JP4107431B2 - トナー、並びに、現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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しかし、電子写真方法における省エネルギー化はますます進み、従来の技術では充分満足できる定着性を得ることは困難であり、更なる改良及び開発が望まれているのが現状である。
また、本発明は、定着性、特に耐ホットオフセットに優れたトナー及び画像形成方法を提供するものである。
更に、本発明は、前記トナーを充填したトナー入り容器、該トナーを保持したプロセスカートリッジ、及び該トナーを装填した画像形成装置を提供するものである。
<1> 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有するトナーにおいて、該結着樹脂が、酸価が10〜35mgKOH/gのポリエステル樹脂を全結着樹脂に対し50質量%以上含有し、
前記着色剤が、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物であり、かつ該黒色酸化鉄化合物のBET比表面積が5〜20m2/gであり、
前記外添剤が酸化チタン微粒子を少なくとも含有し、
前記トナーのコールターマルチサイザーで測定した粒径分布が、重量平均粒径3.0〜10.0μmであり、かつ重量平均粒径5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であることを特徴とするトナーである。
<2> 黒色酸化鉄化合物の含有量が、トナー100質量部に対し15〜40質量部である前記<1>に記載のトナーである。
<3> 磁力が398Am2/kgの磁場でのトナーの飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gである前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーである。
<4> 更にワックスを含有し、該ワックスがカルナウバワックス、ライスワックス及びエステルワックスの少なくともいずれかである前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナーである。
<5> ワックスの前記トナーにおける含有量が0.5〜20質量%である前記<4>に記載のトナーである。
<6> 前記<1>から<5>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である。
<7> 一成分現像剤及び二成分現像剤のいずれかである前記<6>に記載の現像剤である。
<8> 前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーを容器中に収容してなることを特徴とするトナー入り容器である。
<9> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像を前記<1>から<5>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手段とを少なくとも有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
<10> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像を前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置である。
<11> 静電潜像形成手段が、少なくとも帯電器と、露光器とを有し、前記静電潜像担持体が接触帯電方式により帯電される前記<10>に記載の画像形成装置である。
<12> 接触帯電方式が、ローラ帯電及びファーブラシ帯電のいずれかである前記<11>に記載の画像形成装置である。
<13> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法である。
また、本発明は、上記トナーを充填したトナー入り容器、該トナーを用いる画像形成方法、該トナーを保持したプロセスカートリッジ、及び該トナーを装填し、かつオゾン発生が低減された帯電手段を備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記着色剤としては、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物を用いることを特徴とする。
前記黒色酸化物化合物の構造としては、Fe2O3−FeTiO3固溶体を含有する多結晶粒子粉末であることが黒色でありかつ磁性が弱いという点から好ましい。
本発明においてトナーの結着樹脂としては、酸価10〜35mgKOH/gのポリエステル樹脂を全結着樹脂中50質量%以上含有するものを用いる。
前記ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1、4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、及びビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、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、1、2、4−シクロヘキサントリカルボン酸、1、2、4−ナフタレントリカルボン酸、1、2、5−ヘキサントリカルボン酸、1、3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1、2、7、8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ポリエステル樹脂のTgは58〜75℃が好ましい。
これらのホットオフセット性の改善効果に対するメカニズムは明確となっていないが、ポルエステルの酸価に対し、黒色酸化鉄化合物中のTi原子が何らかの作用をして、一種の疑似架橋構造を取るために起こると推定される。そのため、黒色酸化鉄化合物中のチタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有すること、及びポリエステル樹脂の酸価が10〜35mgKOH/gであることが極めて重要となる。
樹脂を溶剤(ベンジジルアルコール)で加熱溶解した後、室温まで冷却し1/50規定のKOHベンジジルアルコール溶液で手規定する。
本発明の着色剤として、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物を用いたトナーに対して、外添剤として酸化チタン微粒子を用いた場合、トナーの帯電量の上昇を抑制する効果が有ることが判明した。
このメカニズムは明確とはなっていないが、トナー表面に露出した黒色酸化鉄化合物中のチタン成分と酸化チタンが接触することにより、トナーに蓄積された余分な電荷を放出し、トナーの帯電量を一定レベルに保つためと推定される。
この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
前記重量平均粒径が3.0μm未満であると、生産性の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすいことがある。一方、重量平均粒径が10.0μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しいことがある。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
前記含有量が15質量%未満であると、トナーの着色力が不十分となり、トナーが赤味を帯びた色になることがあり、40質量%を超えると、トナーの比重が大きくなりすぎて、現像能力が低下する。また、トナー中の結着樹脂成分の割合が少なくなるため、定着性が悪化することがある。
前記トナーの飽和磁化が5.0emu/gを超えると、磁気スリーブ、磁気ブラシなどの磁石を内蔵したトナー担時体との保持力が強くなることがあり、感光体への現像性が悪化することがあり、0.1emu/g未満であると、トナー担時体との保持力が弱くなり、トナー飛散、地汚れが悪化することがある。
前記カルナウバワックスは、カルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好ましい。
前記ライスワックスは、米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろう又はウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。
前記エステルワックスは、単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。
これらのワックスは単独又は併用して使用される。
前記ワックスの添加量はトナー100質量部に対して0.5〜20質量部が好ましく、2〜10質量部がより好ましい。
本発明の現像剤は、本発明のトナーを少なくとも含有してなり、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、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が、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
本発明の前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
前記平均粒径(体積平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、150μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記量が、0.01質量%未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
二成分系現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、一般にキャリア100質量部に対しトナー0.5〜20.0質量部である
本発明のトナー入り容器は、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を容器中に収容してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー容器本体とキャップとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記トナー容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質など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、例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物であるトナーが排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているもの、などが特に好ましい。
前記トナー容器本体の材質としては、特に制限はなく、寸法精度が良いものが好ましく、例えば、樹脂が好適に挙げられ、その中でも、例えば、ポリエステル樹脂,ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂、などが好適に挙げられる。
本発明のトナー入り容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述する本発明のプロセスカートリッジ、画像形成装置等に、着脱可能に取り付けてトナーの補給に好適に使用することができる。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
前記現像手段としては、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する静電潜像担持体とを、少なくとも有してなり、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置に着脱自在に備えさせることができ、後述する本発明の電子写真装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に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、制御工程等を含む。
なお、本発明の画像形成装置においては、前記潜像保持体上の潜像を現像する工程において、交互電界を印加する手段を設けることが好ましい。
該交互電界を印加する手段を設けることにより、潜像を現像剤で現像する時に、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加されるので、ざらつきのない高精細な画像を得ることができる。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「光導電性絶縁体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、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、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、本発明の前記トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着装置としては、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、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図1において、1はプロセスカートリッジ全体を示し、2は感光体(潜像担持体)、3は帯電手段、4は現像手段、5はクリーニング手段を示す。
本発明においては、上述の感光体2、帯電手段3、現像手段4及びクリーニング手段5等の構成要素のうち、少なくとも現像手段4を含む複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
図2に接触帯電の帯電特性を示す。
図3に接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成を示す。被帯電体、像担持体としての感光体2は矢印の方向に所定の速度(プロセススピード)で回転駆動される。この感光体2に接触させた帯電部材である帯電ローラ7は芯金9とこの芯金の外周に同心一体にローラ上に形成した導電ゴム層10を基本構成とし、芯金の両端を不図示の軸受け部材などで回転自由に保持させると供に、不図示の加圧手段によって感光ドラム2に所定の加圧力で押圧させており、本図の場合はこの帯電ローラは感光ドラムの回転駆動に従動して回転する。帯電ローラは、例えば直径9mmの芯金上に100000Ω・cm程度の中抵抗ゴム層を被膜して直径16mmに形成されている。
帯電ローラの芯金9と図示の電源6とは電気的に接続されており、電源により帯電ローラに対して所定のバイアスが印加される。これにより感光体の周面が所定の極性、電位に一様に帯電処理される。
図4に接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の他の一例の概略構成を示す。被帯電体、像担持体としての感光体2は矢印の方向に所定の速度(プロセススピード)で回転駆動される。この感光体2に対して、ファーブラシによって構成されるブラシローラ8が、ブラシ部11の弾性に抗して所定の押圧力をもって所定のニップ幅で接触させてある。
例えば、ファーブラシローラの抵抗値は印加電圧100Vにおいて1×55Ωである。この抵抗値は、金属製の直径φ30mmのドラムにファーブラシローラをニップ幅ブラシと、パイプが同心となるように設定し、高温多湿雰囲気中に放置してクセ付けで斜毛させる。
例えば、ファーブラシローラの抵抗値は印加電圧100Vにおいて1×105Ωである。この抵抗値は、金属製の直径30mmのドラムにファーブラシローラをニップ幅3mmで当接させ、100Vの電圧を印加したときに流れる電流から換算した。
ファーブラシ帯電器の抵抗値は、被帯電体である感光体上にビンホール等の低耐圧欠陥部が生じた場合にもこの部分に過大なリーク電流が流れ込んで帯電ニップ部が帯電不良になる画像不良を防止するために1×104Ω以上が好ましく、感光体表面に十分に電荷を注入させるために1×107Ω以下であることが好ましい。
図4に示した接触式の帯電装置を用いた画像形成装置のブラシローラの代りに磁気ブラシを用いたものである。被帯電体、像担持体としての感光体は矢印の方向に所定の速度(プロセスピード)で回転駆動される。この感光体に対して、磁気ブラシによって構成されるブラシローラが、ブラシ部の弾性に抗して所定の押圧力をもって所定のニップ幅で接触させてある。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%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。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径、個数平均粒径を求めた。
トナーの飽和磁化は、磁化測定装置(理研電子(株)製、BHU−60)を用い、内径7mm、高さ10mmのセルに充填したトナーに、磁界を398Am2/kgまで掃引した際の履歴曲線から飽和磁化を求めた。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:51000、酸価:32mgKOH/g)85質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:15質量%、BET比表面積:18m2/g)10質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径6.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AFM:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、実施例1のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は8.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は65個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは0.08emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を作製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:28000、酸価:11mgKOH/g)50質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:43質量%、BET比表面積:5.5m2/g)5質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径6.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AFM:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、実施例2のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は8.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は65個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは6.5emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
スチレン−nブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量:62000、酸価:2.0mgKOH/g)70質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:8.0質量%、BET比表面積:4.2m2/g)25質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径6.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AFM:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、比較例1のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は8.0μm、5μm以下のトナー粒子の割合は55個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは4.5emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:12000、酸価:40mgKOH/g)70質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:50質量%、BET比表面積:25m2/g)25質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径6.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AFM:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、比較例2のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は10.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は30個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは4.5emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
比較例2において、トナーから酸化チタン微粒子(MT−150AFM:テイカ社製)1.0質量部を除いた処方以外は、比較例2と同様にして、比較例3の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:9000、酸価:33mgKOH/g)82質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:14質量%、BET比表面積:17m2/g)13質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径5.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例3のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は6.0μm、5μm以下のトナー粒子の割合は70個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは4.1emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:36000、酸価:12mgKOH/g)55質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:43質量%、BET比表面積:6.2m2/g)45質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径5.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.0質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例4のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は5.0μm、5μm以下のトナー粒子の割合は88個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは0.2emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)78質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)17質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径7.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)0.75質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、実施例5のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は4.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は85個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは3.1emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)65質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)35質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び低分子ポリプロピレン(重量平均分子量:6000)3質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径5.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)0.750質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.0質量部を混合した。以上により、実施例6のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は9.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は63個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは4.6emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)40質量部、スチレン−nブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量:62000、酸価:2.0mgKOH/g)25.5質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)30質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及びカルナウバワックス2.5質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径4.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.5質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例7のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は8.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は70個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは2.2emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)35質量部、スチレン−nブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量:62000、酸価:2.0mgKOH/g)25質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)30質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及びカルナウバワックス8質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径4.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.5質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例8のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は4.0μm、5μm以下のトナー粒子の割合は89個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは2.0emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)50質量部、スチレン−nブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量:62000、酸価:2.0mgKOH/g)13質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)30質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及びライスワックス5質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径4.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.5質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例9のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は7.5μm、5μm以下のトナー粒子の割合は75個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは2.1emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
−トナーの調製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:22500、酸価:21mgKOH/g)50質量部、スチレン−nブチルアクリレート共重合体(重量平均分子量:62000、酸価:2.0mgKOH/g)13質量部、Ti−Fe着色剤(Ti含有量:20質量%、BET比表面積:15m2/g)30質量部、荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学製)2質量部、及び合成エステルワックス5質量部を2軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径4.5μmとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子(MT−150AI:テイカ社製)1.5質量部とシリカ微粉末(R972:クラリアントジャパン製)1.5質量部を混合した。以上により、実施例10のトナーを調製した。
得られたトナーの重量平均粒径は9.0μm、5μm以下のトナー粒子の割合は75個数%であった。
トナーの飽和磁化σsは2.1emu/gであった。
得られたトナーと、平均粒径50μmの球形フェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで、トナー濃度5.0質量%の現像剤を調製した。
(1)定着性
図5に示される構成の定着器(面圧:0.7×105Pa)を画像形成装置(imagio MF6550、株式会社リコー製)に装着し、ヒーター温度を振ってコピーを行い定着画像を得た。この時のトナー付着量は0.45±0.05mg/cm2にコントロールする。なお、図5中、1は定着ローラ、2は加圧ローラ、3は金属シリンダー、4はオフセット防止層、5は加熱ランプ、6は金属シリンダー、7はオフセット防止層、8は加熱ランプ、Tはトナー像、Sは付着支持体を表す。
定着後の画像にメンデイングテープ(3M社製)を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出する。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記数式1で示す定着率が80%以下となるときの温度を定着温度とする。
<数式1>
定着率(%)=(テープ引き剥がし後の画像濃度/テープ付着前の画像濃度)×100
図5に示される構成の定着装置(面圧:0.7×105Pa)を画像形成装置(imagio MF6550、株式会社リコー製)に装着し、ヒーター温度を振ってコピーを行いコピー先端から1cmの所に2cm幅のベタ画像を得る(この時のトナー付着量は0.85±0.05mg/cm2にコントロールする)。
なお、ホットオフセット発生温度とは、定着温度を上げて行き、ホットオフセット現象が発生し始めた時の温度を意味する。
画像形成装置(imagio MF6550、株式会社リコー製)にて、トナー付着量0.5±0.05mg/cm2、1.0±0.05mg/cm2の画像を作成し、画像濃度をマクベス濃度計を用いて測定する。
画像濃度が高いほど着色力は大きい。
画像形成装置(imagio MF6550、株式会社リコー製)にて、100、000枚のコピーを行いマシン前扉内側に添付した白紙の汚れをマクベス濃度計にて測定する。
なお、白紙のマクベス濃度は0.07であり、この値が高いほどトナー飛散が悪い。
画像形成装置(imagio MF6550、株式会社リコー製)にて、100,000枚のコピーを行いスタート時、50,000枚時、100,000枚時の画像濃度、地汚れをそれぞれマクベス濃度計を用いて測定する。
2 感光体
3 帯電手段
4 現像手段
5 クリーニング手段
6 電源
7 帯電ローラ
8 ブラシローラ
9 芯金
10 導電ゴム層
11 ブラシ部
21 定着ローラ
22 加圧ローラ
23 金属シリンダー
24 オフセット防止層
25 加熱ランプ
26 金属シリンダー
27 オフセット防止層
28 加熱ランプ
T トナー像
S 付着支持体
Claims (13)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有するトナーにおいて、該結着樹脂が、酸価が10〜35mgKOH/gのポリエステル樹脂を全結着樹脂に対し50質量%以上含有し、
前記着色剤が、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物であり、かつ該黒色酸化鉄化合物のBET比表面積が5〜20m2/gであり、
前記外添剤が酸化チタン微粒子を少なくとも含有し、
前記トナーのコールターマルチサイザーで測定した粒径分布が、重量平均粒径3.0〜10.0μmであり、かつ重量平均粒径5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であることを特徴とするトナー。 - 黒色酸化鉄化合物の含有量が、トナー100質量部に対し15〜40質量部である請求項1に記載のトナー。
- 磁力が398Am2/kgの磁場でのトナーの飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gである請求項1から2のいずれかに記載のトナー。
- 更にワックスを含有し、該ワックスがカルナウバワックス、ライスワックス及びエステルワックスの少なくともいずれかである請求項1から3のいずれかに記載のトナー。
- ワックスの前記トナーにおける含有量が0.5〜20質量%である請求項4に記載のトナー。
- 請求項1から5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。
- 一成分現像剤及び二成分現像剤のいずれかである請求項6に記載の現像剤。
- 請求項1から5のいずれかに記載のトナーを容器中に収容してなることを特徴とするトナー入り容器。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像を請求項1から5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手段とを少なくとも有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像を請求項1から5のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
- 静電潜像形成手段が、少なくとも帯電器と、露光器とを有し、前記静電潜像担持体が帯電器を用い接触帯電方式により帯電される請求項10に記載の画像形成装置。
- 接触帯電方式が、ローラ帯電及びファーブラシ帯電のいずれかである請求項11に記載の画像形成装置。
- 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を請求項1から5のいずれかに記載のトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
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