JP2011033716A - 電子写真用トナー、現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂及び着色剤を含有するトナー母粒子と、前記トナー母粒子に外添される外添剤とを含み、前記外添剤が、樹脂微粒子を脂肪酸金属塩で表面処理した表面処理粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナーを用いる。
【選択図】なし
Description
本発明の一態様に係る電子写真用トナーは、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー母粒子と、前記トナー母粒子に外添される外添剤とを含み、前記外添剤が、樹脂微粒子を脂肪酸金属塩で表面処理した表面処理粒子を含有することを特徴とする。
前記トナー母粒子は、結着樹脂及び着色剤を含有し、トナー母粒子として使用可能な形態のものであれば、特に限定されない。前記トナー母粒子としては、球形であることが好ましく、その粒子径としては、体積平均径で、3〜9μmであることが好ましい。なお、ここでの体積平均径は、例えば、レーザ回折散乱法等による測定や、一般的な粒度計等を用いた測定によって、計測することができる。
前記結着樹脂としては、従来からトナー母粒子の結着樹脂として用いられるものであれば、特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等が挙げられる。この中でも、ポリエステル系樹脂が、低温定着性に優れ、非オフセット温度範囲が広い点から好ましく用いられる。また、前記結着樹脂としては、上記各結着樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記着色剤としては、トナーとして所望の色になるように、公知の顔料や染料を用いることができる。具体的には、例えば、色に応じて、以下のような着色剤が挙げられる。黒色顔料としては、例えば、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー180等が挙げられる。橙色顔料としては、例えば、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK等が挙げられる。赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド238等が挙げられる。紫色顔料としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。青色顔料としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC、C.I.ピグメントブルー15−3等が挙げられる。緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG等が挙げられる。白色顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。
前記トナー母粒子には、帯電性等を向上させるために、電荷制御剤を含有させることが一般的である。前記電荷制御剤としては、従来からトナー母粒子の電荷制御剤として用いられているものであれば、特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ニグロシン、4級アンモニウム塩化合物、及び樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤等が挙げられる。この中でも、4級アンモニウム塩化合物が、帯電安定性に優れ、さらに帯電立ち上りが速い点から好ましい。また、前記電荷制御剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部添加することが好ましく、さらに1〜5質量部添加することがより好ましい。前記電荷制御剤の添加量が少なすぎる場合、所定極性にトナーを安定して帯電することが困難となり、かぶりが発生しやすくなる傾向がある。また、前記電荷制御剤の添加量が多すぎる場合、耐環境性、特に高温高湿下での帯電不良、画像不良となり、感光体汚染等の欠点が生じやすくなる傾向がある。
前記トナー母粒子には、定着性やオフセット性等を向上させるために、ワックスを含有させることが一般的である。前記ワックスとしては、従来からトナー母粒子のワックスとして用いられているものであれば特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、カルナバワックスやサトウキビワックス、木ワックス等の植物性ワックス;蜜ワックスや昆虫ワックス、鯨ワックス、羊毛ワックスなどの動物性ワックス;フィッシャートロプシュ(以下、「FT」と記すことがある)ワックスやポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックス等が挙げられる。これらの中では、前記結着樹脂中での分散性に優れている点から、FTワックスやポリエチレンワックス等の合成炭化水素系ワックスが好ましく、FTワックスがより好ましい。前記ワックスの添加量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部添加することが好ましい。前記添加量が少なすぎる場合には、充分なワックスの効果が得られない傾向があり、また、多すぎる場合には、耐ブロッキング性が低下し、またトナーからの脱離が生じるおそれがある。
また、前記トナー母粒子の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、以下のようにして製造することができる。
前記外添剤が、樹脂微粒子を脂肪酸金属塩で表面処理した表面処理粒子を含有する。そして、前記外添剤としては、研磨性や流動性を高めるために、前記表面処理粒子以外に、無機微粒子等の他の外添剤を含有することが一般的である。
前記トナーを含有する現像剤としては、前記トナーを含み、キャリアを含まない1成分現像剤であってもよいし、前記トナーとキャリアとを含む2成分現像剤であってもよいが、2成分現像剤が好適に用いられる。ここでは、2成分現像剤について説明する。なお、本発明の他の一態様に係る現像剤は、前記電子写真用トナーとキャリアとを含むことを特徴とする。
前記キャリアとしては、現像剤のキャリアとして用いられるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、フェライトキャリアや、キャリアコア材である磁性体粒子の表面を樹脂で被覆したもの等が挙げられる。キャリアコア材として、具体的には、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属、これらの合金、希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライト等のソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、これらの混合物等の磁性体材料を、焼結及びアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子が挙げられる。
前記トナーや前記現像剤を用いる画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置であれば、特に限定されない。具体的には、上述したように、感光体ドラムとして、アモルファスシリコン感光体を備えた画像形成装置が、耐久性の面で好ましい。また、後述するような、複数色のトナーを用いるタンデム方式のカラー画像形成装置が好ましい。ここでは、感光体ドラムとして、アモルファスシリコン感光体を備えたタンデム方式のカラー画像形成装置について説明する。なお、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の像担持体と、各像担持体に対向して配置され、表面にトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、前記各像担持体の表面にそれぞれ供給する、複数の現像ローラとを備え、前記各像担持体が、それぞれアモルファスシリコン感光体であり、前記現像剤として、前記現像剤を用いることを特徴とする。
攪拌器、温度計、窒素導入管、還流冷却器及び滴下ロートを装着した、2リットルのセパラブル・フラスコに、イオン交換水100質量部と、モノステアリン酸エチレングリコール(界面活性剤)1質量部とを投入し、液温が80℃になるまで昇温した。その後、開始剤として、(2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)2塩酸塩)0.1部を添加し、メタクリル酸メチル70質量部、メタクリル酸部ブチル30質量部を滴下し、3時間80℃に維持した。得られた液体を限外ろ過装置により精製し、スプレードライにて乾燥することによって、粉体(メタクリル系樹脂微粒子)が得られた。
得られた表面処理粒子aの帯電量を以下のようにして測定した。まず、得られた表面処理粒子a1質量部と、平均粒径40μmのフェライトキャリア(パウダーテック株式会社製のF−300)100質量部とを、ターブラーシェーカーミキサに投入し、それらを所定時間混合した。そして、得られた、混合物を吸引式帯電量測定装置(トレック社のq/mメータ MODEL 210HS)で測定した。
ステアリン酸亜鉛の代わりに、ステアリン酸マグネシウム(堺化学工業株式会社製のSM−1000)を用いること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子bが得られた。
ステアリン酸亜鉛の代わりに、ラウリン酸亜鉛(堺化学工業株式会社製のZ−12F)を用いること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子cが得られた。
メタクリル系樹脂微粒子の代わりに、アクリル系樹脂微粒子を用いること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子dが得られた。
メタクリル系樹脂微粒子に、ステアリン酸亜鉛を混合させる処理の代わりに、フロロシリコーンオイル(東レ・ダウコーニング株式会社製のFS1265)を混合させる処理(フッ素処理)を施したこと以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子eが得られた。
ステアリン酸亜鉛の代わりに、アミノ変性シリコーン(信越化学工業株式会社製のKF−8004)を用いること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子fが得られた。
メタクリル系樹脂微粒子の代わりに、フッ素系樹脂微粒子(ダイキン工業株式会社製のルブロンL−2)を用い、ステアリン酸亜鉛を混合させる処理の代わりに、アミノシラン系シランカップリング剤(東京化成工業株式会社製のA0774)を混合させる処理(アミノシラン処理)を施したこと以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子gが得られた。
ステアリン酸亜鉛(日油株式会社製のジンクステアリレートS−Z)を0.01質量部添加する代わりに、0.0005質量部添加すること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子hが得られた。
ステアリン酸亜鉛(日油株式会社製のジンクステアリレートS−Z)を0.01質量部添加する代わりに、0.001質量部添加すること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子iが得られた。
ステアリン酸亜鉛(日油株式会社製のジンクステアリレートS−Z)を0.01質量部添加する代わりに、0.1質量部添加すること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子jが得られた。
ステアリン酸亜鉛(日油株式会社製のジンクステアリレートS−Z)を0.01質量部添加する代わりに、0.2質量部添加すること以外、上記表面処理粒子aの製造方法と同様にすることによって、表面処理粒子kが得られた。
(ブラックトナーの製造)
まず、結着樹脂として、ビスフェノールAとフマル酸とを重縮合して得られたポリエステル樹脂(花王株式会社製のタフトンNE−1110)100質量部、着色剤として、カーボンブラック(三菱化学株式会社製のMA−100)4質量部、ワックスとして、フィッシャートロプシュワックス(日本精蝋株式会社のFT−100)3質量部、電荷制御剤として、4級アンモニウム塩化合物(オリエント化学工業株式会社製のP−51)2重量部を、ヘンシェルミキサ(日本コークス工業株式会社製)で2分間混合した。その後、得られた混合物を2軸押出機(株式会社池貝製のPCM−30)で溶融混練した。そして、得られた溶融混練物を気流式粉砕機(日本ニューマチック工業株式会社製のジェットミルIDS−2)で微粉砕し、風力分級機(ホソカワミクロン株式会社製のTPS分級機)で分級処理した。そうすることによって、体積平均径8μmのトナー母粒子が得られた。なお、トナー母粒子の体積平均径は、粒度計(ベックマンコールター株式会社製のマルチサイザー3)によって、測定した。
カーボンブラック4質量部の代わりに、イエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー180)2質量部添加したこと以外、上記ブラックトナーの製造と同様に製造した。
カーボンブラック4質量部の代わりに、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15−3)3質量部添加したこと以外、上記ブラックトナーの製造と同様に製造した。
カーボンブラック4質量部の代わりに、マゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド238)3質量部添加したこと以外、上記ブラックトナーの製造と同様に製造した。
上記のようにして得られた各トナーをそれぞれ、フェライトキャリア100質量部に対して、10質量部の割合(トナー濃度)となるように配合した。そうすることによって、現像剤が得られた。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子bを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子cを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子dを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子hを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子iを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子jを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子kを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
前記表面処理粒子aを、前記トナー母粒子100質量部に対して0.005質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、0.005質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約0.2質量部である。
前記表面処理粒子aを、前記トナー母粒子100質量部に対して0.01質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、0.01質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約0.4質量部である。
前記表面処理粒子aを、前記トナー母粒子100質量部に対して1質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、1質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約28.57質量部である。
前記表面処理粒子aを、前記トナー母粒子100質量部に対して1.2質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、1.2質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約32.43質量部である。
前記トナー母粒子100質量部に対して、外添剤として、シリカ粒子(キャボット社製のTG−820)3.5質量部、酸化チタン粒子(テイカ株式会社製のJR−405)1質量部、前記表面処理粒子a0.01質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、0.01質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約0.22質量部である。
前記トナー母粒子100質量部に対して、外添剤として、シリカ粒子(キャボット社製のTG−820)3質量部、酸化チタン粒子(テイカ株式会社製のJR−405)1質量部、前記表面処理粒子a0.01質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、0.01質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約0.25質量部である。
前記トナー母粒子100質量部に対して、外添剤として、シリカ粒子(キャボット社製のTG−820)1.4質量部、酸化チタン粒子(テイカ株式会社製のJR−405)1質量部、前記表面処理粒子a1質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、1質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約29.41質量部である。
前記トナー母粒子100質量部に対して、外添剤として、シリカ粒子(キャボット社製のTG−820)1質量部、酸化チタン粒子(テイカ株式会社製のJR−405)1質量部、前記表面処理粒子a1質量部を添加すること以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。なお、前記表面処理粒子aの、トナー母粒子100質量部に対する含有量は、1質量部であり、前記表面処理粒子aの、外添剤全量100質量部に対する含有量は、約33.33質量部である。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子eを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子fを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
表面処理粒子aの代わりに、表面処理粒子gを用いたこと以外、実施例1と同様にして、トナー及び現像剤を製造した。
得られたトナー及び現像剤については、以下のような方法で評価した。
前記初期画像、前記低濃度印刷画像、及び前記高濃度印刷画像の各画像には、2×2cmのソリッド画像が、用紙の搬送方向左側端部近傍の位置、中央部、及び右側端部近傍の位置の3箇所に形成されている。
得られた画像において、前記反射濃度計で測定した白紙相当部の画像濃度の値から、ベースペーパー(すなわち、画像出力前の白紙)の画像濃度の値を引いた値をかぶり濃度とした。そして、初期画像から500枚ずつかぶり濃度を測定した。
前記初期画像、前記低濃度印刷画像、及び前記高濃度印刷画像を印字した直後の現像剤を取り出し、上記と同様の方法で各帯電量を測定した。
2 給紙部
3 画像形成部
4 定着部
5 排紙部
6 搬送ローラ
7 画像形成ユニット
11 中間転写ベルト
12 2次転写ローラ
13 駆動ローラ
14 ベルト支持ローラ
15 バックアップローラ
16 1次転写ローラ
21 給紙カセット
22 ピックアップローラ
23,24,25 給紙ローラ
26 レジストローラ対
27 ピックアップローラ
41 加熱ローラ
42 加圧ローラ
71 感光体ドラム
72 現像装置
73 クリーニング装置
74 除電器
75 帯電器
76 露光装置
Claims (10)
- 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー母粒子と、
前記トナー母粒子に外添される外添剤とを含み、
前記外添剤が、樹脂微粒子を脂肪酸金属塩で表面処理した表面処理粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナー。 - 前記表面処理粒子が、前記トナー母粒子100質量部に対して、0.01〜1質量部含有させることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 前記外添剤が、無機微粒子を含み、
前記表面処理粒子が、前記外添剤100質量部に対して、0.25〜30質量部含有させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子写真用トナー。 - 前記表面処理粒子が、前記樹脂微粒子1質量部に対して、前記脂肪酸金属塩を0.001〜0.1質量部添加して得られた粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記脂肪酸金属塩が、炭素数12〜24の飽和脂肪酸の金属塩であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸及びラウリン酸の少なくともいずれかの金属塩であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記樹脂微粒子が、アクリル系樹脂微粒子及びメタクリル系樹脂微粒子の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- アモルファスシリコン感光体を備えた画像形成装置に使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電子写真用トナーとキャリアとを含むことを特徴とする現像剤。
- 各表面上にそれぞれ異なった各色のトナーによるトナー像を形成させるために、所定方向に並設された、複数の像担持体と、
各像担持体に対向して配置され、表面に現像剤のトナーを担持して搬送し、搬送されたトナーを、前記各像担持体の表面にそれぞれ供給する、複数の現像ローラとを備え、
前記各像担持体が、それぞれアモルファスシリコン感光体であり、
前記現像剤として、請求項9に記載の現像剤を用いることを特徴とする画像形成装置。
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