JP2009282266A - 静電荷像現像用トナー、現像剤、画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機溶媒中に、少なくとも、活性水素基を有する化合物、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、離型剤を含有する組成物を溶解又は分散させ、得られる溶液又は分散液を水系媒体中で分散させ、該水系媒体中で、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体とを、反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られるトナーであって、
前記活性水素基がアルコール性水酸基であり、前記活性水素基を有する化合物と反応可能な部位がイソシアネート基であり、該アルコール性水酸基とイソシアネート基の反応触媒が3級アミン系触媒である。
【選択図】図1
Description
また、特許文献5には、少なくとも離型剤を含むトナーを水系で造粒するトナーの製造方法において、離型剤分散液と他のトナー組成とを混合する混合工程が、有機溶媒中で行われ、前記トナー組成物が、少なくとも結着樹脂と顔料を含有し、前記結着樹脂が反応可能な置換基を有する変性ポリエステルを有し、前記変性ポリエステルの反応可能な置換基がイソシアネート基であるものが、
また、特許文献6には、有機溶媒中に、活性水素含有化合物と、伸長反応および/または架橋反応し得る官能基含有変性ポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂と、ビニル樹脂、着色剤および離型剤を溶解又は分散させた後、該溶解物又は分散物を水系媒体中に分散させることによって得られるトナー粒子であって、該官能基含有変性ポリエステル樹脂が末端にイソシアネート基を有するものが、
また、特許文献7には、少なくとも、有機溶媒中に、活性水素基と反応可能な部位を有する重合体を含有する組成物を溶解又は分散させた溶液又は分散液を水系媒体中で分散させた後に、活性水素基と反応可能な部位を有する重合体と活性水素基を有する化合物を反応させることにより得られ、活性水素基と反応可能な部位を有する重合体は、脂肪族ポリオール、ポリエステル樹脂及びジイソシアネート化合物を反応させることにより得られ、末端にイソシアネート基を有するものが開示されているが、いずれも優れた低温定着性、耐オフセット性、長期にわたる高精細画像形成性を同時に満たすトナーは得られていないという問題点を有している。
前記活性水素基がアルコール性水酸基であり、前記活性水素基を有する化合物と反応可能な部位がイソシアネート基であり、該アルコール性水酸基とイソシアネート基の反応触媒が3級アミン系触媒で、かつ、下記(1)及び(2)の条件を有することを特徴とする。
(1)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数をKc-deg、トリレンジイソシアナート/水の反応速度定数をKc-水としたとき、Kc-deg>Kc-水であること。
(2)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数Kc-degが1.0 (l2/eq・mol・h)<Kc-deg<50 (l2/eq・mol・h)であること。
本発明の静電荷像現像用トナーは、有機溶媒中に、少なくとも活性水素基を有する化合物、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、離型剤を含有する組成物を溶解又は分散させ、得られる溶液又は分散液を水系媒体中で分散させ、該水系媒体中で、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体とを反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られるトナーであって、
前記活性水素基がアルコール性水酸基であり、前記活性水素基を有する化合物と反応可能な部位がイソシアネート基であり、該アルコール性水酸基とイソシアネート基の反応触媒が3級アミン系触媒で、かつ、下記(1)及び(2)の条件を有することを特徴とする。
(1)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数をKc-deg、トリレンジイソシアナート/水の反応速度定数をKc-水としたとき、Kc-deg>Kc-水であること。
(2)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数Kc-degが1.0 (l2/eq・mol・h)<Kc-deg<50 (l2/eq・mol・h)であること。
本発明におけるアルコール性水酸基とイソシアネート基の反応触媒としては3級アミン系触媒が用いられる。この3級アミン系触媒は、イソシアネート/アルコール反応にかかわる一般的な触媒種の1つである。
本発明においては、この反応の触媒活性を数値化するため、TDI(トリレンジイソシアナート)とジエチレングリコールのゲル化反応速度定数Kc−deg及びTDIと水の反応速度定数Kc−水、両者を用い評価することがある。
両者の関係は、Kc−deg>Kc−水であることが好ましく、Kc−deg<Kc−水では、イソシアネート基の反応はポリエステル樹脂中の水酸基よりも、造粒中、油滴内に進入した水との反応を優先的に触媒するため、トナーの長期安定性が低下することが考えられる。
また、同様に、TDI/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数Kc−degが1.0(12/eq・mol・h)以下でも上記と同様の不具合の発生が考えられる。一方、Kc−degが50を超えると、活性水素基を有する重合体との反応が非常に速く、造粒操作中に油相粘度が高くなる。その結果、造粒生産性が著しく低下もしくは造粒不可となる。なお、12/eq・mol・hは、2次反応速度定数の単位である。
上述のように、本発明においては、イソシアネート基と反応する活性水素基としてはアルコール性水酸基が選定される。また、このアルコール性水酸基を有する化合物としてはポリエステル樹脂が好ましく使用される。このポリエステル樹脂はトナーの結着樹脂としての役割も有するため、以下の様な物性値が好適である。
すなわち該ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が3000〜10000であること、ガラス転移温度(Tg)が30〜50℃であること、水酸基価が1〜70 mgKOH/gであることが好ましい。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量が3000未満である場合、また、ガラス転移温度が30℃未満である場合は、耐オフセット性や耐熱保存性が低下することがある。一方、重量平均分子量が10000を超える場合、また、ガラス転移温度が50℃を超える場合は、低温定着性が低下することがある。さらにまた、ポリエステル樹脂の水酸基価が1〜70 mgKOH/gであることが好ましい。ポリエステル樹脂の水酸基価が1 mgKOH/g未満では、イソシアネート基との反応が進行せず、長期安定性が低下することがある。また、水酸基価が70 mgKOH/gを超えると、ポリエステル樹脂の分子量が小さい又は分岐が非常に多い樹脂となるため、ホットオフセット性が低下することがある。
本発明のトナーのガラス転移温度は、40〜70℃に設計することが好ましい。すなわち、40℃未満では耐熱保存性が不足し、70℃を超えると低温定着性に悪影響を及ぼす。ガラス転移温度の測定には、例えば、理学電機社製のTG−DSCシステムTAS−100を使用して測定することができる。
本発明のトナーは、重量平均粒径(Dv)が3〜8μmであることが好ましい。
一般的には、トナーの粒径が小さい程、高解像で高画質の画像形成に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。
トナーの重量平均粒径が3μmより小さいと、二成分現像剤においては、現像装置における長期間の攪拌により、磁性キャリア表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力が低下することがある。更に、この様なトナーを一成分現像剤として用いると、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、現像ローラー上のトナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着が発生することがある。
また、トナーの重量平均粒径が8μmよりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を形成することが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合に、トナーの粒径の変動が大きくなることがある。さらに、個数平均粒径(Dn)との関係、Dv/Dnが1.25よりも大きい場合も同様である。
また、個数平均粒径(Dn)に対する重量平均粒径(Dv)の比(Dv/Dn)が1.00〜1.25であることが好ましく、1.10〜1.25が更に好ましい。これにより、耐熱保存性、低温定着性及び耐オフセット性に優れるトナーが得られる。このとき、この様なトナーをフルカラー複写機等に用いると、光沢性に優れる画像が得られる。また、この様なトナーを二成分現像剤に用いると、長期間に亘るトナーの収支が行われても、現像剤中のトナーの粒径の変動を小さくすることができ、現像装置における長期間の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。更に、この様なトナーを一成分現像剤として用いると、トナーの収支が行われても、トナーの粒径の変動を小さくすることができる。さらに、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、現像ローラー上のトナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を抑制することができ、現像装置の長期間の使用(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。
本発明において、トナーの重量平均粒径及び個数平均粒径は、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)を用いて、アパーチャー径100 μmで測定し、解析ソフトBeckman Coulter Mutisizer 3 Version 3.51を用いて解析することにより得られる。
以下に、具体的な測定方法を示す。ガラス製100mlビーカーに界面活性剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩のネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)の10重量%水溶液を0.5 ml及びトナー0.5 gを添加して、ミクロパーテルでかき混ぜる。次に、イオン交換水80 mlを添加した後、超音波分散器W−113MK−II(本多電子社製)で10分間分散させ、得られたトナー分散液をマルチサイザーIIIを用いて測定する。この時、測定用溶液としては、アイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いる。なお測定時には、マルチサイザーIIIが示す濃度が8±2 %になる様にトナー分散液を滴下する。これにより、得られる粒径の誤差を小さくすることができる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料を使用することができ、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、p−クロロ−o−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、ポ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、リトボン等が挙げられ、単独又は2種以上組み合せて用いることができる。
本発明において、離型剤としては、公知のものを使用することができ、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワッックス;パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素;カルボニル基を有するワックス等が挙げられる。中でも、カルボニル基を有するワックスが好ましい。
カルボニル基を有するワックスとしては、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート等のポリアルカン酸エステル;トリメリット酸トリステアリル、マレイン酸ジステアリル等のポリアルカノールエステル;エチレンジアミンジベヘニルアミド等のポリアルカン酸アミド;トリメリット酸トリステアリルアミド等のポリアルキルアミド;ジステアリルケトン等のジアルキルケトン等が挙げられる。中でも、ポリアルカン酸エステルが好ましい。
本発明において、トナーは、必要に応じて、帯電制御剤(CCA:charge control agent)を含有してもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、リン又はリン化合物、タングステン又はタングステン化合物、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体のLR−147(以上、日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他、スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子化合物が挙げられる。
本発明のトナーは、流動性、現像性、帯電性を補助するために、外添剤として、無機粒子を含有することが好ましい。無機粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmが特に好ましい。また、無機粒子のBET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。無機粒子の使用量は、トナーの母体粒子に対して、0.01〜5重量%であることが好ましく、0.01〜2重量%が特に好ましい。
本発明において、トナーは以下の方法で製造することができるが、これらに限定するものではない。
まず、有機溶媒中に、ポリエステル樹脂(活性水素基を有する化合物)、活性水素基と反応することが可能な官能基を有する重合体(該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体)、着色剤及び離型剤を含有する組成物を溶解又は分散させることにより得られる溶液又は分散液を水系媒体中で分散させた後に、該重合体を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより、トナーの母体粒子の分散液が得られる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法等が挙げられる。装置としては、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、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢等が挙げられる。
本発明のトナーは、磁性キャリアと混合することにより、二成分現像剤として、用いることができ、現像剤中のトナーの含有量は、磁性キャリア100重量部に対して、1〜10重量部であることが好ましい。
被覆樹脂としては、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等のアミノ系樹脂;アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂;ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリエチレン;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンとアクリル単量体の共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフッ素系樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。
次に本発明のトナーを使用する画像形成方法について述べる。
本発明の画像形成方法は、静電荷像形成工程、現像工程、転写工程及び定着工程を少なくとも有し、必要に応じて、適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等をさらに有してもよい。
また、帯電装置は、感光体に対して、ギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、帯電ローラに直流電圧及び交流電圧を重畳印加することによって、感光体の表面を帯電するものが好ましい。
なお、被転写体95としては、転写紙が用いられている。
可視像は、支持ローラ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、さらに被転写体95上に転写(二次転写)される。その結果、被転写体95上には、転写像が形成される。なお、感光体10上に残存したトナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体10の帯電は、除電ランプ70により除去される。
なお、図2においては、図1に示す画像形成装置と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、後述する図3及び図4についても同様とする。
本発明のプロセスカートリッジは、静電荷像が形成される静電荷像担持体と、静電荷像担持体上に形成された静電荷像を、本発明のトナーを用いて現像する現像装置を、少なくとも一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在である。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、適宜選択したその他の手段をさらに一体に支持してもよい。
・イソシアネート基の含有量
イソシアネート基の含有量は、JIS K1603に規定の方法を用いて測定した。
酸価は、JIS K0070に規定の方法を用いて測定した。但し、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン、THF等の溶媒を用いることができる。
水酸基価の測定方法は、JIS K0070に規定の方法による。但し、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン又はTHF等の溶媒を用いる。
樹脂の分子量は、GPC(gel permeation chromatography)を用いて、以下の条件で測定した。
装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)
温度:40℃
溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
流速:1.0ml/分
試料:0.05〜0.6重量%の試料を0.1ml注入
以上の条件で測定した樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用してトナーの重量平均分子量を算出した。
なお、イソシアネート基を有するプレポリマーの分子量を測定する場合、イソシアネート基に対して、3倍等量のジブチルアミンを添加することにより、イソシアネート基を封止したサンプルを調製し、GPC測定に用いた。
Tgは、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、測定した。
まず、試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットに載せ、電気炉中にセットする。次に室温から昇温速度10℃/分で150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し室温まで試料を冷却して10分間放置し、窒素雰囲気下、再度150℃まで昇温速度10℃/分で加熱することによりDSC測定を行った。TgはTAS−100システム中の解析システムを用いてTg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
(有機微粒子の合成)
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキシド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。次に、系内の温度を75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に1重量%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え75℃で5時間熟成し、ビニル系樹脂(スチレン、メタクリル酸、アクリル酸ブチル及びメタクリル酸のエチレンオキシド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液(樹脂粒子分散液)を得た。樹脂粒子分散液をLA−920(堀場製作所製、レーザー回折式粒度分布測定装置)で測定することにより得られる樹脂粒子の体積平均粒径は、105nmであった。樹脂粒子分散液の一部を乾燥して樹脂分を単離したところ、樹脂分のガラス転移温度は、59℃であり、重量平均分子量は15万であった。
(水相の作製)
水990部、樹脂粒子分散液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重量%水溶液エレミノールMON−7(三洋化成工業社製)37部及び酢酸エチル90部を混合撹拌することにより、乳白色の水系媒体([水相1])を得た。
(ポリエステル樹脂の合成)
冷却管、撹拌機およ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229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ180℃、常圧で2時間反応し[低分子ポリエステル1] を得た。[低分子ポリエステル1] は、数平均分子量2500、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25mgKOH/gであった。
(プレポリマーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ネオペンチルアルコール299.7部、テレフタル酸232.1部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、[中間体ポリエステル1] を得た。[中間体ポリエステル1] は、重量平均分子量10000、Tg23℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価19mgKOH/gであった。次に、冷却管、撹拌機およ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1] 100部、イソホロンジイソシアネート8.3部、酢酸エチル108.3部を入れ100℃で5時間反応させて、[プレポリマー1] を得た。[プレポリマー1] の遊離イソシアネートは、0.65重量%であった。
(マスターバッチの製造)
水1200部、カーボンブラック(Printex35 デグサ社製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、 ポリエステル樹脂1200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分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1] を得た。
(油相の作製)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1] 378部、カルナバWAX 110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業社製)22部、酢酸エチル947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℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1] 500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1] を得た。
[原料溶解液1] 1324部を容器に移し、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、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1] の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1] を得た。[顔料・WAX分散液1] の固形分濃度(130℃、30分)は50重量%であった。
[顔料・WAX分散液1] 749部、[プレポリマー1] を115部、[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)0.3部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化社製)で5000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1] 1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1] を得た。撹拌機およ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。[分散スラリー1] は、体積平均粒径5.1μm、個数平均粒径4.4μm(マルチサイザーIIIで測定)であった。
(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12000rpmで10分間)した後濾過した。
(2): (1) の濾過ケーキに蒸留水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpm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12000rpm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12000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1] を得た。[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メッシュで篩いトナー母体を得た。
得られたトナー母体100部に疎水性シリカ(R972、日本アエロジル社製)0.5部と、疎水化酸化チタン(MT150AI、チタン工業社製)0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、トナー1を得た。
[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[N,N,N',N'−テトラメチル1,3−プロパンジアミン](C−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー2を得た。
[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[N,N,N',N'',N''−ペンタメチルジプロピレントリアミン](C−3)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー3を得た。
[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[トリエチレンジアミン](C−4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー4を得た。
[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[1,2−ジメチルイミダゾール](C−5)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー5を得た。
[N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[N−メチルモルホリン](C−6)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー6を得た。
[N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン](C−1)の代わりに[ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル](C−7)を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー7を得た。
[N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン](C−1)0.3部の代わりに[イソホロンジアミン]0.7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナー8を得た。
・トナーの粒径
トナーの重量平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)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)を用いて、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフトBeckman Coulter Mutisizer 3 Version3.51を用いて解析することにより得られる。
以下に、具体的な測定方法を示す。
ガラス製100mlビーカーに、界面活性剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩のネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)の10重量%水溶液を0.5ml及びトナー0.5gを添加して、ミクロスパーテルでかき混ぜる。次に、イオン交換水80mlを添加した後、超音波分散器W−113MK−II(本多電子社製)で10分間分散させ、得られたトナー分散液を、マルチサイザーIIIを用いて測定した。このとき、測定用溶液としては、アイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いた。なお、測定時には、マルチサイザーIIIが示す濃度が8±2%になるように、トナー分散液を滴下した。
チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満、2.52μm以上3.17μm未満、3.17μm以上4.00μm未満、4.00μm以上5.04μm未満、5.04μm以上6.35μm未満、6.35μm以上8.00μm未満、8.00μm以上10.08μm未満、10.08μm以上12.70μm未満、12.70μm以上16.00μm未満、16.00μm以上20.20μm未満、20.20μm以上25.40μm未満、25.40μm以上32.00μm未満、及び32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径が2.00〜40.30μmの粒子を対象とした。
前述した方法による。
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を測定することにより、耐熱保存性を評価した。なお、金網上の残存率が10%未満であるものを◎、10%以上20%未満であるものを○、20%以上30%未満であるものを△、30%以上であるものを×として判定した。
画像形成装置(imagio Neo 450、リコー社製)を用いて、普通紙及び厚紙の転写紙タイプ6200(リコー社製)及び複写印刷用紙<135>(NBSリコー社製)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cm2のトナーが現像されるように調整を行って、普通紙でオフセットの発生しない定着上限温度及び厚紙で定着下限温度を測定した。なお、定着下限温度とは、現像された画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロールの温度である。
平均粒径が50μmのフェライトキャリア100部及びトナー4部をステンレス製ポットの内容積の3割まで入れ、100rpmで15秒間及び10分間攪拌した後の帯電量(帯電量1及び2)を、ブローオフ法により求めた。
作製したトナー2部と上記記載のキャリア95部をブレンダーで10分間混合し、現像剤を作製した。
クリーニング性はこの現像剤を市販カラー複写機(PRETER550;リコー製)に入れ、画像占有率7%の印字率でリコー社製6000ペーパーを用いて3万枚ランニングした後に、全面4色重ねフルカラーベタ画像を10枚連続出力させ、10枚目に現像中に停止させ、感光体上のクリーニングブレード以降のトナーをテープ転写し、テープの汚れ度合いを4段階の段階見本と比較して評価した。
◎:すり抜けのトナーが無い、またはあっても下記「○レベル」のようにテープ転写し、白紙に貼ることにより、テープの汚れ度合いを肉眼で判別する方法では観測することができない。実使用可能。
○:スジの発生は無いが、すり抜けるトナーの発生が感光体上に上記の方法で認められるが、実使用は可能なレベル。
△:幅1mm以下のスジがA4横サイズの画像上に1〜10本発生。実使用不可。
×:全面スジ発生。実使用不可。
ランク1・・・細線同士が重なっており、分離識別できず。
ランク2・・・細線同士が重なっているが、分離識別できる。
ランク3・・・細線同士が分離識別できるが線のにじみ、ボケが見られる。
ランク4・・・細線同士が分離識別でき、線のにじみ、ボケがまったく見られず。
トナーの作製に使用した3級アミン触媒を表1に示す。
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
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
30 露光装置
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 現像装置
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 ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
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 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写帯電器
63 感光体クリーニング装置
64 除電器
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
100 画像形成装置
101 感光体
102 帯電手段
103 露光
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
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
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (12)
- 有機溶媒中に、少なくとも、活性水素基を有する化合物、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、離型剤を含有する組成物を溶解又は分散させ、得られる溶液又は分散液を水系媒体中で分散させ、該水系媒体中で、該活性水素基を有する化合物と、該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体とを、反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られる静電荷像現像用トナーであって、
前記活性水素基がアルコール性水酸基であり、前記活性水素基を有する化合物と反応可能な部位がイソシアネート基であり、該アルコール性水酸基とイソシアネート基の反応触媒が3級アミン系触媒で、かつ、下記(1)及び(2)の条件を有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(1)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数をKc-deg、トリレンジイソシアナート/水の反応速度定数をKc-水としたとき、Kc-deg>Kc-水であること。
(2)該3級アミン系触媒の触媒活性を示すトリレンジイソシアナート/ジエチレングリコールのゲル化反応速度定数Kc-degが1.0 (l2/eq・mol・h)<Kc-deg<50(l2/eq・mol・h)であること。 - 前記アルコール性水酸基を有する化合物がポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量が3000〜10000であることを特徴とする請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)が30〜50℃であることを特徴とする請求項2又は3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂の水酸基価が1〜70 mgKOH/gであることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーのガラス転移温度(Tg)が40〜70℃であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの重量平均粒径が1〜8μmであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの重量平均粒径/個数平均粒径が1.25以下であることを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーと磁性粒子からなるキャリアを含むことを特徴とする二成分現像剤。
- 少なくとも像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、該像担持体上に形成された静電荷像を請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いて現像し可視像を形成する現像工程と、該可視像を転写材上に転写する転写工程と、該転写材上に転写された可視像を定着する定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
- 少なくとも像担持体と、該像担持体上に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、該静電荷像を請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いて現像し可視像とする現像手段と、該可視像を転写材上に転写する転写手段と、該転写材上に転写された可視像を定着する定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも像担持体と、該像担持体上に形成された静電荷像を請求項1ないし8のいずれかに記載のトナーを用いて現像し可視像とする現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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