JP7786243B2 - Toner, developer, toner storage unit, image forming apparatus, and image forming method - Google Patents
Toner, developer, toner storage unit, image forming apparatus, and image forming methodInfo
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Description
本発明は、トナー、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置および画像形成方法に関する。 The present invention relates to toner, developer, toner storage unit, image forming apparatus, and image forming method.
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置では、電気的潜像又は磁気的潜像をトナーによって顕像化して画像形成を行っている。例えば、電子写真法では、感光体上に静電潜像を形成した後、静電潜像をトナーで現像して、トナー像を形成する。トナー像は、紙等の記録媒体上に転写された後、加熱溶融して定着される。 Traditionally, electrophotographic and electrostatic recording image forming devices form images by visualizing an electric or magnetic latent image with toner. For example, in electrophotography, an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor, and then developed with toner to form a toner image. The toner image is then transferred to a recording medium such as paper, where it is heated, melted, and fixed.
近年、トナーには、出力画像の高品質化のための小粒径化と耐高温オフセット性、省エネルギー化のための低温定着性、及び製造後の保管時や運搬時における高温高湿に耐えうる耐熱保存性が要求されている。特に、定着時における消費電力は画像形成工程における消費電力の多くを占めるため、低温定着性の向上は非常に重要である。 In recent years, toners have been required to have smaller particle size and high-temperature offset resistance to improve the quality of output images, low-temperature fixability to save energy, and heat-resistant storage properties that can withstand the high temperatures and humidity experienced during storage and transportation after production. Since the power consumed during fixation accounts for a large portion of the power consumed in the image formation process, improving low-temperature fixability is particularly important.
従来、混練粉砕法で作製されたトナーが使用されてきた。しかし従来の混練粉砕法により得られるトナーは、小粒径化が難しく、その形状は不定形で、その粒径分布はブロードである。また、高温の定着温度が必要とされ、省エネルギー化が困難である等の問題点があった。さらに、混練粉砕法では、粉砕の際に、離型剤(ワックス)の界面で割れるために、離型剤(ワックス)がトナー表面に多く存在する。このため、定着時の離型効果が出る反面、キャリア、感光体、ブレードへのトナーの付着(フィルミング)が起こりやすくなり、画像形成プロセス全体からみると、その性能は満足のいくものではないとい問題があった。 Traditionally, toner produced by the kneading and pulverizing method has been used. However, the toner obtained by this conventional kneading and pulverizing method is difficult to reduce in particle size, has an irregular shape, and has a broad particle size distribution. It also requires high fixing temperatures, making it difficult to achieve energy savings. Furthermore, with the kneading and pulverizing method, the release agent (wax) breaks at the interface during pulverization, resulting in a large amount of release agent (wax) on the toner surface. While this provides a release effect during fixing, it also makes toner more susceptible to adhesion (filming) of the toner to the carrier, photoreceptor, and blade, resulting in unsatisfactory performance in the overall image formation process.
そこで、上記混練粉砕法による問題点を克服するために、重合法によるトナーの製造方法が提案されている。重合法で製造されたトナーは、小粒径化が容易であり、粒度分布も粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープであり、さらに、ワックスの内包化も可能である。このような重合法で製造されたトナーは、形状が粉砕トナーに比べ球形であり、それによるクリーニング性の悪化が課題となっている。また、近年の省エネルギー化の要望に対しては、さらなる低温定着性の改良が必要である。そのため、低温定着性の改良に伴い、トナーの耐熱保存性や耐ホットオフセット性が阻害されないようにすることが望まれる。 To overcome the problems associated with the kneading and pulverization method, a method for producing toner using a polymerization method has been proposed. Toner produced using a polymerization method is easy to reduce in particle size, has a sharper particle size distribution than toner produced using a pulverization method, and can also incorporate wax. Toner produced using this polymerization method is more spherical than pulverized toner, which can lead to issues with poor cleaning performance. Furthermore, in response to recent demands for energy conservation, further improvements in low-temperature fixability are required. Therefore, it is desirable to ensure that improvements in low-temperature fixability do not impair the toner's heat-resistant storage stability or hot offset resistance.
また、低温定着性に優れたトナーを提供することを目的とした小粒径トナーが提案されている(例えば、特許文献1~8参照)。 Furthermore, small particle size toners have been proposed with the aim of providing toners with excellent low-temperature fixability (see, for example, Patent Documents 1 to 8).
しかし、上記技術は近年要求される高いレベルの低温定着性を満たすものではない。
本発明の目的は、良好な低温定着性、クリーニング性を兼ね備え、飛散のないトナーを提供することをにある。
However, the above techniques do not satisfy the high level of low temperature fixability that has been demanded in recent years.
An object of the present invention is to provide a toner which has good low-temperature fixability, good cleaning properties and does not scatter.
上記課題は、下記構成1)により解決される。
1)少なくとも結着樹脂、着色剤および無機フィラーを含有するトナーであって、
前記トナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定した際のAlの原子濃度%が0.35以上0.85以下であり、
前記トナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1とし、XRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2とし、前記トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合、0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2の関係を満たし、
前記(M1/M2)が、1.4を超え、
前記結着樹脂は結晶性ポリエステル樹脂を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂を、前記トナー100質量部に対して、3質量部以上20質量部以下含むことを特徴とするトナー。
The above problem is solved by the following configuration 1).
1) A toner containing at least a binder resin, a colorant, and an inorganic filler,
the toner has an Al atomic concentration % of 0.35 or more and 0.85 or less when measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF);
where M1 is the atomic concentration % of Al in the toner measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), M2 is the atomic concentration % of Al measured by XRF, and Dv is the volume average particle size of the toner, M3 is the atomic concentration % of Al in particles classified into 6/5 Dv measured by XPS, and M4 is the atomic concentration % of Al in particles classified into 6/5 Dv measured by XRF, the relationship of 0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2 is satisfied,
The (M1/M2) ratio exceeds 1.4,
The toner , wherein the binder resin contains a crystalline polyester resin, and the amount of the crystalline polyester resin is 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the toner .
本発明によれば、良好な低温定着性、クリーニング性を兼ね備え、飛散のないトナーを提供することができる。 The present invention provides a toner that combines good low-temperature fixability and cleanability, and does not scatter.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Embodiments of the present invention are described in detail below.
(トナー)
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤および無機フィラーを含有し、前記トナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定した際のAlの原子濃度%が0.35以上0.85以下であり、前記トナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1とし、XRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2とし、前記トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合、0.8< (M1/M2) / (M3/M4)<1.2の関係を満たすことを特徴とする。
(toner)
The toner of the present invention contains at least a binder resin, a colorant, and an inorganic filler, and is characterized in that the toner has an Al atomic concentration % of 0.35 or more and 0.85 or less when measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF), and the relationship of 0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2 is satisfied, where M1 is the Al atomic concentration % of the toner when measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), M2 is the Al atomic concentration % of the toner when measured by XRF, and Dv is the volume average particle diameter of the toner. M3 is the Al atomic concentration % of the toner when measured by XPS of particles classified into 6/5 Dv, and M4 is the Al atomic concentration % of the toner when measured by XRF of particles classified into 6/5 Dv.
本実施形態において、トナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定した際のAlの原子濃度%は、トナーバルク中のAl量に対する指標となり、トナーをX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際の原子濃度はトナー表面のAl濃度の指標となる。 In this embodiment, the Al atomic concentration % measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF) of the toner is an indicator of the amount of Al in the toner bulk, and the Al atomic concentration measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of the toner is an indicator of the Al concentration on the toner surface.
これまでの特許文献では、低温定着性、クリーニング性、および転写効率に優れ、且つ転写残トナーが少ないトナーについての記載はあるが、近年の省エネルギー化の要望に対して十分ではなく、さらなる低温定着性の改善が必要であった。 Previous patent documents have described toners that have excellent low-temperature fixability, cleanability, and transfer efficiency, and that leave little residual toner behind after transfer. However, these have not been sufficient to meet the recent demand for energy conservation, and further improvements in low-temperature fixability are needed.
無機物を導入したトナーは帯電性が向上し形状制御性を得られるため、転写やクリーニングといった点で有利になるが、一方で無機物は融点が高いためトナー全体の低温定着性が悪化する。また、無機物が偏在すると転写の前段階でトナーとキャリアとが混合される際に、新たに補給されたトナーとの混合で帯電のムラが生じることがトナー飛散の原因となる。 Toner incorporating inorganic substances has improved charging properties and shape controllability, which is advantageous in terms of transfer and cleaning. However, inorganic substances have high melting points, which reduces the low-temperature fixability of the toner as a whole. Furthermore, if inorganic substances are unevenly distributed, when the toner and carrier are mixed prior to transfer, uneven charging occurs when newly replenished toner is mixed, which can cause toner scattering.
本発明者らは、これら無機物を導入したトナーについて鋭意検討し、トナー表面近傍に存在する特定金属元素を均一に分散させ、トナーの硬度を上げて耐ストレス性を向上させることが飛散の防止に有効であることを見出した。また投入した金属元素をトナー表面に適切に配置することができれば、最小限の金属元素量で帯電のムラが発生することを抑えることができるため、低温定着を改善しつつ、クリーニング性が良く、飛散が起きにくいトナーを作成できることを見出した。 The inventors have conducted extensive research into toners incorporating these inorganic substances and have discovered that uniformly dispersing specific metal elements present near the toner surface, increasing the toner's hardness and stress resistance, is effective in preventing scattering. They have also discovered that if the added metal elements can be appropriately positioned on the toner surface, the occurrence of uneven charging can be suppressed with a minimum amount of metal element, making it possible to create a toner that has improved low-temperature fixation, good cleaning properties, and is less likely to scatter.
上記構成とする本発明のトナーは、良好な低温定着性、クリーニング性を有し、飛散を改善することができる。 The toner of the present invention having the above-described configuration has good low-temperature fixability and cleanability, and can reduce scattering.
本発明は、トナー中のAl(アルミニウム)の含有量を一定範囲内にし、粒径分布に応じてトナー表面に偏在させるAl(アルミニウム)量を最適化したものである。すなわち、トナー全体におけるAl量を特定範囲に定め、トナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1とし、XRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2とし、トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合、0.8< (M1/M2) / (M3/M4)<1.2の関係を満たすことにより、トナー間の均一性が高く、表面が均質化し、最表面の無機材料配置を理想状態に近づけることでトナーの飛散を抑制できる。 This invention limits the Al (aluminum) content in toner to a specific range and optimizes the amount of Al (aluminum) unevenly distributed on the toner surface depending on the particle size distribution. Specifically, by setting the Al content in the entire toner within a specific range, and letting M1 be the atomic concentration (%) of Al in the toner measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), M2 be the atomic concentration (%) of Al measured by XRF, and Dv be the volume-average particle size of the toner, M3 be the atomic concentration (%) of Al in toner particles classified into 6/5 Dv measured by XPS, and M4 be the atomic concentration (%) of Al in toner particles classified into 6/5 Dv measured by XRF, satisfying the relationship 0.8 < (M1/M2) / (M3/M4) < 1.2 results in high uniformity between toner particles, a homogenous surface, and idealized inorganic material arrangement on the outermost surface, thereby suppressing toner scattering.
また無機材料配置が最適化されることで、最小限の無機材料でクリーニング性の向上効果を得ることができ、無機材料を必要以上に投入する必要がないため、低温定着性の効果を向上させることができる。これにより、Al(アルミニウム)を導入したトナーが、ある程度の粒径分布を有していても、トナー全体として、良好な帯電量分布となり、良好なクリーニング性と低温定着性も兼ね備えることができる。 In addition, by optimizing the placement of inorganic materials, improved cleaning performance can be achieved with a minimum amount of inorganic material, and since there is no need to add more inorganic material than necessary, the low-temperature fixability effect can be improved. As a result, even if the toner incorporating Al (aluminum) has a certain degree of particle size distribution, the toner as a whole will have a good charge distribution, and will be able to combine good cleaning performance with low-temperature fixability.
以下、詳細に説明する。
トナーの均質性が低いと無機材料の偏在が多くなり無機物導入の効果を得るために必要以上の無機材料が要求され、低温定着性が悪化してしまう。また、トナーとキャリアが混合される際に帯電量にムラができてしまい、帯電量分布がブロード化し、トナーの飛散性が悪化する。6/5Dvに分級した大粒径粒子間で帯電量差は発生しやすく、画像形成に悪影響を与える。
This will be explained in detail below.
If the toner has low homogeneity, the inorganic material will be unevenly distributed, and more inorganic material than necessary will be required to achieve the effect of introducing the inorganic material, resulting in poor low-temperature fixability. Furthermore, when the toner and carrier are mixed, uneven charge levels occur, broadening the charge distribution and worsening toner scattering. Charge level differences are likely to occur between large-diameter particles classified into 6/5 Dv, adversely affecting image formation.
しかしながら一方で無機材料の量が少なすぎるトナーは形状が球形になるためクリーニング性が悪化してしまい、また十分な帯電性を担保することができないため画像形成に悪影響をおよぼす。このため、本発明においてはトナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定したAlの原子濃度%は0.35以上0.85以下であることが必要であり、0.4以上0.8以下であることが好ましく、0.4以上0.6以下であることがより好ましい。 However, toner with too little inorganic material will have a spherical shape, which will result in poor cleaning properties, and will be unable to ensure sufficient charging properties, which will have a negative impact on image formation. For this reason, in the present invention, the Al atomic concentration (%) of the toner measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF) must be 0.35 or more and 0.85 or less, preferably 0.4 or more and 0.8 or less, and more preferably 0.4 or more and 0.6 or less.
前記蛍光X線元素分析法(XRF)で測定したAlの原子濃度%が0.35より小さいと形状が真球に近づいてしまうためクリーニング性に影響を及ぼし、また帯電量にも影響を及ぼす。蛍光X線元素分析法(XRF)で測定したAlの原子濃度%が0.85より大きいとトナーの低温定着性が阻害される。 If the Al atomic concentration % measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF) is less than 0.35, the shape will become closer to a perfect sphere, which will affect cleaning performance and also affect the amount of charge. If the Al atomic concentration % measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF) is greater than 0.85, the toner's low-temperature fixability will be impaired.
そのため、本発明ではトナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1とし、XRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2とし、前記トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合、0.8< (M1/M2) / (M3/M4)<1.2の関係を満たすことで、良好な帯電量分布を持ち飛散が起こりにくく、低温定着の非常に良いトナーを作成することができる。
前記(M1/M2) / (M3/M4)の意味するところは、粒径の異なる粒子間での表面とバルクの組成比の比であると言える。
Therefore, in the present invention, when the atomic concentration % of Al in a toner measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is defined as M1, the atomic concentration % of Al measured by XRF is defined as M2, and the volume average particle size of the toner is defined as Dv, the atomic concentration % of Al when particles of the toner classified into 6/5 Dv are measured by XPS is defined as M3, and the atomic concentration % of Al when particles of the toner classified into 6/5 Dv are measured by XRF is defined as M4, by satisfying the relationship 0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2, it is possible to produce a toner that has a good charge distribution, is resistant to scattering, and has excellent low-temperature fixability.
The above (M1/M2)/(M3/M4) can be said to mean the ratio of the surface and bulk composition ratios between particles of different particle sizes.
さらに本発明では、前記(M1/M2) / (M3/M4)が、0.9< (M1/M2) / (M3/M4)<1.1の関係を満たすことにより、本発明の効果をさらに向上させることができるためより好ましい。 Furthermore, in the present invention, it is more preferable for the (M1/M2)/(M3/M4) ratio to satisfy the relationship 0.9<(M1/M2)/(M3/M4)<1.1, as this further improves the effects of the present invention.
また本発明では、表面のAl元素が多いほうが帯電性が向上し、飛散が発生しにくいという理由から、前記(M1/M2) が、1.4を超えることが好ましく、前記(M1/M2)は1.4超2.1以下であることがさらに好ましい。 In addition, in the present invention, because a higher amount of Al element on the surface improves charging properties and reduces scattering, it is preferable that the (M1/M2) ratio be greater than 1.4, and it is even more preferable that the (M1/M2) ratio be greater than 1.4 and not greater than 2.1.
<蛍光X線元素分析法(XRF)>
トナーに含まれるAl(アルミニウム)量は、蛍光X線元素分析法(XRF)により、例えば、以下のようにして行うことができる。検量線にはあらかじめトナーに対して無機フィラーとして層状無機鉱物を所定量入れたトナーを作製し、検量線とする。サンプル作成の手順は下記となる。
トナー試料3.75gを、110mLのバイアル中の0.5質量%ポリオキシアルキレンアルキルエーテル分散液50mLに分散させる。トナー分散液を超音波ホモジナイザー(商品名:homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS,Inc.)を用いて、一定時間超音波を照射する。この時、周波数20Hzで出力を40Wとし、100秒間実施した。与えたエネルギー量は出力と照射時間との積から算出できる。またこのとき、該トナー分散液の液温が40℃以上とならないように適時冷却しながら処理を実施する。得られた分散液をろ紙(商品名:定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄し、ろ過し、遊離した無機微粒子を除去後、トナーを乾燥させる。
乾燥後得られたトナー3gを自動加圧成型機(T-BRB -32 Maekawa製)、荷重6.0t、加圧時間60sec(メーカと条件)にて直径3mm、厚さ2mmにペレット成型し、蛍光X線装置(ZSX-100e 理学電気製)にて定量分析で上記トナー中のAl(アルミニウム)量を測定する。
以下、無機フィラーとして層状無機鉱物を使用した場合を代表例として説明するが、本発明は下記形態に制限されない。
<X-ray fluorescence elemental analysis (XRF)>
The amount of Al (aluminum) contained in the toner can be measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF), for example, as follows. To prepare a calibration curve, a toner containing a predetermined amount of layered inorganic mineral as an inorganic filler is prepared in advance. The procedure for preparing the sample is as follows.
3.75 g of a toner sample was dispersed in 50 mL of a 0.5% by weight polyoxyalkylene alkyl ether dispersion in a 110 mL vial. The toner dispersion was irradiated with ultrasonic waves for a certain period of time using an ultrasonic homogenizer (product name: homogenizer, model VCX750, CV33, SONICS & MATERIALS, Inc.). The ultrasonic wave was applied at a frequency of 20 Hz and an output of 40 W for 100 seconds. The amount of applied energy was calculated from the product of the output and the irradiation time. The toner dispersion was cooled as needed to prevent its temperature from rising above 40°C. The resulting dispersion was suction-filtered using filter paper (product name: Qualitative Filter Paper (No. 2, 110 mm), manufactured by Advantec Toyo Co., Ltd.), washed twice with ion-exchange water, filtered, and the free inorganic particles were removed. The toner was then dried.
After drying, 3 g of the obtained toner was molded into pellets having a diameter of 3 mm and a thickness of 2 mm using an automatic pressure molding machine (T-BRB-32, manufactured by Maekawa) under a load of 6.0 t and a pressing time of 60 seconds (manufacturer and conditions). The amount of Al (aluminum) in the toner was measured by quantitative analysis using a fluorescent X-ray analyzer (ZSX-100e, manufactured by Rigaku Denki).
Hereinafter, a case where a layered inorganic mineral is used as an inorganic filler will be described as a representative example, but the present invention is not limited to the following embodiment.
<X線光電子分光分析法(XPS)>
トナー表面近傍に存在するAl(アルミニウム)量は、X線光電子分光分析法(XPS)により、例えば、以下のようにして行うことができる。XPSは通常粒子表面から数10nm程度の原子濃度を検出することが可能となる。
使用装置:PHI社製1600S型X線光電子分光装置
使用条件:X線源 MgKα(100W)
分析領域:0.8×2.0mm
試料については、試料ホルダー上のカーボンシート上にトナーを乗せ測定する。この時使用するトナーは事前に下記処理を行う。
トナー試料3.75gを、110mLのバイアル中の0.5質量%ポリオキシアルキレンアルキルエーテル分散液50mLに分散させる。トナー分散液を超音波ホモジナイザー(商品名:homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS,Inc.)を用いて、一定時間超音波を照射する。この時、周波数20Hzで出力を40Wとし、100秒間実施した。与えたエネルギー量は出力と照射時間との積から算出できる。またこのとき、該トナー分散液の液温が40℃以上とならないように適時冷却しながら処理を実施する。得られた分散液をろ紙(商品名:定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄し、ろ過し、遊離した無機微粒子を除去後、トナーを乾燥させる。
測定された各原子濃度のピーク強度からPHI社製提供の相対感度因子を用いて計算を行い、表面原子濃度を見積もる。今回の測定に際しては層状無機鉱物にAl(アルミニウム)が含有されていることから、検出元素の中からAlの原子濃度%を見積もることができる。
<X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)>
The amount of Al (aluminum) present in the vicinity of the toner surface can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), for example, as follows: XPS usually makes it possible to detect the atomic concentration within a range of about several tens of nanometers from the particle surface.
Equipment used: PHI 1600S model X-ray photoelectron spectrometer. Conditions of use: X-ray source MgKα (100 W).
Analysis area: 0.8 x 2.0mm
The toner is placed on a carbon sheet on a sample holder and measured. The toner used at this time is treated as follows beforehand.
3.75 g of a toner sample was dispersed in 50 mL of a 0.5% by weight polyoxyalkylene alkyl ether dispersion in a 110 mL vial. The toner dispersion was irradiated with ultrasonic waves for a certain period of time using an ultrasonic homogenizer (product name: homogenizer, model VCX750, CV33, SONICS & MATERIALS, Inc.). The ultrasonic wave was applied at a frequency of 20 Hz and an output of 40 W for 100 seconds. The amount of applied energy was calculated from the product of the output and the irradiation time. The toner dispersion was cooled as needed to prevent its temperature from rising above 40°C. The resulting dispersion was suction-filtered using filter paper (product name: Qualitative Filter Paper (No. 2, 110 mm), manufactured by Advantec Toyo Co., Ltd.), washed twice with ion-exchange water, filtered, and the free inorganic particles were removed. The toner was then dried.
The surface atomic concentration is estimated by calculation using the relative sensitivity factor provided by PHI from the peak intensity of each measured atomic concentration. In this measurement, since the layered inorganic mineral contains aluminum (Al), it is possible to estimate the atomic concentration (%) of Al from among the detected elements.
<体積平均粒径(Dv)>
体積平均粒径(Dv)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Multisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。具体的にはガラス製100mLビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC-A;第一工業製薬性)を0.5mL添加し、各トナー0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mLを添加した。得られた分散液を超音波分散器(W-113MK-II本多電子社製)で10分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーIIIを用いて、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター製)を用いて測定を行った。なおトナーを6/5Dvに分級した粒子は、常法により得ることができる。
<Volume average particle size (Dv)>
The volume average particle size (Dv) was measured using a particle size analyzer (Multisizer III, manufactured by Beckman Coulter) with an aperture diameter of 100 μm, and analyzed using analysis software (Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51). Specifically, 0.5 mL of a 10% by weight surfactant (alkylbenzene sulfonate Neogen SC-A; manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku) was added to a 100 mL glass beaker, 0.5 g of each toner was added, and the mixture was stirred with a microspatula. 80 mL of ion-exchanged water was then added. The resulting dispersion was dispersed for 10 minutes using an ultrasonic disperser (W-113MK-II, manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.). The dispersion was measured using the Multisizer III and an Isoton III (manufactured by Beckman Coulter) as the measurement solution. Note that particles obtained by classifying the toner into 6/5 Dv can be obtained by conventional methods.
上述した関係を満たすトナーを製造するには、以下の調整方法が挙げられる。
結着樹脂、着色剤、層状無機鉱物、必要に応じて離型剤を有機溶媒中に分散させる。この際分散性が良いほど材料の偏在が起こりにくく、トナーの均質性が向上するため好ましい。第3級アミンを含む架橋剤/伸長剤を添加し、油性分散液を得る。かかる油性分散液を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中に分散させ乳化分散液を得て、かかる乳化分散液から有機溶媒を除去することによってトナーを得る。
油性分散液の製造方法において、適切に分散することで粒子表面に存在するAl量を調整することができる。分散が弱いと層状無機鉱物を十分に分散することができず、層状無機鉱物がトナー中に塊で偏在してしまい、帯電性のムラの原因になり、また機能を十分に果たせないため要求する層状無機鉱物量が必要以上に多くなってしまい定着性が悪化する。
To produce a toner that satisfies the above-mentioned relationship, the following adjustment methods can be used.
A binder resin, a colorant, a layered inorganic mineral, and optionally a release agent are dispersed in an organic solvent. The better the dispersibility, the less likely the materials are to be unevenly distributed, and the more homogeneous the toner becomes. A crosslinker/extender containing a tertiary amine is added to obtain an oil-based dispersion. This oil-based dispersion is then dispersed in an aqueous medium containing resin particles to obtain an emulsified dispersion, and the organic solvent is removed from the emulsified dispersion to obtain a toner.
In the manufacturing method of the oil-based dispersion, the amount of Al present on the particle surface can be adjusted by appropriate dispersion. If the dispersion is weak, the layered inorganic mineral cannot be sufficiently dispersed, and the layered inorganic mineral will be unevenly distributed in clumps in the toner, causing uneven charging properties and, since it cannot fully perform its function, the required amount of layered inorganic mineral will be greater than necessary, resulting in poor fixability.
一方で一次粒子を破砕するなど分散が強すぎる場合は原材料を必要以上に分散して過分散状態になってしまう。過分散状態では原材料粒子の界面は化学的な活性が高いため、粘度の著しい上昇や層状無機鉱物の再凝集を発生させ、著しい帯電量の上昇やトナーの異形化による画像ぼそつきなどの品質影響を招く。 On the other hand, if dispersion is too strong, such as by crushing primary particles, the raw materials will be dispersed more than necessary, resulting in an over-dispersed state. In an over-dispersed state, the interfaces between the raw material particles are highly chemically active, causing a significant increase in viscosity and re-aggregation of layered inorganic minerals, which can affect quality such as a significant increase in charge and image blurring due to toner deformation.
トナーの製造方法において、前記油性分散液中に対して分散を行う際に与えるエネルギー量を調整することで、トナー表面に存在するAl(アルミニウム)量を調整することができる。本発明のトナーの製造方法については、以下で詳しく記載する。 In the toner manufacturing method, the amount of Al (aluminum) present on the toner surface can be adjusted by adjusting the amount of energy applied when dispersing the toner in the oil-based dispersion. The toner manufacturing method of the present invention is described in detail below.
次に、本実施形態におけるトナー母体粒子に含まれる結着樹脂、離型剤、着色剤等について説明する。また、本実施形態のトナーは、トナー母体粒子の他に外添剤等を含んでいてもよい。 Next, we will explain the binder resin, release agent, colorant, etc. contained in the toner base particles in this embodiment. Furthermore, the toner in this embodiment may also contain external additives in addition to the toner base particles.
<結着樹脂>
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂としては、例えば結晶性ポリエステル樹脂、非晶質ポリエステル樹脂が挙げられる。
<Binder resin>
The binder resin preferably contains a polyester resin, and examples of the polyester resin include a crystalline polyester resin and an amorphous polyester resin.
<結晶性ポリエステル樹脂>
前記結晶性ポリエステル樹脂(以下、「結晶性ポリエステル樹脂C」と称することがある。)は、高い結晶性をもつために、定着開始温度付近において急激な粘度変化を示す熱溶融特性を示す。
<Crystalline polyester resin>
The crystalline polyester resin (hereinafter, sometimes referred to as "crystalline polyester resin C") has high crystallinity and therefore exhibits heat melting characteristics that show a sudden change in viscosity near the fixing start temperature.
このような特性を有する結晶性ポリエステル樹脂Cを非晶質ポリエステル樹脂と共に用いることで、良好な耐熱保存性と低温定着性とを兼ね備えたトナーが得られる。例えば、共に用いることにより、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性がよく、溶融開始温度では結晶性ポリエステル樹脂Cの融解による急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、それに伴い後述する非晶質ポリエステル樹脂Bと相溶し、共に急激に粘度低下することで良好に定着させることができる。
また、離型幅(定着下限温度と高温オフセット発生温度との差)についても、良好な結果を示す。
By using crystalline polyester resin C having such properties together with an amorphous polyester resin, a toner having both good heat-resistant storage stability and low-temperature fixability can be obtained. For example, by using both, the heat-resistant storage stability is good due to the crystallinity up to just before the melting initiation temperature, and at the melting initiation temperature, a sudden viscosity drop (sharp melt property) occurs due to the melting of crystalline polyester resin C, which is then compatible with amorphous polyester resin B described later, and both rapidly drop in viscosity, allowing for good fixation.
Also, good results are shown for the release width (the difference between the minimum fixing temperature and the temperature at which high-temperature offset occurs).
前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られる。 The crystalline polyester resin C is obtained using a polyhydric alcohol and a polycarboxylic acid or its derivative, such as a polycarboxylic acid, a polycarboxylic acid anhydride, or a polycarboxylic acid ester.
なお、本発明において結晶性ポリエステル樹脂Cとは、上記のごとく、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるものを指す。ポリエステル樹脂を変性したもの、例えば、後述するプレポリマー、及びそのプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂Cには属さない。 In the present invention, crystalline polyester resin C refers to a resin obtained using a polyhydric alcohol and a polycarboxylic acid, such as a polycarboxylic acid, a polycarboxylic acid anhydride, or a polycarboxylic acid ester, or a derivative thereof, as described above. Modified polyester resins, such as the prepolymers described below, and resins obtained by subjecting such prepolymers to a crosslinking and/or elongation reaction, do not fall under the category of crystalline polyester resin C.
-多価アルコール-
前記多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジオール、3価以上のアルコールが挙げられる。
前記ジオールとしては、例えば、飽和脂肪族ジオールなどが挙げられる。前記飽和脂肪族ジオールとしては、直鎖飽和脂肪族ジオール、分岐飽和脂肪族ジオールが挙げられるが、これらの中でも、直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましく、炭素数が2以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジオールがより好ましい。前記飽和脂肪族ジオールが分岐型であると、結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性が低下し、融点が低下してしまうことがある。また、前記飽和脂肪族ジオールの炭素数が12を超えると、実用上の材料の入手が困難となる。炭素数としては12以下であることがより好ましい。
-Polyhydric alcohol-
The polyhydric alcohol is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include diols and trihydric or higher alcohols.
Examples of the diol include saturated aliphatic diols. Examples of the saturated aliphatic diol include linear saturated aliphatic diols and branched saturated aliphatic diols. Among these, linear saturated aliphatic diols are preferred, and linear saturated aliphatic diols having 2 to 12 carbon atoms are more preferred. If the saturated aliphatic diol is branched, the crystallinity of the crystalline polyester resin C may decrease, resulting in a lower melting point. Furthermore, if the carbon number of the saturated aliphatic diol exceeds 12, it becomes difficult to obtain a practical material. It is more preferred that the carbon number be 12 or less.
前記飽和脂肪族ジオールとしては、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、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、前記結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性が高く、シャープメルト性に優れる点で、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが好ましい。 Examples of the saturated aliphatic diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, and 1,14-eicosanedecanediol. Among these, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol are preferred because they result in high crystallinity and excellent sharp melt properties for the crystalline polyester resin C.
前記3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
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。
Examples of the trivalent or higher alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
These may be used alone or in combination of two or more.
-多価カルボン酸-
前記多価カルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2価のカルボン酸、3価以上のカルボン酸が挙げられる。
- Polycarboxylic acid -
The polycarboxylic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include dicarboxylic acids and tricarboxylic or higher carboxylic acids.
前記2価のカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、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、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸;などが挙げられ、更に、これらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステルも挙げられる。 Examples of the dicarboxylic acid include saturated aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, and 1,18-octadecanedicarboxylic acid; and aromatic dicarboxylic acids such as dibasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, malonic acid, and mesaconic acid; as well as anhydrides and lower (1 to 3 carbon atoms) alkyl esters of these.
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等、及びこれらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステルなどが挙げられる。 Examples of the trivalent or higher carboxylic acid include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, etc., as well as their anhydrides and lower (1 to 3 carbon atoms) alkyl esters.
また、前記多価カルボン酸としては、前記飽和脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸が含まれていてもよい。更に、前記飽和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を含有してもよい。
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。
The polycarboxylic acid may include a dicarboxylic acid having a sulfonic acid group in addition to the saturated aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid, and may further include a dicarboxylic acid having a double bond in addition to the saturated aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid.
These may be used alone or in combination of two or more.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、炭素数4以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸と、炭素数2以上12以下の直鎖飽和脂肪族ジオールとから構成されることが好ましい。即ち、前記結晶性ポリエステル樹脂Cは、炭素数4以上12以下の飽和脂肪族ジカルボン酸に由来する構成単位と、炭素数2以上12以下の飽和脂肪族ジオールに由来する構成単位とを有することが好ましい。そうすることにより、結晶性が高く、シャープメルト性に優れることから、優れた低温定着性を発揮できる点で好ましい。 The crystalline polyester resin C is preferably composed of a linear saturated aliphatic dicarboxylic acid having from 4 to 12 carbon atoms and a linear saturated aliphatic diol having from 2 to 12 carbon atoms. That is, the crystalline polyester resin C preferably has structural units derived from a saturated aliphatic dicarboxylic acid having from 4 to 12 carbon atoms and structural units derived from a saturated aliphatic diol having from 2 to 12 carbon atoms. This is preferable in that it has high crystallinity and excellent sharp melt properties, allowing it to exhibit excellent low-temperature fixability.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60℃以上80℃以下であることが好ましい。前記融点が、60℃以上であると、結晶性ポリエステル樹脂Cが低温で溶融してトナーの耐熱保存性が低下することを抑制できる。80℃以下であると、定着時の加熱による結晶性ポリエステル樹脂Cの溶融を向上させることができ、低温定着性の低下を抑制できる。 The melting point of the crystalline polyester resin C is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 60°C or higher and 80°C or lower. A melting point of 60°C or higher can prevent the crystalline polyester resin C from melting at low temperatures, which would otherwise cause a decrease in the heat-resistant storage stability of the toner. A melting point of 80°C or lower can improve the melting of the crystalline polyester resin C due to heating during fixing, preventing a decrease in low-temperature fixability.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れ、かつ分子量が低い成分が多いと耐熱保存性が低下するという観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂Cのオルトジクロロベンゼンの可溶分が、GPC測定において、重量平均分子量(Mw)3,000~30,000、数平均分子量(Mn)1,000~10,000、Mw/Mn1.0~10であることが好ましい。
さらには、重量平均分子量(Mw)5,000~15,000、数平均分子量(Mn)2,000~10,000、Mw/Mn1.0~5.0であることが好ましい。
The molecular weight of the crystalline polyester resin C is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. From the viewpoint that a resin having a sharp molecular weight distribution and a low molecular weight has excellent low-temperature fixability, and that a large amount of low-molecular-weight components reduces heat-resistant storage stability, it is preferable that the ortho-dichlorobenzene-soluble portion of the crystalline polyester resin C has a weight-average molecular weight (Mw) of 3,000 to 30,000, a number-average molecular weight (Mn) of 1,000 to 10,000, and an Mw/Mn of 1.0 to 10, as measured by GPC.
It is further preferred that the weight average molecular weight (Mw) is 5,000 to 15,000, the number average molecular weight (Mn) is 2,000 to 10,000, and the Mw/Mn is 1.0 to 5.0.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。紙と樹脂との親和性の観点から、所望の低温定着性を達成するためには、5mgKOH/g以上が好ましく、10mgKOH/g以上がより好ましい。一方、耐高温オフセット性を向上させるには、45mgKOH/g以下が好ましい。 There are no particular restrictions on the acid value of the crystalline polyester resin C, and it can be selected appropriately depending on the purpose. From the viewpoint of affinity between paper and resin, in order to achieve the desired low-temperature fixability, an acid value of 5 mgKOH/g or more is preferred, and 10 mgKOH/g or more is more preferred. On the other hand, in order to improve high-temperature offset resistance, an acid value of 45 mgKOH/g or less is preferred.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの水酸基価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。所望の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには、0mgKOH/g~50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g~50mgKOH/gがより好ましい。 The hydroxyl value of the crystalline polyester resin C is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. To achieve the desired low-temperature fixability and good charging characteristics, a hydroxyl value of 0 mgKOH/g to 50 mgKOH/g is preferred, and a value of 5 mgKOH/g to 50 mgKOH/g is more preferred.
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965cm-1±10cm-1又は990cm-1±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有するものを結晶性ポリエステル樹脂Cとして検出する方法が挙げられる。 The molecular structure of the crystalline polyester resin C can be confirmed by NMR measurement using a solution or a solid, as well as by X-ray diffraction, GC/MS, LC/MS, IR measurement, etc. A simple method is to detect, as the crystalline polyester resin C, a resin having absorption at 965 cm ±10 cm or 990 cm ±10 cm in an infrared absorption spectrum due to olefin δCH (out-of-plane bending vibration).
前記結晶性ポリエステル樹脂Cの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、3質量部~20質量部が好ましく、5質量部~15質量部がより好ましい。前記含有量が3質量部以上であると、結晶性ポリエステル樹脂Cによるシャープメルト化が図られ低温定着性が良好となる。また、前記含有量が20質量部以下であると、耐熱保存性が良好となり、高画質画像が得られる。 The content of the crystalline polyester resin C is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 3 to 20 parts by weight, and more preferably 5 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner. When the content is 3 parts by weight or more, the crystalline polyester resin C provides a sharp melt, resulting in good low-temperature fixability. Furthermore, when the content is 20 parts by weight or less, good heat-resistant storage stability is achieved, resulting in high-quality images.
<非晶質ポリエステル樹脂>
前記非晶質ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下で説明する非晶質ポリエステル樹脂Aと、非晶質ポリエステル樹脂Bとを含有することが好ましい。
<Amorphous polyester resin>
The amorphous polyester resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferable that the amorphous polyester resin contains an amorphous polyester resin A and an amorphous polyester resin B described below.
-非晶質ポリエステル樹脂A-
前記非晶質ポリエステル樹脂A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るが、ガラス転移温度(Tg)が-60℃以上20℃以下であることが好ましく、-40℃以上20℃以下であることがより好ましい。
-Amorphous polyester resin A-
The amorphous polyester resin A is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but the glass transition temperature (Tg) thereof is preferably −60° C. or higher and 20° C. or lower, and more preferably −40° C. or higher and 20° C. or lower.
前記非晶質ポリエステル樹脂A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るが、非線状の反応性前駆体と硬化剤との反応により得られることが好ましい。 The amorphous polyester resin A is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably obtained by reacting a non-linear reactive precursor with a curing agent.
また、非晶質ポリエステル樹脂Aは紙などの記録媒体への接着性がより優れる点から、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有することが好ましい。非晶質ポリエステル樹脂Aが、ウレタン結合及びウレア結合のいずれかを有することにより、ウレタン結合又はウレア結合が擬似架橋点のような挙動を示し、非晶質ポリエステル樹脂Aのゴム的性質が強くなり、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。 Furthermore, it is preferable that amorphous polyester resin A contains at least one of a urethane bond and a urea bond, as this provides better adhesion to recording media such as paper. By containing either a urethane bond or a urea bond in amorphous polyester resin A, the urethane bond or urea bond behaves like a pseudo-crosslinking point, strengthening the rubber-like properties of amorphous polyester resin A and providing the toner with better heat-resistant storage stability and high-temperature offset resistance.
--非線状の反応性前駆体--
前記非線状の反応性前駆体としては、前記硬化剤と反応可能な基を有するポリエステル樹脂(以下、「プレポリマー」と称することがある。)であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記プレポリマーにおける前記硬化剤と反応可能な基としては、例えば、活性水素基と反応可能な基などが挙げられる。前記活性水素基と反応可能な基としては、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基などが挙げられる。これらの中でも、前記非晶質ポリエステル樹脂にウレタン結合又はウレア結合を導入可能な点で、イソシアネート基が好ましい。
--Nonlinear reactive precursors--
The non-linear reactive precursor is not particularly limited as long as it is a polyester resin (hereinafter, sometimes referred to as a "prepolymer") having a group capable of reacting with the curing agent, and can be appropriately selected depending on the purpose.
Examples of the group in the prepolymer that can react with the curing agent include a group that can react with an active hydrogen group. Examples of the group that can react with the active hydrogen group include an isocyanate group, an epoxy group, a carboxylic acid, and an acid chloride group. Among these, an isocyanate group is preferred because it can introduce a urethane bond or a urea bond into the amorphous polyester resin.
前記プレポリマーは非線状であることが好ましい。前記非線状とは、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかによって付与される分岐構造を有することを意味する。
また、前記プレポリマーとしては、イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂が好ましい。
The prepolymer is preferably non-linear, which means that it has a branched structure imparted by at least one of a trivalent or higher alcohol and a trivalent or higher carboxylic acid.
The prepolymer is preferably a polyester resin containing an isocyanate group.
---イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂---
前記イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性水素基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートとの反応生成物などが挙げられる。前記活性水素基を有するポリエステル樹脂は、例えば、ジオールと、ジカルボン酸と、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかとを重縮合することにより得られる。前記3価以上のアルコール及び前記3価以上のカルボン酸は、前記イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂に分岐構造を付与する。
---Polyester resin containing isocyanate groups---
The polyester resin containing an isocyanate group is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a reaction product of a polyester resin having an active hydrogen group with a polyisocyanate. The polyester resin having an active hydrogen group can be obtained, for example, by polycondensation of a diol, a dicarboxylic acid, and at least one of a trivalent or higher alcohol and a trivalent or higher carboxylic acid. The trivalent or higher alcohol and the trivalent or higher carboxylic acid impart a branched structure to the polyester resin containing an isocyanate group.
----ジオール----
前記ジオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールが好ましい。これらのジオールは、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。
---Diol---
The diol is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol; diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene Examples of the diol include diols having an oxyalkylene group such as glycol; alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A; alicyclic diols to which alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide have been added; bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S; and alkylene oxide adducts of bisphenols, such as bisphenols to which alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide have been added. Among these, aliphatic diols having from 4 to 12 carbon atoms are preferred. These diols may be used alone or in combination of two or more.
----ジカルボン酸----
前記ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
---Dicarboxylic acid---
The dicarboxylic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, etc. Furthermore, anhydrides, lower (1 to 3 carbon atoms) alkyl esters, or halides of these may also be used.
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。 The aliphatic dicarboxylic acid is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, maleic acid, and fumaric acid.
前記芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。前記炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
これらのジカルボン酸は、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。
The aromatic dicarboxylic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms. The aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid.
Among these, aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms are preferred.
These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
----3価以上のアルコール----
前記3価以上のアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の脂肪族アルコール、3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。
---Trihydric or higher alcohols---
The trihydric or higher alcohol is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include trihydric or higher aliphatic alcohols, trihydric or higher polyphenols, and alkylene oxide adducts of trihydric or higher polyphenols.
前記3価以上の脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物としては、例えば、3価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したものなどが挙げられる。
Examples of the trivalent or higher aliphatic alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbitol.
Examples of the trivalent or higher polyphenols include trisphenol PA, phenol novolac, and cresol novolac.
Examples of the alkylene oxide adducts of trivalent or higher polyphenols include those obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide to trivalent or higher polyphenols.
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分として3価以上の脂肪族アルコールを含むことが好ましい。前記非晶質ポリエステル樹脂Aが構成成分として3価以上の脂肪族アルコールを含むことにより、分子骨格中に分岐構造を有し、分子鎖が三次元的な網目構造となるため、低温で変形するが、流動しないというゴム的な性質を有する。そのため、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性の保持が可能となる。 The amorphous polyester resin A preferably contains a trivalent or higher aliphatic alcohol as a constituent component. By including a trivalent or higher aliphatic alcohol as a constituent component, the amorphous polyester resin A has a branched structure in the molecular skeleton, and the molecular chains form a three-dimensional network structure. This gives the resin rubber-like properties of being deformable at low temperatures but not flowing. This enables the toner to maintain its heat-resistant storage stability and high-temperature offset resistance.
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、3価以上のカルボン酸やエポキシ等を架橋成分として使用することも可能だが、カルボン酸の場合には芳香族化合物であることが多いことや架橋部分のエステル結合密度が高くなることにより、トナーを加熱定着させて作成した定着画像の光沢が十分に発現できないことがある。エポキシ等の架橋剤を使用する場合にはポリエステルの重合後に架橋反応を実施しなければならず、架橋点間距離の制御が困難であり、狙い通りの粘弾性を得ることができないことや、ポリエステル生成時のオリゴマーと反応して架橋密度の高い部分ができやすいことから定着画像にムラが生じ光沢や画像濃度が劣ることがある。 The amorphous polyester resin A can also use trivalent or higher carboxylic acids or epoxy as crosslinking components, but in the case of carboxylic acids, they are often aromatic compounds and the ester bond density at the crosslinked portions is high, which can prevent the gloss of the fixed image created by heat-fixing the toner from being fully developed. When using a crosslinking agent such as epoxy, the crosslinking reaction must be carried out after the polyester is polymerized, making it difficult to control the distance between crosslinking points and preventing the desired viscoelasticity from being achieved. Furthermore, the crosslinked portion is likely to react with the oligomer during polyester production, resulting in areas with high crosslink density, which can cause unevenness in the fixed image and poor gloss and image density.
----3価以上のカルボン酸----
前記3価以上のカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の芳香族カルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
---Trivalent or higher carboxylic acid---
The trivalent or higher carboxylic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include trivalent or higher aromatic carboxylic acids. Furthermore, anhydrides, lower (1 to 3 carbon atoms) alkyl esters, or halides of these may also be used.
前記3価以上の芳香族カルボン酸としては、炭素数9~20の3価以上の芳香族カルボン酸が好ましい。前記炭素数9~20の3価以上の芳香族カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。 The trivalent or higher aromatic carboxylic acid is preferably a trivalent or higher aromatic carboxylic acid having 9 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher aromatic carboxylic acid having 9 to 20 carbon atoms include trimellitic acid and pyromellitic acid.
----ポリイソシアネート----
前記ポリイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ジイソシアネート、3価以上のイソシアネートなどが挙げられる。
---Polyisocyanate---
The polyisocyanate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include diisocyanates and tri- or higher valent isocyanates.
前記ジイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたものなどが挙げられる。 Examples of the diisocyanate include aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, aromatic diisocyanates, araliphatic diisocyanates, isocyanurates, and compounds obtained by blocking these with phenol derivatives, oximes, caprolactam, etc.
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトカプロン酸メチル、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネートなどが挙げられる。 The aliphatic diisocyanate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methyl 2,6-diisocyanatocaproate, octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, tetradecamethylene diisocyanate, trimethylhexane diisocyanate, and tetramethylhexane diisocyanate.
前記脂環式ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。 The alicyclic diisocyanate is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include isophorone diisocyanate and cyclohexylmethane diisocyanate.
前記芳香族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トリレンジイソシアネート、ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナトジフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルジフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3-メチルジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアナト-ジフェニルエーテルなどが挙げられる。 The aromatic diisocyanate is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include tolylene diisocyanate, diisocyanatodiphenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanatodiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3-methyldiphenylmethane, and 4,4'-diisocyanato-diphenyl ether.
前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。 The aromatic aliphatic diisocyanate is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include α,α,α',α'-tetramethylxylylene diisocyanate.
前記イソシアヌレート類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレートなどが挙げられる。これらのポリイソシアネートは、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。 The isocyanurates are not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include tris(isocyanatoalkyl)isocyanurate and tris(isocyanatocycloalkyl)isocyanurate. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
--硬化剤--
前記硬化剤としては、前記非線状の反応性前駆体と反応し、前記非晶質ポリエステル樹脂Aを生成できる硬化剤であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性水素基含有化合物などが挙げられる。
--hardening agent--
The curing agent is not particularly limited as long as it can react with the non-linear reactive precursor to produce the amorphous polyester resin A, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, an active hydrogen group-containing compound can be used.
---活性水素基含有化合物---
前記活性水素基含有化合物における活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる。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。
前記活性水素基含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ウレア結合を形成可能な点で、アミン類が好ましい。
--- Active hydrogen group-containing compound ---
The active hydrogen group in the active hydrogen group-containing compound is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The active hydrogen group-containing compound is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but amines are preferred because they are capable of forming a urea bond.
前記アミン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジアミン、3価以上のアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、これらのアミノ基をブロックしたものなどが挙げられる。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。
これらの中でも、ジアミン、ジアミンと少量の3価以上のアミンとの混合物が好ましい。
The amines are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include diamines, trivalent or higher amines, amino alcohols, amino mercaptans, amino acids, and compounds in which the amino group of these is blocked. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, diamines and mixtures of diamines with small amounts of trivalent or higher amines are preferred.
前記ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミンなどが挙げられる。前記芳香族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。 The diamine is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include aromatic diamines, alicyclic diamines, and aliphatic diamines. The aromatic diamine is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include phenylenediamine, diethyltoluenediamine, and 4,4'-diaminodiphenylmethane.
前記脂環式ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。前記脂肪族ジアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。 The alicyclic diamine is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, and examples thereof include 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, diaminocyclohexane, and isophoronediamine. The aliphatic diamine is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, and examples thereof include ethylenediamine, tetramethylenediamine, and hexamethylenediamine.
前記3価以上のアミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
前記アミノ基をブロックしたものとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ基を、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
The trivalent or higher amine is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include diethylenetriamine and triethylenetetramine.
The amino alcohol is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include ethanolamine and hydroxyethylaniline.
The amino mercaptan is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan.
The amino acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
The compound in which the amino group is blocked is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained by blocking the amino group with ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくするために、前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分にジオール成分を含み、前記ジオール成分が、炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールを50質量%以上含有することが好ましい。 In order to lower the Tg of the amorphous polyester resin A and make it easier to impart deformation properties at low temperatures, the amorphous polyester resin A preferably contains a diol component as a constituent component, and the diol component preferably contains 50% by mass or more of an aliphatic diol having from 4 to 12 carbon atoms.
また、前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、全アルコール成分中に炭素数4以上12以下の脂肪族ジオールを50質量%以上含有することが好ましい。この場合、前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくすることができる。 Furthermore, the amorphous polyester resin A preferably contains 50% by mass or more of an aliphatic diol having 4 to 12 carbon atoms in total alcohol components. In this case, the Tg of the amorphous polyester resin A can be lowered, making it easier to impart the property of deformation at low temperatures.
前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、構成成分にジカルボン酸成分を含み、前記ジカルボン酸成分が、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を50質量%以上含有することが好ましい。この場合、前記非晶質ポリエステル樹脂AのTgを低くし、低温で変形する性質を付与しやすくすることができる。 The amorphous polyester resin A preferably contains a dicarboxylic acid component as a constituent, and the dicarboxylic acid component preferably contains 50% by mass or more of an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms. In this case, the Tg of the amorphous polyester resin A can be lowered, making it easier to impart the property of deformation at low temperatures.
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、10,000以上1,000,000以下が好ましく、10,000以上300,000以下がより好ましく、10,000以上200,000以下が特に好ましい。前記重量平均分子量が、10,000以上であると、トナーが低温で流動することを抑制し、耐熱保存性を向上させることができる。また溶融時の粘性が低くなることを抑制し、高温オフセット性が低下することを抑制することができる。 The weight-average molecular weight of the amorphous polyester resin A is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. However, as measured by GPC (gel permeation chromatography), it is preferably 10,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 10,000 or more and 300,000 or less, and particularly preferably 10,000 or more and 200,000 or less. When the weight-average molecular weight is 10,000 or more, the toner is prevented from flowing at low temperatures, improving its heat-resistant storage stability. It also prevents a decrease in viscosity during melting, preventing a deterioration in high-temperature offset properties.
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1及び990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶質ポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。 The molecular structure of the amorphous polyester resin A can be confirmed by NMR measurement using a solution or a solid, as well as by X-ray diffraction, GC/MS, LC/MS, IR measurement, etc. A simple method is to detect an amorphous polyester resin by an infrared absorption spectrum that does not exhibit absorption at 965±10 cm −1 and 990±10 cm −1 due to olefin δCH (out-of-plane bending vibration).
前記非晶質ポリエステル樹脂Aの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、5質量部~25質量部が好ましく、10質量部~20質量部がより好ましい。前記含有量が5質量部以上であると、低温定着性及び耐高温オフセット性が悪化することを抑制できる。25質量部以下であると、耐熱保存性の悪化及び定着後に得られる画像の光沢度の低下を抑制することができる。前記含有量が、前記のより好ましい範囲内であると、低温定着性、耐高温オフセット性、及び耐熱保存性の全てに優れる点で有利である。 The content of the amorphous polyester resin A is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 5 to 25 parts by weight, and more preferably 10 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner. A content of 5 parts by weight or more can prevent deterioration of low-temperature fixability and high-temperature offset resistance. A content of 25 parts by weight or less can prevent deterioration of heat-resistant storage stability and a decrease in the gloss of the image obtained after fixing. A content within the above more preferred range is advantageous in that all of low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and heat-resistant storage stability are excellent.
-非晶質ポリエステル樹脂B-
前記非晶質ポリエステル樹脂Bとしては、線状のポリエステル樹脂が好ましく、また未変性ポリエステル樹脂が好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂とは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるポリエステル樹脂であって、イソシアネート化合物などにより変性されていないポリエステル樹脂である。
前記非晶質ポリエステル樹脂Bとしては、ウレタン結合及びウレア結合を有しないことが好ましい。
-Amorphous polyester resin B-
The amorphous polyester resin B is preferably a linear polyester resin, and more preferably an unmodified polyester resin.
The unmodified polyester resin is a polyester resin obtained using a polyhydric alcohol and a polycarboxylic acid or a derivative thereof, such as a polycarboxylic acid, a polycarboxylic acid anhydride, or a polycarboxylic acid ester, and is not modified with an isocyanate compound or the like.
The amorphous polyester resin B preferably does not contain a urethane bond or a urea bond.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bは、構成成分としてジカルボン酸成分を含み、前記ジカルボン酸成分が、テレフタル酸を50mol%以上含有することが好ましい。そうすることにより、耐熱保存性の点で有利である。 The amorphous polyester resin B preferably contains a dicarboxylic acid component as a constituent, and the dicarboxylic acid component preferably contains 50 mol % or more of terephthalic acid. This is advantageous in terms of heat-resistant storage stability.
前記多価アルコールとしては、例えば、ジオールなどが挙げられる。
前記ジオールとしては、例えば、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物などが挙げられる。
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。
Examples of the polyhydric alcohol include diols.
Examples of the diol include alkylene (having 2 to 3 carbon atoms) oxide (average number of moles added: 1 to 10) adducts of bisphenol A such as polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane and polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane; ethylene glycol, propylene glycol; hydrogenated bisphenol A, and alkylene (having 2 to 3 carbon atoms) oxide (average number of moles added: 1 to 10) adducts of hydrogenated bisphenol A.
These may be used alone or in combination of two or more.
前記多価カルボン酸としては、例えば、ジカルボン酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸;ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸などが挙げられる。
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。
Examples of the polycarboxylic acid include dicarboxylic acids.
Examples of the dicarboxylic acid include adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid; and succinic acids substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as dodecenylsuccinic acid and octylsuccinic acid.
These may be used alone or in combination of two or more.
また、酸価、水酸基価を調整する目的で、前記非晶質ポリエステル樹脂Bは、その樹脂鎖の末端に3価以上のカルボン酸及び3価以上のアルコールの少なくともいずれかを含んでいてもよい。
前記3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、又はそれらの酸無水物などが挙げられる。
前記3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
Furthermore, for the purpose of adjusting the acid value and hydroxyl value, the amorphous polyester resin B may contain at least one of a trivalent or higher carboxylic acid and a trivalent or higher alcohol at the end of the resin chain.
Examples of the trivalent or higher carboxylic acid include trimellitic acid, pyromellitic acid, and acid anhydrides thereof.
Examples of the trivalent or higher alcohol include glycerin, pentaerythritol, and trimethylolpropane.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定において、重量平均分子量(Mw)3,000~10,000であることが好ましい。数平均分子量(Mn)は、1,000~4,000であることが好ましい。Mw/Mnは、1.0~4.0であることが好ましい。 The molecular weight of the amorphous polyester resin B is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. As measured by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) is preferably 3,000 to 10,000. The number average molecular weight (Mn) is preferably 1,000 to 4,000. The Mw/Mn ratio is preferably 1.0 to 4.0.
分子量が上記下限値以上の場合、トナーの耐熱保存性や現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が低下することを抑制することができる。分子量が上記上限値以下の場合、トナーの溶融時の粘弾性が高くなることを抑え、低温定着性が低下することを抑制することができる。 When the molecular weight is above the lower limit, it is possible to prevent the toner's heat-resistant storage stability and durability against stress such as stirring in a developing machine from decreasing. When the molecular weight is below the upper limit, it is possible to prevent the toner's viscoelasticity from increasing when melted, and to prevent a decrease in low-temperature fixability.
前記重量平均分子量(Mw)は、4,000~7,000がより好ましい。前記数平均分子量(Mn)は、1,500~3,000がより好ましい。前記Mw/Mnは、1.0~3.5がより好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) is more preferably 4,000 to 7,000. The number average molecular weight (Mn) is more preferably 1,500 to 3,000. The Mw/Mn ratio is more preferably 1.0 to 3.5.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。1mgKOH/g~50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g~30mgKOH/gがより好ましい。前記酸価が、1mgKOH/g以上であることにより、トナーが負帯電性となりやすく、更には、紙への定着時に、紙とトナーの親和性が良くなり、低温定着性を向上させることができる。前記酸価が、50mgKOH/g以下であることにより、帯電安定性、特に環境変動に対する帯電安定性が低下することを抑制することができる。 The acid value of the amorphous polyester resin B is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. It is preferably 1 mgKOH/g to 50 mgKOH/g, and more preferably 5 mgKOH/g to 30 mgKOH/g. An acid value of 1 mgKOH/g or more makes the toner more likely to be negatively charged, and further improves the affinity between the paper and the toner when fixed to paper, thereby improving low-temperature fixability. An acid value of 50 mgKOH/g or less can prevent a decrease in charging stability, particularly charging stability against environmental fluctuations.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの水酸基価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5mgKOH/g以上であることが好ましい。 The hydroxyl value of the amorphous polyester resin B is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 5 mg KOH/g or more.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bのガラス転移温度(Tg)は、40℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上70℃以下がより好ましい。前記ガラス転移温度が、40℃以上であることにより、トナーの耐熱保存性、及び現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が十分なものとなり、また、耐フィルミング性も良好となる。前記ガラス転移温度が、80℃以下であることにより、トナーの定着時における加熱及び加圧による変形が十分なものとなり、低温定着性が良好となる。 The glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin B is preferably 40°C or higher and 80°C or lower, and more preferably 50°C or higher and 70°C or lower. A glass transition temperature of 40°C or higher ensures sufficient heat-resistant storage stability of the toner and durability against stresses such as agitation in a developing machine, and also provides good filming resistance. A glass transition temperature of 80°C or lower ensures sufficient deformation due to heat and pressure during toner fixing, resulting in good low-temperature fixing properties.
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などにより確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1及び990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶質ポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。 The molecular structure of the amorphous polyester resin B can be confirmed by NMR measurement using a solution or a solid, as well as by X-ray diffraction, GC/MS, LC/MS, IR measurement, etc. A simple method is to detect an amorphous polyester resin by an infrared absorption spectrum that does not exhibit absorption at 965±10 cm −1 and 990±10 cm −1 due to olefin δCH (out-of-plane bending vibration).
前記非晶質ポリエステル樹脂Bの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、50質量部~90質量部が好ましく、60質量部~80質量部がより好ましい。前記含有量が、50質量部以上であると、トナー中の顔料、離型剤の分散性が悪化することを抑制でき、画像のかぶりや乱れが生じることを抑制することができる。90質量部以下であると、結晶性ポリエステル樹脂C、及び非晶質ポリエステル樹脂Aの含有量が少なくなることを防止し、低温定着性が低下することを抑制することができる。前記含有量が、前記のより好ましい範囲であると、高画質、及び低温定着性の全てに優れる点で有利である。 The content of the amorphous polyester resin B is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 50 to 90 parts by weight, and more preferably 60 to 80 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner. A content of 50 parts by weight or more can prevent deterioration of the dispersibility of the pigment and release agent in the toner, and can prevent image fogging and distortion. A content of 90 parts by weight or less can prevent the contents of the crystalline polyester resin C and amorphous polyester resin A from decreasing, and can prevent a decrease in low-temperature fixability. A content within the above more preferred range is advantageous in that both high image quality and low-temperature fixability are excellent.
低温定着性をより向上させるためは、前記非晶質ポリエステル樹脂Aと前記結晶性ポリエステル樹脂Cとを併用することが好ましい。低温定着性と高温高湿保存性とを両立させるために前記非晶質ポリエステル樹脂Aは、ガラス転移温度が非常に低いことが好ましい。ガラス転移温度が非常に低いため、低温で変形する性質を有し、定着時の加熱、及び加圧に対して変形し、より低温で紙などの記録媒体に接着しやすくなる性質を有する。また、前記非晶質ポリエステル樹脂Aの一態様では、反応性前駆体が非線状であることから、分子骨格中に分岐構造を有し、分子鎖が三次元的な網目構造となるため、低温で変形するが、流動しないというゴム的な性質を有する。そのため、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性の保持が可能となる。 To further improve low-temperature fixability, it is preferable to use the amorphous polyester resin A and the crystalline polyester resin C in combination. To achieve both low-temperature fixability and high-temperature, high-humidity storage stability, it is preferable that the amorphous polyester resin A have an extremely low glass transition temperature. Because the glass transition temperature is extremely low, the resin has the property of deforming at low temperatures, deforming in response to heat and pressure during fixation, and has the property of easily adhering to recording media such as paper at lower temperatures. Furthermore, in one embodiment of the amorphous polyester resin A, the reactive precursor is nonlinear, so the molecular skeleton has a branched structure and the molecular chains form a three-dimensional network structure. This gives the resin rubber-like properties of deforming at low temperatures but not flowing. This enables the toner to maintain its heat-resistant storage stability and high-temperature offset resistance.
なお、前記非晶質ポリエステル樹脂Aが、凝集エネルギーの高いウレタン結合又はウレア結合を有する場合には、紙などの記録媒体への接着性がより優れる。また、ウレタン結合又はウレア結合は、擬似架橋点のような挙動を示すことから、ゴム的性質はより強くなり、結果、トナーの耐熱保存性、耐高温オフセット性がより優れる。 When the amorphous polyester resin A contains urethane or urea bonds with high cohesive energy, the resin has better adhesion to recording media such as paper. Furthermore, because urethane or urea bonds behave like pseudo-crosslinking points, the rubber-like properties are stronger, resulting in better heat-resistant storage stability and high-temperature offset resistance of the toner.
即ち、本発明のトナーにおいて、前記非晶質ポリエステル樹脂Aと前記結晶性ポリエステル樹脂C、必要に応じて、その他の非晶質ポリエステル樹脂Bとを併用すると、低温定着性に非常に優れたものとなる。さらに超低温域にガラス転移温度を有する非晶質ポリエステル樹脂Aを用いることで、従来よりトナーのガラス転移温度を低く設定しても耐熱保存性、耐高温オフセット性を保持することが可能となるとともに、トナーのガラス転移温度を低くしたことにより、低温定着性に優れる。 In other words, the toner of the present invention, when the amorphous polyester resin A and the crystalline polyester resin C are used in combination, and if necessary, other amorphous polyester resins B, achieves extremely excellent low-temperature fixability. Furthermore, by using amorphous polyester resin A, which has a glass transition temperature in the ultra-low temperature range, it becomes possible to maintain heat-resistant storage stability and high-temperature offset resistance even when the toner's glass transition temperature is set lower than conventional toners, and the lower glass transition temperature of the toner results in excellent low-temperature fixability.
<着色剤>
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンなどが挙げられる。
<Coloring Agent>
The colorant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the colorant include carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, yellow ochre, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Balkan fast yellow (5G, R), tartrazine lake, quinoline yellow lake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, red iron oxide, red lead, vermilion lead, cadmium red, cadmium mercury, Curie Red, Antimony Vermilion, Permanent Red 4R, Para Red, Faise Red, Parachlor Orthonitroaniline Red, Lithol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belcan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Lithol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux Ludo F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkali Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal-free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Examples of pigments include fast sky blue, indanthrene blue (RS, BC), indigo, ultramarine, Prussian blue, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green lake, malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, and lithopone.
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、1質量部~15質量部が好ましく、3質量部~10質量部がより好ましい。 The content of the colorant is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 1 to 15 parts by weight, and more preferably 3 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner.
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される樹脂としては、例えば、前記非晶質ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp-クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン-p-クロロスチレン共重合体、スチレン-プロピレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。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。 The colorant can also be used as a masterbatch composited with a resin. Examples of resins used to prepare the masterbatch or to be kneaded with the masterbatch include, in addition to the amorphous polyester resins mentioned above, polymers of styrene or its substitution products, such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, and styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer. Examples of suitable resins include styrene copolymers such as styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers, styrene-maleic acid copolymers, and styrene-maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resins, epoxy polyol resins, polyurethanes, polyamides, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resins, rosin, modified rosin, terpene resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, and paraffin waxes. These may be used alone or in combination of two or more.
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練して得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。 The masterbatch can be obtained by mixing and kneading the masterbatch resin and colorant under high shear force. An organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and resin. The so-called flushing method, in which an aqueous paste containing the colorant in water is mixed and kneaded with the resin and organic solvent, the colorant is transferred to the resin, and the water and organic solvent components are removed, is also preferred because the colorant wet cake can be used as is, eliminating the need for drying. A high-shear dispersing device such as a three-roll mill is preferably used for mixing and kneading.
<無機フィラー>
無機フィラーとしては、上記の層状無機鉱物が好ましく、層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変換した、有機変性モンモリナイト、有機変性スメクタイト等の層状無機鉱物がさらに好ましい。その他に併用できる無機フィラーとしては、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、けい砂、クレー(モンモリロナイト、もしくはその有機変性物を含む)、雲母、けい灰石、珪藻土、酸化クロム、酸化セリウム、べんがら、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、炭化珪素、窒化珪素等が挙げられる。
無機フィラーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、0.3質量部~1.5質量部が好ましく、0.3質量部~0.7質量部がさらに好ましい。
<Inorganic filler>
As the inorganic filler, the above-mentioned layered inorganic minerals are preferred, and layered inorganic minerals such as organically modified montmorillonite and organically modified smectite, in which at least a part of the ions between layers are converted with organic ions, are more preferred.Other inorganic fillers that can be used in combination include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, silica sand, clay (including montmorillonite or its organically modified substance), mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, red iron oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, etc.
The content of the inorganic filler is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 0.3 parts by mass to 1.5 parts by mass, and more preferably 0.3 parts by mass to 0.7 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the toner.
<離型剤>
前記離型剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。
ロウ類及びワックス類の離型剤としては、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;などの天然ワックスが挙げられる。
また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。
<Release Agent>
The release agent is not particularly limited and can be appropriately selected from known ones.
Examples of waxes and wax release agents include natural waxes such as vegetable waxes such as carnauba wax, cotton wax, and wood wax; animal waxes such as beeswax and lanolin; mineral waxes such as ozokerite and cerusine; and petroleum waxes such as paraffin, microcrystalline, and petrolatum.
In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyethylene, and polypropylene; synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers; and the like can also be used.
更に、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド系化合物;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ-n-ステアリルメタクリレート、ポリ-n-ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n-ステアリルアクリレート-エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。 Furthermore, fatty acid amide compounds such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalimide anhydride, and chlorinated hydrocarbons; low-molecular-weight crystalline polymer resins such as polyacrylate homopolymers or copolymers (e.g., n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate copolymers) such as poly-n-stearyl methacrylate; and crystalline polymers with long alkyl groups on the side chains.
これらの中でも、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、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどの炭化水素系ワックスが好ましい。 Among these, hydrocarbon waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, and polypropylene wax are preferred.
前記離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60℃以上80℃以下が好ましい。前記融点が60℃以上であると、低温で離型剤が溶融することを抑制でき、耐熱保存性が低下することを抑制することができる。前記融点が80℃以上であると、樹脂が溶融して定着温度領域にある場合に、離型剤が充分溶融せずに定着オフセットを生じることを抑制でき、画像の欠損が生じることを抑制することができる。 The melting point of the release agent is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 60°C or higher and 80°C or lower. A melting point of 60°C or higher can prevent the release agent from melting at low temperatures, preventing a decrease in heat-resistant storage stability. A melting point of 80°C or higher can prevent the release agent from melting sufficiently when the resin is in the fixing temperature range, preventing fixing offset and image defects.
前記離型剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記トナー100質量部に対して、2質量部~10質量部が好ましく、3質量部~8質量部がより好ましい。前記含有量が2質量部以上であると、定着時の耐高温オフセット性、及び低温定着性が低下することを抑制でき、10質量部以下であると、耐熱保存性が低下することを抑制でき、また画像のかぶりなどが生じることを抑制することができる。前記含有量が、前記のより好ましい範囲内であると、高画質化、及び定着安定性を向上させる点で有利である。 The content of the release agent is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. It is preferably 2 to 10 parts by weight, and more preferably 3 to 8 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner. A content of 2 parts by weight or more can prevent a decrease in high-temperature offset resistance and low-temperature fixability during fixing, while a content of 10 parts by weight or less can prevent a decrease in heat-resistant storage stability and prevent image fogging. Having the content within the above more preferred range is advantageous in terms of improving image quality and fixing stability.
<その他の成分>
前記トナー母体粒子が含有する前記その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。これらは公知の材料を用いることができる。
<Other ingredients>
Examples of the other components contained in the toner base particles include a charge control agent, a flowability improver, a cleaning property improver, a magnetic material, etc. Known materials can be used for these.
<ガラス転移温度〔Tg1st(トナー)〕>
前記トナーは、示差走査熱量計を用いて測定した吸熱曲線において、昇温1回目におけるガラス転移温度〔Tg1st(トナー)〕が、20℃以上65℃以下であることが好ましく、50℃以上65℃以下であることがより好ましい。
<Glass transition temperature [Tg1st (toner)]>
In the endothermic curve measured using a differential scanning calorimeter, the toner preferably has a glass transition temperature (Tg1st (toner)) at the first temperature rise of 20°C or more and 65°C or less, more preferably 50°C or more and 65°C or less.
また、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)の昇温1回目のガラス転移温度〔Tg1st(トナー)〕と昇温2回目のガラス転移温度〔Tg2nd(トナー)〕との差(Tg1st-Tg2nd)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るが、10℃以上であることがより好ましい。前記差の上限は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記差(Tg1st-Tg2nd)は、50℃以下が好ましい。 Furthermore, the difference (Tg1st - Tg2nd) between the glass transition temperature of the first heating event [Tg1st (toner)] and the glass transition temperature of the second heating event [Tg2nd (toner)] in differential scanning calorimetry (DSC) of the toner is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 10°C or more. There is no particular upper limit to the difference and can be selected appropriately depending on the purpose, but the difference (Tg1st - Tg2nd) is preferably 50°C or less.
前記差が10℃以上であると、より低温定着性に優れる点で有利である。前記差が10℃以上であることは、加熱前(昇温1回目の前)には非相溶状態で存在していた前記結晶性ポリエステル樹脂と、前記非晶質ポリエステル樹脂とが、加熱後(昇温1回目の後)には相溶状態になることを意味する。なお、加熱後の相溶状態は、完全な相溶状態である必要はない。 A difference of 10°C or more is advantageous in terms of superior low-temperature fixability. A difference of 10°C or more means that the crystalline polyester resin and the amorphous polyester resin, which were in an incompatible state before heating (before the first temperature increase), become compatible after heating (after the first temperature increase). Note that the compatibility after heating does not need to be complete compatibility.
<外添剤>
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等)、金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン等)、フルオロポリマーなどが挙げられる
<External additives>
The external additive is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include silica fine particles, hydrophobic silica, fatty acid metal salts (e.g., zinc stearate, aluminum stearate, etc.), metal oxides (e.g., titania, alumina, tin oxide, antimony oxide, etc.), and fluoropolymers.
<トナーの製造方法>
トナーの製造方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ポリエステル樹脂A、B、Cを含み、更に着色剤、無機フィラー、必要に応じて、離型剤などを含む油相を水系媒体中で分散させることにより造粒することが好ましい。
<Toner manufacturing method>
The method for producing the toner is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it is preferred to granulate the toner by dispersing an oil phase containing the polyester resins A, B, and C, and further containing a colorant, an inorganic filler, and, if necessary, a release agent, in an aqueous medium.
また、前記ポリエステル樹脂A、Bとして、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有するプレポリマーであるポリエステル樹脂と、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有しないポリエステル樹脂を含み、好ましくは前記結晶性ポリエステル樹脂を含み、更に必要に応じて、前記硬化剤、離型剤、着色剤などを含む油相を水系媒体中で分散させることにより造粒することが更に好ましい。 Furthermore, the polyester resins A and B include a polyester resin that is a prepolymer having a urethane bond and/or a urea bond, and a polyester resin that does not have a urethane bond and/or a urea bond, preferably the crystalline polyester resin, and more preferably, are granulated by dispersing an oil phase containing the curing agent, release agent, colorant, etc., as necessary, in an aqueous medium.
このようなトナーの製造方法として、公知の溶解懸濁法が挙げられる。
その一例として、前記プレポリマーと前記硬化剤との伸長反応及び/又は架橋反応によりポリエステル樹脂を生成させながら、トナー母体粒子を形成する方法を示す。
この方法では、水系媒体の調製、トナー材料を含有する油相の調製、トナー材料の乳化乃至分散、有機溶媒の除去を行う。
As a method for producing such a toner, a known solution suspension method can be mentioned.
As an example, a method of forming toner base particles while generating a polyester resin by an elongation reaction and/or crosslinking reaction between the prepolymer and the curing agent will be described.
In this method, an aqueous medium is prepared, an oil phase containing toner materials is prepared, the toner materials are emulsified or dispersed, and the organic solvent is removed.
-水系媒体(水相)の調製-
前記水系媒体の調製は、例えば樹脂粒子を水系媒体に分散させることにより行うことができる。前記樹脂粒子の水系媒体中の添加量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水系媒体100質量部に対して、0.5~10質量部が好ましい。
前記水系媒体には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば水、水と混和可能な溶媒、これらの混合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水が好ましい。
- Preparation of aqueous medium (aqueous phase) -
The aqueous medium can be prepared, for example, by dispersing resin particles in the aqueous medium. The amount of the resin particles added to the aqueous medium is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the aqueous medium.
The aqueous medium is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include water, a solvent miscible with water, and a mixture thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, water is preferred.
前記水と混和可能な溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類、低級ケトン類などが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなどが挙げられる。前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
The water-miscible solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include alcohol, dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves, and lower ketones.
Examples of the alcohol include methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc. Examples of the lower ketones include acetone, methyl ethyl ketone, etc.
-油相の調製-
本実施形態における前記トナー材料を含有する油相の調製は、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有するプレポリマーであるポリエステル樹脂A、Bと、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有しないポリエステル樹脂Cを含み、更に必要に応じて前記結晶性ポリエステル樹脂、硬化剤、離型剤、着色剤などを含むトナー材料を、有機溶媒中に溶解乃至分散させることにより行うことができる。
- Preparation of oil phase -
In the present embodiment, the oil phase containing the toner materials can be prepared by dissolving or dispersing toner materials including polyester resins A and B, which are prepolymers having a urethane bond and/or a urea bond, and polyester resin C having no urethane bond and/or a urea bond, and further including the crystalline polyester resin, a curing agent, a release agent, a colorant, and the like, as needed, in an organic solvent.
前記有機溶媒には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、除去が容易である点で、沸点が150℃未満の有機溶媒が好ましい。 There are no particular restrictions on the organic solvent and it can be selected appropriately depending on the purpose, but organic solvents with a boiling point of less than 150°C are preferred because they are easy to remove.
前記沸点が150℃未満の有機溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、ベンゼン、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、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。
これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the organic solvent having a boiling point of less than 150°C include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルがより好ましい。 Of these, ethyl acetate, toluene, xylene, benzene, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, etc. are preferred, with ethyl acetate being more preferred.
-乳化乃至分散-
前記トナー材料の乳化乃至分散は、前記トナー材料を含有する油相を、前記水系媒体中に分散させることにより行うことができる。そして、前記トナー材料を乳化乃至分散させる際に、前記硬化剤と前記プレポリマーとを伸長反応及び/又は架橋反応させることができる。
-Emulsification or dispersion-
The toner materials can be emulsified or dispersed by dispersing an oil phase containing the toner materials in the aqueous medium. When the toner materials are emulsified or dispersed, the curing agent and the prepolymer can undergo an elongation reaction and/or a crosslinking reaction.
前記プレポリマーを生成させるための反応条件(反応時間、反応温度)には特に制限はなく、前記硬化剤と前記プレポリマーとの組み合わせに応じて、適宜選択することができる。前記反応時間は10分間~40時間が好ましく、2~24時間がより好ましい。前記反応温度は、0℃~150℃が好ましく、40℃~98℃がより好ましい。 The reaction conditions (reaction time, reaction temperature) for producing the prepolymer are not particularly limited and can be selected appropriately depending on the combination of the curing agent and the prepolymer. The reaction time is preferably 10 minutes to 40 hours, more preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is preferably 0°C to 150°C, more preferably 40°C to 98°C.
前記水系媒体中において、前記プレポリマーを含有する分散液を安定に形成する方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、水系媒体相中に、トナー材料を溶媒に溶解乃至分散させて調製した油相を添加し、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。 There are no particular restrictions on the method for stably forming a dispersion containing the prepolymer in the aqueous medium, and it can be selected appropriately depending on the purpose. One example is a method in which an oil phase prepared by dissolving or dispersing toner materials in a solvent is added to an aqueous medium phase, and the mixture is dispersed by shear force.
前記分散のための分散機には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機などが挙げられる。これらの中でも分散体(油滴)の粒子径を2~20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。 There are no particular restrictions on the disperser used for the dispersion, and it can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include low-speed shear dispersers, high-speed shear dispersers, friction dispersers, high-pressure jet dispersers, and ultrasonic dispersers. Of these, high-speed shear dispersers are preferred because they can control the particle size of the dispersed material (oil droplets) to 2 to 20 μm.
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。前記回転数は、1,000~30,000rpmが好ましく、5,000~20,000rpmがより好ましい。前記分散時間は、バッチ方式の場合、0.1~5分間が好ましい。前記分散温度は、加圧下において、0℃~150℃が好ましく、40℃~98℃がより好ましい。なお、一般に、前記分散温度が高温である方が分散は容易である。 When using the high-speed shear disperser, conditions such as rotation speed, dispersion time, and dispersion temperature can be selected appropriately depending on the purpose. The rotation speed is preferably 1,000 to 30,000 rpm, and more preferably 5,000 to 20,000 rpm. In the case of a batch method, the dispersion time is preferably 0.1 to 5 minutes. The dispersion temperature under pressure is preferably 0°C to 150°C, and more preferably 40°C to 98°C. Generally, the higher the dispersion temperature, the easier the dispersion.
前記トナー材料を乳化乃至分散させる際の水系媒体の使用量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナー材料100質量部に対して、50~2,000質量部が好ましく、100~1,000質量部がより好ましい。水系媒体の使用量が50質量部以上であると、前記トナー材料の分散状態が悪くなることを抑制し、狙いの粒子径のトナー母体粒子が得られやすくなり、2,000質量部以下である、生産コストが高くなること防止できる。 There are no particular restrictions on the amount of aqueous medium used when emulsifying or dispersing the toner materials and it can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 50 to 2,000 parts by weight, and more preferably 100 to 1,000 parts by weight, per 100 parts by weight of the toner materials. Using an amount of aqueous medium of 50 parts by weight or more prevents the dispersion state of the toner materials from deteriorating, making it easier to obtain toner base particles with the desired particle size. Using an amount of aqueous medium of 2,000 parts by weight or less prevents high production costs.
前記トナー材料を含有する油相を乳化乃至分散する際には、油滴等の分散体を安定化させ、所望の形状にするとともに粒度分布をシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。 When emulsifying or dispersing the oil phase containing the toner materials, it is preferable to use a dispersant to stabilize the dispersion of oil droplets, etc., to give them the desired shape, and to achieve a sharp particle size distribution.
前記分散剤には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイドなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。 There are no particular restrictions on the dispersant, and it can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include surfactants, poorly water-soluble inorganic compound dispersants, and polymeric protective colloids. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, surfactants are preferred.
前記界面活性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、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができる。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどが挙げられる。
中でも、フルオロアルキル基を有するものが好ましい。
The surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, etc. can be used.
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, and phosphate esters.
Among these, those having a fluoroalkyl group are preferred.
-有機溶媒の除去-
前記乳化スラリー等の分散液から有機溶媒を除去する方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、反応系全体を徐々に昇温させて油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して油滴中の有機溶媒を除去する方法などが挙げられる。
- Removal of organic solvents -
The method for removing the organic solvent from the dispersion liquid such as the emulsified slurry is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the method include a method in which the temperature of the entire reaction system is gradually increased to evaporate the organic solvent in the oil droplets, and a method in which the dispersion liquid is sprayed into a dry atmosphere to remove the organic solvent in the oil droplets.
前記有機溶媒が除去されると、トナー母体粒子が形成される。トナー母体粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、更に分級等を行うことができる。 Once the organic solvent is removed, toner base particles are formed. The toner base particles can then be washed, dried, and further classified.
前記分級は、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離などにより、微粒子部分を取り除くことにより行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。 The classification can be carried out by removing fine particles in the liquid using a cyclone, decanter, centrifuge, etc., or the classification can be carried out after drying.
-外添処理-
前記得られたトナー母体粒子は、前記外添剤、前記帯電制御剤等の粒子と混合してもよい。このとき、機械的衝撃力を印加することにより、トナー母体粒子の表面から前記外添剤等の粒子が脱離するのを抑制することができる。
-External additive treatment-
The obtained toner base particles may be mixed with particles of the external additive, the charge control agent, etc. At this time, by applying a mechanical impact force, it is possible to prevent the particles of the external additive, etc. from being detached from the surface of the toner base particles.
前記機械的衝撃力を印加する方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、高速で回転する羽根を用いて混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させて粒子同士又は粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。 There are no particular limitations on the method for applying the mechanical impact force, and it can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include a method in which an impact force is applied to the mixture using blades rotating at high speed, and a method in which the mixture is introduced into a high-speed air stream and accelerated to cause the particles to collide with each other or with an appropriate collision plate.
前記方法に用いる装置には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などが挙げられる。 There are no particular restrictions on the equipment used in the above method, and it can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include an Ang Mill (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), an I-type Mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) modified to reduce the grinding air pressure, a Hybridization System (manufactured by Nara Machinery Works), a Kryptron System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), an automatic mortar, etc.
本発明において、トナーの体積平均粒径は、4.5μm以上6.3μm以下が好ましく、5.0μm以上5.8μm以下がさらに好ましい。 In the present invention, the volume average particle size of the toner is preferably 4.5 μm or more and 6.3 μm or less, and more preferably 5.0 μm or more and 5.8 μm or less.
(現像剤)
本発明の現像剤は、少なくとも本発明のトナーを含み、必要に応じてキャリア等の適宜選択されるその他の成分を含む。このため、転写性、帯電性等に優れ、高画質な画像を安定に形成することができる。なお、現像剤は、一成分現像剤であっても二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命が向上することから、二成分現像剤が好ましい。
(Developer)
The developer of the present invention contains at least the toner of the present invention, and optionally contains other appropriately selected components such as a carrier. Therefore, it has excellent transferability, charging properties, etc., and can stably form high-quality images. The developer may be a one-component developer or a two-component developer, but when used in a high-speed printer or the like that corresponds to the recent improvement in information processing speed, a two-component developer is preferred because of its improved lifespan.
前記現像剤を一成分現像剤として用いる場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。 When the developer is used as a single-component developer, there is little fluctuation in toner particle size even when the toner is balanced, and there is little toner filming on the developing roller or toner fusing to components such as blades that thin the toner layer. This results in good, stable developability and images even when stirred for long periods in the developing device.
前記現像剤を二成分現像剤として用いる場合、長期に亘るトナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。 When the developer is used as a two-component developer, there is little fluctuation in the toner particle size even when the toner is balanced over a long period of time, and good, stable developability and images can be obtained even with long-term agitation in the developing device.
<キャリア>
前記キャリアに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るが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有するものが好ましい。
<Career>
The carrier is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferable that the carrier has a core material and a resin layer that covers the core material.
-芯材-
前記芯材の材料には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50~90emu/gのマンガン-ストロンチウム系材料、50~90emu/gのマンガン-マグネシウム系材料などが挙げられる。また、画像濃度を確保するためには、100emu/g以上の鉄粉、75~120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利であることから、30~80emu/gの銅-亜鉛系等の低磁化材料を用いることが好ましい。
これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Core material-
The material for the core is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include manganese-strontium-based materials with a repulsion of 50 to 90 emu/g and manganese-magnesium-based materials with a repulsion of 50 to 90 emu/g. Furthermore, in order to ensure image density, it is preferable to use high-magnetization materials such as iron powder with a repulsion of 100 emu/g or more, or magnetite with a repulsion of 75 to 120 emu/g. Furthermore, it is preferable to use low-magnetization materials such as copper-zinc-based materials with a repulsion of 30 to 80 emu/g, as these materials can mitigate the impact of the developer in a standing state on the photoreceptor and are advantageous for achieving high image quality.
These may be used alone or in combination of two or more.
前記芯材の体積平均粒子径には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10~150μmが好ましく、40~100μmがより好ましい。体積平均粒子径が10μm以上であると、キャリア中に微粉が多くなることを抑制し、一粒子当たりの磁化が低下してキャリアの飛散が生じることを抑制することができる。一方、150μm以下であると、比表面積が低下することを防ぎ、トナーの飛散が生じることを抑制することができ、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることを抑制することができる。 There are no particular restrictions on the volume average particle diameter of the core material and it can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 10 to 150 μm, and more preferably 40 to 100 μm. A volume average particle diameter of 10 μm or more prevents the carrier from containing too much fine powder, reducing the magnetization per particle and preventing carrier scattering. On the other hand, a volume average particle diameter of 150 μm or less prevents a decrease in specific surface area, preventing toner scattering and preventing poor reproduction of solid areas, especially in full-color printers with many solid areas.
本発明のトナーは、前記キャリアと混合して二成分系現像剤に用いることができる。
前記二成分現像剤中の前記キャリアの含有量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記二成分現像剤100質量部に対して、90~98質量部が好ましく、93~97質量部がより好ましい。
本発明の現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができる。
The toner of the present invention can be mixed with the carrier and used in a two-component developer.
The content of the carrier in the two-component developer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. However, the content is preferably 90 to 98 parts by mass, and more preferably 93 to 97 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the two-component developer.
The developer of the present invention can be suitably used for image formation by various known electrophotographic methods such as a magnetic one-component development method, a non-magnetic one-component development method, and a two-component development method.
(画像形成装置、及び画像形成方法)
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。現像に使用するトナーは、上記本発明のトナーである。
本発明に関する画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。現像に使用するトナーは、上記本発明のトナーである。
(Image forming apparatus and image forming method)
The image forming apparatus of the present invention has at least an electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming means, and a developing means, and may further have other means as necessary. The toner used for development is the toner of the present invention.
The image forming method according to the present invention includes at least an electrostatic latent image forming step and a developing step, and may further include other steps as necessary. The toner used in the developing step is the toner of the present invention.
<静電潜像担持体>
前記静電潜像担持体の材質、構造、大きさとしては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
静電潜像担持体の線速としては、300mm/s以上であることが好ましい。
<Electrostatic Latent Image Carrier>
The material, structure, and size of the electrostatic latent image bearing member are not particularly limited and can be appropriately selected from known materials, and examples of the material include inorganic photoreceptors such as amorphous silicon and selenium, and organic photoreceptors such as polysilane and phthalopolymethine, etc. Among these, amorphous silicon is preferred in terms of long life.
The linear speed of the electrostatic latent image bearing member is preferably 300 mm/s or more.
<静電潜像形成手段及び静電潜像形成工程>
前記静電潜像形成手段としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材とを少なくとも有する手段などが挙げられる。
<Electrostatic Latent Image Forming Unit and Electrostatic Latent Image Forming Process>
The electrostatic latent image forming means is not particularly limited as long as it is a means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it may be a means having at least a charging member that charges the surface of the electrostatic latent image carrier, and an exposure member that exposes the surface of the electrostatic latent image carrier to light in an imagewise manner.
前記静電潜像形成工程としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段を用いて行うことができる。 The electrostatic latent image forming process is not particularly limited as long as it is a process for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, and can be selected appropriately depending on the purpose. For example, it can be performed by charging the surface of the electrostatic latent image carrier and then exposing it to light in an imagewise manner, and can be performed using the electrostatic latent image forming means.
<<帯電部材及び帯電>>
前記帯電部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
<<Charging Member and Charging>>
The charging member is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a known contact charger equipped with a conductive or semiconductive roller, brush, film, rubber blade, etc., and a non-contact charger utilizing corona discharge such as a corotron or scorotron.
前記帯電は、例えば、前記帯電部材を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電部材の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等どのような形態をとってもよく、前記画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択することができる。
The charging can be carried out, for example, by applying a voltage to the surface of the electrostatic latent image bearing member using the charging member.
The shape of the charging member may be a roller, a magnetic brush, a fur brush, or any other shape, and can be selected according to the specifications and shape of the image forming apparatus.
前記帯電部材としては、前記接触式の帯電部材に限定されるものではないが、帯電部材から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電部材を用いることが好ましい。 The charging member is not limited to the contact-type charging member, but it is preferable to use a contact-type charging member, as this results in an image forming apparatus in which the amount of ozone generated by the charging member is reduced.
<<露光部材及び露光>>
前記露光部材としては、前記帯電部材により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光部材などが挙げられる。
<<Exposure Member and Exposure>>
The exposing member is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose as long as it can expose the surface of the electrostatic latent image bearing member charged by the charging member in the form of an image to be formed, and examples thereof include various exposing members such as a copying optical system, a rod lens array system, a laser optical system, and a liquid crystal shutter optical system.
前記露光部材に用いられる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。 The light source used in the exposure member is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose. Examples include fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light-emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers (LDs), electroluminescence (EL), and other light-emitting devices.
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。 In addition, various filters such as sharp-cut filters, band-pass filters, near-infrared cut filters, dichroic filters, interference filters, and color temperature conversion filters can be used to irradiate only light in the desired wavelength range.
前記露光は、例えば、前記露光部材を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
The exposure can be carried out, for example, by exposing the surface of the electrostatic latent image bearing member to light in an imagewise manner using the exposure member.
In the present invention, a backlight system may be employed in which exposure is performed imagewise from the back side of the electrostatic latent image bearing member.
<現像手段及び現像工程>
前記現像手段としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像であるトナー像を形成する、トナーを備える現像手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記現像工程としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像であるトナー像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段としては、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生手段を有し、かつ表面に前記トナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像装置が好ましい。
<Developing means and developing process>
The developing unit is not particularly limited as long as it is a developing unit that develops the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier to form a toner image, which is a visible image, and is equipped with toner, and can be appropriately selected depending on the purpose.
The developing step is not particularly limited as long as it is a step of developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with a toner to form a toner image, which is a visible image, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the developing step can be performed by the developing unit.
The developing means is preferably a developing device having an agitator that frictionally agitates the toner to charge it, a magnetic field generating means fixed inside, and a rotatable developer carrier that carries a developer containing the toner on its surface.
<その他の手段及びその他の工程>
前記その他の手段としては、例えば、転写手段、定着手段、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、転写工程、定着工程、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
<Other means and other steps>
Examples of the other means include a transfer means, a fixing means, a cleaning means, a discharging means, a recycling means, and a control means.
Examples of the other steps include a transfer step, a fixing step, a cleaning step, a discharging step, a recycling step, and a control step.
<<転写手段及び転写工程>>
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
<<Transfer means and transfer process>>
The transfer means is not particularly limited as long as it is a means for transferring a visible image onto a recording medium, and can be selected appropriately depending on the purpose. However, a preferred embodiment has a primary transfer means for transferring the visible image onto an intermediate transfer body to form a composite transfer image, and a secondary transfer means for transferring the composite transfer image onto a recording medium.
The transfer step is not particularly limited as long as it is a step of transferring a visible image onto a recording medium, and can be appropriately selected depending on the purpose. However, a preferred embodiment is one in which an intermediate transfer member is used, a visible image is primarily transferred onto the intermediate transfer member, and then the visible image is secondarily transferred onto the recording medium.
The transfer step can be carried out by, for example, charging the visible image on the photosensitive member using a transfer charger, and can be carried out by the transfer unit.
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
Here, when the image to be secondarily transferred onto the recording medium is a color image made up of toners of multiple colors, the transfer means can be configured to sequentially overlay toners of each color on the intermediate transfer body to form an image on the intermediate transfer body, and the intermediate transfer means can secondarily transfer the image on the intermediate transfer body onto the recording medium all at once.
The intermediate transfer member is not particularly limited and can be appropriately selected from known transfer members depending on the purpose, and a suitable example is a transfer belt.
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
The transfer means (the primary transfer means and the secondary transfer means) preferably includes at least a transfer device that peels and charges the visible image formed on the photosensitive member onto the recording medium. Examples of the transfer device include a corona transfer device that uses corona discharge, a transfer belt, a transfer roller, a pressure transfer roller, and an adhesive transfer device.
The recording medium is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can be used to transfer an unfixed image after development, and can be selected appropriately depending on the purpose. PET base for overhead projectors can also be used.
<<定着手段及び定着工程>>
前記定着手段としては、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写するごとに行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
<<Fixing means and fixing process>>
The fixing unit is not particularly limited as long as it is a unit that fixes the transferred image on the recording medium, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a known heating and pressing member is preferable. Examples of the heating and pressing member include a combination of a heating roller and a pressing roller, and a combination of a heating roller, a pressing roller, and an endless belt.
The fixing step is not particularly limited as long as it is a step of fixing the visible image transferred to the recording medium, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the fixing step may be performed for each color toner transferred to the recording medium, or may be performed simultaneously for each color toner in a stacked state.
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱は、80℃~200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段とともにあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程における面圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10N/cm2~80N/cm2であることが好ましい。
The fixing step can be carried out by the fixing means.
The heating temperature in the heating and pressing member is preferably 80°C to 200°C.
In the present invention, depending on the purpose, a known optical fixing device may be used together with or in place of the fixing means.
The surface pressure in the fixing step is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 10 N/cm 2 to 80 N/cm 2 .
<<クリーニング手段及びクリーニング工程>>
前記クリーニング手段としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング工程としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記クリーニング手段により行うことができる。
<<Cleaning means and cleaning process>>
The cleaning means is not particularly limited as long as it can remove the toner remaining on the photoreceptor, and can be appropriately selected depending on the purpose, such as a magnetic brush cleaner, an electrostatic brush cleaner, a magnetic roller cleaner, a blade cleaner, a brush cleaner, or a web cleaner.
The cleaning step is not particularly limited as long as it can remove the toner remaining on the photoreceptor, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be performed by the cleaning unit.
<<除電手段及び除電工程>>
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記除電手段により行うことができる。
<<Static Removal Means and Static Removal Process>>
The discharging means is not particularly limited as long as it is a means for discharging the photosensitive member by applying a discharging bias to the photosensitive member, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a discharging lamp can be used.
The charge-eliminating step is not particularly limited as long as it is a step of applying a charge-eliminating bias to the photosensitive member to eliminate charges, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be performed by the charge-eliminating unit.
<<リサイクル手段及びリサイクル工程>>
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記リサイクル手段により行うことができる。
<<Recycling methods and processes>>
The recycling means is not particularly limited as long as it is a means for recycling the toner removed by the cleaning step into the developing device, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, known conveying means can be used.
The recycling step is not particularly limited as long as it is a step of recycling the toner removed by the cleaning step into the developing device, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be performed by the recycling means.
<<制御手段及び制御工程>>
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
前記制御工程としては、前記各工程の動きを制御できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記制御手段により行うことができる。
<<Control means and control process>>
The control means is not particularly limited as long as it is a means capable of controlling the movement of each of the means, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include devices such as a sequencer and a computer.
The control step is not particularly limited as long as it is a step that can control the movement of each step, and can be appropriately selected depending on the purpose, and can be performed, for example, by the control means.
次に、本発明の画像形成装置により画像を形成する方法を実施する一の態様について、図1を参照しながら説明する。図1に示すカラー画像形成装置100Aは、前記静電潜像担持体としての感光体ドラム10(以下「感光体10」と称することがある)と、前記帯電手段としての帯電ローラ20と、前記露光手段としての露光装置30と、前記現像手段としての現像器40と、中間転写体50と、クリーニングブレードを有する前記クリーニング手段としてのクリーニング装置60と、前記除電手段としての除電ランプ70とを備える。 Next, one embodiment of a method for forming an image using the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to Figure 1. The color image forming apparatus 100A shown in Figure 1 includes a photosensitive drum 10 (hereinafter sometimes referred to as "photosensitive drum 10") as the electrostatic latent image carrier, a charging roller 20 as the charging means, an exposure device 30 as the exposure means, a developing unit 40 as the developing means, an intermediate transfer body 50, a cleaning device 60 as the cleaning means having a cleaning blade, and a discharging lamp 70 as the discharging means.
中間転写体50は、無端ベルトであり、その内側に配置されこれを張架する3個のローラ51によって、矢印方向に移動可能に設計されている。3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体50の近傍には、クリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。また、中間転写体50の近傍には、記録媒体としての転写紙95に現像像(トナー画像)を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加可能な前記転写手段としての転写ローラ80が、中間転写体50に対向して配置されている。中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー画像に電荷を付与するためのコロナ帯電器58が、該中間転写体50の回転方向において、感光体10と中間転写体50との接触部と、中間転写体50と転写紙95との接触部との間に配置されている。 The intermediate transfer body 50 is an endless belt that is designed to move in the direction of the arrow via three rollers 51 positioned inside and tensioned by it. Some of the three rollers 51 also function as transfer bias rollers that apply a predetermined transfer bias (primary transfer bias) to the intermediate transfer body 50. A cleaning device 90 equipped with a cleaning blade is located near the intermediate transfer body 50. Also located near the intermediate transfer body 50 is a transfer roller 80, which serves as the transfer means and applies a transfer bias for transferring (secondary transfer) the developed image (toner image) to transfer paper 95 as a recording medium, located opposite the intermediate transfer body 50. A corona charger 58 for applying a charge to the toner image on the intermediate transfer body 50 is located around the intermediate transfer body 50, between the contact point between the photoreceptor 10 and the intermediate transfer body 50 and the contact point between the intermediate transfer body 50 and the transfer paper 95, in the direction of rotation of the intermediate transfer body 50.
現像器40は、前記現像剤担持体としての現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cとから構成されている。 The developing device 40 is composed of a developing belt 41 as the developer carrier, and a black developing unit 45K, a yellow developing unit 45Y, a magenta developing unit 45M, and a cyan developing unit 45C arranged around the developing belt 41.
なお、ブラック現像ユニット45Kは、現像剤収容部42Kと現像剤供給ローラ43Kと現像ローラ44Kとを備えている。イエロー現像ユニット45Yは、現像剤収容部42Yと現像剤供給ローラ43Yと現像ローラ44Yとを備えている。マゼンタ現像ユニット45Mは、現像剤収容部42Mと現像剤供給ローラ43Mと現像ローラ44Mとを備えている。シアン現像ユニット45Cは、現像剤収容部42Cと現像剤供給ローラ43Cと現像ローラ44Cとを備えている。 The black development unit 45K is equipped with a developer container 42K, a developer supply roller 43K, and a development roller 44K. The yellow development unit 45Y is equipped with a developer container 42Y, a developer supply roller 43Y, and a development roller 44Y. The magenta development unit 45M is equipped with a developer container 42M, a developer supply roller 43M, and a development roller 44M. The cyan development unit 45C is equipped with a developer container 42C, a developer supply roller 43C, and a development roller 44C.
また、現像ベルト41は、無端ベルトであり、複数のベルトローラに回転可能に張架され、一部が静電潜像担持体10と接触している。 The developing belt 41 is an endless belt that is rotatably stretched over multiple belt rollers, with a portion of it in contact with the electrostatic latent image carrier 10.
図1に示すカラー画像形成装置100Aにおいて、例えば、帯電ローラ20が感光体ドラム10を一様に帯電させる。露光装置30が感光体ドラム10上に像様に露光を行い、静電潜像を形成する。 In the color image forming apparatus 100A shown in Figure 1, for example, the charging roller 20 uniformly charges the photosensitive drum 10. The exposure device 30 exposes the photosensitive drum 10 to light in an imagewise manner, forming an electrostatic latent image.
感光体ドラム10上に形成された静電潜像を、現像器40からトナーを供給して現像してトナー画像を形成する。該トナー画像が、ローラ51から印加された電圧により中間転写体50上に転写(一次転写)され、更に転写紙95上に転写(二次転写)される。その結果、転写紙95上には転写像が形成される。 The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10 is developed with toner supplied from the developing unit 40 to form a toner image. The toner image is transferred (primary transfer) onto the intermediate transfer body 50 by voltage applied from the roller 51, and then transferred (secondary transfer) onto the transfer paper 95. As a result, a transfer image is formed on the transfer paper 95.
なお、感光体10上の残存トナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体10における帯電は除電ランプ70により一旦、除去される。 Residual toner on the photoreceptor 10 is removed by a cleaning device 60, and the charge on the photoreceptor 10 is temporarily removed by a discharge lamp 70.
図2に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。画像形成装置100Bは、現像ベルト41を設けずに、感光体ドラム10の周囲に、ブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cが直接対向して配置されている以外は、図1に示す画像形成装置100Aと同様の構成を有する。 Figure 2 shows another example of an image forming apparatus of the present invention. Image forming apparatus 100B has the same configuration as image forming apparatus 100A shown in Figure 1, except that it does not have a developing belt 41 and instead has a black developing unit 45K, a yellow developing unit 45Y, a magenta developing unit 45M, and a cyan developing unit 45C arranged directly opposite each other around the photosensitive drum 10.
図3に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。図3に示す画像形成装置は、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。 Figure 3 shows another example of an image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus shown in Figure 3 includes a copying machine main body 150, a paper feed table 200, a scanner 300, and an automatic document feeder (ADF) 400.
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。 An endless belt-like intermediate transfer body 50 is provided in the center of the copying machine main body 150. The intermediate transfer body 50 is stretched over support rollers 14, 15, and 16 and is rotatable clockwise in FIG. 3. An intermediate transfer body cleaning device 17 is located near support roller 15 to remove residual toner from the intermediate transfer body 50.
支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、前記露光部材である露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。 A tandem developing unit 120 is arranged on the intermediate transfer body 50, which is stretched between support rollers 14 and 15, along the transport direction. The tandem developing unit 120 has four image forming means 18 for yellow, cyan, magenta, and black arranged side by side facing each other. An exposure device 21, which serves as the exposure member, is arranged near the tandem developing unit 120. A secondary transfer device 22 is arranged on the side of the intermediate transfer body 50 opposite the side where the tandem developing unit 120 is arranged.
二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には前記定着手段である定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。 In the secondary transfer device 22, the secondary transfer belt 24, which is an endless belt, is stretched over a pair of rollers 23, and the transfer paper transported on the secondary transfer belt 24 and the intermediate transfer body 50 can come into contact with each other. The fixing device 25, which serves as the fixing means, is located near the secondary transfer device 22. The fixing device 25 includes a fixing belt 26, which is an endless belt, and a pressure roller 27 that is positioned to be pressed against the fixing belt 26.
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。 In addition, in a tandem image forming apparatus, a sheet inverting device 28 is located near the secondary transfer device 22 and the fixing device 25 to invert the transfer paper so that images can be formed on both sides of the transfer paper.
次に、タンデム型現像器120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラ40上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。 Next, we will explain how to form a full-color image (color copy) using the tandem developing unit 120. That is, first, place the document on the document table 130 of the automatic document feeder (ADF) 400, or open the automatic document feeder 400 and place the document on the contact glass 40 of the scanner 300, and then close the automatic document feeder 400.
スタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ300が駆動する。そして、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。 When the start switch is pressed, the scanner 300 starts operating after the document is transported and moved onto the contact glass 32 if the document is set on the automatic document feeder 400, or immediately after the document is set on the contact glass 32. The first and second carriages 33 and 34 then start moving. At this time, light from the light source is emitted by the first carriage 33, and the light reflected from the document surface is reflected by the mirror on the second carriage 34. The light passes through the imaging lens 35 and is received by the reading sensor 36, reading the color document (color image) and converting it into image information in black, yellow, magenta, and cyan.
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段)にそれぞれ伝達される。そして、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。 Then, the image information for black, yellow, magenta, and cyan is transmitted to each image forming means 18 (black image forming means, yellow image forming means, magenta image forming means, and cyan image forming means) in the tandem developing device 120. Then, each image forming means forms a toner image for black, yellow, magenta, or cyan.
即ち、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図4に示すように、それぞれ、静電潜像担持体10(ブラック用静電潜像担持体10K、イエロー用静電潜像担持体10Y、マゼンタ用静電潜像担持体10M、及びシアン用静電潜像担持体10C)と、該静電潜像担持体10を一様に帯電させる前記帯電手段である帯電装置160と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記静電潜像担持体を露光(図4中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する前記現像手段である現像装置61と、該トナー画像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器62と、クリーニング装置63と、除電器64とを備えている。 That is, as shown in FIG. 4, each image forming means 18 (black image forming means, yellow image forming means, magenta image forming means, and cyan image forming means) in the tandem developing device 120 comprises an electrostatic latent image carrier 10 (black electrostatic latent image carrier 10K, yellow electrostatic latent image carrier 10Y, magenta electrostatic latent image carrier 10M, and cyan electrostatic latent image carrier 10C), a charging device 160 that is the charging means for uniformly charging the electrostatic latent image carrier 10, and a charging device 160 that charges the electrostatic latent image carrier 10 based on each color image information. The system is equipped with an exposure device that exposes the electrostatic latent image carrier to light (L in Figure 4) in the form of an image corresponding to each color image, forming an electrostatic latent image corresponding to each color image on the electrostatic latent image carrier, a developing device 61 that develops the electrostatic latent image using each color toner (black toner, yellow toner, magenta toner, and cyan toner) to form a toner image using each color toner, a transfer charger 62 that transfers the toner image onto the intermediate transfer body 50, a cleaning device 63, and a static eliminator 64.
そして、各画像形成手段18は、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。 Each image forming means 18 is capable of forming a single-color image (black image, yellow image, magenta image, and cyan image) based on the image information for that color.
こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ14、15及び16により回転移動される中間転写体50上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体10K上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体10Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体10M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体10C上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。 The black, yellow, magenta, and cyan images thus formed are sequentially transferred (primary transfer) onto the intermediate transfer body 50, which is rotated by support rollers 14, 15, and 16: the black image formed on the black electrostatic latent image carrier 10K, the yellow image formed on the yellow electrostatic latent image carrier 10Y, the magenta image formed on the magenta electrostatic latent image carrier 10M, and the cyan image formed on the cyan electrostatic latent image carrier 10C.
そして、中間転写体50上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)が形成される。 The black image, yellow image, magenta image, and cyan image are then superimposed on the intermediate transfer body 50 to form a composite color image (color transfer image).
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の1つからシート(記録紙)を繰り出す。シートは、分離ローラ145で1枚ずつ分離されて給紙路146に送り出され、搬送ローラ147で搬送されて複写機本体150内の給紙路148に導かれ、レジストローラ49に突き当てて止められる。あるいは、給紙ローラ142を回転して手差しトレイ54上のシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。 Meanwhile, in the paper feed table 200, one of the paper feed rollers 142 is selectively rotated to feed a sheet (recording paper) from one of the paper feed cassettes 144 provided in multiple stages in the paper bank 143. The sheets are separated one by one by the separation roller 145 and sent to the paper feed path 146, then transported by the transport roller 147 and guided to the paper feed path 148 inside the copier main body 150, where they are stopped by striking the registration roller 49. Alternatively, the paper feed roller 142 is rotated to feed out sheets (recording paper) from the manual feed tray 54, which are separated one by one by the separation roller 52 and placed in the manual feed path 53, where they are also stopped by striking the registration roller 49.
なお、レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。 The registration roller 49 is generally grounded when in use, but may also be used with a bias applied to it to remove paper dust from the sheet.
そして、中間転写体50上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置22により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)する。そうすることにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。 Then, the registration roller 49 rotates in time with the composite color image (color transfer image) combined on the intermediate transfer body 50, and a sheet (recording paper) is sent between the intermediate transfer body 50 and the secondary transfer device 22, and the composite color image (color transfer image) is transferred (secondary transfer) onto the sheet (recording paper) by the secondary transfer device 22. In this way, a color image is transferred and formed on the sheet (recording paper).
なお、画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置17によりクリーニングされる。 After image transfer, any residual toner remaining on the intermediate transfer body 50 is cleaned by the intermediate transfer body cleaning device 17.
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25へと送出され、定着装置25において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。その後、該シート(記録紙)は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。あるいは、シートは、切換爪55で切り換えてシート反転装置28により反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。 The sheet (recording paper) onto which the color image has been transferred is transported by secondary transfer device 22 and sent to fixing device 25, where the composite color image (color transfer image) is fixed onto the sheet (recording paper) using heat and pressure. The sheet (recording paper) is then switched by switching claw 55 and discharged by discharge rollers 56, and stacked on paper output tray 57. Alternatively, the sheet can be switched by switching claw 55 and inverted by sheet inverter 28, and guided back to the transfer position, where an image is recorded on the back side as well, before being discharged by discharge rollers 56 and stacked on paper output tray 57.
(トナー収容ユニット)
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等があげられる。
トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。
プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段のから選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。
(Toner storage unit)
The toner storage unit in the present invention refers to a unit having a function of storing toner and storing the toner. Examples of the toner storage unit include a toner storage container, a developing unit, and a process cartridge.
The toner container refers to a container that stores toner.
The developing device is a device that contains toner and has means for developing.
The process cartridge is a device that integrates at least an image carrier and a developing means, contains toner, and is detachably mountable to an image forming apparatus. The process cartridge may further include at least one selected from a charging means, an exposure means, and a cleaning means.
本発明のトナー収容ユニットを、画像形成装置に装着して画像形成することで、本発明の前記トナーを用いて画像形成が行われるため、良好な低温定着性、クリーニング性を兼ね備え、飛散のないトナーを使用して良好な画像を形成できる。 By installing the toner storage unit of the present invention in an image forming apparatus and forming an image using the toner of the present invention, it is possible to form a good image using a toner that has good low-temperature fixability, good cleanability, and does not scatter.
トナー収容容器としては、特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、容器本体とキャップを有するもの等が挙げられる。 The toner storage container is not particularly limited and can be appropriately selected from known containers. For example, it may have a container body and a cap.
また、容器本体の大きさ、形状、構造、材質等も特に限定されないが、形状は円筒状等であることが好ましい。特に内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物である現像剤が排出口側に移行することが可能であり、スパイラル状の凹凸の一部又は全てが蛇腹機能を有することが好ましい。 The size, shape, structure, material, etc. of the container body are not particularly limited, but it is preferable that the shape be cylindrical or the like. In particular, spiral irregularities are formed on the inner surface, so that the developer contents can be transferred to the discharge outlet side by rotating the container, and it is preferable that some or all of the spiral irregularities have a bellows function.
また、材質は寸法精度がよいものが好ましい。その例としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂成分ABS樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂材料が挙げられる。 It is also preferable that the material have good dimensional accuracy. Examples include resin materials such as polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyacrylic acid, polycarbonate resin components, ABS resin, and polyacetal resin.
トナー収容容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れるため、プロセスカートリッジ、画像形成装置等に着脱可能に取り付け、トナーの補給に使用することができる。 The toner storage container is easy to store, transport, and handle, and can be detachably attached to a process cartridge, image forming device, etc., and used to replenish toner.
本発明に関するプロセスカートリッジの一例としては、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を本発明のトナーで現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。 An example of a process cartridge related to the present invention is molded to be detachably mountable to various image forming devices, and includes at least an electrostatic latent image carrier that carries an electrostatic latent image, and developing means that develops the electrostatic latent image carried on the electrostatic latent image carrier with the toner of the present invention to form a toner image. The process cartridge of the present invention may further include other means as necessary.
前記現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共に搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。 The developing means includes at least a developer container that contains the developer of the present invention, and a developer carrier that supports and transports the developer contained in the developer container. The developing means may further include a regulating member or the like to regulate the thickness of the developer carried.
図5に、本発明に関するプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ110は、感光体ドラム10、コロナ帯電器58、現像器40、転写ローラ80及びクリーニング装置90を有する。なお符号95は転写紙、Lは露光光である。 Figure 5 shows an example of a process cartridge related to the present invention. The process cartridge 110 has a photosensitive drum 10, a corona charger 58, a developing unit 40, a transfer roller 80, and a cleaning device 90. Note that the reference numeral 95 denotes transfer paper, and L denotes exposure light.
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下、特に説明のない限り「部」とあるのは質量部を意味し、「%」とあるのは質量%を意味する。また、実施例1、3、4とあるのは、本発明に含まれない参考例1、3、4とする。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, unless otherwise specified, "parts" means parts by mass, and "%" means % by mass. Furthermore, Examples 1, 3, and 4 refer to Reference Examples 1, 3, and 4, which are not included in the present invention.
(製造例1)
<非結晶性ポリエステル(低分子ポリエステル)樹脂の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイドサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物529質量部、テレフタル酸208質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド質量2部を入れ、常圧下、230℃で7時間反応し、更に10mmHg~15mmHgの減圧下で4時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44質量部を入れ、常圧下、180℃で2時間反応させて、[非結晶性ポリエステル樹脂]を得た。
(Production Example 1)
<Synthesis of amorphous polyester (low molecular weight polyester) resin>
A 5-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple was charged with 229 parts by mass of bisphenol A ethylene oxide side 2-mol adduct, 529 parts by mass of bisphenol A propylene oxide 2-mol adduct, 208 parts by mass of terephthalic acid, 46 parts by mass of adipic acid, and 2 parts by mass of dibutyltin oxide, and the mixture was reacted at 230°C under normal pressure for 7 hours, and then further reacted under a reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg for 4 hours. After that, 44 parts by mass of trimellitic anhydride was charged into the reaction vessel, and the mixture was reacted at 180°C under normal pressure for 2 hours, thereby obtaining a [non-crystalline polyester resin].
<ポリエステルプレポリマーの合成>
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、更に10mmHg~15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル]を得た。
[中間体ポリエステル]は、数平均分子量Mnが2,100、重量平均分子量Mwが9,500、ガラス転移温度Tgが55℃、酸価が0.5KOHmg/g、水酸基価が51KOHmg/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル]を410質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を入れ、100℃で5時間反応させて[プレポリマー]を得た。
<Synthesis of Polyester Prepolymer>
Into a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 682 parts by mass of an ethylene oxide 2-mole adduct of bisphenol A, 81 parts by mass of a propylene oxide 2-mole adduct of bisphenol A, 283 parts by mass of terephthalic acid, 22 parts by mass of trimellitic anhydride, and 2 parts by mass of dibutyltin oxide were placed, and the mixture was reacted at normal pressure at 230°C for 8 hours, and then further reacted at a reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg for 5 hours to obtain an intermediate polyester.
The intermediate polyester had a number average molecular weight Mn of 2,100, a weight average molecular weight Mw of 9,500, a glass transition temperature Tg of 55° C., an acid value of 0.5 KOH mg/g, and a hydroxyl value of 51 KOH mg/g.
Next, 410 parts by mass of the [intermediate polyester], 89 parts by mass of isophorone diisocyanate, and 500 parts by mass of ethyl acetate were placed in a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, and the mixture was allowed to react at 100°C for 5 hours to obtain a [prepolymer].
<結晶性ポリエステル樹脂の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,6-ヘキサンジオール2,300質量部、フマル酸2,530質量部、無水トリメリット酸291質量、及びハイドロキノン4.9質量部を入れ、160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させ、更に8.3kPaにて1時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂]を得た。
<Synthesis of crystalline polyester resin>
2,300 parts by mass of 1,6-hexanediol, 2,530 parts by mass of fumaric acid, 291 parts by mass of trimellitic anhydride, and 4.9 parts by mass of hydroquinone were placed in a 5-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and the mixture was reacted at 160°C for 5 hours, then heated to 200°C and reacted for 1 hour, and further reacted at 8.3 kPa for 1 hour to obtain a [crystalline polyester resin].
<ポリエステル樹脂D-1の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物(BisA-EO)、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物(BisA-PO)、トリメチロールプロパン(TMP)、テレフタル酸、及びアジピン酸を、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物と、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物と、トリメチロールプロパンとが、モル比(ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物/トリメチロールプロパン)で38.6/57.9/3.5であり、テレフタル酸とアジピン酸とが、モル比(テレフタル酸/アジピン酸)で85/15であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.12となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧下230℃で8時間反応し、更に10mmHg~15mmHgの減圧で4時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸を全樹脂成分に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[ポリエステル樹脂D-1]を得た。
<Synthesis of Polyester Resin D-1>
In a four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, bisphenol A ethylene oxide 2-mol adduct (BisA-EO), bisphenol A propylene oxide 3-mol adduct (BisA-PO), trimethylolpropane (TMP), terephthalic acid, and adipic acid were added in a molar ratio of bisphenol A ethylene oxide 2-mol adduct, bisphenol A propylene oxide 3-mol adduct, and trimethylolpropane (bisphenol A ethylene oxide 2-mol adduct/bisphenol A propylene oxide 3-mol adduct/trimethylolpropane). The mixture was charged with terephthalic acid and adipic acid in a molar ratio (terephthalic acid/adipic acid) of 38.6/57.9/3.5, with terephthalic acid and adipic acid in a molar ratio (terephthalic acid/adipic acid) of 85/15, and with a molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups of OH/COOH of 1.12, and reacted together with titanium tetraisopropoxide (500 ppm relative to the resin components) at 230°C under normal pressure for 8 hours, and then reacted for a further 4 hours at a reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg. After that, trimellitic anhydride was added to the reaction vessel in an amount of 1 mol% relative to the total resin components, and the reaction was continued at 180°C and normal pressure for 3 hours to obtain [Polyester Resin D-1].
<マスターバッチ(MB)-1の調製>
水1,200部、カーボンブラック(Printex35デクサ製)〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕500部、及び前記[ポリエステル樹脂D-1]500部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ-1]を得た。
<Preparation of Masterbatch (MB)-1>
1,200 parts of water, 500 parts of carbon black (Printex 35 manufactured by Dexa) [DBP oil absorption = 42 mL/100 mg, pH = 9.5], and 500 parts of the above [Polyester Resin D-1] were added and mixed in a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). The mixture was kneaded using two rolls at 150°C for 30 minutes, then rolled and cooled, and pulverized in a pulverizer to obtain [Masterbatch-1].
<WAX分散液の作製>
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に[離型剤1]としてパラフィンワックス50部(日本精鑞株式会社製、HNP-9、炭化水素系ワックス、融点75℃、SP値8.8)、及び酢酸エチル450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行い[WAX分散液1]を得た。
<Preparation of Wax Dispersion>
50 parts of paraffin wax (HNP-9, hydrocarbon wax, melting point 75°C, SP value 8.8, manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.) as [release agent 1] and 450 parts of ethyl acetate were charged into a container equipped with a stirring rod and a thermometer, and the temperature was raised to 80°C while stirring. The temperature was maintained at 80°C for 5 hours, and then cooled to 30°C over 1 hour. Dispersion was then carried out using a bead mill (Ultraviscomill, manufactured by Imex Co., Ltd.) under conditions of a liquid feed rate of 1 kg/hr, a disk peripheral speed of 6 m/sec, a filling rate of 80% by volume of zirconia beads with 0.5 mm diameter, and 3 passes to obtain [wax dispersion 1].
<有機変性層状無機鉱物-1の製造>
モンモリロナイト100部を200mLの水に十分に分散し、予め水に十分に溶解させたジメチルステアリルベンジルアンモニウムクロライド(423.5g/mol)38.1部を添加、混合し、洗浄、脱水、乾燥して有機物イオン変性率100%の[有機変性層状無機鉱物-1]を作製した。
<Production of Organically Modified Layered Inorganic Mineral-1>
100 parts of montmorillonite was thoroughly dispersed in 200 mL of water, and 38.1 parts of dimethylstearylbenzylammonium chloride (423.5 g/mol) that had been thoroughly dissolved in water in advance was added and mixed, followed by washing, dehydration, and drying to prepare [organically modified layered inorganic mineral-1] with an organic ion modification rate of 100%.
<マスターバッチ-2の製造>
水2,400質量部、[有機変性層状無機鉱物-1]1,919質量部、及び前記[非晶質ポリエステル樹脂A]1,570質量部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。該混合物を二本ロールで150℃にて30分混練した後、圧延冷却し、パルライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、[マスターバッチ-2]を調製した。
<Production of Masterbatch-2>
2,400 parts by mass of water, 1,919 parts by mass of [organically modified layered inorganic mineral-1], and 1,570 parts by mass of the [amorphous polyester resin A] were mixed using a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). The mixture was kneaded with a two-roll mill at 150°C for 30 minutes, then rolled and cooled, and pulverized with a Pallerizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to prepare [masterbatch-2].
<結晶性ポリエステル樹脂分散液の作製>
撹拌棒、及び温度計をセットした容器に[結晶性ポリエステル樹脂]を50部、及び酢酸エチル450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行ない[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]を得た。
<Preparation of Crystalline Polyester Resin Dispersion>
A vessel equipped with a stirring rod and a thermometer was charged with 50 parts of [crystalline polyester resin] and 450 parts of ethyl acetate, and the temperature was raised to 80°C while stirring. The temperature was maintained at 80°C for 5 hours, and then the mixture was cooled to 30°C over 1 hour. Dispersion was carried out using a bead mill (Ultraviscomill, manufactured by Imex) under conditions of a liquid feed rate of 1 kg/hr, a disk peripheral speed of 6 m/sec, a filling rate of 80% by volume of zirconia beads with 0.5 mm diameter, and 3 passes to obtain [crystalline polyester resin dispersion 1].
(実施例1)
<油相の調製>
[WAX分散液1]500部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液1]750部、[非結晶性ポリエステル樹脂]7500部、[マスターバッチ-1]750部、[マスターバッチ-2]90部、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで60分間混合した。その後ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、ディスク周速度6m/秒、直径0.5mmジルコニアビーズを70体積%充填、6パスの条件で分散を行なった。この際、送液速度は1パスした際に油相全体が平均で0.5分、分散されるように調整した。
更に、イソホロンジアミン(IPDA)を、IPDAのアミノ基と[中間体ポリエステル]のイソシアネート基のモル比(NH2/NCO)が、0.98となる量を入れ、TK式ホモミキサーを用いて回転数8,000rpmで15秒間撹拌し、次いで、50質量%酢酸エチル溶液に調製した[プレポリマー]30質量部を加え、TK式ホモミキサーを用いて回転数8,000rpmで30秒間撹拌し、[油相1]を得た。
Example 1
<Preparation of oil phase>
500 parts of [WAX Dispersion 1], 750 parts of [Crystalline Polyester Resin Dispersion 1], 750 parts of [Amorphous Polyester Resin], 750 parts of [Masterbatch-1], and 90 parts of [Masterbatch-2] were mixed in a TK Homomixer (manufactured by Tokushu Kika) at 5,000 rpm for 60 minutes. Then, using a bead mill (Ultraviscomill, manufactured by Imex Co., Ltd.), dispersion was carried out under the following conditions: a disk peripheral speed of 6 m/s, 70% by volume of 0.5 mm diameter zirconia beads, and 6 passes. The liquid feed rate was adjusted so that the entire oil phase was dispersed for an average of 0.5 minutes per pass.
Furthermore, isophorone diamine (IPDA) was added in an amount such that the molar ratio (NH2/NCO) of the amino groups of IPDA to the isocyanate groups of the [intermediate polyester] was 0.98, and the mixture was stirred for 15 seconds at 8,000 rpm using a TK homomixer. Next, 30 parts by mass of [prepolymer] prepared as a 50% by mass ethyl acetate solution was added, and the mixture was stirred for 30 seconds at 8,000 rpm using a TK homomixer to obtain [oil phase 1].
<有機微粒子エマルション(微粒子分散液)の合成>
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS-30:三洋化成工業株式会社製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分間で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA-920(HORIBA社製)で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。次いで、[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
<Synthesis of organic fine particle emulsion (fine particle dispersion)>
A reaction vessel equipped with a stirring rod and a thermometer was charged with 683 parts of water, 11 parts of sodium salt of methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate (Eleminol RS-30: manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 138 parts of styrene, 138 parts of methacrylic acid, and 1 part of ammonium persulfate, and stirred at 400 rpm for 15 minutes, yielding a white emulsion. The system was heated to an internal temperature of 75°C, and allowed to react for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% aqueous ammonium persulfate solution was added, and the mixture was aged at 75°C for 5 hours to obtain an aqueous dispersion of a vinyl resin (a copolymer of styrene-methacrylic acid-sodium salt of methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate) [fine particle dispersion 1]. The volume average particle diameter of [fine particle dispersion 1] measured using an LA-920 (manufactured by HORIBA) was 0.14 μm. Next, a portion of [fine particle dispersion 1] was dried to isolate the resin component.
<水相の調製>
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON-7:三洋化成工業株式会社製)37部、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
<Preparation of aqueous phase>
990 parts of water, 83 parts of [fine particle dispersion 1], 37 parts of a 48.5% aqueous solution of sodium dodecyldiphenyletherdisulfonate (Eleminol MON-7, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred to obtain a milky white liquid, which was designated as [aqueous phase 1].
<乳化・脱溶剤>
[油相1]が入った容器に、[水相1]1,200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
<Emulsification and desolvation>
To the vessel containing the oil phase 1, 1,200 parts of the water phase 1 was added, and the mixture was mixed for 20 minutes at 13,000 rpm using a TK homomixer to obtain an emulsified slurry 1.
[Emulsified Slurry 1] was placed in a container equipped with a stirrer and a thermometer, and the solvent was removed at 30°C for 8 hours, followed by aging at 45°C for 4 hours to obtain [Dispersed Slurry 1].
<洗浄・乾燥>
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下の操作を行った。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する、という前記の操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
(5):[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩い[トナー1]を得た。
<Washing and drying>
100 parts of [Dispersion Slurry 1] was filtered under reduced pressure, and then the following operations were carried out.
(1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, and the mixture was mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes) and then filtered.
(2): 100 parts of a 10% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the filter cake of (1), and the mixture was mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 30 minutes), followed by filtration under reduced pressure.
(3): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), and the mixture was mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes) and then filtered.
(4) 300 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered. This procedure was repeated twice to obtain [Filter Cake 1].
(5): [Filter cake 1] was dried in a circulating air dryer at 45° C. for 48 hours, and then sieved through a mesh with 75 μm openings to obtain [toner 1].
<分級>
[トナー1]をエルボージェット分級機によりカットポイントをカットポイント5.8μmとして分級し、体積平均粒径(Dv)が6.2μmの[トナー2]を得た。
<Classification>
[Toner 1] was classified using an elbow jet classifier with a cut point of 5.8 μm to obtain [Toner 2] having a volume average particle size (Dv) of 6.2 μm.
<キャリアの作製>
トルエン100質量部に、シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン)100質量部、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質量部、及びカーボンブラック10質量部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径50μmの球状マグネタイト1,000質量部の表面に前記樹脂層塗布液を塗布して、[キャリア]を作製した。
<Preparation of carrier>
A resin layer coating solution was prepared by adding 100 parts by mass of a silicone resin (organostraight silicone), 5 parts by mass of γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, and 10 parts by mass of carbon black to 100 parts by mass of toluene and dispersing the mixture for 20 minutes using a homomixer. The resin layer coating solution was applied to the surface of 1,000 parts by mass of spherical magnetite having an average particle size of 50 μm using a fluidized bed coating device to prepare a [carrier].
<現像剤の作製>
ボールミルを用いて、[トナー1]5質量部と[キャリア]95質量部とを混合し、現像剤を作製した。
<Preparation of Developer>
A developer was prepared by mixing 5 parts by weight of [Toner 1] and 95 parts by weight of [Carrier] using a ball mill.
(実施例2)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を40部とした以外は実施例1と同様にして[トナー3]および[トナー4]を得た。
Example 2
[Toner 3] and [Toner 4] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> was changed to 40 parts.
(実施例3)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を75部とした以外は実施例1と同様にして[トナー5]および[トナー6]を得た。
Example 3
[Toner 5] and [Toner 6] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> was changed to 75 parts.
(実施例4)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を70部とし、ビーズミル周速を7m/sにし、パス回数を10パスにした以外は実施例1と同様にして[トナー7]および[トナー8]を得た。
Example 4
[Toner 7] and [Toner 8] were obtained in the same manner as in Example 1, except that in <Preparation of oil phase> in Example 1, the amount of [Masterbatch-2] added was changed to 70 parts, the peripheral speed of the bead mill was changed to 7 m/s, and the number of passes was changed to 10 passes.
(実施例5)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を40部とし、ビーズミル周速を7m/sにし、パス回数を10パスにした以外は実施例1と同様にして[トナー9]および[トナー10]を得た。
Example 5
[Toner 9] and [Toner 10] were obtained in the same manner as in Example 1, except that in <Preparation of oil phase> in Example 1, the amount of [Masterbatch-2] added was changed to 40 parts, the peripheral speed of the bead mill was changed to 7 m/s, and the number of passes was changed to 10 passes.
(実施例6)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を70部とし、ビーズミル周速を8m/sにし、パス回数を10パスにした以外は実施例1と同様にして[トナー11]および[トナー12]を得た。
Example 6
[Toner 11] and [Toner 12] were obtained in the same manner as in Example 1, except that in <Preparation of oil phase> in Example 1, the amount of [Masterbatch-2] added was changed to 70 parts, the peripheral speed of the bead mill was changed to 8 m/s, and the number of passes was changed to 10 passes.
(実施例7)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を40部とし、ビーズミル周速を8m/sにし、パス回数を10パスにした以外は実施例1と同様にして[トナー13]および[トナー14]を得た。
Example 7
[Toner 13] and [Toner 14] were obtained in the same manner as in Example 1, except that in <Preparation of oil phase> in Example 1, the amount of [Masterbatch-2] added was changed to 40 parts, the peripheral speed of the bead mill was changed to 8 m/s, and the number of passes was changed to 10 passes.
(実施例8)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を50部とし、ビーズミル周速を8m/sにし、パス回数を10パスにした以外は実施例1と同様にして[トナー15]および[トナー16]を得た。
(Example 8)
[Toner 15] and [Toner 16] were obtained in the same manner as in Example 1, except that in <Preparation of oil phase> in Example 1, the amount of [Masterbatch-2] added was changed to 50 parts, the peripheral speed of the bead mill was changed to 8 m/s, and the number of passes was changed to 10 passes.
(比較例1)
実施例1において<油相の調製>時の[マスターバッチ-2]の投入量を30部とした以外は実施例1と同様の手順で[トナー17]および[トナー18]を得た。
(Comparative Example 1)
[Toner 17] and [Toner 18] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 30 parts.
(比較例2)
実施例1において<油相の調製>時の[マスターバッチ-2]の投入量を20部とした以外は実施例1と同様の手順で[トナー19]および[トナー20]を得た。
(Comparative Example 2)
[Toner 19] and [Toner 20] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 20 parts.
(比較例3)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を90部とした以外は実施例1と同様にして[トナー21]および[トナー22]を得た。
(Comparative Example 3)
[Toner 21] and [Toner 22] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> was changed to 90 parts.
(比較例4)
実施例1において<油相の調製>時に[マスターバッチ-2]の投入量を100部とした以外は実施例1と同様にして[トナー23]および[トナー24]を得た。
(Comparative Example 4)
[Toner 23] and [Toner 24] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during the <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 100 parts.
(比較例5)
実施例1において<油相の調製>時の[マスターバッチ-2]の投入量を40部とし、ビーズミル工程のパス回数を1にしたこと以外は実施例1と同様の手順で[トナー25]および[トナー26]を得た。
(Comparative Example 5)
[Toner 25] and [Toner 26] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 40 parts and the number of passes in the bead mill step was changed to 1.
(比較例6)
実施例1において<油相の調製>時の[マスターバッチ-2]の投入量を70部とし、ビーズミル工程のパス回数を1にしたこと以外は実施例1と同様の手順で[トナー27]および[トナー28]を得た。
(Comparative Example 6)
[Toner 27] and [Toner 28] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 70 parts and the number of passes in the bead mill step was changed to 1.
(比較例7)
実施例1において<油相の調製>時の[マスターバッチ-2]の投入量を70部とし、ビーズミル工程を実施していないこと以外は実施例1と同様の手順で[トナー29]および[トナー30]を得た。
(Comparative Example 7)
[Toner 29] and [Toner 30] were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of [Masterbatch-2] added during <Preparation of Oil Phase> in Example 1 was changed to 70 parts, and the bead mill step was not carried out.
ここで、上記各トナーのDvを以下に記載する。
トナー1=5.2μm
トナー2=6.2μm
トナー3=5.7μm
トナー4=6.8μm
トナー5=5.3μm
トナー6=6.4μm
トナー7=5.7μm
トナー8=6.8μm
トナー9=5.3μm
トナー10=6.4μm
トナー11=5.5μm
トナー12=6.6μm
トナー13=5.2μm
トナー14=6.2μm
トナー15=5.6μm
トナー16=6.7μm
トナー17=5.4μm
トナー18=6.5μm
トナー19=5.4μm
トナー20=6.5μm
トナー21=5.4μm
トナー22=6.5μm
トナー23=5.8μm
トナー24=7.0μm
トナー25=5.3μm
トナー26=6.4μm
トナー27=5.5μm
トナー28=6.6μm
トナー29=5.4μm
トナー30=6.5μm
Here, the Dv of each of the above toners is described below.
Toner 1 = 5.2 μm
Toner 2 = 6.2 μm
Toner 3 = 5.7 μm
Toner 4 = 6.8 μm
Toner 5 = 5.3 μm
Toner 6 = 6.4 μm
Toner 7 = 5.7 μm
Toner 8 = 6.8 μm
Toner 9 = 5.3 μm
Toner 10 = 6.4 μm
Toner 11 = 5.5 μm
Toner 12 = 6.6 μm
Toner 13 = 5.2 μm
Toner 14 = 6.2 μm
Toner 15 = 5.6 μm
Toner 16 = 6.7 μm
Toner 17 = 5.4 μm
Toner 18 = 6.5 μm
Toner 19 = 5.4 μm
Toner 20 = 6.5 μm
Toner 21 = 5.4 μm
Toner 22 = 6.5 μm
Toner 23 = 5.8 μm
Toner 24 = 7.0 μm
Toner 25 = 5.3 μm
Toner 26 = 6.4 μm
Toner 27 = 5.5 μm
Toner 28 = 6.6 μm
Toner 29 = 5.4 μm
Toner 30 = 6.5 μm
(評価)
<クリーニング性>
下記のトナー飛散性評価後、デジタルフルカラープリンターのクリーニング後のすり抜けの程度について、クリーニング後の画像担持体への汚れの付着量を目視で確認することで、クリーニング性を評価した。判断基準は以下とした。「〇」「△」を合格とし「×」を不合格とした。
[判断基準]
○:問題なし
△:若干問題あり(担持体上にやや汚れが見られる)
×:問題あり
(evaluation)
<Cleaning ability>
After evaluating the toner scattering property described below, the degree of slip-through after cleaning of the digital full-color printer was evaluated by visually checking the amount of dirt adhering to the image carrier after cleaning, and the cleaning property was evaluated. The evaluation criteria were as follows: "Good" and "Good" were considered acceptable, and "Poor" was considered unacceptable.
[Judgment criteria]
○: No problem △: Some problem (some dirt is observed on the support)
×: Problems
<低温定着性>
imageo MP C5002(株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(株式会社リコー製)に複写テストを行った。具体的には、定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)を求めた。定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を200mm/秒間、面圧を1.0kgf/cm2、ニップ幅を7mmとした。また、結果を下記基準で四段階評価した。「◎」「〇」「△」を合格とし「×」を不合格とした。
[定着下限温度の評価基準]
◎:120℃未満
〇:120℃以上125℃未満
△:125℃以上130℃未満
×:130℃以上
<Low temperature fixability>
A copying test was conducted on Type 6200 paper (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) using a device with a modified fixing unit of an Image MP C5002 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.). Specifically, the fixing temperature was changed to determine the cold offset temperature (lower limit fixing temperature). The evaluation conditions for the lower limit fixing temperature were a paper feed linear speed of 200 mm/sec, a surface pressure of 1.0 kgf/ cm2 , and a nip width of 7 mm. The results were evaluated on a four-point scale using the following criteria: "◎", "◯", and "△" were considered pass, and "×" was considered fail.
[Evaluation Criteria for Minimum Fixing Temperature]
◎: Less than 120°C 〇: 120°C or more and less than 125°C △: 125°C or more and less than 130°C ×: 130°C or more
<トナー飛散性評価>
画像面積率20%のチャートを、市販のデジタルフルカラープリンター(imagioMPC6000、A4横カラー50枚/分、株式会社リコー製)を用い8万枚連続出力した際の機内のトナー汚染の程度を目視にて、下記基準により4段階で評価した。「〇」「△」を合格とし「×」を不合格とした。
[評価基準]
〇:トナー汚れがまったく観察されない
△:少しトナー汚れが観察される
×:トナー汚れが観察される
<Evaluation of Toner Scattering>
A chart with an image area ratio of 20% was continuously printed on 80,000 sheets using a commercially available digital full-color printer (imagio MPC6000, A4 landscape color 50 sheets/minute, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and the degree of toner contamination inside the printer was visually evaluated on a four-point scale according to the following criteria: "Good" and "Good" were considered acceptable, and "Poor" was considered unacceptable.
[Evaluation criteria]
◯: No toner staining is observed. △: A little toner staining is observed. ×: Toner staining is observed.
<トナー評価>
各例のトナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定した際のAlの原子濃度%を求めた。
また、各例トナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1およびXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2を求めた。
また、トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合の、 (M1/M2) / (M3/M4)を求めた。
測定方法は上述の通りである。
<Toner Evaluation>
The toner of each example was measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF) to determine the atomic concentration % of Al.
Further, the atomic concentration % of Al in each example toner as measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was determined as M1, and the atomic concentration % of Al as measured by XRF was determined as M2.
Furthermore, when the volume average particle diameter of the toner is Dv, the atomic concentration % of Al when the particles of the toner classified into 6/5Dv are measured by XPS is M3, and the atomic concentration % of Al when the particles of the toner classified into 6/5Dv are measured by XRF is M4, (M1/M2)/(M3/M4) was calculated.
The measurement method is as described above.
結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 現像器
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電装置
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電ランプ
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100A、100B、100C 画像形成装置
110 プロセスカートリッジ
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
10 Electrostatic latent image carrier (photosensitive drum)
10K Black electrostatic latent image carrier 10Y Yellow electrostatic latent image carrier 10M Magenta electrostatic latent image carrier 10C Cyan electrostatic latent image carrier 14 Support roller 15 Support roller 16 Support roller 17 Cleaning device 18 Image forming means 20 Charging roller 21 Exposure device 22 Secondary transfer device 23 Roller 24 Secondary transfer belt 25 Fixing device 26 Fixing belt 27 Pressure roller 28 Sheet reversing device 32 Contact glass 33 First traveling body 34 Second traveling body 35 Imaging lens 36 Reading sensor 40 Developer 41 Development belt 42K Developer container 42Y Developer container 42M Developer container 42C Developer container 43K Developer supply roller 43Y Developer supply roller 43M Developer supply roller 43C Developer supply roller 44K Development roller 44Y Development roller 44M Development roller 44C Developing roller 45K, black developing unit 45Y, yellow developing unit 45M, magenta developing unit 45C, cyan developing unit 49, registration roller 50, intermediate transfer body 51, roller 52, separation roller 53, manual paper feed path 54, manual feed tray 55, switching claw 56, discharge roller 57, discharge tray 58, corona charging device 60, cleaning device 61, developing device 62, transfer charger 63, cleaning device 64, discharge lamp 70, discharge lamp 80, transfer roller 90, cleaning device 95, transfer paper 100A, 100B, 100C, image forming apparatus 110, process cartridge 120, tandem type developing unit 130, document table 142, paper feed roller 143, paper bank 144, paper feed cassette 145, separation roller 146, paper feed path 147, transport roller 148, paper feed path 150, copying apparatus main body 160, charging device 200, paper feed table 300 Scanner 400 Automatic Document Feeder (ADF)
Claims (8)
前記トナーを蛍光X線元素分析法(XRF)で測定した際のAlの原子濃度%が0.35以上0.85以下であり、
前記トナーにおけるX線光電子分光分析法(XPS)で測定した際のAlの原子濃度%をM1とし、XRFで測定した際のAlの原子濃度%をM2とし、前記トナーの体積平均粒径をDvとしたときに、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXPSで測定した際のAlの原子濃度%をM3、前記トナーを6/5Dvに分級した粒子のXRFで測定した際のAlの原子濃度%をM4とした場合、0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2の関係を満たし、
前記(M1/M2)が、1.4を超え、
前記結着樹脂は結晶性ポリエステル樹脂を含み、前記結晶性ポリエステル樹脂を、前記トナー100質量部に対して、3質量部以上20質量部以下含むことを特徴とするトナー。 A toner containing at least a binder resin, a colorant, and an inorganic filler,
the toner has an Al atomic concentration % of 0.35 or more and 0.85 or less when measured by X-ray fluorescence elemental analysis (XRF);
where M1 is the atomic concentration % of Al in the toner measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), M2 is the atomic concentration % of Al measured by XRF, and Dv is the volume average particle size of the toner, M3 is the atomic concentration % of Al in particles classified into 6/5 Dv measured by XPS, and M4 is the atomic concentration % of Al in particles classified into 6/5 Dv measured by XRF, the relationship of 0.8<(M1/M2)/(M3/M4)<1.2 is satisfied,
The (M1/M2) ratio exceeds 1.4,
The toner , wherein the binder resin contains a crystalline polyester resin, and the amount of the crystalline polyester resin is 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the toner .
前記トナーが請求項1~4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。 an electrostatic latent image carrier; an electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier; and a developing means having a toner for developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier to form a visible image;
5. An image forming apparatus, wherein the toner is the toner according to claim 1 .
前記トナーが請求項1~4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。 The method includes: an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier; and a developing step of using a toner to develop the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier and form a visible image,
5. An image forming method, wherein the toner is the toner according to claim 1 .
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