JP2011070001A - 電子写真用トナー及びその製造方法、電子写真用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】示差走査熱量計(DSC)により求められた吸熱ピークが70℃以上95℃以下の範囲にあり、且つ、前記吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲にある離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂と、着色剤とを含み、80℃における複素弾性率が5×104Pa以上5×105Pa以下であり、トナー中における前記離型剤の分散径が、個数測定に基づくふるい下積算分布で50%となる粒径(D50)として0.3μm以上0.8μm以下であり、個数測定に基づくふるい下積算分布で84%となる粒径(D84)として1.1μm以下である、電子写真用トナー。
【選択図】なし
Description
10≦T≦50
80℃における複素弾性率が5×104Pa以上5×105Pa以下であり、
トナー中における前記離型剤の分散径が、個数測定に基づくふるい下積算分布で50%となる粒径(D50)として0.3μm以上0.8μm以下であり、個数測定に基づくふるい下積算分布で84%となる粒径(D84)として1.1μm以下である、電子写真用トナーである。
前記離型剤の吸熱ピーク温度±10℃の範囲に加熱して前記凝集粒子を融合・合一する融合・合一工程とを有する請求項1又は請求項2に記載の電子写真用トナーの製造方法である。
本実施形態に係る電子写真用トナー(以下、単に「トナー」と称することがある。)は、示差走査熱量計(DSC)により求められた吸熱ピークが70℃以上95℃以下の範囲にあり、且つ、前記吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲にある離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂と、着色剤とを含み、80℃における複素弾性率が5×104Pa以上5×105Pa以下であり、トナー中における前記離型剤の分散径が、個数測定に基づくふるい下積算分布で50%となる粒径(D50)として0.3μm以上0.8μm以下であり、個数測定に基づくふるい下積算分布で84%となる粒径(D84)として1.1μm以下であるものである。
トナーをエポキシ樹脂に包埋し、クライオスタットにて凍結し、薄膜に切り出し、透過モードにてトナー断面を電子顕微鏡にて観察した。得られたトナー断面観察写真(1万倍)から無作為にトナー20個を選び、画像解析装置にて、離型剤の分散径(D16、D50、D84)を測定した。長径、短径に違いのあるものは平均を分散径とした。
離型剤の吸熱ピークの半値幅が広ければ広いほど、離型剤の分子量分布が広いことを意味する。離型剤の分子量分布が広いとは、即ち、離型剤が、低分子量で低溶融温度の離型剤成分と高分子量で高溶融温度の離型剤成分との混合物であることを示唆する。本実施形態で用いられる離型剤は、離型剤の吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲であることから、低分子量成分と高分子量成分とが適度に混合された離型剤である。
条件:
・テフロン(登録商標)ハードロール熱定着器(富士ゼロックス社製DCF1100の定着器)
・ニップ部による加熱時間: 21msec
・ニップ部の面圧: 6.0kgf/cm2
・定着速度535mm/sec
・用紙 Business80 (坪量80g/m2)
・画像 トナー量 5.0g/m2のベタ画像
・定着性判断 折り曲げたときの抜け幅が0.5m未満となる温度を最低定着温度とする
上記条件にて、結着樹脂に低温定着成分として結晶性ポリエステル樹脂を含まないトナーの最低定着温度は180℃程度であり、低温定着性が十分でない。
本実施形態において、トナーの複素弾性率は、下記方法により測定された値をいう。
具体的には、レオメーター(レオメトリックサイエンティフィック社製:ARESレオメータ)を使用し、パラレルプレートを用いて周波数1Hzの条件で、昇温測定を行う。さらに具体的には、120℃から140℃の温度で試料をセットし、室温(25℃)まで冷却した後、昇温速度1℃/分で加熱しながら、30℃から180℃の範囲で2℃毎に昇温時の貯蔵弾性率、損失弾性率、複素弾性率、及びtanδを測定する。なお、上記トナーの複素弾性率の測定は、歪の上限を20%として行った。
また、本実施形態に係る離型剤の分散径のD84が1.1μmを超えると、染み出し量が不均一となり、均一に被覆できないという問題を生ずることがある。本実施形態においてD84の値としては0.9μm以下が望ましい。
また、本実施形態においては、個数測定に基づくふるい下積算分布で16%となる粒径(D16)が0.2μm以上であってもよい。
本実施形態で用いられる離型剤は、示差走査熱量計(DSC)により求められた吸熱ピークが70℃以上95℃以下の範囲にあり、且つ、前記吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲にある離型剤である。
離型剤の具体例としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;等が挙げられる。
これらの中でも、ノルマル炭化水素の割合が80質量%以上のパラフィンワックスを用いることが望ましい。ノルマル炭化水素の割合が高い方が結晶化が速やかであり、ブロッキングに有効に働くと推定している。
n−パラフィン含有率は、島津製作所製のGC−17Aなどのガスクロマトグラフを用い、既知のn-パラフィン標準物質から得られるリテンションタイムとピーク面積から、定量することができる。
・カラム
液相:ジメチルシロキサン、
膜厚:0.25μm、内径×長さ=0.25mm×15m
・検出器 FID
・キャリアガス ヘリウム
・試料調整 0.1質量%(ヘプタンを溶媒とする)
・温度条件
カラム恒温槽 初期温度60℃から445℃まで30分で昇温し、445℃で5分保持。
気化室 初期温度70℃から445℃まで90秒で昇温し、445℃として10秒保持。
炭素数C20から40程度のn−パラフィン標準物質を測定し、n-パラフィンの炭素数に応じたリテンションタイムとピーク面積を得る。n-パラフィンの炭素数に応じたリテンションタイムの間に現れる吸収を非ノルマル成分とする。離型剤サンプルの測定値をノルマルパラフィン成分と非ノルマル成分に分けて積分し、全面積Saと非ノルマル成分から得られる面積Siからn−パラフィン含有割合(Sn=(Sa−Si)/Sa×100(%))を求める。
本実施形態で用いる結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度は保管性と低温定着性から、50℃以上100℃以下の範囲にあることが望ましく、55℃以上90℃以下の範囲にあることがより望ましく、60℃以上85℃以下の範囲にあることがさらに望ましい。溶融温度が50℃を下回ると、保管トナーにブロックキングが生じるなどのトナー保管性や、定着後の定着画像の保管性が困難となることがある。また、溶融温度が100℃を超える場合では十分な低温定着性が得られないことがある。
なお、上記結晶性ポリエステル樹脂の溶融温度は、前記の示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
さらに、前記脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、2重結合を持つジカルボン酸成分を含有してもよい。
重合性単量体が、反応温度下で溶解また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重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い重合性単量体とその重合性単量体と重縮合予定の酸またはアルコール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。
本実施形態においては、非晶性ポリエステル樹脂が用いられる。非晶性ポリエステル樹脂を用いることで、前記結晶性ポリエステル樹脂との相溶性が向上するため、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度における低粘度化に伴い、非晶性ポリエステル樹脂も低粘度化し、トナーとしてのシャープメルト性(鋭敏な溶融特性)が得られるために、低温定着性に有利である。また結晶性ポリエステル樹脂との濡れ性が良好なことから、結晶性ポリエステル樹脂のトナー内部への分散性が向上し、結晶性ポリエステル樹脂のトナー表面への露出を抑制するため、帯電性への悪影響が抑制される。またこの理由により、トナーの強度や定着画像の強度向上の観点でも望ましい。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類;が挙げられ、これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いてもよい。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが望ましく、また良好なる定着性を確保するために架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが望ましい。
非晶性ポリエステル樹脂のTgは50℃以上65℃以下であることがより望ましい。
本実施形態に用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であってもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が望ましい。
望ましい着色剤としては、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、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、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等の公知の顔料が使用される。
本実施形態のトナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
本実施形態のトナーの体積平均粒径は4μm以上9μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは4.5μm以上8.5μm以下の範囲であり、さらに望ましくは5μm以上8μm以下の範囲である。体積平均粒径が4μmより小さいと、トナー流動性が低下し、各粒子の帯電性が低下しやすい。また、帯電分布が広がるため、背景へのかぶりや現像器からのトナーこぼれ等が生じやすくなる。また4μmより小さいと、前記低帯電トナーの定着時の飛散を抑制できなくなる場合があり、また格段にクリーニング性が困難となる場合がある。体積平均粒径が9μmより大きいと、解像度が低下することがある。
ここで、体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(コールター社製)を使用して測定される。
上記形状係数SF1は110以上130以下の範囲であることがより好ましい。
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。
本実施形態に係る電子写真用トナーの製造方法としては、乾式製法と湿式製法とが挙げられるが、乾式製法である混錬粉砕法の場合、製法上、小粒子径側のトナーへの結晶性樹脂の含有量が増加する傾向にあるため、あまり望ましくない。また湿式製法では、乳化凝集法、溶融懸濁法、溶解懸濁法等が挙げられる。
この中でも、結晶性樹脂を含む小粒子径のトナーを得ようとする場合には、乳化凝集法を用いることが有利である。乳化凝集法は、各種材料を徐々に凝集させ、更に被覆する工程を有してもよい。被覆工程を経ることにより、結晶性樹脂の内包性が向上する。結晶性樹脂がトナー表面に露出すると流動性の悪化などの問題が発生するため、その対策として乳化凝集法での製造が有効である。
本実施形態に係る電子写真用トナーの製造方法を上記構成とすることにより、凝集粒子を融合・合一する際に、融合・合一温度にて溶融しない離型剤の高分子量成分が離型剤の低分子量成分と共存する半溶融状態を経て凝集粒子が融合・合一する。半溶融状態であることから離型剤粒子同士の融着や、バインダー樹脂、特に、低温定着成分として用いる結晶性ポリエステル樹脂との過相溶が抑制され、その結果として、離型剤がトナー中に均一に分散すると推察される。
凝集粒子分散液調製工程に用いる原料分散液を準備するために、トナーを構成する主要な材料を、水系媒体中に分散させた乳化分散液を調整する。以下、樹脂分散液や、着色剤分散液、離型剤分散液等について説明する。
樹脂分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上1μm以下であってもよく、0.03μm以上0.8μm以下であってもよく、0.03μm以上0.6μmであってもよい。
樹脂粒子の体積平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易くなる場合がある。一方、体積平均粒径が上記範囲内であれば前記欠点がない上、トナー間の組成偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本発明においては、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておいてもよい。
また、分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
着色剤分散液を調整する際の分散方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散方法を使用してもよく、なんら制限されるものではない。必要に応じて、界面活性剤を使用して着色剤の水分散液を調製したり、分散剤を使用して着色剤の有機溶剤分散液を調製したりしてもよい。分散に用いる界面活性剤や分散剤としては、樹脂を分散させる際に用い得る分散剤と同様のものを用いてもよい。
離型剤分散液は、離型剤を水中にイオン性界面活性剤等と共に分散し、離型剤の溶融温度以上に加熱し、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を印加することにより調製される。これにより、体積平均粒径が1μm以下の離型剤粒子を分散させる。トナー中に均一に分散させるためには、体積平均粒径が150nm以上400nm以下程度であることが望ましい。また、離型剤分散液における分散媒としては、結着樹脂に用いる分散媒と同様のものを用いてもよい。
凝集粒子分散液調製工程においては、まず得られた樹脂分散液(結晶性ポリエステル樹脂分散液、非晶性ポリエステル樹脂分散液)、着色剤分散液及び離型剤分散液等を混合して混合液とし、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、2.2以上6以下の範囲がより望ましく、2.4以上5以下の範囲がさらに望ましい。この際、凝集剤を使用することも有効である。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが狭い粒度分布を得る点から好ましい。
融合・合一工程においては、前記凝集粒子分散液調製工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、離型剤の吸熱ピーク温度±10℃の範囲に加熱して凝集粒子を融合・合一させる。また、非晶性ポリエステル樹脂で被覆した場合には、該非晶性ポリエステル樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とされる。
本実施形態に係る電子写真用現像剤(以下、単に「現像剤」と称することがある。)は、本実施形態のトナーを含むものであれば特に限定されず一成分現像剤あるいは二成分現像剤のいずれであってもよい。二成分現像剤として用いる場合にはトナーと、キャリアとを混合して使用される。
二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10μm以上500μm以下であり、30μm以上100μm以下であってもよい。
次に、本実施形態のトナーを用いた本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記感光体上に形成された前記静電荷像を本実施形態に係る電子写真用現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、を有するものである。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
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色のトナーが供給される。
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。
現像効率、画像粒状性、階調再現性等の観点から、直流成分に交流成分を重畳させたバイアス電位(現像バイアス)を現像剤保持体に付与してもよい。具体的には、現像剤保持体直流印加電圧Vdcを−300乃至−700Vとしたとき、現像剤保持体交流電圧ピーク幅Vp−pを0.5乃至2.0kVの範囲としてもよい。
イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
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、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
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、本実施形態に係る電子写真用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、現像装置111とともに、感光体107、帯電ローラ108、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本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
加熱乾燥した三口フラスコに、1,10−ドデカン二酸230部、1,9−ノナンジオール160部、および触媒としてジブチル錫オキサイド0.2部を入れ、その後減圧操作により、三口フラスコ内の空気を窒素に置換して不活性雰囲気下として、機械攪拌により180℃、5時間攪拌し、且つ還流して反応を進行させた。反応中は、反応系内において生成した水を留去した。その後、減圧下において235℃まで徐々に昇温し、2時間攪拌して粘稠な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量28500になったところで、減圧蒸留を停止し結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は73℃、軟化温度75℃、酸価は12.5mgKOH/gであった。
この結晶性ポリエステル樹脂100部と、酢酸エチル35部、及びイソプロピルアルコール35部をセパラブルフラスコに入れ、これを75℃で充分混合、溶解した後、10%アンモニア水溶液を5.5部滴下した。加熱温度を60℃に下げ、攪拌しながらイオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度6g/minで滴下し、液が白濁したのち、送液速度25g/minに上げ、総液量が400部になったところで、イオン交換水の滴下を止めた。その後、減圧下で溶媒の除去を行い、結晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は138nm、ポリエステル樹脂粒子の固形分濃度は26.21%であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 310部
・テレフタル酸 116部
・フマル酸 12部
・ドデセニルコハク酸 54部
・Ti(OBu)4 0.05部
次いで、この非晶性ポリエステル樹脂1を100部と、酢酸エチルを50部と、イソプロピルアルコールを25部と、10%アンモニア水溶液を5部と、をセパラブルフラスコに入れ、充分混合、溶解した後、40℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/minで滴下した。液が白濁した後、送液速度25g/minに上げて転相させ、送液量が135部になったところで滴下を止めた。その後減圧下で溶剤除去を行い、非晶性ポリエステル樹脂分散液1を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は132nm、ポリエステル樹脂粒子の固形分濃度は32.0%であった。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 310部
・テレフタル酸 100部
・アジピン酸 9部
・フマル酸 12部
・ドデセニルコハク酸 54部
・Ti(OBu)4 0.05部
次いで、この非晶性ポリエステル樹脂2を100部と、酢酸エチルを50部と、イソプロピルアルコールを25部と、10%アンモニア水溶液を5部と、をセパラブルフラスコに入れ、充分混合、溶解した後、40℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/minで滴下した。液が白濁した後、送液速度25g/minに上げて転相させ、送液量が135部になったところで滴下を止めた。その後減圧下で溶剤除去を行い、非晶性ポリエステル樹脂分散液2を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は130nm、ポリエステル樹脂粒子の固形分濃度は31.5%であった。
(着色剤分散液1(クロ)の調製)
・カーボンブラック(デグサ社製、NIPex35) 120部
・アニオン界面活性剤 8.64部
・イオン交換水 485部
以上を混合し、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時間分散してカーボンブラックを分散させてなる着色剤分散液1を調製した。着色剤分散液1における着色剤粒子の体積平均粒径は、0.13μm、着色剤粒子濃度は20.98%であった。
・C.I.ピグメントブルー15:3 13.75部
・アニオン界面活性剤 1.238部
・イオン交換水 41.697部
以上を混合し、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時間分散してシアン着色剤を分散させてなる着色剤分散液2を調製した。着色剤分散液2における着色剤粒子の体積平均粒径は、0.18μm、着色剤粒子濃度は26.44%であった。
Sasol社製FTワックス H1とC80を50部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤1は、DSCの吸熱ピーク85℃、半値幅13℃のDSC特性であった。
離型剤1のノルマル炭化水素の割合は95%であった。
・離型剤1 180部
・アニオン性界面活性剤 4.5部
・イオン交換水 410部
以上を110℃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、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴ−リン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.24μmの離型剤粒子を分散させ、イオン交換水で濃度を調整し、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液1を調製した。
日本精蝋社製パラフィンHNP9とSasol社製FTワックスC80とを50部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤2は、DSCの吸熱ピーク75℃、半値幅15℃のDSC特性であった。
離型剤2のノルマル炭化水素の割合は94%であった。
−離型剤分散液2の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.21μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液2を調製した。
Shell社製FTワックス100と105とを50部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤3は、DSCの吸熱ピーク90℃、半値幅13℃のDSC特性であった。
離型剤3のノルマル炭化水素の割合は95%であった。
−離型剤分散液3の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.24μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液3を調製した。
Sasol社製FTワックスC80を原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度260℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、低分子成分を除去し主留分を得た。得られた離型剤4は、DSCの吸熱ピーク85℃、半値幅9℃のDSC特性であった。
離型剤4のノルマル炭化水素の割合は94%であった。
−離型剤分散液4の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.20μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液4を調製した。
Sasol社製FTワックス C80 とShell社製FTワックス105を50部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤5は、DSCの吸熱ピーク85℃、半値幅17℃のDSC特性であった。
離型剤5のノルマル炭化水素の割合は97%であった。
−離型剤分散液5の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.21μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液5を調製した。
Sasol社製FTワックス H1を原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤6は、DSCの吸熱ピーク90℃、半値幅9℃のDSC特性であった。
離型剤6のノルマル炭化水素の割合は96%であった。
−離型剤分散液6の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.23μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液6を調製した。
日本精蝋社製パラフィンHNP9を70部とSasol社製FTワックスC80を30部とを溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤7は、DSCの吸熱ピーク75℃、半値幅9℃のDSC特性であった。
離型剤7のノルマル炭化水素の割合は93%であった。
−離型剤分散液7の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.2μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液7を調製した。
Sasol社製FTワックス H1 30部とC80を40部、Shell社製FTワックス105を30部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤8は、DSCの吸熱ピーク85℃、半値幅20℃のDSC特性であった。
離型剤8のノルマル炭化水素の割合は94%であった。
−離型剤分散液8の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.24μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液8を調製した。
日本精蝋社製マイクロクリスタリンワックスHimic1090を60部、Sasol社製FTワックス C80を40部、溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤9は、DSCの吸熱ピーク84℃、半値幅13℃のDSC特性であった。
離型剤9のノルマル炭化水素の割合は82%であった。
−離型剤分散液9の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.25μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液9を調製した。
日本精蝋社製マイクロクリスタリンワックスHimic1090を80部、Sasol社製FTワックス C80を20部、溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤10は、DSCの吸熱ピーク83℃、半値幅13℃のDSC特性であった。
離型剤10のノルマル炭化水素の割合は77%であった。
−離型剤分散液10の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.25μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液10を調製した。
Sasol社製FTワックスH1を30部とShell社製FTワックス105を70部ずつ溶融ブレンドしたものを原料とし、日本車両社製遠心式分子蒸留装置(MS−380)にて蒸発面温度240℃から300℃、真空度0.7Paの条件で蒸留し、初めに低分子成分を除去、後に高分子量成分と分離し、主留分を得た。得られた離型剤11は、DSCの吸熱ピーク95℃、半値幅13℃のDSC特性であった。
離型剤11のノルマル炭化水素の割合は95%であった。
−離型剤分散液11の調製−
離型剤分散液1と同様にして、体積平均粒径0.25μm、離型剤濃度が31.0%の離型剤分散液11を調製した。
(トナー1の作製)
<トナー粒子1の作製>
・非晶性ポリエステル樹脂分散液1 313.75部
・離型剤分散液1 59.516部
・着色剤分散液1 61.316部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液 52.926部
・イオン交換水 445部
・アニオン性界面活性剤 2.25部
pHメーター、攪拌羽、温度計を具備した重合釜に、上記原料を入れ、Ultraturrax(IKAジャパン社製)により6000rpmでせん断力を加えながら、凝集剤として硫酸アルミニウム1%水溶液100部を滴下し、原料混合物を調整した。
トナー1の80℃における複素弾性率、体積平均粒径(D50)及び離型剤の分散径(D16、D50、D84)を表1に示す。
−ブロッキング−
画像形成装置として富士ゼロックス社製DocuCentre f1100改造機を用いて、トナー載り量が8.0g/m2のベタ画像(210mm × 100mm)を富士ゼロックス社製P紙上に連続して1000枚印刷した。トナーの載り量はブロッキング特性を比較しやすくするために通常設定の2倍程度の載り量とした。定着設定温度は、180℃とした。印刷終了10分後に堆積した印刷物の裏移り(ブロッキング)の程度を下記規準に基づき評価した。得られた結果を表1に示す。
<評価基準>
○ : 用紙同士の貼り付がなく、画像欠損もない
△ : 用紙同士の軽微な貼り付があるが、画像欠損はない
× : 用紙同士の貼り付きが発生し、はがしたときに画像が裏面側に移ってしまう
画像形成装置として富士ゼロックス社製DocuCentre f1100を用いて、トナー載り量が8.0g/m2の全面文字画像(16pt)を富士ゼロックス社製Business80紙上に印刷した。この印刷済みの用紙に対して、DCF1100GAの自動原稿送り装置を用いて20回のフィーダーを行い画像の裏写り(スマッジ)の程度を下記規準に基づき評価した。得られた結果を表1に示す。
なお、スマッジとは、定着後のトナー画像を白紙でこすったときにトナー画像の一部が破断されてこすった白紙に移る現象をいう。
<評価基準>
○ : 白紙でこすったときに画像汚れがつかない
△ : 白紙でこすったときに画像汚れが付着するが、その濃度が0.15(X−rite)未満であり、軽微である
× : 白紙でこすったときに画像汚れが付着し、その濃度が0.15(X−rite)以上であり、問題となる
条件:
・テフロン(登録商標)ハードロール熱定着器(富士ゼロックス社製DocuCentre f1100の定着器)
・ニップ部による加熱時間: 21msec
・ニップ部の面圧: 6.0kgf/cm2
・定着速度 535mm/sec、
・用紙 Business80 (坪量80g/m2)
・画像 トナー量 5.0g/m2のベタ画像
・定着性判断 折り曲げたときの抜け幅が0.5mm未満となる温度を最定着温度とする
上記条件にて、未定着画像を定着温度5℃刻みに低温側から定着を行い、定着性を満たす温度を最低定着温度とした。
表1に記載のトナー組成に従い、トナー1と同様にしてトナー2乃至15及び現像剤2乃至15を作製し、実施例1と同様にして評価した。得られた結果を表1に示す。
着色剤分散液1に替えて着色剤分散液2を用い、EDTA水溶液の量を10.0部から20.0部に変更すること以外はトナー1と同様にしてCyanトナー(トナー16)及び現像剤を作製した。
このカラートナーについて、DocuCentre−III C7600改造機(定着設定温度を15℃低下)を用いて、実施例1と同様に評価を行った。結果として、トナー16においてもプリントブロッキング、フィーダースマッジ、低温定着性共に良好な結果が得られた。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
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(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 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)
28、115 定着装置(定着手段)
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 (7)
- 示差走査熱量計(DSC)により求められた吸熱ピークが70℃以上95℃以下の範囲にあり、且つ、前記吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲にある離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂と、着色剤とを含み、
80℃における複素弾性率が5×104Pa以上5×105Pa以下であり、
トナー中における前記離型剤の分散径が、個数測定に基づくふるい下積算分布で50%となる粒径(D50)として0.3μm以上0.8μm以下であり、個数測定に基づくふるい下積算分布で84%となる粒径(D84)として1.1μm以下である、電子写真用トナー。 - 前記離型剤が、ノルマル炭化水素の割合が80質量%以上のパラフィンワックスである請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 示差走査熱量計(DSC)により求められた吸熱ピークが70℃以上95℃以下の範囲にあり、且つ、前記吸熱ピークの半値幅が10℃以上18℃以下の範囲にある離型剤を分散した離型剤分散液、結晶性ポリエステル樹脂を分散した結晶性ポリエステル樹脂分散液、非晶性ポリエステル樹脂を分散した非晶性ポリエステル樹脂分散液、及び着色剤を分散した着色剤分散液を混合して前記離型剤、前記結晶性ポリエステル樹脂、前記非晶性ポリエステル樹脂、及び前記着色剤を含む凝集粒子の分散液を調製する凝集粒子分散液調製工程と、
前記離型剤の吸熱ピーク温度±10℃の範囲に加熱して前記凝集粒子を融合・合一する融合・合一工程とを有する請求項1又は請求項2に記載の電子写真用トナーの製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の電子写真用トナーを含む電子写真用現像剤。
- トナーが少なくとも収容され、前記トナーが請求項1又は請求項2に記載の電子写真用トナーであるトナーカートリッジ。
- 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の電子写真用現像剤を収容するプロセスカートリッジ。
- 感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記感光体上に形成された前記静電荷像を請求項4に記載の電子写真用現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置。
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