JP7188547B2 - トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
本発明のトナーは、
少なくともポリエステルを含有する結着樹脂、及び着色剤を含有するトナーであって、前記着色剤が、ソルベントレッド49を含有し、前記ソルベントレッド49に加えて、さらにピグメントイエロー101を含有し、前記トナーの酸価が9.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下であることを特徴とする。
本発明のトナーは、ポリエステルを含有する結着樹脂と着色剤を少なくとも含み、また離型剤や内添用無機微粒子を含んでもよく、更にまた必要に応じてその他の成分を含んでもよい。
前記着色剤は、ソルベントレッド49を含有し、前記ソルベントレッド49に加えて、さらにピグメントイエロー101を含有する。
前記トナーの酸価は、9.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下である。
前記トナーの酸価は、9.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下である。
トナーの酸価の測定は、JIS K0070-1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定することができる。尚、結着樹脂の酸価の測定も同様に行うことができる。
前記着色剤は、蛍光ピンク色を呈する着色剤としてソルベントレッド49を含有する。
本発明において、トナー材料として用いられる前記結着樹脂(定着用樹脂)は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、従来公知の樹脂を使用することができる。
<<トナーのガラス転移温度(Tg)及び軟化温度〔T(F1/2)〕>>
前記トナーのガラス転移温度(Tg)及び軟化温度〔T(F1/2)〕は、トナーの耐高温高湿保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましいが、例えば、Tgは、45℃~75℃が好ましく、50℃~60℃がより好ましい。T(F1/2)は、90℃~150℃が好ましく、90℃~130℃がより好ましい。Tg及びT(F1/2)が、前記上限値以下であり、前記値の範囲内であれば、トナーの定着下限温度が高くなることにより、トナーの低温定着性が悪化するという問題を有効に防止することができる。Tg及びT(F1/2)が、前記下限値以上であり、前記値の範囲内であれば、トナーの耐高温高湿保存性、耐ホットオフセット性が悪化するという問題を有効に防止することができる。
Tgの測定にあたっては、示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミニウムパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をTgとする。
本発明のトナーは、重量平均分子量(Mw)が6,000~12,000であると好ましく、7,000~10,000であるとより好ましい。重量平均分子量が6,000以上であれば、トナーのガラス転移温度が低くなり、トナーとしての保存性が悪くなってしまい、保存環境でトナーが凝集してしまうという問題を有効に防止することができる。また、高温での粘弾性が低くなりすぎ、耐ホットオフセット性が損なわれてしまうという問題を有効に防止することができる。重量平均分子量が12,000以下であれば、粘弾性が高くなり、延展性が劣り、低温定着性と光沢性が損なわれるという問題を有効に防止することができる。
<<GC-MSによる成分分析による蛍光着色剤の分析について>>
トナー中の蛍光着色剤の存在の確認、定量は以下の手順・装置・条件により行うことができる。
〔試料処理〕
約1mg程度の試料にメチル化剤〔テトラメチルアンモニウムヒドロキシド20%メタノール溶液:TMAH〕を約1μL滴下した物を試料とした。
〔測定〕
熱分解-ガスクロマトグラフ質量分析(Py-GCMS)計
分析装置 :島津製作所製QP2010
加熱炉 :フロンティア・ラボ製Py2020D
加熱温度 :320℃
カラム :Ultra ALLOY-5L=30m I.D=0.25mm
Film=0.25μm
カラム温度 :50℃(保持1分)~昇温(10℃/分)~340℃(保持7分)
スプリット比 :1:100
カラム流量 :1.0mL/min
イオン化法 :EI法(70eV)
測定モード :スキャンモード
検索用データ :NIST 20 MASS SPECTRAL LIB.
トナー中の蛍光着色剤の存在の確認、定量は以下の手順・装置・条件により行うことができる。
[試料調製]
(1)1H-NMR用
試料約40mg~50mgをTMSを含む約0.7mL(d=1.48)のCDCl3に溶解させたものを用いる。
(2)13C-NMR用
試料約250mg~260mgをTMSを含む約0.7mL(d=1.48)のCDCl3に溶解させたものを用いる。
[分析装置・測定条件]
日本電子製 ECX-500 NMR 装置
(1)測定核=1H(500MHz)、測定パルスファイル=single pulse.ex2(1H)、45°パルス
積算 16回、Relaxation Delay 5 秒、データポイント32K、観測幅=15ppm
(2)測定核=13C(125MHz)、測定パルスファイル=single pulse dec.ex2 (1H), 30°パルス
積算 1000回(RNC-501のみ1039回)、Relaxation Delay 2秒、データポイント32K、
Offset 100ppm 、観測幅=250ppm
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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。
本発明のトナーでは、蛍光着色剤と結着樹脂とが相溶することにより、結着樹脂が可塑化し、トナーのガラス転移温度が低下し、その結果トナーがガラス転移温度付近で変形しブロッキングが生じるおそれがある。
本発明のトナーは、例えば、帯電制御剤、外添用の無機微粒子(外添剤)などのその他の成分を含有することもできる。
前記トナーは、帯電制御剤を含有することができる。
本発明に用いられる外添用の無機微粒子(外添剤)は、前記内添用の無機微粒子と同様のものを用いることができる。
トナーの製造方法は、本発明で規定する上記要件を満たすことができれば公知のものが適宜使用可能である。本発明のトナーの製造方法として、例えば、混練粉砕法や、水系媒体中にてトナー粒子を造粒する、いわゆるケミカル工法が挙げられる。
本発明の現像剤は、少なくとも前記トナーを含む。現像剤は、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
本発明におけるトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。ここで、トナー収容ユニットの態様としては、例えば、トナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジが挙げられる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-306(花王社製、酸価2mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
上記のトナー原材料を、へンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製、FM20B)を用いて予備混合した後、一軸混練機(Buss製、コニーダ混練機)で100度~130度の温度で溶融、混練した。得られた混練物は室温まで冷却後、ロートプレックスにて200μm~300μmに粗粉砕した。次いで、カウンタジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製、100AFG)を用いて、重量平均粒径が6.2±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した。その後、気流分級機(株式会社マツボー製、EJ-LABO)で、重量平均粒径が7.0±0.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.20以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子を得た。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000)3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー2を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RSE-825(三洋化成社製、酸価9mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000)3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー3を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂EXL-101(三洋化成社製、酸価12mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー4を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 31.5質量部
ポリエステル樹脂EXL-101(三洋化成社製、酸価12mgKOH/g) 63.2質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー5を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂EXL-101(三洋化成社製、酸価12mgKOH/g) 52.6質量部
ポリエステル樹脂RN-306(花王社製、酸価2mgKOH/g) 26.3質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 2.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー6を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 52.6質量部
ポリエステル樹脂EXL-101(三洋化成社製、酸価12mgKOH/g) 42.1質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー7を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂EXL-101(三洋化成社製、酸価12mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー8を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 94.7質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー9を製造した。
ポリエステル樹脂RN-289(花王社製、酸価38mgKOH/g) 84.2質量部
ポリエステル樹脂RN-306(花王社製、酸価2mgKOH/g) 10.5質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー10を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
OIL PINK 312(オリエント社製) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー11を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
Seika Light Rose R40(大日精化社製) 1.0質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー12を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
内添シリカ(クラリアント社製、HDK-2000) 3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー13を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 73.7質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 21.0質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
C.I.ピグメントイエロー101(BASFジャパン製Lumogen Yellow S0795) 0.25質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000)3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー14を製造した。
ポリエステル樹脂RN-290(花王社製、酸価28mgKOH/g) 15.8質量部
ポリエステル樹脂RN-263(花王社製、酸価7mgKOH/g) 78.9質量部
カルナウバワックスWA-05(セラリカ野田社製) 5.3質量部
ソルベントレッド49(オリエント社製ROB-B) 1.5質量部
OIL Yellow 106(オリエント社製) 0.5質量部
内添用シリカ(クラリアント社製、HDK-2000)3.0質量部
トナー1において、上記のトナー原材料を使う以外はトナー1と同様にして、トナー15を製造した。
<キャリアの作製>
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコ-ン) 100部
トルエン 100部
γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5部
カーボンブラック 10部
上記混合物をホモミキサーで20分間分散し、コート層形成液を調製した。このコート層形成液を、芯材として重量平均粒径が35μmのMnフェライト粒子を用いて、芯材表面において平均膜厚が0.20μmになるように、流動床型コーティング装置を使用して、流動槽内の温度を各70℃に制御して塗布・乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて、180℃/2時間焼成し、キャリアAを得た。
<二成分現像剤の作製>
作製したトナーと、キャリアA、ターブラーミキサー(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)を用いて48rpmで5分間均一混合し帯電させ、二成分現像剤を作製した。なお、トナーとキャリアの混合比率は、評価機の初期現像剤のトナー濃度:4質量%に合わせて混合した。
上記トナー1~15から製造した二成分現像剤について、下記評価方法に基づいて評価した。結果を表1-1、表1-2、及び表1-3に示す。
<蛍光性>
トナー1~15から製造した二成分現像剤について、Imagio Neo C350(株式会社リコー製)の現像ユニットに投入し、好適な色特性が得られる付着量0.65mg/cm3になるよう調整し、PODグロスペーパー(王子製紙社製)へベタ画像を出力した。なお、付着量は、転写紙に対してトナーが付着する量である。
遠心機用チューブにトナー0.5g計量し、温度40℃、相対湿度70%の条件下にて2週間保管し、その後、目開き106μmのメッシュを通して篩がけを行い、メッシュ上に残存した緩凝集体量を計測した。
[評価基準]
◎ :150mg/g以下
〇 :150mg/g超200mg/g以下
〇△:200mg/g超230mg/g以下
△ :230mg/g超250mg/g以下
× :250mg/g超
<1> 少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含有するトナーであって、
前記着色剤が、ソルベントレッド49を含有し、
前記トナーの酸価が9.0mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることを特徴とするトナーである。
<2> 前記着色剤が、前記ソルベントレッド49に加えて、さらにピグメントイエロー101を含有する前記<1>に記載のトナーである。
<3> 前記結着樹脂が、クロロホルム不溶分を有する樹脂を含有し、前記クロロホルム不溶分を有する樹脂の酸価が20mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 前記トナーが、内添用無機微粒子を含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナーである。
<5> 前記トナーが、離型剤を含有し、
前記トナー中の前記結着樹脂と前記離型剤とを合わせた含有量に対する、前記ソルベントレッド49の含有量が、0.5質量%~2.0質量%である前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーである。
<6> 前記トナーが、離型剤を含有し、
前記トナー中の前記結着樹脂と前記離型剤とを合わせた含有量に対する、前記ピグメントイエロー101の含有量が、0.1質量%~0.5質量%である前記<2>から<5>のいずれかに記載のトナーである。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーを収容した、トナー収容ユニットである。
<8> 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する、トナーを備える現像手段と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを含み、
前記トナーが、前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置である。
<9> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着工程とを含み、
前記トナーが、前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
Claims (8)
- 少なくともポリエステルを含有する結着樹脂、及び着色剤を含有するトナーであって、
前記着色剤が、ソルベントレッド49を含有し、前記ソルベントレッド49に加えて、さらにピグメントイエロー101を含有し、
前記トナーの酸価が9.0mgKOH/g以上30.0mgKOH/g以下であることを特徴とするトナー。 - 前記結着樹脂が、クロロホルム不溶分を有する樹脂を含有し、前記クロロホルム不溶分を有する樹脂の酸価が20mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である請求項1に記載のトナー。
- 前記トナーが、内添用無機微粒子を含有する請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- 前記トナーが、離型剤を含有し、
前記トナー中の前記結着樹脂と前記離型剤とを合わせた含有量に対する、前記ソルベントレッド49の含有量が、0.5質量%~2.0質量%である請求項1から3のいずれかに記載のトナー。 - 前記トナーが、離型剤を含有し、
前記トナー中の前記結着樹脂と前記離型剤とを合わせた含有量に対する、前記ピグメントイエロー101の含有量が、0.1質量%~0.5質量%である請求項1から3のいずれかに記載のトナー。 - 請求項1から5のいずれかに記載のトナーを収容した、トナー収容ユニット。
- 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する、トナーを備える現像手段と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを含み、
前記トナーが、請求項1から5のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着工程とを含み、
前記トナーが、請求項1から5のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
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