説明

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

【課題】低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れた静電荷像現像用を提供すること。
【解決手段】ジカルボン酸及びロジン骨格を含むジアルコールの重縮合体からなるポリエステル樹脂を含み、前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwが25000以上55000以下であり、前記ポリエステル樹脂の数平均分子量Mnが4000以上10000以下であり、且つ前記ポリエステル樹脂の分子量500以下の含有量が前記ポリエステル樹脂全体に対して5%以下である静電荷像現像用トナーである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、画像形成装置、及び、画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法のように、静電潜像を形成し、これを現像する工程を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。この方法による画像の形成は、感光体(潜像保持体)表面を全体に帯電させた後、この感光体表面に、画像情報に応じたレーザ光により露光して静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像を、トナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、最後にこのトナー像を記録媒体表面に転写・定着することにより行われる。
【0003】
上述のような電子写真法に適用されるトナーに含有される結着樹脂として以下のものが知られている。
例えば、特許文献1には、ロジンを含有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が10〜100のポリエステル樹脂が開示されている。
また、特許文献2には、THF可溶分のGPC法によるMwが25,000〜500,000の樹脂が開示されている。
また、特許文献3には、分子量2500〜4000の領域に少なくとも1つの極大値を有するスチレン系重合体及び/又はスチレン系共重合体を有する結着樹脂が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−248704号公報
【特許文献2】特開2006−292820号公報
【特許文献3】特開2009−139509号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
ジカルボン酸及びロジン骨格を含むジアルコールの重縮合体からなるポリエステル樹脂を含み、
前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwが、25000以上55000以下であり、
前記ポリエステル樹脂の数平均分子量Mnが、4000以上10000以下であり、
且つ前記ポリエステル樹脂の分子量500以下の含有量が、前記ポリエステル樹脂全体に対して5%以下である静電荷像現像用トナー。
【0007】
請求項2に係る発明は、
前記ロジン骨格を含むジアルコールが、2官能エポキシ化合物とロジンとの反応生成物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【0008】
請求項3に係る発明は、
前記ロジンが、不均化ロジンである請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【0009】
請求項4に係る発明は、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
【0010】
請求項5に係る発明は、
請求項1〜3のいずれか1項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。
【0011】
請求項6に係る発明は、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記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。
【0012】
請求項7に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、該静電荷像現像剤により前記静電潜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。
【0013】
請求項8に係る発明は、
潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜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、
を備える画像形成方法。
【発明の効果】
【0014】
請求項1、2に係る発明によれば、ポリエステル樹脂の分子量特性が上記範囲を満たさない場合に比べ、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れた静電荷像現像用トナーを提供できる。
請求項3に係る発明によれば、不均化ロジンが適用された場合であっても、画像の光沢均一性に優れると共に、高温部の画像が定着部材へ溶着する現象(ホットオフセット)の発生が抑制された静電荷像現像用トナーを提供できる。
【0015】
請求項4に係る発明によれば、ポリエステル樹脂の分子量特性が上記範囲を満たさないトナーを適用した場合に比べ、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れた静電荷像現像剤を提供できる。
【0016】
請求項5,6,7、8に係る発明によれば、ポリエステル樹脂の分子量特性が上記範囲を満たさないトナーを適用した場合に比べ、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れた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、及び画像形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態に係るトナーの製造に用いるスクリュー押出機の一例について、スクリューの状態を説明する図である。
【図2】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図3】本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
【0019】
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する)は、ジカルボン酸及びロジン骨格を含むジアルコールの重縮合体からなるポリエステル樹脂(以下「特定ポリエステル樹脂」と称する)を含んで構成される。
そして、この特定ポリエステル樹脂は、その重量平均分子量Mwが25000以上55000以下であり、その数平均分子量Mnが4000以上10000以下であり、その分子量500以下の含有量が特定ポリエステル樹脂全体に対して5%以下である。
【0020】
本実施形態に係るトナーは、上記構成とすることで、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れたトナーとなる。
その理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
【0021】
まず、ロジンは、疎水性が高く、体積・分子量の大きな分子である。つまり、一般式(1)で表されるジアルコールは、ポリエステル樹脂の側鎖に嵩高いロジン骨格を付与するとこになると考えられる。
【0022】
このような特性を持つ特定ポリエステル樹脂は、高分子量化すると、ゲルの割合が高まり易く、ゲル以外のところで樹脂が局在化して、トナーの溶解性が局在化すると考えられる。トナーの溶解性が局在化が大きくなると、定着時に部分的にトナーが溶けきらない部分が生じ、部分的に光沢性が低下すると考えられる。これにより、画像の光沢均一性が悪化するものと考えられる。
一方で、特定ポリエステル樹脂は、低分子量化すると、樹脂の熱特性にバラツキが生じ易くなり、低温定着性が悪化すると考えられる。
このため、特定ポリエステル樹脂に対して、重量平均分子量Mwが25000以上55000以下、数平均分子量Mnが4000以上10000以下といった中分子量特性を持たせることで、トナーの低温定着性と共に、画像の光沢均一性が実現されると考えられる。
【0023】
加えて、特定ポリエステル樹脂が上記中分子量特性を持つと、トナー中に配合する着色剤の分散性と共に、離型剤との相溶性が共に確保され易くなると考えられる。これは、 樹脂の溶解度パラメータ(以下SP値)と着色剤及び離型剤のSP値が近くなることにより、相溶性が向上するともに、さらには、樹脂の分子鎖の長さがこれらとの相溶するために適度な長さとなるためと考えられる。画像中での着色剤の分散性、離型剤の相溶性が確保されると、画像の濁りや透明性が確保され易くなり、結果、画像の光沢均一性が向上すると考えられる。
【0024】
以上から、本実施形態に係るトナーでは、上記構成により、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れると考えられる。
【0025】
特に、不均化ロジンに由来するロジン骨格を含むジアルコールを適用した場合、不均化ロジンの不均化率が低いと、未反応成分が増加し、ロジンの組成に幅がでる傾向がある。ロジンの組成に幅がでると、特定ポリエステル樹脂の組成に分布が生じやすく、樹脂の溶融性に幅がでるため、画像の表面の分布にも局在化が発生し、画像の光沢均一性が低下する傾向がある。また、不均化率の違いに伴い、ロジン種により樹脂の溶融性に幅がでることに起因して、定着における高温部での剥離性も悪化し、画像が定着部材へ融着する現象(ホットオフセット)が発生する傾向がある。このように、不均化ロジンに由来するロジン骨格を含むジアルコールを適用すると、樹脂の熱特性が悪化する傾向がある。
しかし、特定ポリエステル樹脂が上記分子量特性を満たすにすると、この不均化ロジンの不均化率に起因する熱特性の悪化が補われ、画像の光沢均一性、及び耐ホットオフセット性に優れたトナーが実現される。これは、特定ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを上記下限値以上とすると、それにより確保される樹脂の分子鎖長が、不均化ロジンの不均化率に起因する樹脂の熱特性の悪化(樹脂の溶融性に幅や、それによる画像の表面の分布の局在化)を抑えると考えられるためである。
【0026】
なお、不均化ロジンの不均化率は、ロジンの入手安価の観点から、50%以上80%以下であることがよい。
この不均化ロジンの不均化率は、次の測定により求められる値である。
すなわち、移動相にリン酸水溶液とアセトニトリルのグラジエント溶媒を用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定される。デヒドロアビエチン酸溶液で検量線を作成して、検量線から、デヒドロアビエチン酸の量を決定することにより、不均化率を測定する。HPLCの測定装置は、市販のものが適用され、例えば、当該測定機器はヒューレットパッカード社製G1313A、カラムはTOSOH社製カラムTSK−GEL、ODS−80Ts(2mm×15cm)が適用される。
【0027】
〔特定ポリエステル樹脂〕
以下、特定ポリエステル樹脂を構成する重縮合体について説明する。
かかる重縮合体は、ジカルボン酸及びロジン骨格を含むジアルコール(以下、「ロジンジオール」と称することがある)の重縮合体である。
【0028】
(ジカルボン酸)
ジカルボン酸としては、例えば、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種が挙げられる。具体的には、ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、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、及び入手容易性の観点からイソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸、コハク酸、セバシン酸、アゼライン酸等の脂肪族カルボン酸が好ましい。
【0029】
これらのジカルボン酸は単独で用いられても、2種以上が併用されていてもよい。
また、ジカルボン酸と共に、本実施形態の効果を損なわない範囲で3価以上の芳香族カルボン酸も併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸やその無水物等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。3価以上の芳香族カルボン酸としては、入手容易性、反応性の観点から無水トリメリット酸が好ましい。
【0030】
(ロジン骨格を含むジアルコール(ロジンジオール))
“ロジン骨格を含むジアルコール(ロジンジオール)”中のロジンとは、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。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り、本実施形態で用いるロジンはこれらの混合物である。ロジンは採取方法による分類では、原料をパルプとするトールロジン、原料を生松脂とするガムロジン、及び原料を松の切り株とするウッドロジンの3種に大別される。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好ましい。
【0031】
これらのロジン類は精製することが好ましく、未精製のロジン類から樹脂酸の過酸化物から生起したと考えられる高分子量物や、未精製のロジン類に含まれていた不ケン化物を除去することにより精製ロジンが得られる。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好ましい。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。
【0032】
ロジンは、不均化ロジンでもよい。不均化ロジンとは、主成分としてアビエチン酸を含むロジンを不均化触媒の存在下で高温加熱することによって、分子内の不安定な共役二重結合を消失させたもので、主成分として、デヒドロアビエチン酸とジヒドロアビエチン酸との混合物である。
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、リン系化合物等の各種公知のものが挙げられる。該触媒の使用量はロジンに対して通常0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、さらに好ましくは0.01質量%以上1質量%以下であり、反応温度は100℃以上300℃以下が好ましく、さらに好ましくは150℃以上290℃以下である。なおデヒドロアビエチン酸量を制御する方法としては例えば、不均化ロジンからエタノールアミン塩として結晶化する方法(J.Org.Chem.,31,4246(1996))により単離したデヒドロアビエチン酸を上述の範囲となるように添加してもよい。
【0033】
ロジンは、水素化ロジンでもよい。水素化ロジンは、主成分としてテトラヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸を含み、公知の水素化反応により分子内の不安定な共役二重結合を消失させて得られる。水素化反応は水素化触媒の存在下に通常10Kg/cm2以上200Kg/cm2以下、好ましくは50Kg/cm2以上150Kg/cm2以下の水素加圧下で、未精製ロジンを加熱することにより行なう。水素化触媒としては、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を例示しうる。該触媒の使用量は、ロジンに対して通常0.01質量%以上5質量%以下、好ましくは0.01質量%以上1.0質量%以下であり、反応温度は100℃以上300℃以下、好ましくは150℃以上290℃以下である。
これらの不均化ロジン、水素化ロジンは、不均化処理、又は水素化処理の前後において、上記精製工程を設けても良い。
【0034】
ロジンは、ロジンを重合して得られる重合ロジン、ロジンに不飽和カルボン酸を付加させた不飽和カルボン酸変性ロジン、フェノール変性ロジンでもよい。なお、不飽和カルボン酸変性ロジンの調製に用いられる不飽和カルボン酸としては、例えばマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。当該不飽和カルボン酸変性ロジンは、原料ロジン100質量部に対し、不飽和カルボン酸を通常1質量部以上30質量部以下程度用いて変性したものである。
【0035】
ロジンの中でも、反応性を均一化し、残留モノマーや副反応を抑制した均質な特定ポリエステル樹脂を得るために、精製処理された精製ロジン、不均化処理された不均化ロジン、又は、水素添加処理された水素化ロジンを用いることが好ましい。これらを単独で用いても、いずれかの混合物でもよい。
均質な特定ポリエステル樹脂は、トナーの帯電性の制御がより容易になるといった利点を有する。
【0036】
上記のようなロジン骨格を含むジアルコール(ロジンジオール)としては、例えば、ロジンとエポキシ化合物等とから公知の方法で合成したものを用いればよい。
ロジンジオールとして具体的には、例えば、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
【0037】
【化1】

【0038】
上記一般式(1)中、R及びRは各々独立に水素又はメチル基を表わす。L、L、及びLは、各々独立に、カルボニル基、エステル基、エーテル基、スルホニル基、置換基を有してもよい鎖状アルキレン基、置換基を有してもよい環状アルキレン基、置換基を有してもよいアリーレン基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基を表し、LとLと又はLとLとで環を形成してもよい。A及びAはロジンエステル基を表わす。
ここで、ロジンエステル基とは、ロジンに含まれるカルボキシル基から水素原子を除いた残基をいう。
【0039】
前記L、L、及びLで表される鎖状アルキレン基としては、例えば、炭素数1以上10以下のアルキレン基が挙げられる。
前記L、L、及びLで表される環状アルキレン基としては、例えば、炭素数3以上7以下の環状アルキレン基が挙げられる。
前記L、L、及びLで表されるアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセン基が挙げられる。
【0040】
上記鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、アリーレン基に導入される置換基の例としては、炭素数1以上8以下のアルキル基、アリール基などが挙げられ、直鎖、分岐又は環状のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基等が挙げられる。
【0041】
一般式(1)で表される化合物は、1分子中に2個のロジンエステル基を含有するジアルコール化合物である(以下、「特定ロジンジオール」と称することがある)。
特定ロジンジオールに含有されるロジンエステル基の元となるロジンは、嵩高い構造を有し、且つ、疎水性が高い性質のため、ロジンエステル基を含む特定ポリエステル樹脂は含水しにくい。それに加えて、特定ポリエステル樹脂の構造上、樹脂分子の末端にのみ水酸基又はカルボキシル基が存在するため、トナーの帯電性に悪影響を与えるおそれのある水酸基又はカルボキシル基の量を増やすことなく樹脂中のロジンエステル基の量を増やし得る。更に、特定ロジンジオールをロジンと2官能エポキシ化合物とを反応させて得る場合に、2官能エポキシ化合物中のエポキシ基とロジン中のカルボキシル基との間で生ずるエポキシ基の開環反応は、アルコール成分とロジンとの間で生ずるエステル化反応よりも反応性が高いため、特定ポリエステル樹脂中に未反応のロジンが残留しにくい。
【0042】
以下に、特定ポリエステル樹脂を構成する重縮合体の合成スキームの一例を示す。下記合成スキームにおいては、2官能のエポキシ化合物とロジンとを反応させて特定ロジンジオールが合成され、この特定ロジンジオールとジカルボン酸とを脱水重縮合させることで本実施形態に係る特定ポリエステル樹脂を構成する重縮合体が合成される。なお、重縮合体を表す構造式のうち、点線で囲まれた部分がロジンエステル基に該当する。
【0043】
【化2】

【0044】
なお、重縮合体を加水分解すると下記のモノマーに分解する。かかる重縮合体はジカルボン酸とジオールの1:1縮合物であるため、分解物から樹脂の構成成分を推定する。
同様に、かかる重縮合体と架橋性基を3官能で含む化合物との架橋物についても、分解物の樹脂成分をマススペクトルなどの化学分析装置にかけることにより、構成成分を推定する。
【0045】
【化3】

【0046】
次に、一般式(1)で表わされる特定ロジンジオールの合成方法について具体的に説明する。
一般式(1)で表わされる特定ロジンジオールは公知の方法、例えば、エポキシ化合物とロジンの反応により合成する。
本実施形態で用いてもよいエポキシ化合物は、1分子中にエポキシ基を2個含む2官能エポキシ化合物であり、芳香族系ジオールのジグリシジルエーテル、芳香族系ジカルボン酸のジグリシジルエーテル、脂肪族系ジオールのジグリシジルエーテル、脂環式ジオールのジグリシジルエーテル、脂環式エポキシド等が挙げられる。
【0047】
芳香族系ジオールのジグリシジルエーテルの代表例としては、芳香族ジオール成分としてビスフェノールA、ビスフェノールAのポリアルキレンオキサイド付加物等のビスフェノールAの誘導体類、ビスフェノールF、ビスフェノールFのポリアルキレンオキサイド付加物等のビスフェノールFの誘導体類、ビスフェノールS、ビスフェノールSのポリアルキレンオキサイド付加物等のビスフェノールSの誘導体類、レソルシノール、t−ブチルカテコール、ビフェノールなどが挙げられる。
【0048】
芳香族系ジカルボン酸のジグリシジルエーテルの代表例としては、芳香族ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸などが挙げられる。
【0049】
脂肪族系ジオールのジグリシジルエーテルの代表例としては、脂肪族ジオール成分として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、1,4−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、ネオペンチルグリコール、1,9−ノナンジオール、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、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
【0050】
脂環式ジオールのジグリシジルエーテルの代表例としては、脂環式ジオール成分として水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールAのポリアルキレンオキサイド付加物等の水添ビスフェノールAの誘導体類、シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。
【0051】
脂環式エポキシドの代表例としては、リモネンジオキサイドが挙げられる。
【0052】
上記エポキシ基含有化合物は、例えば、ジオール成分とエピハロヒドリンの反応で得られるが、その量比によって重縮合させて高分子量化してもよい。
【0053】
本実施形態において、ロジンと2官能エポキシ化合物との反応は、主としてロジンのカルボキシル基と2官能エポキシ化合物のエポキシ基との開環反応により進む。その際、反応温度としては両構成成分の溶融温度以上、及び/又は均一な混合が可能な温度であることが好ましく、具体的には60℃以上200℃以下の範囲が一般的である。反応に際し、エポキシ基の開環反応を促進する触媒を加えてもよい。
【0054】
触媒としては、エチレンジアミン、トリメチルアミン、2−メチルイミダゾールなどのアミン類、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、ブチルトリメチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモニウム塩類、トリフェニルホスフィンなどを挙げられる。
【0055】
反応は種々の方法で行われ、例えば、一般的には回分式の場合は冷却管、撹拌装置、不活性ガス導入口、温度計等を備えた加熱可能なフラスコに所定の割合でロジンと2官能エポキシ化合物を仕込み、加熱溶融し適宜反応物をサンプリングすることによって反応進行を追跡する。反応を進行度は主として酸価の低下によって確認され、例えば、化学量論的な反応終点又はその近傍に到達した時点をもって適宜反応を完結する。
【0056】
ロジンと2官能エポキシ化合物との反応比率は、2官能エポキシ化合物1モルに対してロジンを1.5モル以上2.5モル以下の範囲で反応させることが好ましく、さらには2官能エポキシ化合物1モルに対してロジンを1.8モル以上2.2モル以下の範囲で反応させることがより好ましく、1.85モル以上2.1モル以下の範囲で反応させることが最も好ましい。ロジンが1.5モルよりも少ないと、2官能エポキシ化合物のエポキシ基が次工程の特定ポリエステル樹脂製造工程で残存することとなり、架橋剤としての作用により急激に分子量上昇を引き起こし、ゲル化の懸念がある。一方、ロジンが2.5モルよりも多いと未反応のロジンが残存し、酸価上昇による帯電悪化を引き起こすことがある。
【0057】
以下に、特定ロジンジオールの例示化合物を以下に示すが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【0058】
【化4】

【0059】
【化5】

【0060】
【化6】

【0061】
【化7】

【0062】
【化8】

【0063】
【化9】

【0064】
【化10】

【0065】
なお、上記特定ロジンジオールの例示化合物において、nは1以上の整数を表す。
【0066】
本実施形態に係る特定ポリエステル樹脂を構成する重縮合体を合成するにあたって、ジアルコールとして特定ロジンジオール以外のその他のジアルコール成分を併用してもよい。本実施形態における特定ロジンジオールの含有量は、帯電性の観点からジアルコール成分中10モル%以上100モル%以下が好ましく、20モル%以上90モル%以下がより好ましい。
【0067】
前記特定ロジンジオール以外のアルコール成分として、脂肪族ジオール及びエーテル化ジフェノールからなる群より選ばれる少なくとも1種を、トナーに適用した際にその性能を落とさない範囲で用いてもよい。
脂肪族ジオールの例としては、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、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。これら脂肪族ジオールは単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
また、本実施形態において、脂肪族ジオールと共に、エーテル化ジフェノールを更に用いてもよい。エーテル化ジフェノールとは、ビスフェノールAとアルキレンオキサイドを付加反応させて得られるジオールであり、該アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドであり、該アルキレンオキサイドの平均付加モル数がビスフェノールAの1モルに対して2モル以上16モル以下であるものが好ましい。
【0068】
特定ポリエステル樹脂を構成する重縮合体は、前記したジカルボン酸と、特定ロジンジオールを含むジアルコールと、を原料として、公知慣用の重縮合によって得られる。
その反応方法としては、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可能である。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。上記反応によっては、アンチモン、チタン、スズ、亜鉛、アルミニウム及びマンガンより選ばれる少なくとも1種の金属化合物等、公知慣用の反応触媒が用いられ、反応が促進されてもよい。これら反応触媒の添加量は酸成分とアルコール成分の総量100質量部に対して、0.01質量部以上1.5質量部以下が好ましく、0.05質量部以上1.0質量部以下がより好ましい。反応温度は180℃以上300℃以下の温度が好ましい。
【0069】
なお、特定ポリエステル樹脂は、変性されたポリエステル樹脂であってもよい。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、特開平11−133668号公報、特開平10−239903号公報、特開平8−20636号公報等に記載の方法によりフェノール、ウレタン、エポキシ等によりグラフト化やブロック化したポリエステル樹脂を包含する。
【0070】
〔特定ポリエステル樹脂の物性〕
特定ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwが25000以上55000以下であり、28000以上53000以下が好ましく、30000以上50000以下がより好ましい。
特定ポリエステル樹脂の数平均分子量Mnが4000以上10000以下であり、4500以上9500以下が好ましく、5000以上9000以下がより好ましい。
特定ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnを上記範囲とすると、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れたトナーとなる。
【0071】
ここで、低温定着性、及び画像の光沢均一性の観点から、特定ポリエステル樹脂における重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとから求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5以上15.0以下であることが好ましく、3以上12以下であることがより好ましく、5以上10以下であることが更に好ましい。
【0072】
特定ポリエステル樹脂の分子量500以下の含有量は、特定ポリエステル樹脂全体に対して5%以下であり、4.5%以下が好ましく、4%以下がより好ましい。
特定ポリエステル樹脂の分子量500以下の含有量を上記範囲とすると、低温定着性、及び画像の光沢均一性に優れたトナーとなる。
【0073】
特定ポリエステル樹脂の軟化温度は、トナーの定着性、保存性、及び耐久性の観点から、80℃以上160℃以下が好ましく、90℃以上150℃以下がより好ましい。
特定ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、トナーの定着性、保存性、及び耐久性の観点から35℃以上80℃以下が好ましく、40℃以上70℃以下がより好ましい。
【0074】
特定ポリエステル樹脂の酸価は、トナーの帯電性の観点から3mgKOH/g以上30mgKOH/g以下とされるが、9mgKOH/g以上21mgKOH/g以下が好ましい。酸価が30mgKOH/gより大きいと含水しやすく、特に夏場環境において帯電が悪化し、酸価が3mgKOH/gより小さいと帯電が著しく悪化することがある。
特定ポリエステル樹脂は、ロジンエステル基を含有するが、該ロジンエステル基は疎水性を示し嵩高い基である。また、一般にトナーの空気界面は疎水性を示すことから、特定ポリエステル樹脂を含有する本実施形態のトナー表面にはロジンエステル基が露出しやすい。しかし、トナー表面に露出するロジンエステル基の量が多いとトナーの帯電が悪化する場合がある。本実施形態においては、特定ポリエステル樹脂の酸価を3mgKOH/g以上30mgKOH/g以下とすることで、トナーが望ましい帯電量となるように調整される。
【0075】
なお、特定ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量500以下の含有量、軟化温度、ガラス転移温度、及び酸価は、実施例に記載されている方法により求められる値である。
また、各ポリエステル樹脂の各物性は、例えば、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される。
特に、特定ポリエステル樹脂における分子量500以下の含有量を上記範囲とする方法は、例えば、1)重合終了間際で操作により、例えば、温度を上げる、又は減圧して反応を促進する方法、2)ポリエステル樹脂を溶剤などを用いて再沈する方法
により行うことがよい。
【0076】
〔トナーを構成する他の成分〕
本実施形態に係るトナーは、前述した、特定ポリエステル樹脂を結着樹脂として含有するものであって、必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤、外添剤等のその他の成分を含んでもいてもよい。
なお、本実施形態に係るトナーには、ポリエステル樹脂、かかるポリエステル樹脂に起因する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よい。
トナーを構成する結着樹脂中の特定ポリエステル樹脂の含有量は、60質量%50以上が好ましく、80質量%70がより好ましく、実質的に100質量%であることが更に好ましい。
【0077】
(着色剤)
本実施形態で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。
【0078】
着色剤の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲が望ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用したりすることも有効である。
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。
【0079】
(離型剤)
離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;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。これらの離型剤の融解温度は、50℃以上100℃以下が望ましく、60℃以上95℃以下がより望ましい。離型剤のトナー中の含有量は0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。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、画質及び画像形成の信頼性が向上する。
【0080】
(帯電制御剤)
帯電制御剤としては、公知のものを使用してもよいが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いてもよい。
【0081】
(外添剤)
本実施形態に係るトナーは、流動性の向上などを目的として、無機粉末をトナー粒子の外添剤として含有してもよい。
適当な無機粉末としては、例えば、シリカ粉末、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、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素などが挙げられるが、シリカ粉末が特に望ましい。かかる無機粉末のトナーに混合される割合は、通常、トナー100質量部に対して0.01質量部以上5質量部以下の範囲であり、望ましくは0.01質量部以上2.0質量部以下の範囲である。また、かかる無機粉末に、シリカ、チタン、樹脂粒子(ポリスチレン、PMMA、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、アルミナ等の公知の材料を併用してもよい。また、クリーニング活剤として、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子粉末を添加してもよい。
【0082】
−トナーの特性−
本実施形態に係るトナーの形状係数SF1は110以上150以下の範囲であることが望ましく、120以上140以下の範囲であることがより望ましい。
【0083】
ここで上記形状係数SF1は、下記式(1)により求められる。
SF1=(ML/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
【0084】
SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式(1)によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
【0085】
本実施形態に係るトナーの体積平均粒子径は8μm以上15μm以下の範囲であることが望ましく、より望ましくは9μm以上14μm以下の範囲であり、更に望ましくは10μm以上12μm以下の範囲である。
【0086】
なお、上記体積平均粒子径の測定は、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で行われる。この際、測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行った。
【0087】
本実施形態に係るトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によってトナー粒子を作製し、必要に応じてトナー粒子に外添剤が外添されてトナーが得られる。
【0088】
混練粉砕法は、結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬して混錬物を得た後、前記混錬物を粉砕することによりトナー粒子を作製する方法である。
混練粉砕法は、より詳細には、結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程と、前記混錬物を粉砕する粉砕工程とに分けられる。必要に応じて、混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程等、他の工程を有してもよい。
各工程について詳しく説明する。
【0089】
−混錬工程−
混錬工程は、結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬する。
混錬工程においては、トナー形成材料100質量部に対し、0.5質量部以上5質量部以下の水系媒体(例えば、蒸留水やイオン交換水等の水、アルコール類等)を添加することが望ましい。
【0090】
混錬工程に用いられる混錬機としては、例えば、1軸押出し機、2軸押出し機等が挙げられる。以下、混錬機の一例として、送りスクリュー部と2箇所のニーディング部とを有する混錬機について図を用いて説明するが、これに限られるわけではない。
【0091】
図1は、本実施形態に係るトナーの製造方法における混錬工程で用いるスクリュー押出機の一例について、スクリューの状態を説明する図である。
スクリュー押出し機11は、スクリュー(図示せず)を備えたバレル12と、バレル12にトナーの原料であるトナー形成材料を注入する注入口14と、バレル12中のトナー形成材料に水系媒体を添加するための液体添加口16と、バレル12中でトナー形成材料が混錬されて形成された混錬物を排出する排出口18と、から構成されている。
【0092】
バレル12は、注入口14に近いほうから順に、注入口14から注入されたトナー形成材料をニーディング部NAに輸送する送りスクリュー部SA、トナー形成材料を第1の混錬工程により溶融混錬するためのニーディング部NA、ニーディング部NAにおいて溶融混錬されたトナー形成材料をニーディング部NBに輸送する送りスクリュー部SB、トナー形成材料を第2の混錬工程により溶融混錬し混錬物を形成するニーディング部NB、及び形成された混錬物を排出口18に輸送する送りスクリュー部SCに分かれている。
【0093】
またバレル12の内部には、ブロックごとに異なる温度制御手段(図示せず)が備えられている。すなわち、ブロック12Aからブロック12Jまで、それぞれ異なる温度に制御してもよい構成となっている。なお図1は、ブロック12A及びブロック12Bの温度をt0℃に、ブロック12Cからブロック12Eの温度をt1℃に、ブロック12Fからブロック12Jの温度をt2℃に、それぞれ制御している状態を示している。そのため、ニーディング部NAのトナー形成材料はt1℃に加熱され、ニーディング部NBのトナー形成材料はt2℃に加熱される。
【0094】
結着樹脂を含むトナー形成材料を、注入口14からバレル12へ供給すると、送りスクリュー部SAによりニーディング部NAへトナー形成材料が送られる。このとき、ブロック12Cの温度がt1℃に設定されているため、トナー形成材料は加熱されて溶融状態へと変化した状態で、ニーディング部NAに送り込まれる。そして、ブロック12D及びブロック12Eの温度もt1℃に設定されているため、ニーディング部NAではt1℃の温度でトナー形成材料が溶融混錬される。結着樹脂は、ニーディング部NAにおいて溶融状態となり、スクリューによりせん断を受ける。
【0095】
次に、ニーディング部NAにおける混錬を経たトナー形成材料は、送りスクリュー部SBによりニーディング部NBへと送られる。
ついで、送りスクリュー部SBにおいて、液体添加口16からバレル12に水系媒体を注入することにより、トナー形成材料に水系媒体を添加する。また図1では、送りスクリュー部SBにおいて水系媒体を注入する形態を示しているが、これに限られず、ニーディング部NBにおいて水系媒体が注入されてもよく、送りスクリュー部SB及びニーディング部NBの両方において水系媒体が注入されてもよい。すなわち、水系媒体を注入する位置及び注入箇所は、必要に応じて選択される。
【0096】
上記のように、液体添加口16からバレル12に水系媒体が注入されることにより、バレル12中のトナー形成材料と水系媒体とが混合し、水系媒体の蒸発潜熱によりトナー形成材料が冷却され、トナー形成材料の温度が適切に保たれる。
最後に、ニーディング部NBにより溶融混錬されて形成された混錬物は、送りスクリュー部SCにより排出口18に輸送され、排出口18から排出される。
以上のようにして、図1に示したスクリュー押出機11を用いた混錬工程が行われる。
【0097】
−冷却工程−
冷却工程は、上記混錬工程において形成された混錬物を冷却する工程であり、冷却工程では、混錬工程終了の際における混錬物の温度から4℃/sec以上の平均降温速度で40℃以下まで冷却することが好ましい。上記平均降温速度で急冷すると、混錬工程終了直後の分散状態がそのまま保たれるため好ましい。なお上記平均降温速度とは、混錬工程終了の際における混錬物の温度(例えば図1のスクリュー押出し機11を用いた場合は、t2℃)から40℃まで降温させる速度の平均値をいう。
冷却工程における冷却方法としては、具体的には、例えば、冷水又はブラインを循環させた圧延ロール及び挟み込み式冷却ベルト等を用いる方法が挙げられる。なお、前記方法により冷却を行う場合、その冷却速度は、圧延ロールの速度、ブラインの流量、混錬物の供給量、混錬物の圧延時のスラブ厚等で決定される。スラブ厚は、1から3mmの薄さであることが好ましい。
【0098】
−粉砕工程−
冷却工程により冷却された混錬物は、粉砕工程により粉砕され、粒子が形成される。粉砕工程では、例えば、機械式粉砕機、ジェット式粉砕機等が使用される。
【0099】
−分級工程−
粉砕工程により得られた粒子は、必要に応じて、目的とする範囲の体積平均粒子径のトナー粒子を得るため、分級工程により分級を行ってもよい。分級工程においては、従来から使用されている遠心式分級機、慣性式分級機等が使用され、微粉(目的とする範囲の粒径よりも小さい粒子)及び粗粉(目的とする範囲の粒径よりも大きい粒子)が除去される。
【0100】
−外添工程−
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、既述の特定シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機粉末を添加付着してもよい。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行われ、段階を分けて付着される。
【0101】
−篩分工程−
上記外添工程の後に、必要に応じて篩分工程を設けてもよい。篩分方法としては、具体的には、例えば、ジャイロシフター、振動篩分機、風力篩分機等が挙げられる。篩分することにより、外添剤の粗粉等が取り除かれ、感光体上の筋の発生、装置内のぼた汚れなどが抑制される。
【0102】
本実施形態に係るトナーの製造方法としては、以下のような乳化凝集法が用いられてもよい。
かかる乳化凝集法としては、トナーを構成する原料を乳化して樹脂粒子(乳化粒子)を形成する乳化工程と、該樹脂粒子を含む凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを有してもよい。
具体的な工程について以下に示す。
【0103】
−乳化工程−
例えば、樹脂粒子分散液の作製は、水系媒体と結着樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより行ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。
更に、樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液が作製される。
【0104】
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;などが挙げられるが、水であることが望ましい。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、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。
【0105】
前記乳化液の作製に用いる分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒子径)は1.0μm以下が望ましく、60nm以上300nm以下の範囲であることがより望ましく、更に望ましくは150nm以上250nm以下の範囲である。60nm未満では、樹脂粒子が分散液中で安定な粒子となるため、該樹脂粒子の凝集が困難となる場合がある。また1.0μmを超えると、樹脂粒子の凝集性が向上しトナー粒子を作成することが容易となるが、トナーの粒子径分布が広がってしまう場合がある。
【0106】
離型剤分散液の調製に際しては、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散した後、離型剤の融解温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力が付与されるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理する。上記処理を経ることにより、離型剤分散液が得られる。分散処理の際、ポリ塩化アルミニウム等の無機化合物を分散液に添加してもよい。望ましい無機化合物としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、高塩基性ポリ塩化アルミニウム(BAC)、ポリ水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が望ましい。上記離型剤分散液は乳化凝集法に用いられるが、トナーを懸濁重合法により製造する際にも上記離型剤分散液を用いてもよい。
【0107】
分散処理により、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液が得られる。なお、より望ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm未満では、使用される結着樹脂の特性にも影響されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれにくくなる。また、500nmを超える場合には、トナー中の離型剤の分散状態が不十分となる場合がある。
【0108】
着色剤分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、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、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。着色剤は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散される。分散させた着色剤粒子の体積平均粒子径は1μm以下であればよいが、80nm以上500nm以下の範囲であれば、凝集性を損なうことなく且つトナー中の着色剤の分散が良好で望ましい。
【0109】
−凝集工程−
凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子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場合が多い。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
【0110】
凝集剤としては、前記分散剤に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、2価以上の金属錯体が好適に用いられる。特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に望ましい。
【0111】
無機金属塩としては、特に、アルミニウム塩及びその重合体が好適である。より狭い粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
【0112】
また、凝集粒子が所望の粒子径になったところで樹脂粒子分散液を追添加することで(被覆工程)、コア凝集粒子の表面を樹脂で被覆した構成のトナーを作製してもよい。この場合、離型剤や着色剤がトナー表面に露出しにくくなるため、帯電性や現像性の観点で望ましい構成である。追添加する場合、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
【0113】
−融合工程−
融合工程においては、凝集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、樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。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。
【0114】
融合後に冷却し、融合粒子を得る。また冷却の工程で、樹脂のガラス転移温度近傍(ガラス転移温度±10℃の範囲)で冷却速度を落とす、いわゆる徐冷をすることで結晶化を促進してもよい。
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。トナー粒子に外添剤を外添しない場合には、得られたトナー粒子をトナーとして用いてもよい。
【0115】
−外添工程−
得られたトナー粒子には、混練粉砕法の場合と同様に、既述の無機粉末を外添してもよい。無機粉末の外添方法についても、混練粉砕法の場合と同様である。
【0116】
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下「現像剤」と称する)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。
本実施形態に係るトナーは、そのまま一成分現像剤として、又は二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
【0117】
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、公知のキャリアを用いてもよい。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。
【0118】
前記二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100程度の範囲が好ましく、3:100乃至20:100程度の範囲がより好ましい。
【0119】
<画像形成装置及び画像形成方法>
次に、本実施形態に係る現像剤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、潜像保持体と、前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を本実施形態に係る現像剤を収納し、該現像剤により前記静電潜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。
本実施形態に係る画像形成装置により、潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を本実施形態に係る現像剤により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、を有する本実施形態に係る画像形成方法が実施される。
【0120】
なお、この画像形成装置において、例えば前記現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。該プロセスカートリッジとしては、本実施形態に係る現像剤を収納し、潜像保持体表面に形成された静電潜像を前記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本実施形態に係るプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0121】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図2に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」ということがある。)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0122】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図中における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20内面に接する駆動ローラ22及び支持ローラ24に巻回されて設けられ、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。なお、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に予め定められた張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の潜像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
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に収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能である。
【0123】
上述した第1乃至第4ユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1ユニット10Yについて代表して説明する。なお、第1ユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0124】
第1ユニット10Yは、潜像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ローラ2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電潜像を形成する露光装置3、静電潜像に帯電したトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置(現像手段)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ(1次転写手段)5Y、及び1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Yが順に配設されている。
なお、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。
【0125】
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600V以上−800V以下程度の電位に帯電される。
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潜像が感光体1Yの表面に形成される。
【0126】
静電潜像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
このようにして感光体1Y上に形成された静電潜像は、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上の静電潜像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
【0127】
現像装置4Y内に収納されているイエロー現像剤は、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。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。
【0128】
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写位置へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに予め定められた1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向かう静電気力がトナー像に作用され、感光体1Y上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性(+)の極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部(図示せず)によって+10μA程度に制御されている。
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。
【0129】
また、第2ユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1次転写バイアスも、第1ユニットに準じて制御されている。
こうして、第1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合わされて重ね合わせトナー像が形成される。
【0130】
第1乃至第4ユニットを通して4色のトナー像が重ね合わされた中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に予め定められたタイミングで給紙され、予め定められた2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性(−)の極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向かう静電気力が重ね合わせトナー像に作用され、中間転写ベルト20上の重ね合わせトナー像が記録紙P上に転写される。なお、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0131】
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段)28へと送り込まれ重ね合わせトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録紙P上へ定着される。カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬送ロール(排出ロール)32により搬送され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介して重ね合わせトナー像を記録紙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。
【0132】
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図3は、本実施形態に係る現像剤を収納するプロセスカートリッジの好適な一例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と共に、帯電装置108、現像装置111、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)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。
上記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共に画像形成装置を構成するものである。なお、300は記録紙である。
【0133】
図3で示すプロセスカートリッジ200では、感光体107、帯電装置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を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせてもよい。本実施形態に係るプロセスカートリッジでは、現像装置111のほかには、感光体107、帯電装置108、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)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から構成される群から選択される少なくとも1種を備えてもよい。
【0134】
次に、トナーカートリッジについて説明する。
トナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するためのトナーを収容するトナーカートリッジにおいて、前記トナーが既述した本実施形態に係るトナーとしたものである。なお、トナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
【0135】
なお、図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応したトナーカートリッジと、図示しない現像剤供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されている現像剤が少なくなった場合には、このトナーカートリッジを交換する。
【実施例】
【0136】
以下、実施例を挙げて本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態は以下に示す実施例にのみ限定されるものではない。なお、実施例中において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
【0137】
〔各種物性の測定方法〕
<樹脂の軟化温度の測定>
軟化温度の測定は、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/cm)、昇温速度を1℃/分とした条件下で、1cmの試料を溶融流出させたとき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た。
【0138】
<樹脂のガラス転移温度の測定>
「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)を使用し、試料10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱して測定した。
【0139】
<樹脂の酸価の測定>
酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いた測定で行った。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、水浴上で試料が完全に溶けるまで充分に振り混ぜる。これに、0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が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として算出した。
【0140】
<樹脂の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnの測定>
「HLC−8120GPC、SC−8020(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℃、RI検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー(株)製「Polystyrene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。
【0141】
<樹脂の分子量500以下の含有量の測定>
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定する。具体的には、GPCにより測定した全GPCチャートのポリエステル樹脂の全面積を100%にして、それから、分子量500以下の面積を面積比により求めた。
【0142】
(特定ロジンジオールの合成)
−特定ロジンジオール(1)の合成−
2官能エポキシ化合物としてビスフェノールAジグリシジルエーテル(商品名jER828、三菱化学(株)製)113質量部、ロジンとして不均化ロジン(商品名KR−614、荒川化学工業(株)製)、不均化率=95%)200質量部、及び反応触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド(東京化成工業(株)製0.4質量部を撹拌装置、加熱装置、冷却管、温度計を備えたステンレス製反応容器に仕込み、130℃に温度を上げ、ロジンの酸基とエポキシ化合物のエポキシ基との開環反応を行った。同温度で4時間継続して行い、酸価が0.5mgKOH/gになった時点で反応を停止し、特定ロジンジオール(1)を得た。
【0143】
−特定ロジンジオール(2)の合成−
ロジンとして、不均化ロジン(商品名ロンジス−R、荒川化学工業(株)製、不均化率=61%)を用いた以外は、特定ロジンジオール(1)と同様にして、特定ロジンジオール(2)を合成した。
【0144】
−特定ロジンジオール(3)の合成−
ロジンとして、水素添加ロジン(商品名ハイペールCH、荒川化学工業(株)製)を用いた以外は、特定ロジンジオール(1)と同様にして、特定ロジンジオール(2)を合成した。
【0145】
−特定ロジンジオール(4)の合成−
ロジンとして、不均化ロジン(商品名「Disprppotonated rosin」、Wuzhou社製、不均化率=64%)を用いた以外は、特定ロジンジオール(1)と同様にして、特定ロジンジオール(4)を合成した。
【0146】
(ポリエステル樹脂の合成)
−ポリエステル樹脂(1)の合成−
アルコール成分として特定ロジンジオール(1) 313質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド 115質量部、酸成分としてテレフタル酸(和光純薬工業(株)製) 87質量部、ドデセニルコハク酸 30質量部、及び反応触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート(東京化成工業(株)製) 1.1質量部を攪拌装置、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230℃で8時間重縮合反応させ、目的の分子量に達したことを確認し、ポリエステル樹脂(1)を合成した。
合成したポリエステル樹脂(1)を2gとり、重ジメチルスルホキシド10mlと水酸化ナトリウムの重メタノール溶液(7N)2ml中で150℃、3時間加熱し、加水分解させた。その後、重水を加え、1H−NMR測定を行い、特定ロジンジオール(1)、及びテレフタル酸で仕込み値通り樹脂が構成されていることを確認した
【0147】
−ポリエステル樹脂(2)〜(11)、比較ポリエステル樹脂(1)〜(5)の合成−
表1〜表3に従って、酸成分、アルコール成分の種類及び添加量を変更したこと以外は、ポリエステル樹脂(1)の合成と同様の方法で、ポリエステル樹脂(2)〜(11)及び比較ポリエステル樹脂(1)〜(5)の合成を行った。
但し、ポリエステル樹脂(2)については、重縮合時間を10時間で行った後、250℃で30分加熱して、合成を行った。
ポリエステル樹脂(3)については、重縮合時間を10時間にして、合成を行った。
ポリエステル樹脂(4)については、重縮合時間を6時間にして、合成を行った。
ポリエステル樹脂(5)については、重縮合時間を12時間で行った後、250℃で45分加熱して、合成を行った。
ポリエステル樹脂(6)については、重縮合時間を11時間にして、合成を行った。
ポリエステル樹脂(7)については、重縮合時間を9時間にして、合成を行った。
ポリエステル樹脂(8)については、重縮合時間を8時間で行い、最後5分を50kpaに減圧して、合成を行った。
比較ポリエステル樹脂(1)については、250℃で重縮合時間を10時間にして、合成を行った。
比較ポリエステル樹脂(2)については、重縮合温度を200℃、重縮合時間を14時間にして、合成を行った。
比較ポリエステル樹脂(3)については、重縮合温度を250℃、重縮合時間を8時間にして、合成を行った。
比較ポリエステル樹脂(4)については、重縮合温度を200℃、重縮合時間を20時間にして、合成を行った。
比較ポリエステル樹脂(5)については、重縮合温度を200℃、重縮合時間を10時間にして、合成を行った。
【0148】
【表1】

【0149】
【表2】

【0150】
【表3】

【0151】
〔実施例1〕
−トナー粒子の製造−
下記混合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、体積平均粒子径=8μmのマゼンタ色のトナー粒子を得た。
【0152】
(混合物組成)
・ポリエステル樹脂(1) 100部
・マゼンタ顔料(C.I.ピグメント レッド57) 3部
【0153】
−トナー1の製造(外添剤の添加)−
トナー粒子1に対して、平均粒子径15nmのデシルシラン処理の疎水性チタニア0.8%、平均粒子径30nmの疎水性シリカ(NY50、日本アエロジル社製)1.1%、平均粒子径100nmの疎水性シリカ(X24、信越化学社製)1.0%となるようにヘンシェルミキサーを用い周速32m/sで10分間ブレンドを行った後、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添トナーを得た。
【0154】
−キャリアの作製−
・フェライト(商品名EFC−35B、パウダーテック社製、重量平均粒子径;35μm):100部
・トルエン:13.5部
・メチルメタアクリレート/パーフルオロオクチルメタクリレート共重合体(重合比90:10、重量平均分子量49,000):2.3部
・カーボンブラック(商品名:VXC72、キャボット社製):0.3部
・エポスターS(メラミン樹脂粒子、日本触媒社製):0.3部
フェライトを除く上記成分をサンドミルにて1時間分散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被覆層形成用溶液とフェライトを真空脱気型ニーダーに入れて、温度60℃で減圧しながら20分撹拌してフェライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアを得た。得られたキャリアの体積抵抗値は2×1011Ωcmであった。
【0155】
−現像剤の製造−
外添トナー:7部に対して、上記のようにして得られたキャリア100部を添加し、ボールミルで5分間混合して現像剤を得た。
【0156】
〔実施例2〜11、比較例1〜5〕
表4に従って、ポリエステル樹脂種を変更した以外は、実施例1と同様の方法でトナー粒子、トナー、及び現像剤をそれぞれ得た。
【0157】
〔評価〕
得られた各現像剤について、以下の評価を行った。結果を表4に示す。
【0158】
−低温定着性の評価−
得られた各現像剤を富士ゼロックス製コピー紙(J紙)上にトナー量0.9mg/cm2となるようにソリッド画像を形成し、Color Docutech−60(富士ゼロックス社製)の改造機にて、画像を定着し、低温定着性の評価を行なった。評価においては定着器温度を80℃から150℃まで10℃おきに変化させ、それぞれの定着温度にて定着画像を作製した後、得られた各定着画像の画像面を谷折りして折れ目部の画像のはがれ度合いを観察し、画像がはがれた結果として折れ目部に現れる用紙の幅を測定した。該幅が0.5mm以下になった定着温度をもってMFT(最低定着温度、℃)とした。評価基準は以下の通りである。
〜評価基準〜
・◎:MFT<100度以下となり、低温定着性を発揮する。
・○:MFT<115度以下となり、僅かに低温定着性に劣る。
・△:MFT<130度以下となり、低温定着性に乏しい。
・×:MFT>130度以上であり、低温定着性を有さない。
【0159】
−光沢均一性の評価−
低温定着性の評価で作製した画像(MFT(最低定着温度、℃)での画像)を用いて、形成したソリッド画像の画像部について、グロスメーター(BYK マイクロトリグロス光沢計(20+60+85゜)、ガードナー社製)を用いて、ソリッド画像において24点(縦横5cm間隔の格子状の点)について60度グロスの測定を行った。その24点での光沢度の差(最大値-最小値)から光沢均一性(光沢むら)の評価を行った。また、評価基準は以下の通りである。
〜評価基準〜
◎:光沢度の差が5%未満でかつ光沢測定24点の標準偏差が2.5以下
○:光沢度の差が5%未満
△:光沢度の差が5%以上10%未満
×:光沢度の差が10%以上
【0160】
−耐ホットオフセット性の評価−
耐オフセット性の評価は、次のようにして行った。
定着ローラの表面の設定温度を100℃以上220℃以下の範囲で順次変更していき、各温度でのオフセットの発生の有無を確認し、以下の評価基準に従って評価した。オフセットの発生の確認は、用紙の白色部分を濃度測定計X−lite 404で測定して、測定した数値が0.05以下であれば可とした。評価基準は以下の通りである。
〜評価基準〜
◎:ホットオフセット発生温度が200℃以上
○:ホットオフセット発生温度が180℃以上200℃未満
△:ホットオフセット発生温度が170℃以上180℃未満
×:ホットオフセット発生温度が170℃未満
【0161】
【表4】

【0162】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、低温定着性、光沢均一性、耐ホットオフセット性が共に良好な結果が得られていることがわかる。
【符号の説明】
【0163】
1Y,1M,1C,1K,感光体(像保持体)
2Y,2M,2C,2K, 帯電ローラ
3Y,3M,3C,3K レーザ光線
3 露光装置
4Y,4M,4C,4K, 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 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
32 搬送ロール(排出ロール)
107 感光体(像保持体)
108 帯電装置(帯電手段)
111 現像装置(現像手段)
112 転写装置(転写手段)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
115 定着装置(定着手段)
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(記録媒体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジカルボン酸及びロジン骨格を含むジアルコールの重縮合体からなるポリエステル樹脂を含み、
前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwが、25000以上55000以下であり、
前記ポリエステル樹脂の数平均分子量Mnが、4000以上10000以下であり、
且つ前記ポリエステル樹脂の分子量500以下の含有量が、前記ポリエステル樹脂全体に対して5%以下である静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記ロジン骨格を含むジアルコールが、2官能エポキシ化合物とロジンとの反応生成物である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記ロジンが、不均化ロジンである請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項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5】
請求項1〜3のいずれか1項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6】
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記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。
【請求項7】
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、該静電荷像現像剤により前記静電潜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。
【請求項8】
潜像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜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、
を備える画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−230375(P2012−230375A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−93133(P2012−93133)
【出願日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】