JP2005292468A - 静電潜像現像用トナー、画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画像形成部1と、記録材供給部2と、画像定着部3と、制御部4とを含む画像形成装置100において記録材に画像を形成するにあたり、静電潜像現像用トナーとして、ポリエステル樹脂、ポリアルキレン、ポリオレフィン分散剤および非酸化ポリエチレン樹脂を含む結着樹脂と無機顔料とを含有する着色性樹脂粒子の表面に疎水性流動化剤粒子が付着し、時定数τが100〜350msecである静電潜像現像用トナーを用いる。
【選択図】 図1
Description
結着樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリアルキレン、ポリオレフィン分散剤および非酸化ポリエチレン樹脂を含み、
ポリオレフィン分散剤が、ポリオレフィン樹脂にスチレン系ポリマー鎖またはスチレン(メタ)アクリル系ポリマー鎖がグラフト重合してなるグラフト重合体およびスチレン(メタ)アクリル系ポリマーから選ばれるポリオレフィン分散剤であり、かつ
該トナーの時定数τが100〜350msec(100msec以上、350msec未満)であることを特徴とする静電潜像現像用トナーである。
静電潜像現像用トナーが、前述のいずれか1つであることを特徴とする画像形成装置である。
(2)記録材への転写性および定着性が良好で、感光体へのフィルミング、加熱加圧ローラ(定着ローラ)へのオフセットなどが起こり難い。
(4)本発明のトナーは、好ましくは3〜15μm、さらに好ましくは5〜8μmの粒径に調製できるけれども、トナーに要求される諸性能を低下させることなく、3〜5μm程度への小径化も可能である。
E=R・i(t)+q(t)/C …(1)
E=[(R・dq(t)/dt)+q(t)]/C …(2)
q(t)=CE(1−exp(−t/RC)) …(3)
ec(t)=E(1−exp(−t/τ)) …(4)
〔式中、τ=RCである。〕
という関係式を得る。
本発明で使用するポリエステル樹脂は、塩基酸と多価アルコールとの重縮合物である。塩基酸としては、ポリエステル樹脂の製造に常用されるものを使用でき、たとえば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、メサコン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水へット酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸などが挙げられる。これらの中でも、トナーの耐ブロッキング性をさらに向上させるという観点からは、芳香族ジカルボン酸類が好ましい。多塩基酸は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。多価アルコールとしても、ポリエステル樹脂の製造に常用されるものを使用でき、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール,1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA、ビスフェノールジヒドロキシプロピルエーテル、グリコール、グリセリンなどが挙げられる。これらの中でも、トナーの耐ブロッキング性をさらに向上させるという観点からは、ジオール類が好ましい。多価アルコールは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
ポリアルキレンは、たとえば、本発明の静電潜像現像用トナーの耐オフセット性などを向上させるために用いられる。
ポリオレフィン分散剤は、たとえば、ポリアルキレンのポリエステル樹脂中への分散に寄与する。
ポリオレフィン分散剤の使用量は、他成分、特にポリアルキレンの種類、使用量などに応じて適宜選択できるけれども、好ましくはポリエステル樹脂100重量部に対して0.2〜5.0重量部、さらに好ましくは0.5〜3.0重量部である。0.2重量部未満では、ポリアルキレンのポリエステル樹脂中への分散が不充分になる可能性がある。一方、5.0重量部を大幅に超えると、分散が良すぎてポリアルキレンを配合した効果が薄れ定着オフセットが発生するおそれがある。
非酸化ポリエチレンとしては、公知のものを使用できる。さらに市販品をも使用できる。
上記化学構造式(1)において、符号A+で示される炭素数8〜16の直鎖状アルキルアンモニウム基としては、たとえば、NH3 +C12H25、NH3 +C14H29などが挙げられる。
負荷電制御剤の使用量は特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、ポリエステル樹脂100重量部に対して0.5〜5.0重量部、さらに好ましくは1〜3重量部である。
疎水性流動化剤粒子の使用量は、疎水性流動化剤粒子などの種類に応じて、着色性樹脂粒子100重量部に対して好ましくは0.1〜3.0重量部である。0.1重量部未満では、スペーサ効果が不充分になる可能性がある。3.0重量部を超えると、浮遊シリカが発生し画像に白点が生じるおそれがある。
記録材再供給搬送装置52は、送給路61,62,63を含んで構成される。
後処理装置54によれば、画像記録済み記録材に所望の後処理が施される。
ステンレス鋼製加圧反応器にキシレン40部および非酸化ポリプロピレン(軟化点152℃、商品名:ビスコール550P、三洋化成工業(株)製)20部を投入し、該加圧反応器内を充分窒素置換した後、密閉下で170℃まで昇温した。この温度を維持しながら、スチレン80部、n−ブチルアクリレート12部、メチルメタアクリレート8部およびジ−ブチルパーオキサイド1部の混合液を4時間かけて滴下し、さらに170℃で1時間保持し、グラフト重合体とスチレン(メタ)アクリレート樹脂とを含むキシレン溶液を得た。該溶液からキシレンを留去することにより、ポリアルキレン分散剤(a)が得られた。
ステンレス鋼製加圧反応器にトルエン50部および非酸化ポリエチレン(軟化点120℃、商品名:PE130、クラリアントジャパン(株)製)25部を投入し、該加圧反応器内を常圧下で110℃まで昇温してトルエンを還流させた。この温度を維持しながら、スチレン83部、2−エチルヘキシルアクリレート17部、ジビニルベンゼン0.5部およびベンゾイルパーオキサイド1部の混合液を2時間かけて滴下し、さらに110℃で1時間保持し、グラフト重合体とスチレンアクリレート樹脂とを含むトルエン溶液を得た。該溶液からトルエンを留去することにより、ポリアルキレン分散剤(b)が得られた。
非酸化ポリプロピレン(ビスコール550P)20部に代えて、非酸化ポリエチレン(PE−130)12部および非酸化ポリプロピレン(ビスコール550P)8部を使用する以外は、合成例1と同様にして、ポリアルキレン分散剤(c)を得た。
ポリエステル樹脂(酸価25、水酸基価11、三洋化成工業(株)製)100部
ポリアルキレン分散剤(a) 3部
負荷電制御剤(商品名:Aizen Spilon Black TRH、保土ヶ谷化学工業(株)製) 1.5部
カーボンブラック(商品名:MA77、三菱化学(株)製) 10部
非酸化ポリプロピレン(ビスコール550P) 3部
非酸化ポリエチレン(PE−130) 3部
上記各成分を上記の割合で混合し二軸押出機にて溶融混練後、冷却粉砕し、平均粒径6.3μmのトナー粒子(着色性樹脂粒子)を得た。
実施例1において、ポリエステル樹脂、カーボンブラックおよび疎水性シリカを下記のものに変更し、かつ非酸化ポリエチレン(PE−130)の使用量を5部に変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例2のトナーを得た。なお、トナー粒子(着色性樹脂粒子)の平均粒径は6.7μmであった。
カーボンブラック(MA−100S、三菱化学(株)製) 20部
疎水性シリカ(商品名:HDK H2000、比表面積140m2/g、WACKER社製) 2.2部
実施例1において、ポリエステル樹脂および疎水性流動化剤粒子を下記のものに変更し、かつカーボンブラック(MA−77)の使用量を5部に、および非酸化ポリエチレン(PE−130)の使用量を0.8部に変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例3のトナーを得た。なお、トナー粒子(着色性樹脂粒子)の平均粒径は7.2μmであった。
疎水性シリカ(商品名:R812S、比表面積220m2/g、日本アエロジル(株)製) 0.6部
(実施例4)
疎水性流動化剤粒子を下記のものに変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例4のトナーを得た。
を用いる以外は実施例1と同様に実施例4のトナーを得た。
実施例1において、ポリエステル樹脂および疎水性流動化粒子を下記のものに変更し、かつカーボンブラック(MA−77)の使用量を4部に変更する以外は、実施例1と同様にして、比較例1のトナーを得た。
疎水性シリカ(商品名:RX50、比表面積50m2/g、日本アエロジル(株)製) 4.0部
実施例1において、ポリエステル樹脂、カーボンブラックおよび疎水性流動化粒子を下記のものに変更する以外は、実施例1と同様にして、比較例2のトナーを得た。
カーボンブラック(MA−100S) 28部
流動化剤粒子(商品名:300、比表面積300m2/g、日本アエロジル(株)製) 0.1部
実施例1において、ポリエステル樹脂、カーボンブラックおよび疎水性流動化粒子を下記のものに変更する以外は、実施例1と同様にして、比較例3のトナーを得た。
カーボンブラック(MA−77) 3部
疎水性シリカ(商品名:R812、比表面積260m2/g、日本アエロジル(株)製) 0.3部
実施例1〜4および比較例1〜3のトナーを用い、デジタル複写機(商品名:AR−5−5、シャープ(株)製)の改造機により、常温(20℃、65%)環境下にて実写試験を行い次の評価を行った。通紙は国内紙を用いた。結果を表1に示す。なお、表1に、ポリエステル樹脂の酸価、水酸基価およびガラス転移温度(Tg、℃)、疎水性流動化剤粒子の使用量および比表面積を併せて示す。
8万枚の実写試験(6%原稿使用)を行い、画像濃度測定機(商品名:PROCESS
MEASUREMENTS RD914型、マクベス(Macbeth社製)を用いて画像濃度を測定し、1.35以上を○、1.35未満を×と評価した。
8万枚の実写試験(6%原稿使用)を行い、実写5000枚毎に、現像器からトナーを採取し、粉体帯電量測定装置(商品名:TB−200、東芝ケミカル(株)製)により測定した。
AR−505の現像器にトナー1400gを充填し、複写可能枚数を調べた。その後、トナー収納容器内の残留トナー量(g)を調べた。
流動性が悪いとトナー収納容器内に残留するトナーの量が増化するので残留トナー量を流動性の指標とし、トナー収納容器内に残留トナー量(g)は、20g未満を○、20g超を×と評価した。
8万枚の実写試験(6%原稿使用)の後、感光体を取り出し、感光体表面の光導電層の残存率を調べ、各トナーの光導電層の研磨性を評価した。なお、通紙は8.5インチ×11インチのネコサ紙を用いた。
定着部を温度制御可能に改造したデジタル複写機(AR−505)を用い、定着性を調べ、耐オフセット性を評価した。なお、通紙は国内紙を用いた。低温側オフセット発生温度140℃以下を○、高温側オフセット発生温度220℃以上を○と評価した。
トナー1400gをトナー収容容器に充填し、50℃の高温槽内に48時間放置後、トナー収容容器内からトナー150gを取り出し、IIDA MANUFACTURING CO LTD製の金属325メッシュ(目開き45μm)に入れ、ロータップ篩振盪機((株)奈良機械製作所製)にて2分間振盪後、メッシュ上のトナー残存量(g)を測定した。トナー残存量が2.0g未満の場合には、凝集性が低く、○と評価した。2.0gを超える場合には、凝集性が高く、×と評価した。
黒ベタ画像の耐擦過性を調べた。耐擦過性が良好であれば、黒ベタ画像の定着不良による紙詰まりが起こりにくいことを意味する。評価は、下記(イ)〜(ハ)のようにして実施した。
(ロ)径50mmの円形分銅(400g)の底面にネコサ紙を貼り付け、該分銅のネコサ紙の面が30mm角黒ベタ画像に接するように、30mm角黒ベタ画像を5往復擦った後、該画像の画像濃度を測定した(画像濃度B)。
(ハ)黒ベタ画像の擦り定着率を、次の式に基づいて算出した。
擦り定着率(%)=(画像濃度B/画像濃度A)×100
擦り定着率が90%以上を○、80%以上、90%未満を△および70%未満を×と評価した。
2 記録材供給部
3 画像定着部
4 制御部
5 感光体ドラム
6 帯電手段
7 露光ユニット
8 現像ユニット
9 転写手段
10 クリーニングユニット
11 除電手段
12 転写ローラ
20 記録材収容トレイ
21 ピックアップローラ
22 レジストローラ
30 定着装置
31 搬送ローラ
32 切換えゲート
33 反転ローラ
34 積載トレイ
35 定着ローラ
36 加圧ローラ
37,38,39 搬送路
50,51 記録材供給装置
52 記録材再供給搬送装置
53 中継搬送装置
54 後処理装置
55 画像読取装置
56a,56b,56c,58 記録材収容トレイ
57,60,61,62,63,64,68 送給路
59 記録材供給手段
65 受け取り搬送部
66 回転支点
67 後処理部
69 第1の記録材排出部
70 第2の記録材排出部
71 光走査ユニット
72 光電変換素子
73 自動原稿搬送装置
74 画像読取装置支持台
100 画像形成装置
Claims (11)
- 結着樹脂および無機顔料を含有する着色性樹脂粒子と、該着色性樹脂粒子の表面に付着する疎水性流動化剤粒子とを含む静電潜像現像用トナーにおいて、
結着樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリアルキレン、ポリオレフィン分散剤および非酸化ポリエチレン樹脂を含み、
ポリオレフィン分散剤が、ポリオレフィン樹脂にスチレン系ポリマー鎖またはスチレン(メタ)アクリル系ポリマー鎖がグラフト重合してなるグラフト重合体およびスチレン(メタ)アクリル系ポリマーから選ばれるポリオレフィン分散剤であり、かつ
該トナーの時定数τが100〜350msecであることを特徴とする静電潜像現像用トナー。 - ポリエステル樹脂の酸価が15〜30mgKOH/gおよび水酸基価が4〜17mgKOH/gであることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像用トナー。
- ポリエステル樹脂のガラス転移温度が55〜65℃であることを特徴とする請求項1または2記載の静電潜像現像用トナー。
- ポリエステル樹脂のメルトインデックスが0.1〜6.0g/10分であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- 無機顔料が、カーボンブラックであり、ポリエステル樹脂100重量部に対して5〜20重量部の割合で着色性樹脂粒子中に含まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- ポリアルキレンが、ポリエステル樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部の割合で着色性樹脂粒子中に含まれることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- 非酸化ポリエチレンが、ポリエステル樹脂100重量部に対して0.5〜5.0重量部の割合で着色性樹脂粒子中に含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- 疎水性流動化剤粒子が、比表面積90〜240m2/gの疎水性シリカであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- 疎水性流動化剤粒子が、着色性樹脂粒子100重量部に対して0.1〜3.0重量部混合されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の静電潜像現像用トナー。
- 請求項1〜9のいずれか1つの静電潜像現像用トナーを用い、電子写真方式により記録材に画像を記録することを特徴とする画像形成方法。
- 静電潜像現像用トナーを用い、電子写真方式により記録材に画像を記録する画像形成装置において、
静電潜像現像用トナーが、請求項1〜9のいずれか1つであることを特徴とする画像形成装置。
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