JP2005326597A - トナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水系媒体中に分散する重合体微粒子を複数個凝集合一させることにより得られるトナー粒子を有するトナーであって、該トナーは少なくとも着色剤、結着樹脂及びSO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂と、離型剤とを含有するトナーを、体積平均径が4〜10μmであり、形状係数SF−1が115〜140であり、平均円形度が0.950〜0.990であり、且つ、BET比表面積が1 .5〜7.0m2/gであるものとする。
【選択図】図2
Description
X基含有する懸濁重合トナーは、上述のように摩擦帯電量が過剰になる傾向があるが、このような系では、特に、ハーフトーン画像等の細かい潜像パターンを顕像化した場合の転写効率が悪化し易くなる。このような場合、ハーフトーン画像の乱れや2次色混合での色彩が変化するため好ましくない(例えば、特許文献2参照)。
(13C−NMR(核磁気共鳴)スペクトルの測定測定装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MH
パルス条件:5.0μ
データポイント:3276
遅延時間:25sec
周波数範囲:10500H
積算回数 :16
測定温度 :40
試料 :測定試料200mgをφ5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒としてCDC13(TMS0.05%)を添加し、これを40℃の恒温槽内で24時間以上溶解させて調製する。
X量が定量的に求めることができるものである。
カラム:GMH−MT30cm 2連(東ソー社製)
温度:135℃
溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
流速:1.0ml/min
試料:0.15%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出に当たっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。更に、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出される。
TM、IGEPAL CA-720 TM、IGEPAL CO-890 TM、IGEPAL CO-720 TM、IGEPAL CO-290 TM、IGEPAL CA-210 TM、ANTAROX 890 TM及びANTAROX 897TM としてローヌ−プーランから入手可能)等の非イオン性界面活性剤から選択することもできる。
シリカ微粉末の使用量としては、特に定めるものではないが、トナー粒子100質量部に対してシリカ微粉体0.01〜8質量部、好ましくは0.1〜5質量部使用するのが良い。
(MXLNG:絶対最大長、AREA:トナー投影面積)
[トナーの平均円形度]
本発明のトナーにおける形状制御は、フロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の相当径−円形度スキャッタグラムにおける該トナーの平均円形度が0.950〜0.990の範囲が好ましい。
具体的には、以下のように重合体微粒子、着色剤微粒子及び離型剤微粒子を含む水性分散液に、例えばpH調整剤、凝集剤及び安定剤等を添加し前記微粒子を複数個凝集し、凝集粒子を熱融着させる、乳化凝集重合法である。
X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂の電気的及び摩擦帯電的な特性と、適度なトナー形状が相乗的に作用して達成できるものである。
[画像形成方法の説明]
本願発明の画像形成方法は、少なくともトナー担持体と、トナー担持体上のトナーを規制しトナー層を形成するトナー規制部材と、静電潜像担持体と、転写部材とから成るものであって、一成分現像方法や2成分現像方法、或は磁性現像方法や非磁性現像方法、又は非接触現像方法や接触現像方法といった画像形成方式について特に限定することはないが、好ましくは、非磁性一成分の画像形成方法であり、より好ましくは、非磁性一成分接触現像方式の画像形成方法である。
静電潜像担持体の非潜像部 ;−750V
トナー担持体印加バイアス ;DC −350V
トナー帯電ローラ印加バイアス ;−1000V
即ち、トナー担持体上のトナー層に対して650Vの電位差を持つように設定したものを使用した。
[SO3X基を含有する樹脂A]
アクリベースFCA−1001−NS(藤倉化成(株)社製);市販品をそのまま使用した。
[SO3X基を含有する樹脂B]
アクリベースFCA−201−PS(藤倉化成(株)社製);市販品をそのまま使用した。
[SO3X基を含有する樹脂Cの製造例]
攪拌機、コンデンサ、温度計、窒素導入管の付いたフラスコに
・トルエン 20部、
・メタノール 50部、
・スチレン 95部、
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸 4.5部、
(関東化学社製試薬)
・アクリル酸−2−エチルヘキシル 0.5部、
・ラウリルパーオキシド 1. 5部
を仕込み、3.3S−1にて攪拌しながら窒素雰囲気にて70℃で10時間重合した。
[SO3X基を含有する樹脂Dの製造例]
ラウリルパーオキシドの量を1.0質量部にする以外はSO3X基を含有する樹脂Cの製造例と同様にして、SO3X基を含有する樹脂Dを製造した。
[SO3X基を含有する樹脂Eの製造例]
スチレンを69.5質量部に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム30質量部、ラウリルパーオキシド3.0質量部にする以外はSO3X基を含有する樹脂Cの製造例と同様にして、SO3X基を含有する樹脂Eを製造した。
[SO3X基を含有する樹脂Fの製造例]
スチレンを69.5質量部に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸カリウム30質量部、ベンゾイルパーオキシド0.1 質量部にする以外はSO3X基を含有する樹脂Cの製造例と同様にして、SO3X基を含有する樹脂Eを製造した。
[SO3X基を含有する樹脂Gの製造例]
攪拌機、コンデンサ、温度計、窒素導入管の付いたフラスコに
・トルエン 16.7部、
・メタノール 50部、
・スチレン 90部、
・アクリル酸−2−エチルヘキシル 10部、
・ラウリルパーオキシド 1.5部
を仕込み、ゆっくり攪拌しながら、窒素雰囲気にて65℃で10時間重合した。
樹脂微粒子分散液を下記に示す乳化重合法で合成した。
顔料分散液1の製造:
カーボンブラック MA−100 10質量部
スチレン 50質量部
顔料分散剤(ソルスパース5000、ICIジャパン社製) 0.5質量部
上記の成分から成る混合液をサンドミルで1時間攪拌して顔料分散液1を得た。
樹脂微粒子分散液1の製造:
反応器(高剪断攪拌装置付き、容積2リットルフラスコ)に以下の組成物を仕込み分散媒1とした。
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.1質量部
(ハード型、東京化成社製)
イオン交換水 550重量部
次いで、下記組成物をビーカーにて充分に分散させ、着色重合性単量体組成物1を得た。
スチレン 50質量部
nブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 5質量部
樹脂A (藤倉化成(株)社製 FCA1001−NS) 8質量部
次いで、着色重合性単量体組成物1を分散媒1に加え、更に、過硫酸アンモニウム開始剤2. 7質量部を添加した。
離型剤1(ステアリン酸ステアリルエステル) 50質量部
サニゾールB50 5質量部
イオン交換水 200質量部
上記の成分から成る混合液をサンドミルで1時間攪拌して離型剤分散液1を得た。
冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、45℃で流動層乾燥を行ない、更に風力分級により分級操作することでトナー粒子(1)を得た。このようにして得られたトナー粒子(1)100質量部と、BET表面積の値が200(m2/g)の疎水化処理シリカ1.0質量部とをヘンシェルミキサーにて機械的混合することで本発明のトナー(1)を得た。
<トナーの製造例2〜4>
トナー製造例1において、カーボンブラックを下記の顔料に変更する他はトナー製造例1と同様にして本発明のカラー画像形成方法に使用するトナー(2)〜(4)を合成した。
トナー(3) ; C.I.ピグメントレッド 122 4部相当
トナー(4) ; C.I.ピグメント 17 4部相当
<トナーの製造例5>
樹脂Aの量を0.7質量部相当になるよう調整して着色重合性単量体組成物を合成し、且つ、凝集条件の温度と、硫酸アルミニウム水溶液の添加条件を調整する他はトナー製造例1と同様にして、本発明のトナー(5)を合成した。
<トナーの製造例6>
樹脂Aの量を0.5質量部と、荷電制御剤1(ベンジル酸金属錯体、LR297、日本カーリット社製)を0.5質量部とを用いて着色重合性単量体組成物を合成し、且つ、凝集条件の温度と硫酸アルミニウム水溶液の添加条件を調整する他はトナー製造例1と同様にして、本発明のトナー(6)を合成した。
<トナーの製造例7>
離型剤1の量を10質量部に変えて着色重合性単量体組成物を合成し、且つ、凝集条件の温度と、硫酸アルミニウム水溶液の添加条件を調整する他はトナー製造例5と同様にして本発明のトナー(7)を合成した。
<トナーの製造例8>
樹脂Aに変えて樹脂Cを1質量部と、離型剤1に変えて離型剤2(ペンタエリスリトールステアレート、酸価8mgKOH/g)2質量部を使用し、且つ、凝集条件の温度を変更する他はトナー製造例1と同様にして本発明のトナー(8)を合成した。
<トナーの製造例9>
離型剤2に変えて離型剤3(フィッシャトロプシュワックス、酸価3.2mgKOH/g)6質量部を使用し、且つ、凝集条件の温度を変更する他はトナー製造例8と同様にして、本発明のトナー(9)を合成した。
<トナーの製造例10及び11>
樹脂Aに変えて樹脂Cを使用し単量体のアクリル酸を使用せずに着色重合性単量体組成物を合成し、且つ、凝集条件の温度を表2に示す条件に変更する他はトナー製造例1と同様にして本発明のトナー(10)及び(11)を合成した。
<トナーの製造例12〜14>
トナー製造例1における樹脂Aを表2に示す条件に変更し、且つ、凝集条件の温度を表2に示す条件に変更する他はトナー製造例1と同様にして本発明のトナー(12)〜(14)を合成した。
<トナーの比較製造例1>
トナー製造例1における樹脂Aの量を12質量部とし、且つ、凝集条件の温度を表2に示す条件に変更する他はトナー製造例1と同様にして本発明の比較トナー(1)を合成した。
<トナーの比較製造例2>
樹脂Aの量を0.5質量部とし、且つ、凝集条件の温度を表2に示す条件に変更し、硫酸アルミニウム水溶液の添加条件をトナー製造例1の5倍の時間にする他はトナーの比較製造例1と同様にして本発明の比較トナー(2)を合成した。
<トナーの比較製造例3>
トナー製造例1における樹脂Aに変えて、SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有しない樹脂Gを使用する他はトナー製造例1と同様にして本発明の比較トナー(3)を合成した。
・スチレン−アクリル樹脂 94重量部
〔Mn=5000,Mw=12700,Tg=60℃〕〕
・カーボンブラック(一次粒子径40nm ) 8重量部
上記材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で120℃に昇温させ、充分に前混合する。その後、3本ロールで2回混練し、第1の混練物を得た。
・樹脂A 1質量部
・離型剤(ポリエチレン誘導体、Mn1000、酸価0.6mgK0.H/g)
10質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸式押出し機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。更に、得られた微粉砕物を多分割分級装置で微粉及び粗粉を同時に厳密に除去した後、ローターを回転して機械的衝撃力を与える方式の表面改質装置を用い、回転数26s−1で3分間バッチ式により該トナー粒子を表面処理し、次いで多分割分級装置によって分級し、トナー粒子を得た。
このようにして得られたトナー粒子100質量部と、BET比表面積の値が200(m2/g)の疎水化処理シリカ1.0質量部をヘンシェルミキサーにて機械的混合することで本発明の比較トナー(4)を得た。
以上の方法でS1,S2を測定して得られた摩擦帯電量を各々Q1,Q2とした。得られたQ1,Q2に基づいて後述の評価方法で評価した。
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。
[プロセスカートリッジ(1)]
本願発明の実施例で使用する画像形成装置について以下にその概略を説明する。
(1)帯電性
本発明における現像剤の二成分トリボ値の測定法によって測定したブローオフトリボQ1及びQ2に基づいて帯電性を以下の式によって算出した。
ここで、Q1:1分間攪拌品の二成分トリボ測定値
Q2:5分間攪拌品の二成分トリボ測定値
評価基準
A:帯電性が良好(0.2未満)
B:帯電性がやや良い(0.2以上、0.3未満)
C:帯電性が従来品同等(0.3以上、0.4未満)
D:帯電性がやや悪い(0.4以上、0.5未満)
E:帯電性が非常に悪い(0.5以上)
プリントアウト画像評価:
<1>濃度安定性
ベタ印字画像を出力し、トナー担持体1周目に相当する位置の画像濃度を測定する(画像濃度1)。又、画像先端からトナー担持体2週目以降に相当する位置の画像濃度を測定する(画像濃度2)。測定した2つの画像濃度に対し、下記式より濃度安定性を算出した。
尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定した。
B:良好 (0.05以上、0.08未満)
C:実用可 (0.08以上、0.13未満)
D:実用不可 (0.13以上)
<2>画像カブリ
全白画像を出力し、「リフレクトメータ」(東京電色社製)により測定したプリントアウト画像の白地部分の白色度と転写紙の白色度の差からカブリ濃度(%)を算出し、画像カブリを評価し、帯電安定性の指標とした。
B:良好 (1.5%以上、2.5%未満)
C:実用可 (2.5%以上、4.0%未満)
D:実用不可 (4%以上)
<3>ハーフトーン(HT)画質
600dpiの解像度で2ライン11スペースの画像を出力した。このときの出力画像を目視で評価した。
B:良好 (良く見るとややムラ状になって見える)
C:使用可 (ややムラ状だが、気にならないレベル)
D:使用難あり(安定性に欠けるが使えないこともない)
E:使用不可 (安定性に欠け、実用的でない)
<4>潜像担持体への融着
一定枚数連続印刷した後に、紙上にベタ印字定着画像を出力する。このベタ印字画像上に白く抜けた点が存在する場合、この白い点を潜像担持体への融着と判断し評価した。
B:良好 (白い点が僅かに確認できるが、実用上全く問題ないレベル)
C:実用可 (白い点が確認できるが、実用上可能なレベル)
D:実用不可 (白い点が著しく、実用的に困難なレベル)
<5>規制部材への融着
高印字率の画像をプリントアウトし、その画像上に現れる規制部材への融着が原因となる画像スジの程度を目視で評価した。
B:良好 (若干の画像スジが確認できるが、実用上全く問題ないレベル)
C:実用可 (画像スジが確認できるが、実用上可能なレベル)
D:実用不可 (画像スジが著しく、実用的に困難なレベル)
<6>転写領域
評価チャートを出力する時の転写性を転写前後のドラム上のトナー質量から下記式によって転写性を算出した。
更に、転写時の転写ローラに印加する印加電圧と、この転写性との関係をグラフにする。一例を図6に示す。
評価基準
A:転写領域が 600V以上
B:転写領域が 450V以上、600V未満
C:転写領域が 250V以上、450V未満
D:転写領域が 10V以上、250V未満
E:転写領域が 10V以下
2 一次帯電部材
3 露光手段
4 現像ユニット
5 現像剤担持体
6 供給手段
7 規制部材
8 現像剤
9 転写部材
10 クリーニングブレード
11 廃トナー容器
12 定着手段
13 転写材
15 帯電補助ローラ
19a〜19d 静電潜像担持体
17a〜17d 現像器
22 定着手段
S 記録材
100 像加熱装置(定着装置)
N 定着ニップ
N1 一次転写ニップ
N2 二次転写ニップ
P 転写材(記録材)
101 静電潜像担持体(感光体ドラム)
102 帯電装置(帯電ローラ)
103 レーザ光
104 現像器
104Y イエロー現像器
104M マゼンタ現像器
104C シアン現像器
104BK 黒現像器
105 中間転写体ドラム
106 転写ローラ
107 クリーナ(感光体ドラム用クリーナ)
108 クリーナ(中間転写体ドラム用クリーナ)
109 ミラー
110 レーザ光学箱
T1 一次転写部
T2 二次転写部
Claims (13)
- 水系媒体中に分散する重合体微粒子を複数個凝集合一させることにより得られるトナー粒子を有するトナーであって、該トナーは少なくとも着色剤、結着樹脂及びSO3
X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂と、離型剤とを含有するトナーであって、
体積平均径が4〜10μmであり、形状係数SF−1が115〜140であり、平均円形度が0.950〜0.990であり、且つ、BET比表面積が1 .5〜7.0m2/gであることを特徴とするトナー。 - BET比表面積が3.0〜7.0m2/gであることを特徴とする請求項1記載のトナー。
- SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂は、重量平均分子量が500〜100000であることを特徴とする請求項1又は2記載のトナー。
- SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂は、重量平均分子量が26000〜100000であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のトナー。
- SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂は、該樹脂中にSO3X(X=H、アルカリ金属)基を30〜2500mmol/kg含有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のトナー。
- SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂が、少なくともスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドであることを特徴とする請求項〜5の何れかに記載のトナー。
- SO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂が、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸とビニルモノマーの共重合体であることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のトナー。
- 離型剤が、エステルワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスより選択されたワックスであることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のトナー。
- 少なくともトナー担持体と、トナー担持体上のトナーを規制しトナー層を形成するトナー規制部材と、静電潜像担持体と、転写部材を用いる画像形成方法であって、
前記トナーは、水系媒体中に分散する重合体微粒子を複数個凝集合一させることにより得られるトナー粒子を有するトナーであって、該トナーは少なくとも着色剤、結着樹脂及びSO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂と、離型剤とを含有するトナーであって、体積平均径が4〜10μmであり、形状係数SF−1が115〜140であり、平均円形度が0.950〜0.990であり、且つ、BET比表面積が1 .5〜7.0m2/gであるトナーを用いることを特徴とする画像形成方法。 - 前記トナー担持体は静電潜像担持体に接触して現像を行うことを特徴とする請求項9記載の画像形成方法。
- 前記トナー担持体上に接するように配置されたトナー帯電ローラを有することを特徴とする請求項9又は10記載の画像形成方法。
- 前記トナー帯電ローラは、トナー担持体上の規制されたトナー層に対して圧接するように配置されトナーと同極性のバイアスを印加するものであることを特徴とする請求項9〜11の何れかに記載の画像形成方法。
- 少なくともトナー担持体と、トナー担持体上のトナーを規制しトナー層を形成するトナー規制部材と、静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に転写後残留するトナーをクリーニングするクリーニング部材を有するプロセスカートリッジであって、
前記トナーは、水系媒体中に分散する重合体微粒子を複数個凝集合一させることにより得られるトナー粒子を有するトナーであって、該トナーは少なくとも着色剤、結着樹脂及びSO3X(X=H、アルカリ金属)基を含有する樹脂と、離型剤とを含有するトナーであって、体積平均径が4〜10μmであり、形状係数SF−1が115〜140であり、平均円形度が0.950〜0.990であり、且つ、BET比表面積が1 .5〜7.0m2/gであるトナーを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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