JP2014170103A - 静電潜像現像用現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーとキャリアからなる静電潜像現像用現像剤であって、前記トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むものであり、前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂(A)と、非結晶性樹脂(B)と、縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含む複合樹脂(C)とを含有するものであり、前記キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する被覆層とからなり、SF−2が115〜150の範囲にあり、前記被覆層中に樹脂100重量部に対して50〜500重量部のフィラーを含有することを特徴とする静電潜像現像用現像剤。
【選択図】図1
Description
しかし、これらの提案では、トナーの分子構造及び分子量について最適化がされているとはいえず、十分な低温定着性を有しないという問題がある。
また、耐ホットオフセットに対する対応がとられておらず、良好な画像の定着が可能な温度幅が確保できないという問題がある。
しかし、この提案では、トナーの結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含む3種類の樹脂を使用しているが、結晶性ポリエステル樹脂の海島構造を維持しようとすると、結晶性ポリエステル樹脂の分散径が大きくなりすぎ、耐熱保存性に支障をきたしたり、電気抵抗が低くなりすぎて転写工程において転写不良が発生し、最終的に得られる画像が荒れたりするという問題がある。
しかし、この提案では、前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が非常に多いため、非結晶性樹脂と相溶し、耐熱保存性の向上が未だ十分でない。
しかし、この提案では、結晶性ポリエステル樹脂を使用していないため、結晶性ポリエステル樹脂を用いた場合と比較して、シャープメルト性・低温定着性が不十分であるという問題がある。
ハイブリッド現像において前画像履歴を次画像が引き継ぐ現象(ゴースト現象)は、ハイブリッド現像方式固有の課題であるとされ、特許文献14には、ゴースト現象は、トナー担持体上のトナー量が、直前画像のトナー消費パターンに応じて変化するために、次画像の画像濃度が変動する現象である旨が報告されている。
一方、トナー消費の多い画像を印刷後には、トナー担持体上の残トナー量が少なく、トナー供給後にはトナー担持体上のトナー量が少なくなり画像濃度が淡くなる。
また、特許文献19には、二成分現像剤用のキャリアとして非球形状のキャリアを使用することで、磁気ブラシ先端のキャリアまで電荷注入し、現像剤担持体とトナー担持体との実質的な間隔を狭めることで、トナー担持体への一回でのトナー供給量を増やし、トナー担持体上のトナー飽和量までトナーを供給することで、直前画像の履歴の影響を受けずに、トナー担持体上のトナー量を一定に保つ方法が提案されている。
しかし、直前画像でのトナー消費量時にキャリアにカウンターチャージが発生することで、キャリア/現像剤担持体間に鏡像力が発生し、剤離れ極において正常に剤離れされず、トナー消費によりトナー濃度の低下した剤が再度現像領域に搬送されることで、現像能力が低下し画像濃度が薄くなる。
すなわち、スリーブ一周分は正常濃度であるのに対し、二周目以降は濃度が薄くなる問題である。
すなわち、本発明は、低温定着性、耐ホットオフセット性、及び耐熱保存性のすべてをバランスよく満足させ、且つ長期的にも直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量で現像でき、ゴースト現象の発生のない、高品質な画像を形成する現像剤を提供することにある。
(1)「トナーとキャリアからなる静電潜像現像用現像剤であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むものであり、前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂(A)と、非結晶性樹脂(B)と、縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含む複合樹脂(C)とを含有するものであり、
前記トナーは、クロロホルム不溶分を1質量%以上30質量%以下含有し、前記トナーのテトラヒドロフラン可溶分により求められたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布が1,000〜10,000の間にメインピークを有し、かつ分子量分布の半値幅が15,000以下であり、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)による吸熱ピーク測定において、90℃〜130℃の範囲に吸熱ピークを有するものであり、
前記キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する被覆層とからなり、SF−2が115〜150の範囲にあり、嵩密度が1.8〜2.4g/cm3の範囲にあるものであり、前記被覆層中に樹脂100重量部に対して50〜500重量部のフィラーを含有するものであることを特徴とする静電潜像現像用現像剤」、
(2)「前記トナーの吸熱ピークの吸熱量が1J/g〜15J/gであることを特徴とする前記第(1)項に記載の静電潜像現像用現像剤」、
(3)「前記トナーがクロロホルム不溶分を2質量%〜20質量%含有することを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の静電潜像現像用現像剤」、
(4)「前記トナーは、さらに脂肪酸アミド化合物を含有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤」、
(5)「前記トナーは、さらにサリチル酸金属化合物を含有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤」、
(6)「静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、静電潜像現像用現像剤を現像剤担持体上に保持し、磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーを静電潜像担持体上に現像してトナー像を形成する工程と、該静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程とを有し、前記静電潜像現像用現像剤が前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤であることを特徴とする画像形成装置」。
近年、電子写真においてトナーの低温定着化が求められている。これは、定着に要するエネルギーを少なくすることによる省エネルギー化の要求はもとより、電子写真画像形成装置の高速化及び高画質化の要求にも起因しており、電子写真画像形成装置の使用目的が多様化していることも相まって、低温定着化の要求が高まってきている。
単にトナーを低温定着化させるためには、トナーの軟化温度(T1/2)を低いものにすればよい。
電子写真画像形成用トナーに用いる結着樹脂に結晶性ポリエステル樹脂(A)を用いると、そのシャープメルト性により、トナーに低温定着性及び耐熱保存性を付与することができる。
しかし、結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂(A)を単独で使用した場合には、耐ホットオフセット性が非常に悪くなるため、定着温度幅が非常に狭くなり実用に耐えられない。
そこで、本発明者らは、結晶性ポリエステル樹脂(A)と共に、クロロホルム不溶分を含む非結晶性樹脂(B)を用いることで、耐ホットオフセット性が向上し、定着可能な温度に幅を持たせることができると考えた。
一方、前記結晶性ポリエステル樹脂(A)の含有量が多いと、製造過程において溶融混練を施した際に非結晶性樹脂(B)のクロロホルム不溶分以外の成分と相溶してしまい、結着樹脂全体のガラス転移温度を著しく低下させてしまうため、耐熱保存性が極端に悪化する。
そのため、抵抗調整剤が凝集体のままトナー粒子中に閉じ込められやすくなり、抵抗が過剰に低下しやすくなる。
抵抗調整剤を、単に抵抗を下げる目的だけのために用いているのであれば、抵抗調整剤の処方量を調整することにより解決できる場合もあるが、例えば、カーボンブラックのように抵抗調整剤と着色剤とを兼ねている場合は、着色力の観点から処方量を少なくすることができない場合があり、最適な電気抵抗に調整できないことがある。
直前の画像履歴に応じ現像剤担持体上へトナーが付着し、現像剤担持体上に付着したトナーが持つ電位に応じ、次画像のトナー現像量が変動する。
つまり、直前の画像履歴によって次画像のトナー現像量が変動することに起因すると考えている。
また、現像剤担持体上へ現像されたトナーは、現像時に消費されてしまうため、現像剤担持体上のトナー量は一定ではなく前画像の履歴により変動する。
以上のように、本発明が課題とする現象は、直前画像の履歴を受け現像剤担持体上のトナー現像量が変動し、その変動の影響を受け、次画像の濃度変動が現れる現象である。
本発明のトナーを構成する材料について説明する。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを溶融混練し、粉砕してなり、前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂(A)と、非結晶性樹脂(B)と、縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含む複合樹脂(C)とを含み、更に必要に応じて帯電制御剤、脂肪酸アミド化合物、離型剤、外添剤等のその他の成分を含む。
前記結晶性ポリエステル樹脂(A)としては、結晶性を有するポリエステル樹脂である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜従来公知のものを使用することができるが、その分子主鎖中に下記一般式(1)で表わされるエステル結合を有することが好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂(A)における前記一般式(1)の構造の存在は、例えば、固体C13NMRにより確認することができる。
この場合の直鎖状脂肪族2価アルコール残基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状脂肪族2価アルコール由来の残基が挙げられる。
これらの多価カルボン酸の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、全カルボン酸に対して、30モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましく、得られるポリエステル樹脂が結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
これらの多価アルコールの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、全アルコールに対して、30モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましく、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
前記ポリエステル樹脂(A)の分子量としては、o−ジクロルベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布において、重量平均分子量(Mw)が5,500〜6,500、数平均分子量(Mn)が1,300〜1,500であることが好ましく、前記重量平均分子量と前記数平均分子量との比(Mw/Mn)が2〜5であることが好ましい。
なお、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できる。
前記Tgaとしては、80℃〜130℃が好ましく、80℃〜125℃がより好ましい。また、前記T1/2aとしては、80℃〜130℃が好ましく、80℃〜125℃がより好ましい。前記Tga及びT1/2aが前記範囲を超えると、トナーの定着下限温度が高くなり、低温定着性が悪化することがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂(A)は、その回折パターンにおいて、2θが19°〜25°の位置に少なくとも1つの回折ピークが存在することが好ましく、2θが(i)19°〜20°、(ii)21°〜22°、(iii)23°〜25°及び(iv)29°〜31°の位置に回折ピークが存在することがより好ましい。また、溶融混練し、粉砕されたトナーにおいても、2θ=19°〜25°の位置に回折ピークが存在する場合、それは結晶性ポリエステル樹脂(A)が結晶性を維持していることを示しており、結晶性ポリエステル樹脂(A)の機能を確実に発揮させることができるため好ましい。
前記非結晶性樹脂(B)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜従来公知の材料を用いることができる。
例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン/クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/塩化ビニル共重合体、スチレン/酢酸ビニル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エステル共重合体(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/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体(スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置換体を含む単独重合体又は共重合体)、塩化ビニル樹脂、スチレン/酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン/エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等の石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合及び懸濁重合のいずれも利用できる。
これらの中でも、結着樹脂に耐熱保存性や機械的強度を付与する点で、ビスフェノールA等の芳香族系アルコール成分を有することが好ましい。
前記複合樹脂(C)は、縮重合系樹脂ユニットと付加重合系樹脂ユニットとを含んでなる。すなわち、縮重合系モノマーと付加重合系モノマーとが化学的に結合した樹脂(以下では「ハイブリッド樹脂」と称することもある)である。
前記多価アルコールのうち、3価以上の多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、結着樹脂に耐熱保存性や機械的強度を付与する点で、水素添加ビスフェノールA又はビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなどのビスフェノールA骨格を有するアルコール成分が、好ましい。
前記多価カルボン酸のうち、3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばトリメット酸、ピロメット酸、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、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−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 これらの中でも、結着樹脂の耐熱保存性、機械的強度の観点から、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の芳香族多価カルボン酸化合物が好ましい。
前記3価以上のポリアミン(C2)としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
前記アミノアルコール(C3)としては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
前記アミノメルカプタン(C4)としては、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
前記アミノ酸(C5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、ε−カプロラクタムなどが挙げられる。
前記(C1)〜(C5)のアミノ基をブロックしたもの(C6)としては、前記(C1)〜(C5)のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。
前記モル比率が、5モル%未満であると、前記結晶性ポリエステル樹脂(A)との分散性が悪化することがあり、50モル%を超えると、離型剤の分散が悪化することがある。 なお、縮重合反応を行う際には公知のエステル化触媒などを使用してもよい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、スチレン、アクリル酸、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルが好適に用いられ、少なくともスチレンとアクリル酸とを含む組合せで用いると、離型剤の分散性が極めて良好である点で特に好ましい。
前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジビニル化合物、アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、ポリエステル型ジアクリレート類などが挙げられる。
その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物も挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、樹脂の分子量及び分子量分布を調節する目的で2種類以上を併用してもよい。
このような両反応性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物;ヒドロキシ基を有するビニル系モノマーなどが挙げられる。
前記両反応性モノマーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、使用される付加重合系モノマー100質量部に対して、1質量部〜25質量部が好ましく、2質量部〜20質量部がより好ましい。
例えば、反応容器中に縮重合系モノマーの混合物中に、付加重合系モノマー及び重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、最初にラジカル重合反応により付加重合を完了させ、次いで反応温度を上昇させることにより縮重合を行う方法がある。
このように、反応容器中で独立した二つの反応を進行させることにより、2種の樹脂ユニットを効果的に分散乃至結合させることが可能である。
前記軟化温度(T1/2c)が、90℃未満であると、耐熱保存性及び耐オフセット性が悪化することがあり、130℃を超えると、低温定着性を悪化させることがある。
また、前記複合樹脂(C)のガラス転移温度(Tgc)は、定着性、保存性及び耐久性の観点から、50℃〜80℃が好ましく、55℃〜70℃がより好ましい。
なお、前記Tgc及び前記T1/2cは、前記Tga及び前記T1/2aと同様にして
測定することができる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて従来公知の染顔料から適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤の中でも、カーボンブラックは、特に良好な黒色着色力を有するが、同時に、良好な導電性材料でもあるため、含有量が多かったり、トナー粒子中に凝集した状態で存在したりすると電気抵抗が低下し、転写工程において転写不良を招く原因になる。
特に、前記結晶性ポリエステル樹脂(A)と併用した場合、カーボンブラックの粒子が前記結晶性ポリエステル樹脂(A)のドメイン中に入り込めないため、結晶性ポリエステル樹脂(A)が大きな分散径をもってトナー粒子中に存在した場合、結晶性ポリエステル樹脂(A)以外の樹脂中に比較的濃度の高い状態で存在することになる。
そのため、凝集体のままトナー粒子中に閉じ込められやすくなり、抵抗が過剰に低下しやすくなる。
本発明の場合、前記複合樹脂(C)も併用するため、カーボンブラックの分散が良好となり、上記のリスクを軽減することができる。また、カーボンブラックを含有すると、記録媒体へトナーを定着する際に、溶融したトナーの粘性を高くすることができるため、非結晶性樹脂(B)を多く処方した場合に、粘性低下に起因して発生するホットオフセットを抑制できるという効果も付与することができる。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤、脂肪酸アミド化合物、離型剤等のその他の成分を配合することができる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、ホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類、有機金属錯体、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体、第四級アンモニウム塩、サリチル酸金属化合物などが挙げられる。
他にも、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ又はポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、前記複合樹脂(C)と併用することで分散性が向上し、帯電極性制御の機能をより有効に発揮させることができる。
また、サリチル酸金属化合物としては、例えば、下記一般式(2)で表される化合物を用いることができ、Mが亜鉛である金属錯体としてボントロンE−84(オリエント化学工業株式会社製)が挙げられる。
(前記一般式(2)中、R2、R3及びR4はそれぞれ独立して水素原子、直鎖又は分岐鎖状の炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数2〜10のアルケニル基を表し、Mはクロム、亜鉛、カルシウム、ジルコニウム又はアルミニウムを表し、mは2以上の整数を表し、nは1以上の整数を表す)
本発明のトナーは、脂肪酸アミド化合物を含有することが好ましい。
トナー製造時に溶融混練工程を含む粉砕トナーに対し、結晶性ポリエステル樹脂と共に脂肪酸アミド化合物を配合すると、混練時に溶融していた結晶性ポリエステル樹脂が冷却される際の混練物中での再結晶が促進されるため、他の樹脂との相溶が少なくなり、トナーのガラス転移温度の低下を抑えることができるため、耐熱保存性を改善することができる。また、後述する離型剤と併用した場合には、離型剤を定着画像表面に留めることが可能となるため、擦れに対して強く(耐スミア性の向上)することができる。
(前記一般式(3)中、R1は、炭素数10〜30の脂肪族炭化水素基を表し、R2及びR3は、各々独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。)
これらの中でも、前記一般式(4)で表されるアルキレンビス脂肪酸アミドが特に好ましい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて従来公知のものから適宜選択することができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス;フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス;蜜ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類;ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸、その金属塩及びアミド;合成エステルワックス;並びにこれらの各種変性ワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、カルナウバワックス及びその変性ワックス、ポリエチレンワックス、合成エステル系ワックスが好ましく、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂に対して適度に微分散し、耐ホットオフセット性、転写性及び耐久性ともに優れたトナーとすることが容易な点で、カルナウバワックスが特に好ましい。また、脂肪酸アミド化合物と併用した場合、定着画像表面に留まる効果が非常に強くなり、耐スミア性が更に向上する。
なお、前記融点は、例えば、示差走査熱量計(DSC−60、島津製作所製)を用いて測定することができる。
次にトナーの物性について説明する。
本発明のトナーは、クロロホルム不溶分を1質量%以上30質量%以下含有し、2質量%〜20質量%含有することが好ましく、3質量%〜20質量%含有することがより好ましい。
クロロホルム不溶分は、高分子量の重合体成分もしくは架橋された重合体成分であり、クロロホルム不溶分を含有することで耐オフセット性が向上する。
前記クロロホルム不溶分が1質量%未満であると、クロロホルム不溶分に起因する耐ホットオフセット性が希薄になり、30質量%よりも多くなると、低温定着性に寄与する分の結着樹脂の配分が相対的に少なくなるため、低温定着性が悪化する。
トナー約1.0gを秤量し、これにクロロホルムを約50g加える。十分に溶解させた溶液を遠心分離で分け、JIS規格(P3801)5種Cの定性濾紙を用いて常温で濾過する。濾紙残渣が不溶分であり、用いたトナー質量と濾紙残渣質量の比(質量%)でクロロホルム不溶分の含有量を表わす。なお、トナーのクロロホルム不溶分を測定する場合には、濾紙残渣の中には顔料などの固形物が存在するため、熱分析により別途求める。
本発明のトナーは、示差走査熱量測定(DSC)によるトナーの吸熱ピーク測定において、90℃〜130℃の範囲に結晶性ポリエステル樹脂(A)に起因する吸熱ピークを有する。
結晶性ポリエステル樹脂(A)に起因する吸熱ピークが90℃〜130℃の範囲に存在すると、結晶性ポリエステル樹脂が常温では溶融せず、かつ、比較的低温な定着温度領域でトナーが溶融し、記録媒体に定着できるため、耐熱保存性と低温定着性をより効果的に発現させることができる。
前記吸熱量が、1J/g未満であると、トナー中で有効にはたらく結晶性ポリエステル樹脂(A)の量が少なすぎるため、結晶性ポリエステル樹脂(A)の機能が十分に発揮されないことがある。前記吸熱量が、15J/gを超えると、トナー中で有効な結晶性ポリエステル樹脂(A)の量が過剰であるため、非結晶性樹脂(B)及び(C)と相溶する絶対量が多くなり、トナーのガラス転移温度が低下し、耐熱保存性の低下を招くことがある。
本発明では結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピークは、結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点である90℃〜130℃付近に存在するものであり、吸熱量はベースラインと吸熱曲線で囲まれた範囲の面積から求められる。
結晶性ポリエステル樹脂(A)由来の吸熱ピークがワックスの吸熱ピークと重なる場合には、重なったピークの吸熱量からワックス分の吸熱量を減算する。
ワックス分の吸熱量は、ワックス単独の吸熱量とトナー中のワックス含有量から計算される。
本発明のトナーは、テトラヒドロフラン(THF)可溶分により求められたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布が、1,000〜10,000の間にメインピークを有し、前記分子量分布の半値幅が15,000以下である。
また、THF可溶分により求められたGPCによる分子量分布が、1,200〜9,000の間にメインピークを有し、前記分子量分布の半値幅が14,000以下であることが好ましい。
前記トナー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した。
本発明のトナーの粒径については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、細線再現性等に優れた高画質を得る観点から、体積平均粒径が4μm〜10μmであることが好ましい。
前記体積平均粒径が、4μm未満であると、現像工程におけるクリーニング性、転写工程における転写効率に支障をきたし、画像品質が低下することがある。前記体積平均粒径が、10μmを超えると、画像の細線再現性が低下することがある。
ここで、トナーの体積平均粒径の測定は、種々の方法によって測定可能であるが、例えば、米国コールター・エレクトロニクス社製のコールターカウンターTAIIを用いて行うことができる。
次に本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーは、粉砕法または重合法で製造される。
前記重合法としては、特に制限はなく、従来公知のから目的に応じて適宜選択することができ、例えば、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法、エステル伸長法などが挙げられる。
前記粉砕法は、少なくとも溶融混練工程、粉砕工程を含み、更に必要に応じて、冷却工程、分級工程等のその他の工程を含む。すなわち、前記結晶性ポリエステル樹脂(A)、前記非結晶性樹脂(B)、前記非結晶性樹脂(C)、複合樹脂(C)、及び着色剤を含有するトナー材料を乾式混合し、混練機にて溶融混練し、粉砕して粉砕トナーを得る方法である。
具体的には、神戸製鋼所社製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所社製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダーなどが好適に用いられる。
溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、前記軟化点より高温であるほど切断が激しく、低温であるほど分散が進まないことがある。
この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級工程は、前記粉砕工程にて得られた粉砕物を分級する工程であり、トナーを所定粒径の粒子に調整することができる。分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中にて分級し、所定の粒径のトナーを製造する。
再結晶化を促進させるには、前述のように脂肪酸アミドを配合することが有効な方法ではあるが、このような方法も同様に有効である。前記混練物の平均厚みの上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、8mmを超えると、後の粉砕工程において粉砕効率が著しく低下するため、8mm以下が好ましい。
なお、前記平均厚みの求め方としては、特に制限はなく、従来公知の厚みを測定する方法を適用し、測定値の平均値を算出することにより求めることができる。
前記外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、例えば、混合の途中又は漸次に外添剤を加えていけばよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを適宜変化させてもよい。
また、初めに強い負荷を与え、次いで、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。
本発明のキャリアを構成する材料について説明する。
本発明の静電潜像現像用キャリアは、芯粒子と、該芯粒子を被覆する被覆層とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記芯材粒子としては、磁性を有する芯材粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;各種合金、化合物等の磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、環境面への配慮の点で、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Mn−Mg−Sr系フェライトなどが好ましい。
SF−1=(L2/A)×(π/4)×100 ・・・(1)
ただし、前記式(1)中、Lは、粒子の絶対最大長(外接円の長さ)を表し、Aは、粒子の投影面積を表す。
また、前記形状係数SF−2が、160を超えると、前記芯材粒子中の空隙が多くなり、前記芯材粒子の強度が弱くなるだけでなく、長期間現像装置内で使用した際に、前記芯粒子の露出が多く、初期抵抗値と使用後の抵抗値の変化が大きくなり、静電潜像担持体上のトナー量、トナー像の形成のされ方が変動し、画像濃度が変動することがある。
SF−2=(P2/A)×(1/4π)×100 ・・・(2)
ただし、前記式(2)中、Pは、芯粒子の周囲長を表し、Aは、芯粒子の投影面積を表す。
前記形状係数SF−2が120〜160の範囲となる芯粒子には、球形から大きく外れた異型化の芯材粒子も含まれ、このような異型化された芯材粒子を用いると、キャリアの付着が多くなるため、本発明の対象とならないことがある。
ここで、重量平均粒径Dwは、レーザー回折乃至散乱法によって求めた前記芯材粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。
Dw={1/Σ(nD3)}×{Σ(nD4)} ・・・(3)
ただし、前記式(3)中、Dは、各チャネルに存在する芯粒子の代表粒径(μm)を表し、nは、各チャネルに存在する芯粒子の総数を表す。
[測定条件]
[1]粒径範囲:100μm〜8μm
[2]チャネル長さ(チャネル幅):2μm
[3]チャネル数:46
[4]屈折率:2.42
前記被覆層は、樹脂、及びフィラーを含有する被覆層形成溶液により形成される。
前記被覆層としては、前記樹脂100質量部に対して、前記フィラーを50質量部〜500質量部の割合で含有する被覆層であれば、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、前記樹脂100質量部に対して、前記フィラーを100質量部〜300質量部の割合で含有する被覆層が好ましい。
前記被覆層の厚さは、前記芯粒子に対する前記樹脂の含有量により制御することができる。前記樹脂の前記芯粒子に対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、被覆層の厚みにより局所的な低抵抗状態を形成することができる点で、0.5質量%〜3.0質量%が好ましい。
市販品としては、例えば、ストレートシリコン樹脂としては、信越化学製のKR271、KR255、KR152、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のSR2400、SR2406、SR2410等が挙げられる。この場合、シリコン樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する他成分や、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。さらに、変性シリコン樹脂としては、信越化学製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性)、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記被覆層に、導電性フィラー及び非導電性フィラーを含有させることが好ましい。
シランカップリング剤を含有することで、前記フィラーを安定して分散させることができる。
次にキャリアの物性について説明する。
本発明の静電潜像現像用キャリアの形状係数SF−2は、115以上150以下であり、120以上145以下であることが好ましい。
115未満では、前記芯材粒子に対する被覆層が厚すぎ、局所的な低抵抗部が形成されず、カウンターチャージが発生し、ゴースト画像が形成されることがある。150を超えると、前記芯材粒子に対する被覆層が薄すぎ芯材粒子が広く露出して抵抗値の変化が大きくなることがある。
静電潜像現像用キャリアの形状係数SF−2は、芯材粒子と同様の方法で測定できる。
前記嵩密度が、1.8g/cm3未満であると、キャリア粒子の磁力が弱く、キャリアが静電潜像担持体に付着するいわゆるキャリア付着を生じやすくなり、2.4g/cm3を超えると、現像機内での攪拌ストレスが大きくなり、静電潜像現像用キャリアの抵抗変化が大きくなることがある。
本発明において、重量平均粒径Dwはレーザー回折・散乱法によって求めた前記芯粒子の粒度分布における積算値50%での粒径をいう。静電潜像現像用キャリアの重量平均粒径Dwは芯材粒子と同様の方法で測定できる。
次に、静電潜像現像用キャリアの製造方法について説明する。
前記静電潜像現像用キャリアの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、流動床型コーティング装置を使用して、前記芯粒子の表面に、前記樹脂及び前記フィラーを含有する被覆層形成溶液を塗布することにより製造する方法が好ましい。なお、前記被覆層形成溶液を塗布する際に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよいし、前記被覆層形成溶液を塗布した後に、前記被覆層に含有される樹脂の縮合を進めてもよい。前記樹脂の縮合方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記被覆層形成溶液に、熱、光等を付与して樹脂を縮合する方法などが挙げられる。
次に、図面により本発明の画像形成方法ならびに画像形成装置の例を詳しく説明するが、これら例は、本発明を説明するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
図2は、本発明の電子写真現像方法および現像装置を説明するための概略図であり、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。
図2において、潜像担持体である感光体20に対向して配設された現像装置40は、現像剤担持体としての現像スリーブ41、現像剤収容部材42、規制部材としてのドクターブレード43、支持ケース44等から主に構成されている。
感光体20側に開口を有する支持ケース44には、内部にトナー21を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー45が接合されている。トナーホッパー45に隣接した、トナー21とキャリア23とからなる現像剤を収容する現像剤収容部46には、トナー粒子とキャリア粒子を撹拌し、トナー粒子に摩擦/剥離電荷を付与するための、現像剤撹拌機構47が設けられている。
感光体20とトナーホッパー45との間の空間には、現像スリーブ41が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ41は、キャリア粒子による磁気ブラシを形成するために、その内部に現像装置40に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有する。
現像剤収容部材42の、支持ケース44に取り付けられた側と対向する側には、規制部材ドクターブレード43が一体的に取り付けられている。規制部材ドクターブレード43は、この例では、その先端と現像スリーブ41の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
また、感光体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード61にて、クリーニング機構60内のトナー回収室62へ回収される。
回収されたトナー粒子は、トナーリサイクル手段(図示せず)により現像部および/またはトナー補給部に搬送され、再使用されてもよい。
画像形成装置は、上述の現像装置を複数配置し、転写媒体上へトナー像を順次転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても良く、一端中間転写媒体上へ複数のトナー像を転写し、これを一括して転写媒体に転写後同様の定着を行なう装置であっても良い。
[製造例1−1(結晶性ポリエステル樹脂(A))の合成]
アルコール成分として、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールから選択される化合物、また、カルボン酸成分として、フマル酸、コハク酸、トリメリット酸、及びテレフタル酸から選択される化合物を用いて、結晶性ポリエステル樹脂a1〜a6を得た。
非結晶性樹脂b1−1〜b1−2、b2−1〜b2−2は以下のようにして得られた樹脂である。
芳香族ジオール成分及びエチレングリコール、グリセリン、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、イタコン酸より選ばれた単量体を、常圧下、170〜260℃、無触媒の条件でエステル化反応せしめた後、反応系に全カルボン酸成分に対し400ppmの3酸化アンチモンを加え3Torrの真空下でグリコールを系外へ除去しながら250℃で重縮合を行い樹脂を得た。尚、架橋反応は撹拌トルクが10kg・cm(100ppm)となるまで実施し、反応は反応系の減圧状態を解除して停止させた。
調製した樹脂のTHF試料溶液を50μL〜200μL注入して測定した。
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した。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical Co.或いは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、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た。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
結果を表2−2に示す。
縮重合系モノマーである、テレフタル酸0.8mol、フマル酸0.6mol、無水トリメリット酸0.8mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド1.1mol、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド0.5mol、及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド9.5molを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、滴下ロート、及び熱電対を装備した5リットル容器の四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、135℃まで加熱した。
撹拌を行いながら、さらに付加重合系モノマーである、スチレン10.5mol、アクリル酸3mol、2−エチルヘキシルアクリレート1.5mol、重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド0.24molを滴下ロートに入れ、混合物を5時間かけて滴下し、6時間反応を行った。
続けて、210℃まで3時間かけて昇温を行い、210℃、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、複合樹脂c1を合成した。
得られた複合樹脂c1の軟化点は115℃、ガラス転移温度は58℃、酸価は25mgKOH/gであった。
得られた樹脂を粉砕した試料0.5g〜2.0gを精秤し、重さW(g)を測定した。
次いで、300mLのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150mLを加え溶解した。0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定した。
この時のKOH溶液の使用量をS(mL)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(mL)とし、以下の式(1)で算出した。ただし、fはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W ・・・式(1)
前記結晶性ポリエステル樹脂(A)、前記非結晶性樹脂(B)、及び前記複合樹脂(C)と、下記表3に示す材料を用い、下記表4に示す処方のトナー材料を用いてトナーを作製した。
へンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM20B)を用いて予備混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製、PCM−30)で100℃〜130℃の温度で溶融、混練した。得られた混練物はローラーにて平均厚み2.8mmに圧延した後にベルトクーラーにて室温まで冷却し、ハンマーミルにて200μm〜300μmに粗粉砕した。
次いで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて微粉砕した後、気流分級機(日本ニューマチック工業株式会社製、MDS−I)で重量平均粒径が5.6±0.2μmとなるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子を得た。次いで、トナー母体粒子100質量部に対し、疎水性シリカ微粒子(クラリアント株式会社製、HDK−2000)1.0質量部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、トナー1〜13を作製した。
また、前記トナー1の結晶性ポリエステル樹脂(A)に起因する90℃〜130℃の範囲におけるDSCピーク温度及び吸熱量を、示差走査熱量計(DSC−60、島津製作所製)を用い、10℃/分間で20℃〜150℃まで昇温した際のDSCチャートから求めた。結果を表5に示す。
また、トナーにおけるクロロホルム不溶分の含有量を製造例1−2と同様にして確認した。
[製造例2−1(球形フェライト芯材1の製造)]
MnCO3、Mg(OH)2、及びFe2O3粉を秤量し、混合して混合粉を得た。
この混合粉を加熱炉にて900℃、3時間、大気雰囲気下で仮焼成し、得られた仮焼成物を冷却後、粉砕して平均粒径7μmの粉体とした。この粉体に、分散剤(1質量%)及び水を加えてスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤに供給して造粒し、平均粒径約40μmの造粒物を得た。
この造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,250℃、5時間焼成した。得られた焼成物を解砕機で解砕した後、篩い分けにより粒度調整を行い、重量平均粒径約35μmの球形フェライト芯材[芯材1]を得た。
この[芯材1]の成分分析を行ったところ、MnO(46.2mol%)、MgO(0.7mol%)、Fe2O3(53mol%)であった。
また、[芯材1]のSF−1は140、SF−2は145、Raは0.7μmであった。
製造例2−1と同様に、混合粉を仮焼成して得られた仮焼物を、冷却後、粉砕して平均粒径1μmの粉体とした。この粉体に、分散剤(1質量%)及び水を加えてスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤに供給して造粒し、平均粒径約40μmの造粒物を得た。
この造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,300℃、5時間焼成した。得られた焼成物を解砕機で解砕した後、篩い分けにより粒度調整を行い、重量平均粒径約35μmの(球形フェライト芯材2)[芯材2]を得た。
この[芯材2]のSF−1は125、SF−2は119、Raは0.45μmであった。
酸化アルミニウム(AKP−30、住友化学社製)100gを水1Lに分散させ懸濁液とし、70℃に加温した。次いで、この懸濁液のpHが7〜8となるよう、塩化第二錫100g及び五酸化リン3gを2N塩酸1Lに溶かした溶液、並びに12質量%アンモニア水を2時間かけて滴下した。
滴下後、懸濁液を濾過、洗浄して得られたケーキを110℃で乾燥した。そして、この乾燥粉末を窒素気流中で500℃、1時間にて処理し、[導電性フィラー1]を得た。
得られた[導電性フィラー1]は、個数平均粒径400nm、粉体比抵抗値50Ω・cmであった。
酸化アルミニウム(AKP−30、住友化学社製)100gを水1Lに分散させ懸濁液とし、70℃に加温した。次いで、この懸濁液のpHが7〜8となるよう、塩化第二錫10g及び五酸化リン0.30gを2N塩酸100mLに溶かした溶液、並びに12質量%アンモニア水を12分間かけて滴下した。
滴下後、懸濁液を濾過、洗浄して得られたケーキを110℃で乾燥した。そして、この乾燥粉末を窒素気流中で500℃、1時間にて処理し、[非導電性フィラー2]を得た。 得られた[非導電性フィラー2]は、個数平均粒径300nm、粉体比抵抗値1,200Ω・cmであった。
酸化アルミニウム(AKP−30、住友化学社製)100gを水1Lに分散させ懸濁液とし、70℃に加温した。次いで、この懸濁液のpHが7〜8となるよう、塩化第二錫150g及び五酸化リン4.5gを2N塩酸1.5Lに溶かした溶液、並びに12質量%アンモニア水を3時間かけて滴下した。
滴下後、懸濁液を濾過、洗浄して得られたケーキを110℃で乾燥した。そして、この乾燥粉末を窒素気流中で500℃、1時間にて処理し、[導電性フィラー3]を得た。
得られた[導電性フィラー3]は、個数平均粒径600nmで、粉体比抵抗値10Ω・cmであった。
酸化アルミニウム(AKP−30、住友化学社製)100gを水1Lに分散させ懸濁液とし、70℃に加温した。次いで、この懸濁液のpHが7〜8となるよう、塩化第二錫11.6gを2N塩酸1Lに溶かした溶液、及び12質量%アンモニア水を40分間かけて滴下し、更に、塩化インジウム36.7g、及び塩化第二スズ5.4gを2N塩酸450mLに溶かした溶液、並びに12質量%アンモニア水を1時間かけて滴下した。
滴下後、懸濁液を濾過、洗浄して得られたケーキを110℃で乾燥した。そして、この乾燥粉末を窒素気流中で500℃、1時間にて処理し、[導電性フィラー4]を得た。
得られた[導電性フィラー4]は、個数平均粒径300nm、粉体比抵抗値4Ω・cmであった。
静電潜像現像用キャリア1〜4の被覆層の形成のため、上記製造例で記載した導電性フィラー1、3,4、非導電性フィラー2及び導電性フィラー(パストラン4310 三井金属鉱業社製 個数平均粒径150nm 粉体比抵抗値12Ω・cm)、シリコーン樹脂溶液(SR2410:東レダウコーニング社製 固形分20重量%)、シランカッピリング剤(SH6020:東レダウコーニング社製 固形分100重量%)、触媒(オルガチックスTC−750 マツモトファインケミカル社製)、トルエンを使用し、下記表6に示す処方で被覆層形成溶液(固形分10質量%)を調整した。
キャリアの特性を表7に示す。
作製したトナーを5質量%と、コーティングフェライトキャリア95質量%を、ターブラーミキサー(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)を用いて48rpmで5分間均一混合し、現像剤を作製し、下記の評価を行った。評価結果を表8に示す。
上述した画像形成装置(株式会社リコー製)を用いて現像剤の画像出力を行なった。なお、現像剤は、図3において模式的に示された画像形成装置の現像ユニットに収容した。
付着量0.4mg/cm2のベタ画像を、露光、現像、転写工程を経ることで紙(株式会社リコー製、Type6200)上に出力した。定着の線速は160mm/秒とした。定着温度を5℃刻みで順次出力し、コールドオフセットが発生しない下限温度(定着下限温度:低温定着性)と、ホットオフセットが発生しない上限温度(定着上限温度:耐ホットオフセット性)を測定した。定着装置のNIP幅は11mmであった。結果を表6に示す。なお、各評価における評価基準は以下の通りである。
◎:130℃未満
○:130℃以上140℃未満
△:140℃以上150℃未満
△△:150℃以上160℃未満
×:160℃以上
◎:200℃以上
○:190℃以上200℃未満
△:180℃以上190℃未満
△△:170℃以上180℃未満
×:170℃未満
定着下限温度にて、紙(株式会社リコー製 Type6200紙)上に0.40±0.1mg/cm2のトナー付着量で画像面積率が60%であるハーフトーン画像を出力し、定着画像部をクロックメータを用いて白綿布(JIS L0803 綿3号)で10回摺擦し、布に付着した汚れのID(以後スミアIDと呼ぶ)を測定した。スミアIDは、測色計(X−Rite938、X−Rite社製)で測定した。なお、測定はブラックで行った。結果を表6に示す。
◎:スミアIDが0.20以下
○:スミアIDが0.20超0.35以下
△:スミアIDが0.35超0.55以下
×:スミアIDが0.55超
得られたトナー10gを30mLのスクリューバイアル瓶に入れ、タッピングマシンで100回タッピングした後、50℃環境の恒温槽で24時間保管し、室温に戻した後、針入度試験機を用いて針入度を測定し、以下の基準で耐熱保存性を評価した。結果を表6に示す。
(耐熱保存性の評価基準) (◎〜△許容できるレベル)
◎:貫通
○:20mm以上
△:15mm以上20mm未満
△△:10mm以上15mm未満
×:10mm未満
ゴースト現象による影響を評価するために、印字評価において10万枚出力した後に、図6に示す縦帯チャートを印刷した。
そして、スリーブ(トナー担持体)一周分(a)と一周後(b)の濃度差を測定することにより、直前画像履歴による影響を評価した。前記測定は、色彩値測定器(X−Rite938、X−Rite社製)を用いた。前記スリーブのセンター、リア、及びフロントを3箇所測定して得られた平均濃度差をΔIDとし、下記評価基準により評価した。結果は表6に記す。尚、印字評価は、作製した各現像剤及び各補給現像剤を、市販のデジタルフルカラープリンター(RICOH Pro C901、株式会社リコー製)にセットし、画像面積8%の文字チャート(1文字の大きさ;2mm×2mm程度)を印刷して行った。
◎: ΔID≦0.01
○:0.01<ΔID≦0.03
△:0.03<ΔID≦0.06
×:0.06<ΔID
21 トナー
23 キャリア
24a 駆動ローラ
24b 駆動ローラ
32 帯電部材
33 光源
40 現像装置
41 現像スリーブ
42 現像剤収容部材
43 ドクターブレード
44 支持ケース
45 トナーホッパー
46 現像剤収容部
47 現像剤撹拌機構
48 トナーアジテータ
49 トナー補給機構
50 転写部材
60 クリーニング機構
61 クリーニングブレード
64 ブラシ状クリーニング手段
70 除電ランプ
80 転写媒体
Claims (6)
- トナーとキャリアからなる静電潜像現像用現像剤であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むものであり、前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂(A)と、非結晶性樹脂(B)と、縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含む複合樹脂(C)とを含有するものであり、
前記トナーは、クロロホルム不溶分を1質量%以上30質量%以下含有し、前記トナーのテトラヒドロフラン可溶分により求められたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布が1,000〜10,000の間にメインピークを有し、かつ分子量分布の半値幅が15,000以下であり、前記トナーの示差走査熱量測定(DSC)による吸熱ピーク測定において、90℃〜130℃の範囲に吸熱ピークを有するものであり、
前記キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する被覆層とからなり、SF−2が115〜150の範囲にあり、嵩密度が1.8g/cm3以上2.4g/cm3以下であるものであり、前記被覆層中に樹脂100重量部に対して50〜500重量部のフィラーを含有するものであることを特徴とする静電潜像現像用現像剤。 - 前記トナーの吸熱ピークの吸熱量が1J/g〜15J/gであることを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用現像剤。
- 前記トナーがクロロホルム不溶分を2質量%〜20質量%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の静電潜像現像用現像剤。
- 前記トナーは、さらに脂肪酸アミド化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤。
- 前記トナーは、さらにサリチル酸金属化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤。
- 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、静電潜像現像用現像剤を現像剤担持体上に保持し、磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーを静電潜像担持体上に現像してトナー像を形成する工程と、該静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程とを有し、前記静電潜像現像用現像剤が請求項1乃至5のいずれかに記載の静電潜像現像用現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
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