JP2018106166A - トナー、現像剤、現像剤収容ユニット及び画像形成装置 - Google Patents
トナー、現像剤、現像剤収容ユニット及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018106166A JP2018106166A JP2017244723A JP2017244723A JP2018106166A JP 2018106166 A JP2018106166 A JP 2018106166A JP 2017244723 A JP2017244723 A JP 2017244723A JP 2017244723 A JP2017244723 A JP 2017244723A JP 2018106166 A JP2018106166 A JP 2018106166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- particle
- acid
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0825—Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0819—Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0827—Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08702—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- G03G9/08706—Polymers of alkenyl-aromatic compounds
- G03G9/08708—Copolymers of styrene
- G03G9/08711—Copolymers of styrene with esters of acrylic or methacrylic acid
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08742—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- G03G9/08755—Polyesters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/09—Colouring agents for toner particles
- G03G9/0902—Inorganic compounds
- G03G9/0904—Carbon black
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
- G03G9/09708—Inorganic compounds
- G03G9/09716—Inorganic compounds treated with organic compounds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
- G03G9/09708—Inorganic compounds
- G03G9/09725—Silicon-oxides; Silicates
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0865—Arrangements for supplying new developer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
しかしながら、小粒径トナーを用いた場合には、トナー粒子と電子写真感光体、又はトナー粒子と中間転写体との非静電的付着力が増加するため、転写工程において、画像の細線部における中抜けや転写率の低下などの不具合が発生する。
これに対して、トナーをより球形化し、微細な凹凸構造を抑制することで、トナー母体の接触面積を低減、外添剤の埋没や転動を低減でき、上記の不具合を解決する提案がされている。(特許文献1参照)
以上より、トナーの形状は転写性とクリーニング性を両立させるよう、バランスをとるように設計されるのが一般的である。
[測定方法]
前記SEM画像を二値化して前記トナー粒子の凹部と凸部を識別し、ひとつながりとなった凹部のうち最も広い凹部を凹部Dとし、該凹部Dの面積Sdを求め、前記SEM画像から前記トナー1粒子全体の面積Stを求めてSd/Stを求める。
本発明は、母体粒子が外添剤により被覆されているトナーであって、SEM画像におけるトナー1粒子の最も広い凹部Dの面積をSd、前記トナー1粒子全体の面積をStとしたとき、下記測定方法により求められるSd/Stが5%以上50%以下のトナー粒子が15%以上の頻度で存在し、前記凹部Dにおける外添剤被覆率Caが30%以上100%以下であることを特徴とする。
[測定方法]
前記SEM画像を二値化して前記トナー粒子の凹部と凸部を識別し、ひとつながりとなった凹部のうち最も広い凹部を凹部Dとし、該凹部Dの面積Sdを求め、前記SEM画像から前記トナー1粒子全体の面積Stを求めてSd/Stを求める。
画像の細線部における中抜けや転写率の低下の要因の一つとして、トナーの非静電的付着力が高いことが考えられている。このような場合、トナーを感光体等の像担持体から転写ベルト等の転写体へ転写させる際に密着させることでかかる一次転写圧、あるいは中間転写方式における二次転写圧により、トナーとトナー、あるいはトナーと像担持体との非静電的付着力が増加して、トナーと像担持体との引力が転写電界よりなる斥力に勝ってしまう。これにより、トナーが像担持体から離れにくくなり、中抜けや転写率の低下が生じてしまう。
まず、トナー粒子を撮影したSEM画像において、判別分析法(大津の二値化)により決定した閾値で二値化し、トナー粒子の凹部と凸部を識別する。次に、各凹部において周囲0.2μm四方が全て凹部であるピクセルを全て識別する。識別された画素はひとつながりとなった群となるが、広く深い凹部ほど、群が大きくなる。これらの群のうち最も広いものを識別して凹部Dとする。
なお、番号付けは、適宜変更することが可能であるが、ここでは、Sd/Stが5%以上50%以下であるトナー粒子をA、これを満たさないものをBとしている。
ここで示される例では、44粒子中、Sd/Stが5%以上50%以下のトナー粒子は15粒子であり、頻度は34%である。
本実施形態のトナー母体は、広く深い凹部を有する粒子であり、結着樹脂を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
結着樹脂は、非晶性樹脂を含み、必要に応じて結晶性樹脂を含有してもよい。
前記非晶性樹脂としては、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、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などを選択することができるが、ポリエステル樹脂が好ましい。必要に応じて、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、2価のジオール、3価〜8価又はそれ以上のポリオールなどが挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂としては、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、多価アルコールと多価カルボン酸とから合成される重縮合ポリエステル樹脂などが挙げられる。なお、多価カルボン酸の代わりに、多価カルボン酸の無水物、炭素数が1〜3の低級アルキルエステル又はハロゲン化物を用いてもよい。
飽和脂肪族ジオールとしては、直鎖飽和脂肪族ジオール、分岐飽和脂肪族ジオールが挙げられる。中でも、結晶性ポリエステルの結晶性が高くなることから、直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましく、容易に入手できることから、炭素数が2〜12の直鎖飽和脂肪族ジオールがさらに好ましい。
また、多価カルボン酸は、炭素−炭素二重結合を有するジカルボン酸を含んでいてもよい。
前記その他の成分としては、例えば、離型剤、着色剤、帯電制御剤、クリーニング性向上剤、磁性材料等が挙げられる。
樹脂としては、特に限定されないが、非晶質ポリエステル、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン−p−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、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−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−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
ポリマー粒子の体積平均粒径は、0.01〜1μmであることが好ましい。
外添剤としては、本発明に必要な外添剤被覆率を達成できるものであれば、特に限定されないが、酸化物粒子(例えば、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、酸化スズ粒子、酸化アンチモン粒子)、脂肪酸金属塩(例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム)、フルオロポリマー粒子等が挙げられる。中でも、疎水化されているシリカ、チタニア、酸化チタン、アルミナが好ましい。必要に応じて二種以上を併用してもよい。
R(Dp)=100exp(−b・Dpn) 式(1)
(ただし、式中R(Dp)は最大粒子径から粒子径Dpまでの累積体積%、Dpは粒子径、b及びnは定数である。)
トナー母体粒子の製造方法としては、本発明に必要なトナー母体形状を得られる方法であれば特に限定されないが、溶解懸濁法等が挙げられる。
樹脂粒子を構成する樹脂としては、水系媒体中で分散することが可能であれば、特に限定されないが、ビニル系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、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、ポリカーボネート等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。中でも、微細球状樹脂粒子が得られやすいことから、ビニル系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステルが好ましい。
水系媒体に対する樹脂粒子の質量比は、0.005〜0.1であることが好ましい。
アルコールとしては、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等が挙げられる。
低級ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
有機溶媒としては、特に限定されないが、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等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルがさらに好ましい。
(1)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAと活性水素基を有する化合物を含む油相を、水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
(2)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを含む油相を、予め活性水素基を有する化合物を添加した水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
(3)イソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを含む油相を水系媒体中で乳化又は分散させた後で、水系媒体中に活性水素基を有する化合物を添加し、水系媒体中で粒子の界面から活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を有する非晶質ポリエステルプレポリマーAを伸長反応及び/又は架橋反応させることにより非晶質ポリエステルAを生成させる方法。
前記無機金属塩としては、ナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩及びその重合体等が挙げられる。トナー粒径、形状制御のしやすさの観点からはナトリウム塩が好ましく、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。
有機溶媒を除去する方法としては、特に限定されないが、油相が分散している水系媒体を徐々に昇温して、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、油相が分散している水系媒体を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法等が挙げられる。
本実施形態の現像剤は、上記本実施形態のトナーを含み、必要に応じてキャリア等の成分をさらに含む。なお、現像剤は、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
芯材を構成する材料としては、特に限定されないが、質量磁化率が50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、質量磁化率が50〜90emu/gのマンガン−マグネシウム系材料、質量磁化率が100emu/g以上の鉄、質量磁化率が75〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料、質量磁化率が30〜80emu/gの銅−亜鉛系等の低磁化材料等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
本発明の画像形成装置は、感光体と、該感光体を帯電させる帯電手段と、該帯電した感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、を有し、前記トナーは本発明のトナーである。
本発明におけるトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。ここで、トナー収容ユニットの態様としては、例えばトナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジ等が挙げられる。
トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。
プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段から選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部及びメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応させ、[ケチミン1]を得た。[ケチミン1]は、アミン価が418mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管をセットした反応容器に、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、アジピン酸及び無水トリメリット酸を仕込んだ。このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.5とし、全モノマー中の無水トリメリット酸の含有量を1mol%とし、全モノマーに対して、1000ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、4時間程度で200℃まで昇温し、さらに2時間で230℃まで昇温して、水が流出しなくなるまで反応させた後、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させ、[水酸基を有する非晶質ポリエステル]を得た。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(BisA−EOと称する)、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加物(BisA−POと称する)、テレフタル酸及びアジピン酸を仕込んだ。このとき、BisA−POに対するBisA−EOのモル比を40/60とし、アジピン酸に対するテレフタル酸のモル比を93/7とし、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を1.2とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、230℃で8時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下で4時間反応させた。さらに、全モノマーに対して、1mol%の無水トリメリット酸を添加した後、180℃で3時間反応させ、[非晶質ポリエステルB]を得た。[非晶質ポリエステルB]は、ガラス転移温度が67℃であり、重量平均分子量が10000であった。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対をセットした反応容器に、セバシン酸及び1,6−ヘキサンジオールを仕込んだ。このとき、カルボキシル基に対する水酸基のモル比を0.9とし、全モノマーに対して、500ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加した。次に、180℃で10時間反応させた後、200℃まで昇温して3時間反応させた。さらに、8.3kPaの減圧下で2時間反応させ、[結晶性ポリエステルC]を得た。[結晶性ポリエステルC]は、融点が67℃であり、重量平均分子量が25000であった。
<融点及びガラス転移温度>
示差走査熱量計Q−200(TAインスツルメント社製)を用いて、融点及びガラス転移温度を測定した。具体的には、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れた後、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉にセットした。次に、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/minで−80℃から150℃まで昇温した。
得られたDSC曲線から、示差走査熱量計中の解析プログラムを用いて、対象試料のガラス転移温度を求めた。
また、得られたDSC曲線から、示差走査熱量計中の解析プログラムを用いて、対象試料の吸熱ピークトップ温度を融点として求めた。
GPC測定装置HLC−8220GPC(東ソー社製)及びカラムTSKgel SuperHZM−H 15cm 3連(東ソー社製)を用いて、重量平均分子量を測定した。具体的には、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させた。次に、1mL/minの流速でテトラヒドロフラン(THF)をカラムに流し、0.05〜0.6質量%の試料のTHF溶液を50〜200μL注入して、試料の重量平均分子量を測定した。このとき、数種の単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数との関係から、試料の重量平均分子量を算出した。
なお、標準ポリスチレン試料としては、重量平均分子量が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の試料(Pressure Chemical社製又は東ソー社製)を用いた。
また、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。
珪素化合物であるオクタメチルシクロテトラシロキサンを加熱気化させて、酸素と窒素を混合した後、同心円三重管バーナの中心管に導入した。水素と窒素を混合し、これを中心管の外周に配置した第二環状管に導入した。さらに、空気を第二環状管の外周に配置した第三環状管に導入した。これらの燃焼によって得られた[気相法シリカ微粒子]を、金属フィルターを用いて捕集し、回収した。製造条件を表1に示す。
なお、表1における窒素供給比の値は、用いた窒素の合計量を表す。
[気相法シリカ微粒子]100部を反応容器に入れ、窒素雰囲気下、水5部とヘキサメチルジシラザン20部をスプレーした。この反応混合物を280℃で1時間、窒素気流下で攪拌した。これを冷却することにより、[疎水性シリカ]を得た。
得られた[疎水性シリカ]について、粉砕機としてカウンタージェットミル(ホソカワミクロン社製)を使用し、分級装置としてターボプレックス1000ATP(ホソカワミクロン社製)を用いて粉砕・分級処理を行った。分離した粗粉は配管を通じてジェットミルに連続的に循環導入して、再度粉砕・分級処理に供した。これにより[疎水性シリカA]を得た。
製造条件を表1に示すように変更した以外は[疎水性シリカA]の製造と同様にして、[疎水性シリカB]を得た。
製造条件を表1に示すように変更した以外は[疎水性シリカA]の製造と同様にして、疎水性シリカCを得た。
製造条件を表1に示すように変更した以外は[疎水性シリカA]の製造と同様にして、疎水性シリカDを得た。
製造条件を表1に示すように変更した以外は[疎水性シリカA]の製造と同様にして、疎水性シリカEを得た。
フィールドエミッション走査電子顕微鏡MERILIN(SIIナノテク社製)を用いて疎水性シリカのSEM画像を取得し、画像解析により個数平均粒子径を測定した。まず、疎水性シリカをテトラヒドロフランに分散させた後、基板上で溶剤を除去して乾固させた。このサンプルを前記のSEMにて観察して画像を取得し、各々の粒子について二次粒子の最長長さを計測した。200粒子の平均値を算出し、個数平均粒子径とした。SEMの測定条件の一例を示す。
加速電圧:2.0kV
WD(Working Distance):10.0mm
観察倍率:50000倍
個数平均粒子径の測定の際に計測した疎水性シリカの最長長さから得られた粒径分布からロジン・ラムラー線図を作成した。累積体積分率が30%から70%の範囲で最小二乗法により直線を求め、その直線の勾配からnの値を求めた。
<マスターバッチ1の作製>
ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製)を用いて、水1200部、DBP吸油量が42mL/100mg、pHが9.5の着色剤であるカーボンブラックPrintex35(デクサ社製)500部及び500部の[非晶質ポリエステルB]を混合した後、2本ロールを用いて、150℃で30分間混練した。次に、圧延冷却した後、パルペライザーを用いて粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
温度計及び撹拌機をセットしたオートクレーブ反応槽に、キシレン480部、融点が108℃、重量平均分子量が1000ポリエチレンのサンワックス151P(三洋化成工業社製)100部を仕込んだ後、ポリエチレンを溶解させ、窒素置換した。次に、スチレン805部、アクリロニトリル50部、アクリル酸ブチル45部、ジ−t−ブチルパーオキサイド36部及びキシレン100部の混合液を3時間で滴下しながら、170℃で重合し、30分間保持した。さらに、脱溶剤し、[ワックス分散剤1]を得た。[ワックス分散剤1]は、ガラス転移温度が65℃であり、重量平均分子量が18000であった。
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、離型剤である融点が75℃のパラフィンワックスHNP−9(日本精鑞社製)300部、[ワックス分散剤1]150部及び酢酸エチル1800部を仕込んだ。次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、[ワックス分散液1]を得た。このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[結晶性ポリエステルC]308部及び酢酸エチル1900部を仕込んだ。次に、撹拌しながら、80℃まで昇温し、5時間保持した後、1時間で30℃まで冷却した。さらに、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、直径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散させ、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。このとき、送液速度を1kg/hとし、ディスクの周速度を6m/sとした。
[ワックス分散液1]、[非晶質ポリエステルプレポリマーA]の50%酢酸エチル溶液、[非晶質ポリエステルB]、[マスターバッチ1]及び酢酸エチルを表2の構成比になるよう容器に仕込んだ後、TKホモミキサー(プライミクス社製)を用いて、7000rpmで60分間混合し、[油相1]を得た。
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サイ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138部、メタクリル酸138部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込んだ後、400rpm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時間反応させた後、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加して、75℃で5時間熟成し、[ビニル系樹脂分散液1]を得た。[ビニル系樹脂分散液1]は、体積平均粒径が0.14μmであった。
なお、[ビニル系樹脂分散液1]の体積平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)を用いて測定した。
純水810部、[ビニル系樹脂分散液1]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%水溶液エレミノールMON−7(三洋化成工業社製)37部、硫酸ナトリウム180部、及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の[水相1]を得た。
[油相1]が入った容器に、[ケチミン1]0.2部及び[水相1]1200部を添加した後、TKホモミキサーを用いて、13000rpmで20分間混合し、[乳化スラリー1]を得た。次に撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を仕込み、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成し、[分散スラリー1]を得た。
なお、母体粒子の作製過程において[非晶質ポリエステルA]が生成する。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した。次に、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(1)という)。さらに、濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した(以下、洗浄工程(2)という)。次に、濾過ケーキに10%塩酸100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(3)という)。さらに、濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した(以下、洗浄工程(4)という)。このとき、洗浄工程(1)〜(4)の操作を2回繰り返した。
濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TKホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合し、50℃で4時間加熱処理した後、濾過した。
循風乾燥機を用いて、45℃で48時間濾過ケーキを乾燥させた後、目開きが75μmのメッシュで篩い、[母体粒子1]を得た。
ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて、[母体粒子1]100部、[疎水性シリカA]2.0部及び平均一次粒径が20nmの疎水性酸化チタンMT−150IB(テイカ社製)0.5部を混合し、[トナー1]を得た。
実施例1において、[疎水性シリカA]を[疎水性シリカB]に変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー2]を得た。
実施例1において、[疎水性シリカA]を[疎水性シリカC]に変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー3]を得た。
実施例1において、油相構成比を表2に示すように変更し、[疎水性シリカA]を[疎水性シリカC]に変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー4]を得た。
実施例1において、水相の水を870部、硫酸ナトリウムを120部と変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー5]を得た。
実施例1において、水相の水を990部、硫酸ナトリウムを不使用にした以外は実施例1と同様にして、[トナー6]を得た。
実施例1において、[疎水性シリカA]を[疎水性シリカD]に変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー7]を得た。
実施例1において、[疎水性シリカA]を[疎水性シリカE]に変更した以外は実施例1と同様にして、[トナー8]を得た。
<体積平均粒径>
コールターマルチサイザーIIを用いて、トナーの体積平均粒径を測定した。
まず、電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル(非イオン性の界面活性剤))を0.1mL〜5mL加える。ここで、電解水溶液とは1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。更に測定試料を2mg〜20mg加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒径と個数を測定して、体積平均粒径Dvを求めた。
湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA−2100及び解析ソフトFPIA−2100 Data Processing Program for FPIA version00−10(シスメックス社製)を用いて、トナーの平均円形度を測定した。具体的には、ガラス製の100mLビーカーに、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%水溶液0.1〜0.5mL及びトナー0.1〜0.5gを添加した後、ミクロスパーテルを用いて、かき混ぜ、イオン交換水80mLを添加した。次に、超音波分散機UH−50(SMT社製)を用いて、20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散させた後、合計5分間分散させ、測定試料を得た。ここで、粒子濃度が4000〜8000個/10−3cm3の測定試料を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の平均円形度を測定した。
フィールドエミッション走査電子顕微鏡MERILIN(SIIナノテク社製)を用いて、トナーを観察し、画像処理を行ってSd、St、Sd/Stを求めた。具体的には、次の手順で行った。
まず、トナーの二次電子像を取得した。このとき、基板は導電テープとし、トナーが基板より明るく映るようにし、画像全体に黒くつぶれた箇所と、白くとんだ箇所のないよう、明るさとコントラストを選んで取得した。画面内にトナーが1粒子のみ、かつ粒子全体が入るように構図を調整し、画像の画素数はトナー1粒子全体で80万画素以上となるよう設定した。次に、得られた像を画像編集・処理ソフトであるGIMPforWindowsで読み込み、目視によりトナー粒子以外を黒(輝度0)で塗りつぶした。
これを画像処理ソフトであるImajeJで読み込み、輝度ヒストグラムの数値書き出しをして、判別分析法(大津の二値化)を用いて二値化の閾値を選択した。得られた閾値でImajeJにて二値化を行い、トナー粒子の凸部(輝度255)と凹部(輝度0)を識別した。画素の位置と輝度の対応表を書き出し、表計算ソフトのMicrosoftExcelに輝度の数値をマッピングした。
次いで、周囲0.2μm四方が全て凹部(輝度0)である画素を全て選択し色を青色に変更し、それらの画素がひとつながりとなった群のうち最も広いものを識別して、この群を最も広い凹部Dとした。トナー粒子全体の画素数を集計しStとし、青色に変更した画素の数を集計しSdとし、Sd/Stを求めた。
なお、表2におけるSd、Stの平均値は50個のトナー粒子について求めたものである。
[SEMの測定条件]
加速電圧:2.0kV
WD(Working Distance):10.0mm
フィールドエミッション走査電子顕微鏡MERILIN(SIIナノテク社製)を用いて、画面内にトナー粒子が50個程度入るよう構図を調整して二次電子像を取得し、次いで画面内のトナー粒子一つ一つに対して拡大した二次電子像を取得し、上記のSd、St、Sd/Stを求めた。全粒子数に対してSd/Stが5%以上50%以下の粒子数の割合から、頻度を求めた。また、Sd/Stが5%以上50%以下の粒子におけるSd、Stの平均値を算出した。
元画像をGIMPforWindowsで読み込み、最も広い凹部Dにおける外添剤を白(輝度255)で塗りつぶした。この画像の画素の位置と輝度の対応表をImageJを用いて書き出し、St、Sd、Sd/Stを求めたMicrosoftExcelのマッピングシートに上書きした。最も広い凹部D(青色の画素)内にある数値255の画素を集計しSaとし、下記式より外添剤被覆率Caを求めた。
実施例及び比較例のトナーを、新たにリコー製Imagio MF3550(二成分現像方式のモノクロ複写機)用のキャリアと、トナー濃度が5重量%となるように混合して二成分現像剤を作製した。各現像剤について、リコー製Imagio MF3550を使用して転写率の評価を実施した。主な複写条件を以下に示す。
温湿度環境:35℃80%
複写速度:35CPM
感光体の線速:180mm/s
画素密度:400dpi
感光体表面電位:−150V〜−950V
現像電圧:−550V
◎:ブランクとの差が0.005未満である。
○:ブランクとの差が0.005〜0.010である。
×:ブランクとの差が0.010を超える。
10 感光体ドラム
14、15、16 ローラ
17 クリーニング装置
20 帯電ローラ
22 転写装置
23 ローラ
24 転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転装置
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 読み取りセンサ
42 現像剤収容部
43 現像剤供給ローラ
44 現像ローラ
45 現像器
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 ローラ
52 コロナ帯電器
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 排紙トレイ
58 分離ローラ
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写ローラ
63 クリーニング装置
64 除電ランプ
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
100A 画像形成装置
100B 画像形成装置
120 画像形成ユニット
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)
(図11について)
10 感光体ドラム
40 現像器
58 コロナ帯電器
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
110 プロセスカートリッジ
Claims (6)
- 母体粒子が外添剤により被覆されているトナーであって、
SEM画像におけるトナー1粒子の最も広い凹部Dの面積をSd、前記トナー1粒子全体の面積をStとしたとき、下記測定方法により求められるSd/Stが5%以上50%以下のトナー粒子が15%以上の頻度で存在し、
前記凹部Dにおける外添剤被覆率Caが30%以上100%以下であることを特徴とするトナー。
[測定方法]
前記SEM画像を二値化して前記トナー粒子の凹部と凸部を識別し、ひとつながりとなった凹部のうち最も広い凹部を凹部Dとし、該凹部Dの面積Sdを求め、前記SEM画像から前記トナー1粒子全体の面積Stを求めてSd/Stを求める。 - 前記外添剤被覆率Caが50%以上であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記外添剤は、個数平均粒子径が0.03μm以上0.10μm以下であり、粒径分布をロジン・ラムラー線図で表示したときの勾配nが0.8以上1.6以下である外添剤を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のトナーを収容したことを特徴とするトナー収容ユニット。
- 感光体と、該感光体を帯電させる帯電手段と、該帯電した感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、を有し、
前記トナーが請求項1〜3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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016248999 | 2016-12-22 | ||
JP2016248999 | 2016-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018106166A true JP2018106166A (ja) | 2018-07-05 |
JP7159554B2 JP7159554B2 (ja) | 2022-10-25 |
Family
ID=62625081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017244723A Active JP7159554B2 (ja) | 2016-12-22 | 2017-12-21 | トナー、現像剤、現像剤収容ユニット及び画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10295919B2 (ja) |
JP (1) | JP7159554B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019095615A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | キヤノン株式会社 | トナー及び画像形成方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7275642B2 (ja) | 2019-02-26 | 2023-05-18 | 株式会社リコー | トナー、トナー収容ユニット、現像剤、現像剤収容ユニット、及び画像形成装置 |
JP7275693B2 (ja) | 2019-03-18 | 2023-05-18 | 株式会社リコー | 画像形成装置および画像形成方法 |
JP7338396B2 (ja) | 2019-10-18 | 2023-09-05 | 株式会社リコー | トナー、トナーの製造方法、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置並びに画像形成方法 |
JP7484657B2 (ja) * | 2020-10-23 | 2024-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 粉体供給装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047743A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー及びその製造方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005234274A (ja) | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Ricoh Co Ltd | トナー、二成分現像剤及び画像形成装置 |
JP4758656B2 (ja) | 2005-01-31 | 2011-08-31 | 株式会社トクヤマ | シリカ微粒子 |
JP4628269B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2011-02-09 | 株式会社リコー | 画像形成用イエロートナー及びそれを用いた静電潜像現像用現像剤 |
JP2007248982A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及びトナー |
US20070275315A1 (en) | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Tsuneyasu Nagatomo | Toner, method for manufacturingthe toner, and developer, image forming method, image forming apparatus and process cartridge using the toner |
JP4830724B2 (ja) | 2006-08-31 | 2011-12-07 | セイコーエプソン株式会社 | トナー |
JP2008262171A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-30 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
US20090067876A1 (en) | 2007-09-10 | 2009-03-12 | Takuya Seshita | Image forming method, image forming apparatus and process cartridge |
US20090142094A1 (en) | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Toyoshi Sawada | Toner, developer, process cartridge, and image forming apparatus |
JP2010244033A (ja) | 2009-03-18 | 2010-10-28 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー及び画像形成装置 |
JP5495177B2 (ja) | 2009-11-17 | 2014-05-21 | 株式会社リコー | トナー及びこれを用いる画像形成装置 |
JP4607228B2 (ja) | 2009-12-08 | 2011-01-05 | 株式会社リコー | トナー及びその製造方法、並びに、画像形成方法 |
JP6497136B2 (ja) | 2015-03-11 | 2019-04-10 | 株式会社リコー | トナー、現像剤、及び画像形成装置 |
US9804516B2 (en) | 2015-05-12 | 2017-10-31 | Ricoh Company, Ltd. | Toner, developer, image forming apparatus, and process cartridge |
-
2017
- 2017-12-19 US US15/846,568 patent/US10295919B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2017-12-21 JP JP2017244723A patent/JP7159554B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047743A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー及びその製造方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019095615A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | キヤノン株式会社 | トナー及び画像形成方法 |
JP7076986B2 (ja) | 2017-11-24 | 2022-05-30 | キヤノン株式会社 | トナー及び画像形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10295919B2 (en) | 2019-05-21 |
US20180181014A1 (en) | 2018-06-28 |
JP7159554B2 (ja) | 2022-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7159554B2 (ja) | トナー、現像剤、現像剤収容ユニット及び画像形成装置 | |
JP4676890B2 (ja) | トナーの製造方法及びトナー | |
US9791794B2 (en) | Toner, developer, and image forming apparatus | |
JP2013137420A (ja) | トナー | |
JP2012128404A (ja) | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP2007279714A (ja) | 静電荷像現像用トナー、製造方法、及び画像形成方法並びに装置 | |
JP6167557B2 (ja) | トナーの製造方法 | |
JP6776564B2 (ja) | トナー、現像剤、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2012128405A (ja) | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、及び画像形成方法 | |
JP2009103749A (ja) | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ | |
US20150212442A1 (en) | Toner, developer, developer container, and image forming apparatus | |
JP4472605B2 (ja) | トナー、及びそれを用いた画像形成方法 | |
JP2021067737A (ja) | トナー、トナーの製造方法、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置並びに画像形成方法 | |
JP2011118094A (ja) | トナーの製造方法とそれにより得られたトナー及び現像剤、トナー入り容器並びにプロセスカートリッジ及び画像形成方法 | |
US9753387B2 (en) | Toner, developer and developer containing unit | |
US20230040461A1 (en) | Toner, developer, image forming method, image forming apparatus, and toner storage unit | |
JP2019133066A (ja) | トナー、現像剤および画像形成装置 | |
JP7435279B2 (ja) | トナー、現像剤、トナー収容ユニット及び画像形成装置 | |
JP7447525B2 (ja) | トナー、トナー収容ユニット、現像剤、画像形成装置並びに画像形成方法 | |
JP6318714B2 (ja) | トナー、現像剤、及び画像形成装置 | |
JP7480645B2 (ja) | トナー、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP2018155829A (ja) | トナー、トナー収容ユニット、及び画像形成装置 | |
US20230305412A1 (en) | Toner, toner production method, toner storage unit, image forming apparatus, and image forming method | |
US20220326632A1 (en) | Toner, developing agent, toner housing unit, image forming apparatus, and a method of forming images | |
JP2007072350A (ja) | トナー、及びそれを用いた画像形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201023 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220926 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7159554 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |