JP2000181119A - 電子写真用トナーおよびそれを用いた画像形成方法 - Google Patents
電子写真用トナーおよびそれを用いた画像形成方法Info
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Abstract
果、スペントの発生が無く、さらに定着性およびホット
オフセット性が良好で、長期に安定的な画像が得られる
電子写真用トナー、かつまた、トナーリサイクルシステ
ムに適した電子写真用トナーを得る。 【構成】 少なくとも着色剤とバインダー樹脂を溶融混
練してなる電子写真用トナーにおいて、該溶融混練前の
バインダー樹脂がTHF不溶解分を5〜30重量%含有
し、かつ、該THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜20
である電子写真用トナー。
Description
録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するためのト
ナーに関する。さらに詳しくは、トナーリサイクルシス
テムを採用する画像形成方法にも適するトナーに関す
る。
ある電子写真プロセスでは帯電および露光により感光体
表面に静電潜像を形成し、次いで潜像上にトナーを静電
的に付着させ現像を行う。得られたトナー像は再び静電
的に紙などの転写媒体に転写され、最終的に熱ロールに
より転写媒体に永久画像として定着される。また、トナ
ー転写工程で感光体上に残存したトナーは、感光体除電
後クリーニングブレードにより感光体上から除かれ回収
される。
ーをトナー補給ボックスに直接投入し、画像形成に再利
用するトナーリサイクル機構が採用されている。また近
年における複写機の性能の向上は著しく、さらに高画
質、高速度、高耐久性能の複写機が求められている。こ
れらの要求を満たすためには機械のみならず現像剤とし
てのトナーの性能の大幅な向上が必要である。
いては、現像剤としてのトナーに対し帯電量が変化しな
いこと、現像器内で磨砕されにくいこと、などが要求さ
れる。受像・転写・リサイクル工程において、帯電量が
低下したトナーが現像剤に混入されることにより現像器
内でのトナー飛散、画像かぶりなどを生ずる。帯電量の
低下を防くには外添剤が外れにくいトナーを使用するこ
とが必要である。
砕され、いわゆるトナー微粉を生ずると、トナー微粉は
トナー転写工程において、感光体に対する物理的付着力
が大きいために、通常の粒径のトナーに比べ転写されに
くい。このためトナー微粉が選択的にリサイクルされ現
像器内のトナー微粉が増加する。このトナー微粉は二成
分現像剤においてはキャリアスペントの誘引物質とな
り、一成分現像剤においてはスリーブ汚染等の誘引物質
になる。結果として微粉トナーの増大はかぶりやトナー
飛散を引き起こす。
段として、スチレン−アクリル樹脂をバインダー樹脂と
するトナーが数多く提案されている(特開平7−319
208号、特開平7−333897号、特開平2−15
7765号公報など)。これらのトナーの中には確かに
良好な帯電性能、耐摩砕性能を有するものが存在する。
しかし、近年の省エネルギー化に伴い良好な定着性(低
温定着など)を得るためには、バインダー樹脂としてポ
リエステル樹脂を複合して使用することが望ましいが、
スチレン−アクリル樹脂とポリエステル樹脂を複合する
と、分散不良の問題が生じる。
装置に使用されるトナーは、加熱ローラ表面とトナー像
が溶融状態で、しかも加圧下で接触するため、トナー像
の一部がローラ表面を介してペーパーオフセット現象を
生じる。定着器に多くの電力を使わず、しかもヒートロ
ールを使用した高速の複写機、いわゆる省力高速複写機
への適用を考えるとき、オフセット現象の生じないトナ
ーを得るには、より困難な問題に出会う。すなわち、オ
フセット現象を起こさないためには、トナーに使用する
バインダー樹脂ができるだけ強靭で、かつ、十分な溶融
流動性が要求される。しかし,溶融流動性を持たせるた
めには相当高温までトナーを加熱しなければならず、こ
のことは省力という要望を満たさないことになる。従っ
て省力であるためには低温で定着することが必要で、ガ
ラス転移点および分子量の低い樹脂を使用することが好
ましい。しかし、分子量の低い樹脂は当然強靭性が無く
オフセット現象を生じ易くなる。そのため耐オフセット
性と同時に定着性まで満足させるものは得られていない
のが現状である。
もので、トナーリサイクル機構を有する複写機におい
て、現像器内でトナーが摩碎されず、その結果、微粉に
よるトナースペントの発生がなく、さらに定着性および
ホットオフセット性が良好で、長期にわたり安定的な画
像を得ることができる電子写真用トナーを提供するこ
と、また、熱ロール定着方式に適し、低温定着性および
ホットオフセット性に優れた電子写真用トナーを提供す
ること、さらにトナー製造時における原材料の供給性を
向上させ生産性のよい電子写真用トナーを提供すること
を目的とする。
に、少なくとも着色剤とバインダー樹脂を溶融混練して
なる電子写真用トナーにおいて、前記溶融混練前のバイ
ンダー樹脂がTHF不溶解分を5〜30重量%含有し、
かつ、該THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜20であ
ることを特徴とする電子写真用トナーが提供される。
ナーにおいて、上記バインダー樹脂がスチレン系共重合
体樹脂20〜50重量%およびポリエステル樹脂50〜
80重量%からなることを特徴とする電子写真用トナー
が提供される。
子写真用トナーにおいて、溶融混練後のバインダー樹脂
がTHF不溶解分を含まず、かつ、THF溶解分中の分
子量1×107以上の成分を5〜20重量%含有してい
ることを特徴とする電子写真用トナーが提供される。
した電子写真用トナーにおいて、該トナーのガラス転移
点が55〜65℃であることを特徴とする電子写真用ト
ナーが提供される。
した電子写真用トナーにおいて、該トナーのMI値が5
〜30g/10分であることを特徴とする電子写真用ト
ナーが提供される。
は第五に記載した電子写真用トナーにおいて、該トナー
のGPCによる分子量分布において、重量平均分子量3
000〜8000の範囲に少なくとも一つのピークを有
することを特徴とする電子写真用トナーが提供される。
五または第六に記載した電子写真用トナーにおいて、該
トナー中に粒子径0.3μm以下の磁性体粒子が含有さ
れていることを特徴とする電子写真用磁性トナーが提供
される。
五または第六に記載した電子写真用トナーとシリコーン
樹脂で表面被覆されたキャリア粒子を混合してなること
を特徴とする電子写真現像剤が提供される。
ーで現像し、現像された画像を転写媒体上に転写した
後、像担持体上に残留するトナーを回収し再使用する画
像形成方法において、該粉体トナーが上記第二〜第六の
いずれかに記載した電子写真用トナーで、かつ、該トナ
ーとキャリア粒子を混合して用いるかまたは該粉体トナ
ーが上記第七に記載した電子写真用磁性トナーであるこ
とを特徴とする画像形成方法が提供される。
において、上記キャリア粒子がシリコーン樹脂で表面被
覆されたキャリア粒子であることを特徴とする画像形成
方法が提供される。
明の電子写真用トナーにおいて規定した樹脂のTHF不
溶解分と膨潤度に関して説明をする。THF不溶解分と
は架橋構造を有するゲル分のことであり、膨潤とは、弾
性ゲルが液体(分散媒)を吸収して体積を増加する現象
をいう。これは弾性ゲルの構造、つまり、THF不溶解
分の架橋構造に起因する特性であり、架橋密度が高いほ
ど膨潤度が小さい。
の特性である膨潤度と樹脂のもつ強度(硬さ)、並びに
該バインダー樹脂と着色剤、帯電制御剤および必要によ
りその他添加剤、離型剤を溶融混練することにより得ら
れる静電荷像現像用トナーを使用したリサイクルシステ
ムを有する複写機により得られる画像品質特性、定着
性、耐ホットオフセット性および製造時の生産性等との
相関性について研究した。その結果、以下のことが判明
した。
し、トナー像を転写紙に転写した後、像担持体上に残っ
たトナーをクリーニングし、しかる後このトナーを現像
装置または補給用トナーの中に戻して再利用する乾式2
成分系現像方法において、現像時に現像器内でトナーが
粉砕されず(微粉化しない)、それによりトナースペン
トの発生が無く、また、各材料の分散性が良好で、長期
にわたり安定的な画像を提供でき、さらに定着性と耐ホ
ットオフセット性に優れた電子写真用トナーを得るため
には、THF不溶解分を5〜30重量%含有し、かつ、
該THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜20であるスチ
レン系共重合体を20〜50重量%とポリエステル樹脂
を50〜80重量%混合しバインダー樹脂として用いる
ことが必要であることが分かった。
解分(ゲル分)をTHF中にて10℃、20〜30時間
膨潤させた時の単位THF不溶解分(ゲル分)あたりの
THFの体積増加量とする。従って、ゲル分の膨潤度が
大きいということは、それだけゲル分の網目構造が溶剤
を吸収して体積を増加できるということで、一つ一つの
網目が非常に大きいこと、つまり架橋密度が低く架橋点
間距離が長いことを示す。一方、ゲル分の膨潤度が小さ
いということは、それだけゲル分の網目構造が溶剤を吸
収できないということで、一つ一つの網目が非常に小さ
いこと、つまり架橋密度が高く架橋点間距離が短いこと
を示す。
わり、短ければそれだけ強固な硬いゲルとなり、長けれ
ば凝集力の弱いゲルとなる。つまり、この樹脂の強度の
尺度がゲル分量の膨潤度に該当するということであり、
2〜20の範囲にあることがトナーの品質面および生産
面において良好な結果を与える。
ナーとなるため、微粉発生の抑制化および耐ホットオフ
セット性は良いが定着性の悪いトナーとなる。またバイ
ンダー樹脂と他材料を溶融混練する工程において、該樹
脂のゲルの強度が強いため、分子切断されにくく材料の
供給量を少なくしなければならないという生産性に悪い
結果を与える。また他材料との分散性が悪いため、ワッ
クスによるキャリア汚染や地汚れの発生という品質面に
悪い結果を与える。
練により分子切断されやすく、凝集力が低下し過粉砕さ
れやすいトナーとなる。また凝集力が低下するために混
練時のトルクが低下し他材料の分散性が悪化し、着色剤
の凝集体や樹脂の界面が生成し粉砕点となりやすい。こ
のことは現像時に、現像剤との攪拌によりトナーがさら
に粉砕されてしまい、微粉化し、トナーの粉体特性や帯
電特性が変化し、これにより画像の地汚れやクリーニン
グ不良を生じるという不具合を発生させる。また、帯電
制御剤の分散性も悪化するためトナー間の帯電が不均一
となり弱帯電トナーを発生する。さらに凝集力が低下す
ることで定着性は良いが耐ホットオフセット性の悪いト
ナーとなる。
量%含有することが良い。5重量%未満であれば定着性
は良いが耐ホットオフセット性が悪くなり、30重量%
を超えると耐ホットオフセット性は良いが定着性が悪
く、また混練時の材料の供給性が悪い結果となる。
においては、バインダー樹脂としてスチレン系共重合体
樹脂を20〜50重量%とポリエステル樹脂を50〜8
0重量%含有することが良い。ポリエステル樹脂が50
重量%未満になると定着性が不十分となり80重量%を
超えると帯電の環境安定性が悪化したり現像器内での固
着が発生しやすいためである。
りトナーが現像器内で過粉砕されず、かつ、溶融混練時
に均一な混練トルクがかかるため他材料の分散性がよ
く、樹脂間の相溶性が良好で海島構造がなく、着色剤や
帯電制御剤等の凝集がないために微粉発生がなく、か
つ、トナー間の帯電性が均一で弱帯電トナーの発生がな
くなる。また該トナーは定着性、耐ホットオフセット性
に優れ、さらに生産性も良好となる。
ダー樹脂のTHF不溶解分がなく、分子量1×107以
上の成分を5〜20重量%含有することにより樹脂の凝
集力が強くなり、定着性、耐ホットオフセット性を損な
わず、さらに現像器内での微粉発生によるトナースペン
トを低減できる。THF不溶解分を含有すると定着性が
悪化する。また分子量1×107以上の成分が5重量%
未満であるとトナースペント低減に対する効果がなく、
20重量%を超えると定着性が悪化する。
の範囲にあることが良い。55℃未満になるトナーの保
存性が悪化し、トナースペントに対しても不利な方向と
なり、65℃を超えると定着性が悪化するからである。
含有し、THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜20であ
るバインダー樹脂は、トナーリサイクル機構を有しない
複写機に使用されるトナー用バインダー樹脂としても良
好な品質を有している。つまり、電子写真用トナーのバ
インダー樹脂において、THF不溶解分を5〜30重量
%含有し、THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜20で
あるバインダー樹脂と着色剤、帯電制御剤および必要に
よりその他添加剤、離型剤を溶融混練することで、過粉
砕されず、かつ他材料の分散性が良好なトナーを得るこ
とができる。こうして得られたトナーは、電子写真装置
における現像時に、現像剤との攪拌により微粉化せず長
期にわたり安定的な粉体特性・帯電特性を有し、さらに
各材料の分散性が良好であるため長期にわたり安定的な
画像を提供する。また定着性、耐ホットオフセット性に
優れ、さらに生産性が良好なトナーを得ることができ
る。
0〜8000の範囲に少なくとも1つのピークを有する
ことにより、耐ホットオフセット性を損なわず、定着性
がさらに良好となる。
写機に使用されるトナー用バインダー樹脂としては公知
のものがすべて使用できるが、その中でも定着温度範囲
をさらに広げ、定着性をさらに良好にするためには該バ
インダー樹脂がポリエステル樹脂を含有することが有効
である。
0分)であることがよい。5(g/10分)未満になる
と耐ホットオフセット性は良いが定着性の悪いトナーと
なり、30(g/10分)を超えると定着性は良いが耐
ホットオフセット性の悪いトナーになるためである。こ
の溶融範囲は前述のバインダー樹脂に適度なせん断エネ
ルギーを与えることにより得られ、混練条件を選択する
ことにより、上記の範囲のトナーを得ることができる。
述べる。まず樹脂のTHF膨潤度の測定方法について説
明する。樹脂1gを秤量し、これにTHF約100gを
加えて10℃で20〜30時間静置する。20〜30時
間後、THF不溶解分であるゲル分が溶媒であるTHF
を吸収し膨潤して沈降するので、これを濾紙にて分離し
て、THFで膨潤したゲル状態での重量を秤量する。こ
の時の重量をW1とする。次にこれを120℃にて3時
間加温し、吸収したTHFを揮発させ、残分の重量を秤
量する。この時の残分をW2とする。W2は該樹脂のTH
F不溶解分であり、単位THF不溶解分あたりの、吸収
された溶剤量を算出することにより膨潤度(膨潤度=W
1/W2)を求めることができる。
使用されるスチレン−アクリル樹脂としては、以下のも
のが挙げられる。スチレン系単量体および/またはアク
リル酸エステルもしくはメタアクリル酸エステル系単量
体、および側鎖に−COOH基を有する成分としてアク
リル酸もしくはメタアクリル酸系単量体の共重合体を使
用することができる。
レン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−
メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチ
レン、2,3−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルス
チレン、p‐n−ブチルスチレン、p−tert−ブチ
ルスチレン、p−n−へキシルスチレン、p‐n−オク
チルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシ
ルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシ
スチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレ
ン、3,4−ジクロルスチレン等を挙げることができ
る。これらの中でもスチレンが好ましい。
ステル系単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−
n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−
オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタ
クリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタ
クリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタ
クリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリ
ル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステ
ル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸フェニ
ル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸ジメチルアミノフェニル、メタクリル
酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノ
エチル等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸エチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−ブチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル
酸−n−ブチル等のアクリル酸またはメタクリル酸のア
ルキルエステルが好ましく、特にアクリル酸−n−ブチ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−n−ブチル等
が好ましい。
るポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成
分との縮重合によって得られるが、用いられるアルコー
ル成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリ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、ネオペンチルグリコール、
1,4−ブテンジオール等のジオール類、1,4−ビス
(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよびビスフェノ
ールA、水素添加ビスフェノールA、その他の二価のア
ルコール単量体を挙げることができる。またカルボン酸
成分としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコ
ン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジ
カルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロ
ン酸、これらの酸無水物または低級アルキルエステル、
リノレイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単量体を
挙げることができる。
は、以上の二官能性単量体のみならず、三官能以上の多
官能性単量体によるカルボン酸成分として三価以上の多
価カルボン酸単量体またはその酸無水物を含有する重合
体である。かかる多官能性単量体である三価以上の多価
カルボン酸単量体としては、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−シクロヘキサントリカルボン酸、2,
5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフ
タレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボ
ン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−
ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシ
ルプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、
1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンボー
ル三量体酸およびこれらの酸無水物、その他を挙げるこ
とができる。
ールは、一般に3価以上の多価アルコールとして知られ
ているものであればよい。例えば、グリセリン、1,
1,1−トリメチロールエタン、1,1,1−トリメチ
ロールプロパン、1,1,1−トリメチロールブタン、
ペンタエリスリトール、1,1,2,2−テトラメチロ
ールエタン、1,1,3,3−テトラメチロールプロパ
ン、ソルビトールおよびポリビニルアルコール等が挙げ
られる。これらは一種もしくは二種以上の混合系で使用
される。
めの製造方法は特に限定されるものではなく、エステル
化反応は公知の方法によって行うことができる。エステ
ル交換反応は公知の方法によって行うことができ、この
際公知のエステル交換触媒を使用することができる。例
えば酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸
カルシウム、酢酸スズ、酢酸鉛、チタンテトラブトキシ
サイド等が挙げられる。重縮合反応は公知の方法によっ
て行うことができ、この際公知の重合触媒を使用でき
る。具体例としては、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマ
ニウム等が挙げらる。
並びに必要に応じて帯電制御剤、その他の添加剤と適宜
溶融混合して電子写真用トナーとすることができる。
鉄顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリー
ン、ローダミン5Gケーキ、ウォッチングレッドストロ
ンチウム等、従来公知のものを使用することができる。
トナー中に含まれる着色剤の量は1〜60重量%の範囲
で適宜選択して使用する。
肪酸変性ニグロシン染料、含金属ニグロシン染料、含金
属脂肪酸変性ニグロシン染料、3,5−ジ−tert−
ブチルサリチル酸のクロム錯体等を使用することがで
き、通常、トナー中に0〜20重量%添加する。
あるワックスが用いられる。具体例としては、カルナバ
ワックス、ランタンワックス、サゾールワックス、パラ
フィンワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げ
られる。これらはトナー中に1〜10重量%の範囲で加
えられる。
水性シリカ粉末、ポリオレフィン、パラフィンワック
ス、フルオロカーボン化合物、脂肪酸エステル、部分ケ
ン化脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩等を使用することが
でき、これらは通常、トナー中に0.1〜5重量%使用
される。
装置に使用されるトナーのバインダー樹脂としては、公
知のものがすべて使用できる。例えば、ポリスチレン、
ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレンお
よびその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチ
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−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−メタ
アクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸
エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重
合体、スチレン−α−クロルメタア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
−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメ
ヂルケトン共重合体、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−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、ポ
リウレタン、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹
脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィン
ワックスなどが単独あるいは混合して使用できる。中で
も定着温度領域を広げるためにはポリエステル樹脂を混
合することが有効である。
イト、マグネタイトなどをはじめとする鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金、あるいは
化合物または強磁性元素を含まないが適当に熱処理する
ことによって強磁性を示すようになった合金、例えばマ
ンガン−銅−アルミニウムあるいはマンガン−銅−スズ
などのマンガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれる
種類の合金、または二酸化クロム等を挙げることができ
る。磁性体は平均粒径0.3〜30μmの微粉末の形で
バインダー樹脂中に均一に分散される。磁性体粒子の含
有量は、トナー中20〜70重量%、好ましくは40〜
70重量%、好ましくは40〜70重量%が望ましい。
従来は0.3μmの磁性体の場合は、十分分散されず、
凝集体となってしまったが、本発明トナーのバインダー
樹脂の混練時のせん断エネルギーにより0.3μm以下
の磁性体の分散が可能となった。その結果、トナーのク
リーニング性が向上した。
一般に用いられているのと同様に、着色剤、バインダー
樹脂および荷電制御剤を主成分として構成される。
混合方法および粉砕方法によって作製される。例えば、
すべての成分をそれそれ所定量で配合し、溶融混練し、
かつ、冷却粉砕することによって全成分を十分に混合
し、粉砕分級してトナーとする。他の周知の作製法とし
ては、着色剤、バインダー樹脂等を溶媒と共にボールミ
ルにかけ、その調合混合物を噴霧乾燥させて作製する。
像法、磁気ブラシ現像法、O−シェル現像法などによっ
て使用するためには、該トナーは、重量百分率で表わし
た平均粒度が約30μm以下とする必要があり、最適な
結果を生むためにはこの平均粒度が約4〜20μmの間
にあることが望ましい。また、粉末雲現像法において使
用するためには1μmよりもわずかばかり小さい粒径の
ものが望ましい。
−シェル現像法などで使用される離型剤で被覆されたキ
ャリアは周知であるが、本発明のトナーがより安定な帯
電とキャリア汚染(WAX,添加剤)のない現像剤を得
るためにはシリコーン樹脂被覆したキャリアとの混合が
好ましい。特に現像剤の耐久品質についてはトナーの帯
電安定性が不可欠であるので、シリコーン樹脂被覆キャ
リアとの混合は大きな効果をもたらす。シリコーン樹脂
被覆キャリアに使用されるシリコーン樹脂としては市販
品として信越化学社製のKR271、KR225などが
ある。キャリア芯材としては平均粒径50から200ミ
クロンの砂、コバルト、鉄、フェライト、マグネタイト
が使用される。シリコーン樹脂の被覆には噴霧等による
方法がある。
明する。なお、本発明はこれら実施例によって限定され
るものではない。まず表1の処方に従い、実施例および
比較例で使用するスチレン系共重合体樹脂の製造例(K
1〜K4、L1〜L3)を示す。 冷却管、撹伴器、ガ
ス導入管および温度計を取り付けた3リットルのフラス
コにイオン交換水およびモノマーを仕込む。液は攪拌し
ながら加熱し、規定の反応温度まで昇温し、反応時間は
全て12時間とした。得られた重合物は水洗し、常温に
て乾燥し、揮発分1%以下の粉体を得た。
ステル樹脂の製造例を示す。 製造例P1 [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] 400g [ポリオキシエチレン−(2)−2,2 −ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン] 300g エチレングリコール 200g テレフタル酸 400g 1、1,1−トリメチロールプロパン 150g ジブチル金属オキシド 2.5g 上記材料をガラス製3リットルの4つ口フラスコに入
れ、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサお
よびチッ素導入管を取り付けたマントルヒーター中でチ
ッ素気流下で190℃で6時間反応させた。反応が進む
につれ増粘し、攪拌トルクが3.5kg・cmに到達し
た時点で反応温度を下げ反応を終了した。
にして製造例P2、P3、Q1、Q2のポリエステル樹
脂を得た。
表3に示す。
℃、20分間、加熱混練した。冷却した後、粗粉砕し、
ジェット式エアーミルで微粉砕した。これを分級し、粒
径8〜9μmのトナーとした。次に得られたトナー50
gとキャリア(EFV200/300(日本鉄粉社
製))950gとを混合し、十分振り混ぜて現像剤とし
た。
下記測定方法によりトナー物性の測定および現像剤の評
価を行った。結果を表4、表5並びに表6、表7および
表8に示す。
07以上の成分 THF可溶部の中にも実験的にGPCの分子量測定検出
限界107以上の分子量域の存在が発見され、かつ、こ
の分子量域が定着性、粉砕性、オフセットに影響を与え
ている。1×107以上の成分の測定方法としてはトナ
ーの分別方法を利用すると求めることができる。すなわ
ち、THFにトナー不溶解な溶剤を加えていき、分子量
分布を見ながらTHFとその溶剤の比率を決定してやれ
ばよい。今回はTHFとイソドデカンの混合割合を使用
し、25℃において分別を行った。THF/イソドデカ
ンの比率は2±0.5/3±1.5で適切であり、この
比率でトナー部を溶解した液がGPCの分子量測定範囲
域である。また、THF不溶解分および分別する場合の
試験法は次のように測定する。トナー約1.0gを秤量
し、これにTHF約50gを加えて20℃で24時間静
置する。これをまず遠心分離器で分離し、JIS規格
(P3801)5種Cの定量濾紙を用いて常温で濾過す
る。続いて濾紙残査が不溶分であり、用いたトナーと濾
紙残査の比(重量%)で表わす。この残査の中にはカー
ボン他の固形物が存在するので熱分析によリ別途求め
る。分別用の溶剤の場合はTHFをこの溶剤に変更すれ
ばよい。THF溶解成分の量からTHF/イソドデカン
可溶分およびTHF不溶解分を計算することにより1×
107以上の成分が算出される。
0gを加えて20℃で24時間静置する。これをまず遠
心分離器で分け、JIS規格(P3801)5種Cの定
量濾紙を用いて常温で濾過する。続いて樹脂の場合は濾
紙残査が不溶分であり、用いた樹脂と濾紙残査の比(重
量%)で表わす。トナー場合は濾紙残査の中にカーボン
他の固形物が存在するので熱分析により別途求め、残査
から差し引き、不溶分を算出し、用いた樹脂と濾紙残査
の比(重量%)で表わす。
温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1ml
の流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6重量%
に調製した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注
入して測定する。試料の分子量測定に当たっては試料の
有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料
により作成された検量線の対数値とカウント数との関係
から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料と
しては、例えばPressureChemical C
o.あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×1
02、2.1×102、4×102、1.75×104、
5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.
6×105、2×106、4.48×106のものを用
い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用
いるのが適当である。また検出器にはRI(屈折率)検
出器を用いる。
E TYPE−C−5059Dに静置する。プランジャ
ーの圧力を2160g、温度150℃にセットしたとき
のMI値(g/10分)を測定する。
間放置後、常温にて30分放置し針入度試験(JIS
K2 235−1991)にて針入度を測定した。針入
度が大きいほど耐熱保存性は優れている。(○:優れて
いる、×:劣る)
による。
つ段階的に上昇させて所定の箇所のマクベス濃度計によ
る画像濃度が1.2となる複写画像を形成した。次に、
これらの各温度の複写画像について、砂消しゴムを装着
したクロックメーターで10回擦り、その前後の面像濃
度を測定し、下記式による定着率が70%を越えたとき
の定着ローラーの最低設定温度を定着下限温度とした。
(◇:極めて良好、◎かなり良好、○:良好、△:やや
不良、×:不良) 定着率(%)=(砂消しゴム10回後の画像濃度/前の
画像渡度)×100
つ段階的に上昇させることによりホットオフセットの発
生温度を測定した。オフセット現象の有無は、各設定温
度において、複写画像の形成直後に白紙の普通紙を通紙
し、この普通紙にトナー汚れが生ずるか否かを目視によ
り判断し、次のような基準で表わした。 ◎かなり良好、○:良好、△:やや不良、×:不良
ナー処方混合物)を供給、混練し、二本ロールの出口か
ら吐出される混練物の粘度が105poiseになると
きの原材料の供給量を求めた。供給量が多いほど、トナ
ーの生産性が向上する。(○:生産性良好、△:生産性
やや不良)
にて連続にコピーをとり、5万枚目の画像をサンプリン
グし、画像の地肌汚れおよび複写機内のトナー飛散を目
視で観察し、それらの状況を次の基準で表わした。 ◎かなり良好、○:良好、△:やや不良、×:不良
万枚コピー後、現像部を取り出し、現像剤を10g抜取
り、マルチサイザーにてトナーの粒経を測定し5μm以
下の微粉の含有量を測定した。
次の基準で評価した。 ○:海島構造がなく、着色剤等の凝集物が認められない
状態。 △:海島構造がやや認められ、着色剤等の凝集物もやや
認められる状態。 ×:明らかに海島構造が認められ、着色剤等の凝集物も
認められる状態。
万枚コピー後、現像部を取り出し、現像剤を10g抜取
り、細川ミクロン社製イースパートアナライザーにて5
μC/g以下の分布の有無を確認し、次の基準で評価し
た。 ○:なし、△:存在するが5個数%未満、×:5個数%
以上存在する。
性に優れ、かつ、定着性およびホットオフセット製に優
れ、バランスの良いトナーであること、それに対して比
較例1〜4はバランスの悪いトナーであることが分か
る。
11は画像特性に優れ、かつ、定着性およびホットオフ
セット性に優れ、バランスの良いトナーであること、そ
れに対して比較例5〜9はバランスの悪いトナーである
ことが分かる。
アをシリコーン樹脂コート鉄粉とノンコート鉄粉を使用
し、現像剤を作製した。得られた現像剤を複写機(リコ
ー社製電子写真複写機FT6665(トナーリサイクル
機構なし))に装填し20万枚のコピーテストを行っ
た。その結果、シリコーン樹脂コートのキャリアを使用
した現像剤は70万枚のコピーでも画像鮮明で、帯電量
の変化も8μC/gであった。一方、ノンコートキャリ
アを使用した現像剤は16万枚で画像濃度低下が認めら
れ、帯電量の落ち込みも15μC/gと大きかった。
アをシリコーン樹脂コート鉄分とノンコート鉄分を使用
し、現像剤を作製した。得られた現像剤を複写機(リコ
ー社製電子写真複写機スピリオ3750(トナーリサイ
クル機構あり))に装填し10万枚のコピーテストを行
った。その結果、シリコーン樹脂コートのキャリアを使
用した現像剤は10万枚のコピーでも画像鮮明で、帯電
量の変化も10μC/gであった。一方、ノンコートキ
ャリアを使用した現像剤は10万枚で画像濃度低下が認
められ、帯電量の落ち込みも19μC/gと大きかっ
た。
オイルブラックBY(オリエント化学社製)250gお
よび磁性体(マグネタイト)1500gを二本ロールで
加熱溶融混練した。混練条件およびトナーの評価結果を
下記表9にまとめて示す。なお、評価にはクリーニング
性および画像濃度を加えた。また、複写機はリコー社製
M−10を使用した。
耐ホットオフセット性、クリーニング性などバランスの
良いトナーであること、一方、比較例10のトナーは磁
性体の粒径が大きく、特性からもバランスの悪いトナー
であることが分かる。
用トナーは、少なくとも着色剤とバインダー樹脂を溶融
混練してなる電子写真用トナーにおいて、該溶融混練前
のバインダー樹脂がTHF不溶解分を5〜30重量%含
有し、かつ、該THF不溶解分のTHF膨潤度が2〜2
0であるとするものであり、このトナーによれば現像時
に現像器内で微粉が発生せず、その結果トナースペント
の発生がないこと、また、溶融混練による各材料の分散
が良好となり、その結果、画像の地汚れおよびトナー飛
散がなく、長期に安定的な画像を得ることができ、ま
た、定着性および耐ホットオフセット性も良好で、さら
に生産性にも優れたトナーを得ることがでる。
求項1のバインダー樹脂がスチレン系共重合体樹脂20
〜50重量%およびポリエステル樹脂50〜80重量%
からなるものであり、これによれば特にトナーリサイク
ル機構を有する複写機に使用されたとき、上述した効果
を十分に発揮することができるトナーを得ることができ
る。
求項1または2の電子写真用トナーにおいて、溶融混練
後のバインダー樹脂がTHF不溶解分を含まず、かつ、
THF溶解分中の分子量1×107以上の成分が5〜2
0重量%含有されていることを特徴とするものであり、
これによれば定着性と耐ホットオフセット性を損なわ
ず、さらに現像器内における微粉の発生によるトナース
ペントを抑制することができるトナーを得ることができ
る。すなわち、請求項1のごとく溶融混練前のバインダ
ー樹脂はTHF不溶解分を含有するが、溶融混練工程の
熱エネルギーなどにより分子が切断されてトナー中にT
HF不溶解分が存在し無くなる。THF不溶解分を含有
すると定着性が悪化する。また、分子量が1×107以
上の成分が5重量%未満であるとトナースペント抑制の
効果がなく、20重量%を越えると定着性が悪化する。
求項1、2または3の電子写真用トナーにおいて、トナ
ーのガラス転移点を55〜65℃に規制するものであ
り、これによれば上記電子写真用トナーの保存性をさら
に向上させたトナーを得ることができる。
求項1、2または3の電子写真用トナーにおいて、該ト
ナーのMI値を5〜30g/10分に規制するものであ
り、これによれば上記電子写真用トナーの定着性および
耐ホットオフセット性をさらに向上させたトナーを得る
ことができる。
求項1、2、3、4または5に記載した電子写真用トナ
ーにおいて、該トナーのGPCによる分子量分布におい
て、分子量3000〜8000の範囲に少なくとも一つ
のピークを有するトナーとするものであり、これによれ
ば上記電子写真用トナーの耐ホットオフセット性を損な
わずに定着性を良好にするトナーを得ることができる。
は、請求項1、2、3、4、5または6記載の電子写真
用トナーの中に粒子径0.3μm以下の磁性体粒子を含
有してなるもので、これによれば上記電子写真用トナー
が有する特性を有するのみならずクリーニング性の向上
した磁性トナーを得ることができる。
求項1、2、3、4、5または6に記載した電子写真用
トナーとシリコーン樹脂で表面被覆されたキャリア粒子
を混合してなるもので、これによれば上記トナーが持つ
特性を保持した耐久品質の優れた現像剤を得ることがで
きる。
体上の静電潜像を粉体トナーで現像し、現像された画像
を転写媒体上に転写した後、像担持体上に残留するトナ
ーを回収し再使用する画像形成方法において、該粉体ト
ナーが請求項2〜6のいずれかに記載した電子写真用ト
ナーで、かつ、該トナーとキャリア粒子を混合して用い
るかまたは該粉体トナーが上記請求項7記載の電子写真
用磁性トナーとするものであり、これによればトナーリ
サイクルシステムを有する画像形成方法において、リサ
イクルトナーが現像装置内で微粉化など悪影響を及ぼす
こと無く、かつまた、定着性、耐ホットオフセット性が
良好で長期に渡って高画質の画像を得ることができる画
像形成方法を得ることができる。
求項9に記載した画像形成方法において、キャリア粒子
がシリコーン樹脂で表面被覆されたキャリア粒子を用い
るものであり、これによれば上記トナー特性を保持し、
かつまた、帯電劣化の少ない二成分系現像剤によるトナ
ーリサイクルシステムを有する画像形成方法が得られ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも着色剤とバインダー樹脂を溶
融混練してなる電子写真用トナーにおいて、前記溶融混
練前のバインダー樹脂がTHF不溶解分を5〜30重量
%含有し、かつ、該THF不溶解分のTHF膨潤度が2
〜20であることを特徴とする電子写真用トナー。 - 【請求項2】 請求項1記載の電子写真用トナーにおい
て、前記バインダー樹脂がスチレン系共重合体樹脂20
〜50重量%およびポリエステル樹脂50〜80重量%
からなることを特徴とする電子写真用トナー。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の電子写真用トナ
ーにおいて、溶融混練後のバインダー樹脂がTHF不溶
解分を含まず、かつ、THF溶解分中の分子量1×10
7以上の成分を5〜20重量%含有していることを特徴
とする電子写真用トナー。 - 【請求項4】 請求項1、2または3記載の電子写真用
トナーにおいて、該トナーのガラス転移点が55〜65
℃であることを特徴とする電子写真用トナー。 - 【請求項5】 請求項1、2または3記載の電子写真用
トナーにおいて、該トナーのMI値が5〜30g/10
分であることを特徴とする電子写真用トナー。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の電
子写真用トナーにおいて、該トナーのGPCによる分子
量分布において、重量平均分子量3000〜8000の
範囲に少なくとも一つのピークを有することを特徴とす
る電子写真用トナー。 - 【請求項7】 請求項1、2、3、4、5または6記載
の電子写真用トナーにおいて、該トナー中に粒子径0.
3μm以下の磁性体粒子が含有されていることを特徴と
する電子写真用磁性トナー。 - 【請求項8】 請求項1、2、3、4、5または6記載
の電子写真用トナーとシリコーン樹脂で表面被覆された
キャリア粒子を混合してなることを特徴とする電子写真
現像剤。 - 【請求項9】 像担持体上の静電潜像を粉体トナーで現
像し、現像された画像を転写媒体上に転写した後、像担
持体上に残留するトナーを回収し再使用する画像形成方
法において、該粉体トナーが請求項2〜6のいずれかに
記載する電子写真用トナーで、かつ、該トナーとキャリ
ア粒子を混合して用いるかまたは該粉体トナーが請求項
7記載の電子写真用磁性トナーであることを特徴とする
画像形成方法。 - 【請求項10】 請求項9記載の画像形成方法におい
て、前記キャリア粒子がシリコーン樹脂で表面被覆され
たキャリア粒子であることを特徴とする画像形成方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35182298A JP2000181119A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 電子写真用トナーおよびそれを用いた画像形成方法 |
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JP (1) | JP2000181119A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-12-10 JP JP35182298A patent/JP2000181119A/ja active Pending
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