JP2016099404A - トナー及び画像形成装置 - Google Patents

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一興 不破
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Takeshi Nozaki
剛 野▲崎▼
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義博 御厨
義通 石川
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【課題】 母体粒子と外添剤を含み、静電潜像担持体の汚染防止に特に優れた静電荷像現像用トナーを提供することにあり、このトナーは、電子写真方式の各種画像形成装置及び画像形成方法に有用であり、特に、規制部材のような感光体との接触部材が用いられる画像形成装置に好ましく用いられる。【解決手段】 トナー母体粒子に外添剤を外添してなるトナーであって、該外添剤が、凝集体の個数が3個/mg以上、50個/mg以下のシリカを含むものであることを特徴とするトナー。【選択図】図1

Description

本発明は、改良されたトナー、及びこれを用いる画像形成装置に関する。
ローエンドプリンタには、小型化や省エネが要求されている。近年、小型化する方法の1つとして、露光装置にLEDを採用したものが開発され、上市されている。
露光装置にLEDを使用した場合、LEDと感光体の距離を一定に保つために感光体に接触するように光学ヘッドと感光体との距離を一定にする規制部材(以下、「規制部材」と表現する)が使われることがある。これにより画像の安定性が向上する。例えば特許文献1の特開平11‐249049号公報には、光走査装置と感光体の距離を保つ手段を搭載することにより、感光体上のスポット径を均一にする技術が開示されている。
しかし、規制部材を用いた画像形成装置においては、静電潜像担持体の典型例としての感光体が常に規制部材と接触しており、その接触部分(以下、規制部材接触部)において感光体汚染が発生してしまうという問題があった。
規制部材接触部における感光体汚染について説明すると、画像形成中において、規制部材と感光体の間には、若干の隙間ができる。そこにトナーが入り込み、感光体上にシリカを主成分とし、離型剤や結着剤樹脂を含む付着物が形成され、クリーニング工程で感光体汚染が生じてしまう。これは離型剤や結晶性ポリエステルを含有したトナーの場合に発生する頻度が高い。
そこで例えば、特許文献2の特開2012‐208495号公報、特許文献3の特開2007−271766号公報には、感光体の汚染防止を1つの目的として、2種類の帯電極性の異なる外添剤を添加して外添剤の遊離を静電的に制御する技術が開示されている。しかし外添剤凝集体を生成するほどのシリコーンオイル含有シリカを使わず、単に静電的な方策のみを採用した外添剤を用いたトナーでは、本発明において期待するような効果については、これを発揮させることは難かしかった。
本発明の目的は、母体粒子と外添剤を含み、静電潜像担持体の汚染防止に特に優れた静電荷像現像用トナーを提供することにある。このトナーは、電子写真方式の各種画像形成装置及び画像形成方法に有用であり、特に、規制部材のような感光体との接触部材が用いられる画像形成装置に好ましく用いられる。
上記課題は、本発明の(1)「トナー母体粒子に外添剤を外添してなるトナーであって、該外添剤が、凝集体の個数が3個/mg以上、50個/mg以下のシリカを含むものであることを特徴とするトナー」により、解決される。
本発明によれば、母体粒子と外添剤を含み、静電潜像担持体の典型例としての感光体の汚染防止に特に優れた静電荷像現像用トナーが提供されるという非常に優れた効果が発揮される。
本発明の1画像形成装置例の概略構成について説明する図である。 本発明の1プロセスカートリッジ例における主要部品の配置について説明する断面図である。 本発明の1静電潜像形成用書込手段の1例としての光書込ヘッド例の位置決め構成について説明する図である。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は上記(1)の「トナー」に加えて次の(2)〜(7)の「トナー」、「プロセスカートリッジ」及び「画像形成装置」を包含するものであるので、これらについても併せて詳細に説明する。
(2)「 前記シリカの凝集体の個数が5個/mg以上、30個/mg以下であることを特徴とする前記(1)に記載のトナー。」
(3)「 前記トナーの凝集度が50%以上、90%以下であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のトナー。」
(4)「 前記トナー母体粒子が、少なくとも離型剤及び/または結晶性樹脂を含有するものであることを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載のトナー。」
(5)「 静電潜像担持体と、トナーを用いて静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置に着脱可能に搭載されるプロセスカートリッジであって、該トナーが前記(1)乃至(4)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。」
(6)「 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段とを少なくとも有する画像形成装置とであって、該露光手段として該静電潜像担持体を選択的に露光して前記静電潜像を形成する書込手段と、該書込手段と前記静電潜像担持体との距離を規制する規制部材とを有しており、該トナーが前記(1)乃至(4)のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。」
(7)「 前記(5)に記載のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置。」
「規制部材接触部における感光体汚染とトナー」
規制部材接触部における感光体汚染は、室温〜高温高湿環境下において、低印字率で耐久したときに顕著に発生する。
低温で発生しないのは、トナーの離型剤や結晶性ポリエステルなどの結着剤樹脂成分が溶けることがなく、結着剤として働かないためだと考えられる。また、低印字率で発生しやすいのは、現像器内のトナーが規制ブレードやキャリアとの摩擦回数が増えたものになり、より外添剤例えばシリカが遊離された状態で現像ローラから供給されるためだと考えられる。
この規制部材接触部の感光体汚染を防ぐ方法としては、本発明において、シリカ凝集体の量を3個/mg以上、50個/mg以下にする必要がある。
シリカ凝集体量については3個/mg以上50個/mg以下がよく、より好ましくは5個/mg以上40個/mg以下、更に好ましくは5個/mg以上30個/mg以下である。
シリカ凝集体の測定についての詳細は後述するが、シリカ凝集体量とは、トナー1mg中に含まれる25μm以上のシリカ凝集体の個数を示す。
このようなシリカ凝集体は、例えば、数百nm〜数十μm径の二次凝集体(アグロマレート;agglomerates)であり得る。すなわち、知られるように、粒子径が数十nm(比表面積から計算される)までの一次粒子が3〜数μm(数千nm)程度にまで凝集してなる一次凝集体(アグリゲート;aggregates)が、さらに凝集して形成された物理凝集体がアグロマレートであり、本明細書でいう凝集体は、主にこれを意味する(アグリゲートは現実的には最小構成単位である)。そしてこのような2種類のシリカ凝集体を分散処理した場合、一次粒子まで分散することは通常はなく、一次凝集体(アグリゲート)レベルまでの分散にとどまると考えられている。知られているように、凝集は、必ず内部潜熱の放出(エンタルピーの減少)を伴う発熱反応であり、二次凝集体(アグロマレート)の場合も例外ではない。しかし、二次凝集体への凝集は物理凝集であることもあって、放出−吸収熱量幅が格段に小さい。本発明におけるこのようなアグロマレートの属性は、アグリゲートへの崩壊が可能であることによって、静電潜像担持体表面、これと接触しこれとの距離を規制する規制部材の接触面を、疵つけることなく、クリーニングするのに適しているものと本発明者らは考えている。
したがって本明細書における「シリカ凝集体」とは、通常「アグロマレート」、又は、(「アグロマレート」+「アグリゲート」)、を意味する。そして、このような「シリカ凝集体」のための材料(一次粒子)は、結晶性シリカではなく、ほとんど非晶質シリカであり得、特に合成非晶質シリカである場合が多い。合成非晶質シリカには、乾式法シリカ(例えば,四塩化珪素を酸素、水素炎中で燃焼することによる製造法によるもの、シリカヒュームと称され金属シリコン製造時の副生成物等)、湿式法シリカ(例えば、珪酸ナトリウムを鉱酸で中和処理したものから得られ湿式シリカの代名詞的なもの、ゾルゲル法シリカと称されアルコキシシランの加水分解生成物由来のもの)が含まれ、生産量が国内でも世界的レベルにおいても格段に多い珪酸ナトリウムを鉱酸で中和処理したものから得られ湿式法シリカの代名詞的なものが典型例として挙げられるが、本発明においてはこの湿式法シリカに限らず、双方を用いることができる。ただし、叙上の説明は、本発明についての理解を容易ならしめるためのものであって、本発明におけるシリカ凝集体は、成因により限定されるとの意味では、無論ない。
シリカ凝集体は、規制部材に付着し始めたシリカを除去する効果があり、3個/mg以上含まれていることが好ましい。3個/mg未満となるとシリカの除去効果が得られず、規制部材接体が規制部材接触部の感光体汚染の起点となってしまうことがあることがあるため、50個/mg以下が好ましい。
シリカ凝集体を作製する方法としては、例えば、負帯電の表面処理を施したシリカと、正帯電の表面処理を施したシリカの両方を使用したり、シリコーンオイル処理量の多いシリカと使用したりした上で、外添混合時の周速、時間や分割混合などで調整可能である。
また、規制部材と感光体(静電潜像担持体の1例)の隙間にトナーを侵入させないという観点から、上記シリカ凝集体量の範囲に加え、トナーの凝集度を高めにすることで、規制部材接触部感光体汚染は更に抑制できる。好ましい範囲としては、50%以上90%以下、より好ましくは65%以上85%以下である。高すぎると流動性悪化によるベタ追従不良などを引き起こすため、前記範囲にするのがよい。
[トナー粒子(母体粒子)]
トナーの製造方法としては粉砕法や重合法など、公知の方法で作製することができる。
しかし、叙上のように、感光体汚染は結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたときに著しく、ポリエステル樹脂を用いた母体粒子は、溶解懸濁法によっても好適に調製することができる。
以下、溶解懸濁法を用いて説明する。ただし、本発明のトナーは、無論、このような方法によるもののみに限定される訳ではない。
(溶解懸濁法)
溶解懸濁法を用いてトナーを製造する方法としては、少なくとも、樹脂及び着色剤からなるトナー組成物を、有機溶媒に溶解又は分散させることにより得られる溶解液又は分散液を、分散剤の存在する水性溶媒中で、通常の撹拌機、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて、所望の粒度分布を有するトナーが得られるように分散させた後、有機溶媒を除去することによりトナースラリーを得る方法が挙げられる。トナーは、公知の方法に従い、洗浄・濾過により回収し、乾燥させることにより単離することができる。
(樹脂について)
溶解懸濁法では、溶媒に溶解させることができる樹脂であれば製造上利用することができる。具体的には、従来よりトナーに用いられている樹脂が挙げられ、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリオール樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などがある。
低温定着性の観点からポリエステル樹脂を使用することが好ましい。
<ポリエステル樹脂>
本発明で使用されるポリエステル樹脂としては以下のポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物が挙げられ、いかなるものでも使用することができ、また数種のポリエステル樹脂を混合して使用しても良い。
(ポリオール)
ポリオール(1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類など);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
更に、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
尚、上記ポリオールは1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリカルボン酸)
ポリカルボン酸(2)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリフルオロメチルイソフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物など)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。さらに3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)、また上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
尚、上記ポリカルボン酸は1種類単独または2種以上の併用が可能で、上記に限定されるものではない。
(ポリオールとポリカルボン酸の比)
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
(ポリエステル樹脂の分子量)
ポリエステル樹脂のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、30000を超えると低温定着性が悪化する。
<変性ポリエステル樹脂>
本発明に使用される結着樹脂は、粘弾性調整のために、ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂(以下「変性ポリエステル樹脂」という)を含有していても良い。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性ポリエステル樹脂の含有割合は、前記結着樹脂中、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。含有割合が20%より多くなると低温定着性が悪化する。該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性ポリエステル樹脂は、直接結着樹脂に混合しても良いが、製造性の観点から、末端にイソシアネート基を有する比較的低分子量の変性ポリエステル樹脂(以下プレポリマーと表記することがある)と、これと反応するアミン類を結着樹脂に混合し、造粒中/又は造粒後に鎖伸長又は/及び架橋反応して該ウレタン又は/及びウレア基を有する変性ポリエステル樹脂となる方が好ましい。こうすることにより、粘弾性調整のための比較的高分子量の変性ポリエステル樹脂を含有させることが容易となる。
(プレポリマー)
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
(プレポリマー)
前記イソシアネート基を有するプレポリマーとしては、前記ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
(イソシアネート基と水酸基の比)
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐オフセット性が悪化する。また、40質量%を超えると低温定着性が悪化する。
(プレポリマー中のイソシアネート基の数)
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、鎖伸長及び/又は架橋後の変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐オフセット性が悪化する。
<着色剤>
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、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)、カドミュウムイエロー、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、カドミュウムレッド、カドミュ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、パラクロルオルト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、ピ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、ヘリオボルドーブレード、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、クロームバーミリオン、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、リトポン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
<離型剤>
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナウバワックス、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など);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。上記の内、極性が小さく溶融粘度が低いという理由から好ましいものはポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素であり、特に好ましいものはパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスである。
(シリカ微粒子)
本発明で得られた着色粒子には、シリカ微粒子(典型的には例えば前記「アグリレート」含有の前記「アルゴマレート」)を外添する必要がある。シリカ微粒子としては、公知のものが使用できるが、シリカ凝集体(アグリレート)及び凝集度は、このシリカ微粒子の種類、量に影響を受けるためこれらを考慮する必要がある。
シリカ凝集体を形成させる手段としては、粘性を持った表面処理剤を多く処理したシリカを使用する方法や、シリカ同士の静電的な凝集力を上げる方法を用いることが好ましい。前者としては、例えばシリコーンオイル処理量の多いシリカ微粒子を添加することが挙げられる。後者としては、正帯電性と負帯電性のシリカの両方を使用する方法が挙げられる。シリコーンオイルは、アグリレートからの本発明におけるシリカ凝集体(アルゴマレート)の円滑な形成に寄与する。
正帯電性と負帯電性のシリカの併用は、帯電的に凝集しやすく、シリカ凝集体の形成に寄与する。
そのため例えば、シランカップリング剤のような有機珪素化合物により表面処理されたアグリゲートシリカを用いることができる。このような有機珪素化合物としては負極性の帯電極性を付与できるヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メトルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ρ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。
また、逆極性の帯電性を付与できるものとして含窒素シランカップリング剤、例えば、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノフェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−γ−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルベンジンアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルピペリジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルホリン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール等がある。
そして、これらの有機珪素化合物を1種あるいは2種以上の混合物の形で用いることにより、耐湿性の付与だけでなく、シリカ凝集体の凝集度調節に貢献させることができ、かつ、使用時の機械的ストレス印加等により、トナー母体粒子に埋没しない程度の前述のような適度なアグロマレートを含み、アグロマレートからアグリゲートへの崩壊が少なくとも一部可能な程度の硬度に調節された外添剤シリカを得ることが可能になる。
トナーの凝集度は従来から知られている通り、主に小径シリカ粒子の量によって調整できる。更に、シリカ凝集体の量はシリカ微粒子とトナーの混合時間や攪拌羽根の周速によっても調整することができる。
(無機微粒子)
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、シリカ以外の無機微粒子も用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜1.0μmであることが好ましく、特に10nm〜200nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜300m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0〜3質量%であることが好ましく、特に0.01〜1.5質量%であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばアルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
(クリーニング助剤)
感光体(静電潜像担持体)や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
<トナーの製造方法>
本発明のトナーの製造方法を以下に例示するが、これに制限されるものではない。
[母粒子造粒工程]
(有機溶媒)
造粒に用いる有機溶媒としては、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。ポリエステル系樹脂および着色剤は同時に溶解又は分散させても良いが、通常それぞれ単独で溶解又は分散され、その際使用する有機溶媒はそれぞれ異なっていても同じでも良い。また、ポリエステル系樹脂を好適に溶解させる溶媒(単独または混合)を選択すると、本発明で好ましく用いられる離型剤はその溶解度の違いからほとんど溶解しない。
(水系媒体)
用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。樹脂微粒子100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。
(無機分散剤および有機樹脂微粒子)
上記水系媒体中に、前記のポリエステル系樹脂および離型剤の溶解物または分散物を分散させる際、無機分散剤または有機樹脂微粒子をあらかじめ水系媒体中に分散させておくことにより、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えはビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、2種以上を併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいという観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
(界面活性剤)
また、上記樹脂微粒子を製造する際に、必要に応じて、界面活性剤等を用いることもできる。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸、及び、その金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
(保護コロイド)
また、上記樹脂微粒子を製造する際に、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロ−ルアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
(分散の方法)
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは20〜80℃である。
(脱溶剤)
得られた乳化分散体から有機溶剤を除去するために、公知の方法を使用することができる。例えば、常圧または減圧下で系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
(伸長又は/及び架橋反応)
ウレタン又は/及びウレア基を有する変性されたポリエステル樹脂を導入する目的で、末端にイソシアネート基を有する変性ポリエステル樹脂およびこれと反応可能なアミン類を添加する場合は、水系媒体中にトナー組成物を分散する前に油相中でアミン類を混合しても良いし、水系媒体中にアミン類を加えても良い。上記反応に要する時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造と、加えたアミン類との反応性により選択されるが、通常1分〜40時間、好ましくは1〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは20〜98℃である。
(洗浄、乾燥工程)
水系媒体に分散されたトナー粒子を洗浄、乾燥する工程は、公知の技術が用いられる。 即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
(外添処理)
得られた乾燥後のトナー粉体はシリカ微粒子等と混合する。
前述した通り、混合の条件によって、シリカ凝集体量、凝集度を調整することができる。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、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製)や、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)、自動乳鉢などがあげられる。
[プロセスカートリッジ、画像形成装置]
(画像形成装置)
以下、本発明の実施形態に係る書込手段の位置決め手段、これを用いた電子写真装置の1例について、図面を用いて説明する。まずは電子写真装置の1例の構成および動作を図1とともに説明する。
図1は電子写真装置の1例の中央断面概略構成図である。
この例における電子写真装置1は、機枠体のほぼ中央部にプロセスカートリッジ2を配置しており、プロセスカートリッジ2内部の感光体3の上に配置された感光体(静電潜像担持体)3に潜像を形成するための書込手段の1例として光書込ヘッド60を配置している。
トナーカートリッジ2の下側に転写ローラ70を設置し、その下側には記録媒体を積載・収容する給紙カセット11を配置する。給紙装置12にて給紙された記録媒体は転写ローラ70と感光体3との間を通り、定着器80へ導かれて記録媒体にトナー像を熱定着させる。排紙装置15によりモノクロ電子写真装置1の上面の排紙トレーに排紙される。
トナーカートリッジ2の下側に転写ローラ70を設置し、その下側には記録媒体を積載・収容する給紙カセット11を配置する。給紙装置12にて給紙された記録媒体は転写ローラ70と感光体3との間を通り、定着器80へ導かれて記録媒体にトナー像を熱定着させる。排紙装置15によりモノクロ電子写真装置1の上面の排紙トレーに排紙される。
(プロセスカートリッジ)
図2は、本発明のプロセスカートリッジ例における主要部品の配置について説明する断面図である。
図2のように感光体(静電潜像担持体)3の回転方向に対し、現像ローラ4、クリーニング部材5、帯電ローラ6、光書込ヘッド(書込手段)61が配置されており、スペーサ部材(潜像担持体との距離を規制する規制部材)21は感光体3と光書込ヘッド61の間に設けられ、感光体3と光書込ヘッド61の間隔を決める役目と果たしている。
(潜像担持体、プロセスカートリッジ、潜像担持体との距離を規制する規制部材)
図3は、光書込ヘッド(書込手段)の位置決め構成の1例について説明する図である。
この例において、光書込ヘッド(書込手段)は、図示しない発光基板及びレンズアレイ62を保持するヘッドフレーム63で構成されている。
スペーサ部材21は、感光体(静電潜像担持体)3の長手方向に2ヶ所設けられており、光書込ヘッド(書込手段)61に接触する第1面211と感光体(静電潜像担持体)3に接触する第2面212と有している。スペーサ部材21の第1面211はレンズアレイ62の長手方向外側のヘッドフレーム63に接触するよう配置されている。
また、本発明における「規制部材」は、前記特許文献1に記載されるようなものであってもよい。
以下、本発明を実施例及び比較例を示すことにより更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
以下では、「部」及び「%」は特にことわらない限り質量部及び質量%を示す。
まず、実施例及び比較例において得たトナーについての分析及び評価の方法について述べる。
以下では本件発明のトナーを一成分現像剤として用いた場合についての評価を行ったが、本発明のトナーは、好適な外添処理と好適なキャリヤを使用することにより、二成分現像剤としても使用することができる。
[評価]
<シリカの凝集体個数>
シリカの凝集体個数の測定は以下のように行った。
1.目開き25μmのステンレス製篩を用意し、篩の重量を測定する。
2.1.の篩上にトナー10mgを測りとり、篩とトナーの合計重量を測定する。
3.篩の下部から10秒間吸引後、篩とトナーの重量測定を行う。
4.3.の作業を、吸引前後の重量変化がなくなるまで繰り返す。
5.キーエンス社製のVHXなどを用いて、篩上に残ったシリカ凝集体の個数をカウントする。
(5.でカウントしたシリカ凝集体の数)/(2.で測定したトナー重量)の値を、本発明のシリカ凝集体個数とした。
シリカ凝集体とトナーの粗粉は色によって見分けがつくため、白色のもののみをカウントの対象とした。
<トナーの凝集度>
<凝集度測定方法>
凝集度の測定方法は以下の通りに行う。
測定装置は、ホソカワミクロン社製のパウダーテスター PT-Rを使用する。
測定準備として、
(i)先ず、3種の篩い(目開き:20μm、45μm、75μm)の空重量[g]を測定する。
(ii)本体に、上記3種の篩いを、下から20μm→45μm→75μmの順に重ねてセットする。
(iii)上記75μmの篩いの上に押さえ治具を乗せ、2個の固定ねじで固定する。
(iv)本体の電源をONにして、ディスプレイに表示されるメニューから「凝集度」を選択する。
(v)「篩いの振動幅を1mm」に調整する。
(vi)「振動時間を10秒」に設定する。
(vii)トナーを、天秤で、「2g」秤量する。
(viii)上記試料を、上記75μmの篩いの中央部にセットする。
(ix)「10秒間の振動」を実施する。
(x)上記3種の篩い(上段が75μm、中段が45μm、下段が20μm)の
重量[g]を測定する。
「凝集度」の計算方法は、
(xi)篩い後に、上記3種の篩い(上段が75μm、中段が45μm、下段が20μm)上に残った紛体の重量[g]を計算する。
(xii)凝集度は、(a)上段の篩い上に残った紛体の重量%×1と、(b)中段の篩い上に残った紛体の重量%×0.6と、(c)下段の篩い上に残った紛体の重量%×0.2の計算値の合計をもって求められる。
<規制部材接触部の感光体汚染>
リコー製IPSiO SP C730を用いて、印字率2%のプリントパターンをN/N環境下(温度23℃、湿度50%)で1ジョブあたり1枚で印字した。1000枚毎に規制部材と接触している感光体部分を目視で観察しながら、30000枚印刷した。判断基準は以下の通りである。
5:30000枚で感光体汚染なし
4:15000枚〜30000枚で感光体汚染が発生した。
3:8000枚〜14000枚で感光体汚染が発生した。
2:4000枚〜7000枚で感光体汚染が発生した。
1:3000枚以下で感光体汚染が発生した。
<ベタ追従性評価方法>
リコー製カラーレーザープリンタIPSiO SP C310を用いて32℃/80%RHにて5%チャートを1000枚連続印字した後、黒ベタ画像上の追従性不良による画像カスレを目視で評価しランク付けを行った。
○:全く問題のないレベル
△:若干のカスレが見られるが画像品質上問題のないレベル
×:カスレがひどく実使用上問題のあるレベル
[トナーの製造]
[ポリエステル樹脂1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264部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物523部、テレフタル酸123部、アジピン酸173部およびジブチルチンオキサイド1部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で8時聞反応した。その後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、ポリエステル樹脂1を得た。
[結晶性樹脂1]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、1,6−ヘキサンジオール500部、フマル酸480部、ジブチルチンオキサイド2.5部を入れ、常圧200℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で2時聞反応させた。得られた樹脂をポリエステル樹脂2と同様に粉砕し、エタノール処理して[結晶性樹脂1]を得た。
(結晶性樹脂分散液1の作製)
金属製5L容器に[結晶性樹脂1]100部、ポリエステル1を100部、酢酸エチル400部を入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分の速度で急冷した。
これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で12時間粉砕を行い、[結晶性樹脂分散液1]を得た。
[プレポリマー1の合成]
冷却管、撹拌機及び窒索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682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応させ、さらに1.3〜2.0kPa(10〜15mmHg)の減圧下で5時間反応させ、[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機及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]411部、イソホロンジイソシアネート89部及び酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
[マスターバッチの合成]
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂5:60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
[無機微粒子の調製]
[無機微粒子1]
平均一次粒子径40nmを有する乾式のシリカ微粒子100質量部を反応容器に投入し、窒素雰囲気下、攪拌を行いながら22重量部のジメチルポリシロキサン(信越化学工業社 KF96)をスプレーし、300℃で60min混合した後、冷却してシリコーンオイル処理をした無機微粒子1を得た。
[無機微粒子2]
平均一次粒子径40nmを有する乾式のシリカ微粒子100質量部を反応容器に投入し、窒素雰囲気下、攪拌を行いながら4重量部のジメチルポリシロキサンをスプレーし、300℃で60min混合した後、冷却してシリコーンオイル処理をした無機微粒子2を得た。
[無機微粒子3]
平均一次粒子径80nmのシリカ微粒子100質量部を反応容器に投入し、トルエン600gを加え、更に4質量%の3−アミノプロピルトリエトキシシランを添加した後、15分間分散混合した。その後、シリカ微粒子100質量部に対し、4質量%のジメチルポリシロキサンを添加した後、15分間分散混合した。 その分散液を減圧蒸留、乾燥、解砕して、無機微粒子3を得た。
[無機微粒子4]
平均一次粒子径12nmを有する乾式の無機微粒子100質量部を反応容器に投入し、
窒素雰囲気下、攪拌を行いながらヘキサメチルジシラザン 8質量部を滴下し、200℃で60min混合した後、冷却して無機微粒子4を得た。
[実施例1]
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル樹脂1]100部、[結晶性樹脂分散液1]24部、パラフィンワックス(融点72℃)8部、酢酸エチル96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時間で30℃に冷却した。次いで[マスターバッチ1]10部を加えて1時間混合した後、容器を移し替えて、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パスの条件で分散を行った。これに[プレポリマー1]30部を加え、スリーワンモーターで2時間攪拌し[油相1]を得た。
<水相の調製>
イオン交換水472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50%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)81部、造粘剤としてカルボキシメチルセルロースの1%水溶液67部、酢酸エチル54部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
<乳化工程>
前記[油相1]全量にTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]321部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[スラリー1]を得た。
<脱溶剤>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
<洗浄⇒乾燥>
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(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12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の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12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μS/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。残りの[分散スラリー1]も同様に洗浄し、[濾過ケーキ1]として追加混合した。
[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1]を得た。
(外添工程)
得られた[トナー母体1]100重量部と、外添剤1として無機微粒子4を1.5部を加え、ヘンシェルミキサーFM 75Lを用いて1500rpmで3分間混合した。ついで、外添剤2として無機微粒子1を2.0部、外添剤3として無機微粒子3を0.7部を加え、前期ミキサーで1000rpmで7分間混合し、[トナー1]を得た。[トナー1]はシリカ凝集体個数が3.1個/mg、凝集度が44.5%であった。
トナー1について、前述の規制部材接触部の感光体汚染評価とベタ追従性評価を行ったところ、感光体汚染は5000枚で発生し、ベタ追従性評価は○であった。
[実施例2]〜[実施例10]及び[比較例1]〜[比較例3]
[実施例2]〜[実施例10]及び[比較例1]〜[比較例3]については、表1に記載の外添剤処方、量、混合条件で作製した。
また実施例1〜10、比較例1〜3の評価結果についても表1に示す。
Figure 2016099404
Figure 2016099404
1 電子写真装置
2 プロセスカートリッジ
3 感光体
4 現像ローラ
5 クリーニング部材
6 帯電ローラ
11 給紙カセット
12 給紙装置
15 排紙装置
21 スペーサ部材(規制部材)
60 光書込ヘッド(書込手段)
61 光書込ヘッド(書込手段)
62 レンズアレイ
63 ヘッドフレーム
70 転写ローラ
80 定着器
211 光書込ヘッド(書込手段)61に接触する第1面
212 感光体3に接触する第2面
特開平11‐249049号公報 特開2012‐208495号公報 特開2007−271766号公報

Claims (7)

  1. トナー母体粒子に外添剤を外添してなるトナーであって、該外添剤が、凝集体の個数が3個/mg以上、50個/mg以下のシリカを含むものであることを特徴とするトナー。
  2. 前記シリカの凝集体の個数が5個/mg以上、30個/mg以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナーの凝集度が50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記トナー母体粒子が、少なくとも離型剤及び/または結晶性樹脂を含有するものであ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トナー。
  5. 静電潜像担持体と、トナーを用いて静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、画像形成装置に着脱可能に搭載されるプロセスカートリッジであって、該トナーが請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  6. 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段とを少なくとも有する画像形成装置とであって、該露光手段として該静電潜像担持体を選択的に露光して前記静電潜像を形成する書込手段と、該書込手段と前記静電潜像担持体との距離を規制する規制部材とを有しており、該トナーが請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項5に記載のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018045093A (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 シャープ株式会社 トナー、ならびにそれを用いた二成分現像剤、現像装置及び画像形成装置

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