ロジンのSP値を示す。
・測定機:環球式自動軟化点試験器ASP−MGK2((株)メイテック製)
・昇温速度:5℃/min
・昇温開始温度:40℃
・測定溶剤:グリセリン
また、飽和SP値とは、(メタ)アクリル酸とロジンとの反応を、得られる(メタ)アクリル酸変性ロジンのSP値が飽和値に達するまで反応させたときのSP値である。
(メタ)アクリル酸変性ロジンは、上記反応後、そのまま使用してもよく、さらに蒸留等の操作を経て精製して使用してもよい。
フマル酸変性ロジンとして具体的には、変性前のロジンに、フマル酸を付加反応させて得られるものが挙げられ、より具体的には、変性前のロジンの主成分の中で共役二重結合を有する酸と、フマル酸と、による加熱下でのディールス-アルダー(Diels−Alder)反応を経て得られたものが挙げられる。
式(Af):Xf=[(Xf1−Y)/(Xf2−Y)]×100
式(Af)中、Xf1は、変性度を算出するフマル酸変性ロジンのSP値を示す。Xf2は、フマル酸1モルとロジン0.7モルとを反応させて得られるフマル酸変性ロジンのSP値を示す。Yは、ロジンのSP値を示す。
フマル酸変性ロジンは、反応後、そのまま使用してもよく、さらに蒸留等の操作を経て精製して使用してもよい。
2価のフェノールは、ベンゼン環に、OH基が2個結合したものであり、他の置換基がついていない化合物であり、具体的には、例えば、ハイドロキノンが好適に挙げられる。
ヒンダードフェノールとしては、具体的には、例えば、t−ブチルカテコールが好適に挙げられる。
マレイン酸変性ロジンとして具体的には、例えば、変性前のロジンに、マレイン酸又は無水マレイン酸を付加反応させて得られるものが挙げられ、より具体的には、例えば、変性前のロジンの主成分の中で共役二重結合を有する酸と、マレイン酸又は無水マレイン酸と、による加熱下でのディールス−アルダー(Diels−Alder)反応を経て得られたものである。
式(Am):Xm=[(Xm1−Y)/(Xm2−Y)]×100
式(Am)中、Xm1は、変性度を算出するマレイン酸変性ロジンのSP値を示す。Xm2は、マレイン酸1モルとロジン1モルとを230℃で反応させて得られるマレイン酸変性ロジンの飽和SP値を示す。YはロジンのSP値を示す。
また、飽和SP値とは、マレイン酸とロジンとの反応を、得られるマレイン酸変性ロジンのSP値が飽和値に達するまで反応させたときのSP値である。
マレイン酸変性ロジンは、上記反応後、そのまま使用してもよく、さらに蒸留等の操作を経て精製して使用してもよい。
2価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール又は芳香族ジオールから選ばれる少なくとも1種を使用する。
脂肪族ジオールとして、具体的には、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブテンジオール、2−メチル-1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−メチルプロパン−1,3−ジオール、2−ブチル−2−エチルプロパン−1,3−ジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、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、1,14−エイコサンデカンジオール、ダイマージオール、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパノエート、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、芳香族ジオールとしては、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、ビスフェノールAブチレンオキサイド付加物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これら2価アルコールは、単独で用いても、二種以上を併用しても良い。
2価のカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、分岐鎖を有する炭素数1以上20以下のアルキルコハク酸、分岐鎖を有する炭素数1以上20以下のアルケニル基を有するアルケニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸;それらの酸の無水物及び、それらの酸のアルキル(炭素数1以上3以下)エステル等が挙げられる。
これらの中では、トナーの耐久性、定着性及び着色剤の分散性の観点から芳香族カルボン酸化合物が望ましい。
3価以上の多価カルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、クエン酸等が挙げられる。
本実施形態に係るポリエステル樹脂は、2価カルボン酸、2価アルコール及び1価又は2価のロジンを原料とし、亜鉛化合物を反応触媒として用いた製造方法によって調製される。その反応方法としては、例えば、エステル交換反応又は直接エステル化反応のいずれも適用してもよい。また、加圧して反応温度を高くする方法、減圧法又は常圧下で不活性ガスを流す方法によって重縮合を促進してもよい。
反応温度は、例えば、180℃以上300℃以下の温度がよい。
また、カルボン酸で変性された2価のロジンは、全カルボン酸成分に対して、5質量以上70質量%以下(望ましくは10質量%以上60質量%以下)で含むことがよい。
本実施形態に係るポリエステル樹脂の重量平均分子量は、トナーの耐久性、耐オフセット性の観点から、4000以上1000000以下が望ましく、7000以上300000以下がより望ましい。
ここで、本実施形態に係るポリエステル樹脂は、上述のようにポリエステル樹脂の合成における重縮合反応の反応性が向上しているため、重量平均分子量(Mw)が、15000以上30000以下の高い値となる傾向があり、より具体的には、20000以上25000以下の高い値となる傾向がある。
そのため、本実施形態に係るポリエステル樹脂を含んだ本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、静電荷像現像用トナーにおける低温定着性及び帯電性を向上させる傾向がある。
これは、重量平均分子量が高くなることにより、樹脂の脆さ改善による低温定着性(折れ曲がり評価)と低分子量成分による帯電性低下改善ができることが理由として考えられる。
なお、軟化温度の測定には、高化式フローテスターCFT−500(島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔の径を0.5mm、加圧荷重を0.98MPa(10Kg/cm2)、昇温速度を1℃/分とした条件下で、1cm3の試料を溶融流出させた時の流出開始点から終了点の高さの1/2に相当する温度として求める。
軟化温度及びガラス転移温度は、原料モノマー組成、重合開始剤、分子量、触媒量等の調整、又は反応条件の選択により容易に調整する。
なお、ガラス転移温度の測定には、「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)を使用し、試料10mgを昇温速度10℃/minで加熱して測定する。
なお、酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いた測定で行う。即ち、適当量の試料を分取し、溶剤(ジエチルエーテル/エタノール混合液)100ml、及び、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が溶けるまで振り混ぜる。これに、0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の紅色が30秒間続いた時を終点とした。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとした時、A=(B×f×5.611)/Sとして算出する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーには、本実施形態の効果を損なわない範囲で、公知の結着樹脂、例えば、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等の他の樹脂が併用されても良いが、本発明のポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂中、70重量%以上が望ましく、90重量%以上がより望ましく、実質的に100重量%であることがさらに望ましい。
本実施形態に係る静電荷像現像トナー(以下、「トナー」と称することがある)は、上記本実施形態に係るポリエステル樹脂を含んで構成されている。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
トナー粒子は、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤、離型剤及びその他添加剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、非晶性樹脂と共に結晶性樹脂を併用してもよい。
結着樹脂としては、上記本実施形態に係るポリエステルと共に、当該本実施形態に係るポリエステル樹脂以外のその他非晶性樹脂を併用してもよい。
但し、本実施形態に係るポリエステル樹脂の含有量は、全結着樹脂100質量部に対して、70質量部以上が望ましく、90質量部以上がより望ましい。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、低温定着性を実現する観点から、脂肪族ジカルボン酸(その酸無水物および酸塩化物を含む)と脂肪族ジオールとの縮重合体であることがよい。
結晶性樹脂の含有量としては、全結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが望ましく、5質量部以上15質量部以下であることがより望ましい。
なお、本実施形態において低温定着とは、トナーを120℃程度以下で加熱して定着させることをいう。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジシンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・レッド238、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料を使用してもよい。
着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等が得られる。
離型剤の含有量が0.5質量%以上であれば、特にオイルレス定着において剥離不良の発生が防止される。離型剤の含有量が15質量%以下であれば、トナーの流動性が悪化することがなく、画質および画像形成の信頼性が向上する。
コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂(本実施形態に係るポリエステル及び結晶性ポリエステル樹脂)と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂(本実施形態に係るポリエステル)を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
なお、トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーII型(ベックマン−コールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
ここで上記形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部程度である。
トナーは、例えば、トナー粒子を得た後、必要に応じて外添剤と混合することにより得られる。
トナー粒子の製造方法としては、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法等)のいずれにより製造してもよいが、中でも、例えば、結着樹脂、必要に応じて着色剤、離型剤その他内添剤等を加えて混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;により、トナー粒子を得ることがよい。
[静電荷像現像剤]
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
次に、本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー画像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を有する。そして、静電荷像現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷像現像剤を適用する。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、被転写体の表面も平滑であることが望ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー画像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー画像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図2は、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置に対して着脱自在としたものである。
−1価のロジンA1−
1価のロジンA1は、以下のものを用いた。
ロンヂス(荒川化学工業株式会社製)
−2価のロジンB1−
上記の1価のロジンA1(332g)、アクリル酸(和光純薬(株)製)(72g)を加え、200℃で8時間反応させて、2価のロジンB1を得た。
その後、5.3kPaの減圧条件下、200℃で蒸留を行い、未反応のアクリル酸を留去した。留去物は5gであった。
得られた2価のロジンB1は、変性度85%であった。
(ポリエステル樹脂1の合成)
1,4−ブタンジオールとテレフタル酸ジメチルと1価のロジン及び反応触媒として酢酸亜鉛・2水和物を下記の配合で加え、攪拌装置、加熱装置、温度計、分留装置、窒素ガス導入管を備えたステンレス製反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら170℃4時間で反応させたのち、200℃7時間で反応させた。
1,4−ブタンジオール 100質量部
1価のロジンA1 15質量部
テレフタル酸ジメチル 85質量部
酢酸亜鉛・2水和物 1重量部
下記記組成物をエクストルーダーで混練し、表面粉砕方式の粉砕機で粉砕した。その後、風力式分級機(ターボクラシファイアー(TC−15N)、日清エンジニアリング社製)で細粒、粗粒を分級し、その中間サイズの粒子を得る過程を3回繰り返し、体積平均粒径=6μmのトナー粒子1を得た。
ポリエステル樹脂1 83質量部
シアン顔料:銅フタロシアニンB15:3(大日精化) 10質量部
パラフィンワックス:HNP−9(日本精鑞) 7質量部
−トナーの製造−
トナー粒子1の100質量部にシリカ(商品名:R812(日本エアロジル社製))0.5質量部を加え、高速混合機によって混合し、トナー1を得た。
−ポリエステル樹脂の着色の評価−
ポリエステル樹脂1の着色については、以下のような条件で、目視で評価した。
アルミカップにポリエステル樹脂を200度で溶解させディスクを形成後目視で判断した。
評価基準は、以下の通りである。
評価結果は、表2に示す。
1 着色なし
2 黄色く着色しているが、透明性がある
3 黄色く着色し、透明性がない
4 茶色く着色し、透明性がない
トナーの帯電性については、現像器中のマグスリーブ上の現像剤を採取し、室温25度湿度50%の条件下で東芝社製TB200にて測定した。
評価結果は、表2に示す。
作製した各トナーの低温定着性について、次のようにして調べた。
画像を40mm×50mmのソリッド画像とし、トナー量は1.5mg/cm2、記録紙はミラーコートプラチナ紙(坪量:127gsm)を使用し手評価した。ついで、DocuPrint C2220の定着機を定着温度が可変となるように改造し、定着温度を100℃から段階的に上昇させながら定着性を評価した。
そして、低温定着性は、離型不良による画像欠損のない良好な定着画像を定められた荷重の重りを用いて折り曲げ、その部分の画像欠損度合いをグレード付けし、ある一定のグレード以上になる定着温度を最低定着温度として、低温定着性の指標とした。
評価基準は、以下の通りである。
○:140℃以下
△:140℃を超え、160℃以下
×:160℃以上
評価結果は、表2に示す。
(ポリエステル樹脂2〜6の合成)
亜鉛化合物(反応触媒)、1価又は2価のロジン、2価アルコール及び2価カルボン酸を表1の組成で加え、ポリエステル樹脂1と同様にして反応させてポリエステル樹脂2〜6を得た。
ポリエステル樹脂2〜6は、ポリエステル樹脂1と同様にして評価した。
評価結果は表2に示す。
ポリエステル樹脂1をポリエステル2〜6に変えた以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子2〜6を作製した。
トナー粒子1をトナー粒子2〜6に変えた以外は、静電荷像現像剤1と同様にして静電荷像現像剤を作製し、静電荷像現像剤1と同様に評価した。
評価結果は、表2に示す。
また、本実施例に係るトナーの帯電性及び低温定着性は、比較例に比べ、向上されていることがわかる。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ(帯電手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段の一例)
28、115 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)
Claims (8)
- 亜鉛化合物を反応触媒として用いて、2価アルコールと2価カルボン酸と1価又は2価のロジンとを反応させた重縮合体であるポリエステル樹脂。
- 重量平均分子量が15000以上30000以下である請求項1に記載のポリエステル樹脂。
- 請求項1又は2に記載のポリエステル樹脂を含む静電荷像現像用トナー。
- 請求項3に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項3に記載の静電荷像現像用トナーを収納し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、像保持体の表面に形成された静電荷像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、前記静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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