JP4376619B2 - 静電荷像現像用トナー及び、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる静電潜像現像用トナーに関するものであり、また、このトナーを用いるプロセスカートリッジ、画像形成方法に関するものである。
従来、電子写真法としては、特許文献1、特許文献2及び特許文献3等に各種の方法が記載されているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで潜像を乾式トナーで現像し、紙等にトナー像を転写したのち、加熱、加圧等により定着し、コピーを得るものである。
電気的潜像を現像する方式には大別して、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方式とカスケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法等のように天然または合成樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散したトナーを用いる乾式現像方式があり、乾式現像方式には一成分現像方式とキャリアを用いる二成分現像方式がある。
近年、ますますの高画質化が望まれており、いくつかの提案がなされている。特許文献4、特許文献5及び特許文献6等では、トナーの平均粒径が小さく、かつ5μm以下のトナー粒子含有量およびその分布を規定した現像剤が考案されている。粉砕法によりトナーを得る場合、トナー粒径が小さくなると、生産性が著しく低下する事が知られている。またトナー粒径が小さくなるほど、トナー成分を均一化する事が難しくなり、トナー成分が不均一となることによる帯電不均一により、トナー飛散や地汚れが発生する。
また、さらに近年ではカーボンブラックに変わる着色剤として、安全性が高い黒色金属化合物微粉末を用いる試みが提案されている。特許文献7では、平均粒径0.1〜0.5μmのFeTiOとFe−FeTiO固溶体との混合物が、特許文献8、特許文献9、特許文献10ではFeOを25〜30%含有した磁性酸化鉄が、特許文献11、特許文献12では残留磁化6emu/g以下のマグネタイトが、独狐文献13には内部にTi、表面にTiとFeからなる酸化鉄粒子が、特許文献14では飽和磁化0.5〜10emu/g、粒径0.1〜0.4μm、FeTiOで被覆されたルチル型TiO混合相結晶が、特許文献15では飽和磁化30emu/g以下、誘電損率50以下の金属化合物が、特許文献16では飽和磁化40emu/g以下、含有量20重量部以下の金属化合物が考案されている。
米国特許第2297691号明細書 特公昭49−23910号公報 特公昭43−24748号公報 特開平1−112253号公報 特開平2−284158号公報 特開平7−295283号公報 特許第2736680号公報 特許第3101782号公報 特許第3108823号公報 特許第3174960号公報 特許第3224774号公報 特許第3261088号公報 特開2000−319021号公報 特開2002−129063号公報 特開2002−189313号公報 特開2002−196528号公報
しかしながら、高画質化やトナーに対する安全性の要望はますます大きくなり、上述したような従来の技術では生産性が高く、安全性に優れ、充分な高画質画像を得る事が困難であるという問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、カーボンブラックに変わる新規な黒色着色剤を用いて、しかも生産性が高い高画質画像を得ることができる静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を提供することである。
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、少なくとも結着樹脂と着色剤からなるトナーにおいて、着色剤として、波長分散型蛍光X線装置で測定した、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45重量%含有する黒色酸化鉄化合物を用い、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、(1)重量平均粒径が3.0〜9.0μm、(2)5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であり、398kA/m(5kOe)の磁場で測定した飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gであり、黒色酸化鉄化合物のBET比表面積が5〜20m/g、であり、黒色酸化鉄化合物の含有量が、静電荷像現像用トナーに対し15〜40重量%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー及びプロセスカートリッジ、画像形成方法を提供するものである。
また、本発明は、ワックス成分として0.5〜20重量%のカルナウバワックス及びまたはライスワックス及びまたはエステルワックスを含有することを特徴とするトナー及びプロセスカートリッジ、画像形成方法を提供するものである。
さらに、本発明は、樹脂成分としてポリエステル樹脂を含有することを特徴とするトナー及びプロセスカートリッジ、画像形成方法を提供するものである。
本発明は、上記解決するための手段によって、安全に優れた黒色の着色剤を用いて、安全性に優れた静電潜像現像用トナーを得ることができた。また、このトナーを用いることで、若干の磁力を有する黒色の着色剤は、トナー中の分散が均一となり、トナー飛散、地汚れの発生を抑えて、高品位の画像を得ることができるトナー及ぶこれを用いるプロセスカートリッジ、画像形成装置を得ることができる。さらに、この黒色の着色剤結着樹脂との間での界面が小さくなるため、トナー生産工程での粉砕性を向上させ、トナー生産効率を高くすることができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明は、この発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明に用いられる静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と記す。)は、結着樹脂、着色剤を必須成分として含有し、着色剤として、波長分散型蛍光X線装置で測定した、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45重量%含有する黒色酸化鉄化合物を用いることが好ましい。黒色酸化物化合物の構造としては、Fe−FeTiO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。
本発明に係る黒色酸化鉄化合物は、例えば、粒子表面をチタン化合物で被覆したマグネタイト粒子粉末、マグネタイト粒子粉末とチタン化合物との混合粉末又は粒子表面をチタン化合物で被覆したヘマタイト粒子粉末を還元して得られた還元粉末のそれぞれを非酸化性雰囲気下700℃以上の温度で加熱焼成した後粉砕する方法によって得られる。粒子表面をチタン化合物で被覆したマグネタイト粒子粉末を原料として用いる場合には、磁化値が小さい粒子が得られやすく非磁性という点から好ましい方法である。
マグネタイト粒子粉末、ヘマタイト粒子粉末としては、粒状、球状、針状等いかなる形態の粒子でもよく、また、大きさは0.03〜1.5μm程度の粒子を使用することができる。原料粒子のサイズと生成物粒子のサイズは、相関であり、小さいサイズの原料粒子を用いると小さいサイズの生成物粒子が、大きいサイズの原料粒子を用いると大きいサイズの生成物粒子が得られる傾向にある。
チタン化合物としては、チタンの含水酸化物、水酸化物、酸化物のいずれをも使用することができる。マグネタイト粒子粉末と混合する場合には水溶性のチタン化合物を用いるのが好ましい。チタン化合物の量は、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45重量の範囲が好ましい。10重量%未満の場合には、得られる黒色顔料粒子粉末の磁化値が大きくなりトナーの現像能力が低下し、画像濃度が低くなる。45重量%を超える場合には非磁性の黒色顔料粒子粉末が得られるが、TiOの生成量が多くなるためL値(明度)が高くなりトナー着色力が低下する。Ti原子換算でFe原子に対する比率は蛍光X線分析装置を使用し、得られたメインピークの比率により求めることができる。
また、黒色酸化鉄化合物のBET比表面積は5〜20m/gの範囲が特に好ましい。BET比表面積が5m/g未満の場合、5μm以下のトナー粒子への黒色酸化鉄化合物の分散が不均一となり、トナー飛散、地汚れにたいする余裕度が低下する。また、結着樹脂との間で大きな界面が出来るため、トナー生産工程での過剰粉砕が発生し、トナーの歩留まりが低下する。BET比表面積が20m/gを越える場合、5μm以下のトナー粒子への黒色酸化鉄化合物の分散は均一となり、トナー飛散、地汚れにたいする余裕度が高くなる。しかし、結着樹脂との間での界面が小さくなるため、トナー生産工程での粉砕が悪化し、生産能力が低下する。
本発明では、トナーの重量平均粒径は3〜9μmであることが好ましい。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。重量平均粒径が3μm未満では、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。重量平均粒径が9μm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。
また、5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であることが好ましい。5μm以下のトナー粒子が60個数%未満の場合、微小な潜像ドットを忠実に再現する微細粒子が少ないため、再現性が劣るという問題が生ずる。また5μm以下のトナー粒子が90個数%を越える場合、トナーの流動性が悪化し、均一な帯電をさせる事が困難になってくる。また、帯電量が高くなるため、画像濃度が低くなる。
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
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。
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分間分散処理を行ない、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ることができる。チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
また、本発明では、398kA/mの磁場でのトナーの飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gであることが好ましい。
トナーの飽和飽和磁化σsが5.0emu/gを越える場合、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り、感光体への現像性が悪化する。0.1emu/g未満の場合は、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。
トナーの飽和飽和磁化σsの測定は、理研電子(株)製の磁化測定装置BHU−60を用い、内径7mmφ、高さ10mmのセルに充填したトナーに、磁界を398kA/mまで掃引した際の履歴曲線から飽和磁化σsを求めた。
また、本発明は、黒色酸化鉄化合物の含有量がトナーに対し、15〜40重量%であることが好ましい。15重量%未満の場合、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。40重量%以上の場合は、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。
また、本発明では、ワックス成分としてカルナウバワックス及びまたはライスワックス及びまたはエステルワックスを含有することが好ましい。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。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、脱ろうまた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。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他のワックスに比べ、黒色酸化鉄化合物を用いたトナーに於いて、優れた粉砕性をします。理由は明確ではないが、ワックスが結着樹脂と黒色酸化鉄化合物の界面に存在し、粉砕助剤的な働きをするものと考えられる。これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量は0.5〜20重量部、さらに好ましくは2〜10重量部である。また、本発明では、他のワックス成分も使用可能である。例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等のようなポリオレフィンワックスなどである。
本発明のトナーは、樹脂成分としてポリエステル樹脂を含有することが好ましい。ポリエステル樹脂は一般的に他の樹脂に比べ、、耐熱保存性を維持したまま低温定着が可能であるため本発明には適した結着樹脂である。本発明で用いられるポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸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(ヒドロキシメタ)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。ポリエステル樹脂の使用量は30重量部以上が好ましい。30重量部以下の場合、耐熱保存性と低温定着性の両立が難しくなる。
また、本発明のトナーはポリエステル樹脂以外の他樹脂も使用可能である。本発明に用いられる他の樹脂としては、従来公知の樹脂が使用される。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、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−ブタジェン共重合体、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−メタクリル酸エステル共重合体、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(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、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ト樹脂などが挙げられる。また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
また、本発明のトナーにおいては、極性を制御するために、極性制御を配合することが可能である。この場合の極性制御剤としては、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが挙げられる。
本発明のトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、樹脂成分、着色剤、その他場合によってはワックス成分、荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
上述したトナーは、必要に応じてその他、添加剤を添加する事も可能である。添加剤としては、シリカ、酸化アルミニウム類、酸化チタン類を例示することができる。高流動性を付与する事を主目的する場合には疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタンとして平均一次粒径が0.001〜1μm、好ましくは0.005〜0.1μmの範囲ものから適宜選択でき、特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが好ましく、通常0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜2重量%の割合で使用される。
また、例えば本発明のトナーを二成分系乾式トナーとして使用する場合に混合して使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径30〜1000μm程度の粉末、または、この粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能である。
図1は、本発明のプロセスカートリッジの斜視図を示す。このプロセスカートリッジ2は、感光体11、帯電ローラ3、クリーニング装置6及び廃トナー回収部、現像装置4及びトナー収納部等で構成され、外部へ信号を接続するためのコネクター13を備えている。このプロセスカートリッジ2に、上述のトナーを用いてもよい。現像装置4に用いることで、生産性が高いトナーであることからプロセスカートリッジ2を用いることで低コストに抑えることができる。また、濃度が高く、地汚れが少ないことから高品位の画像を提供することができる。
また、これによって、プロセスカートリッジの寿命が長いので、画像形成装置8のプロセスカートリッジ交換サイクルを伸ばして、交換の手間を軽減することができる。
図2は、本発明の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。画像形成装置5は、着脱可能なプロセスカートリッジ2を有し、さらに、光学系1は、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Fθレンズ、レーザダイオード、ミラー等で構成される。給紙コロ7により給紙カセット8に収納された記録紙は、感光体11へ搬送される。感光体11は、時計方向に回転駆動され、その際帯電ローラ3によって表面を帯電され、光学系1からレーザ光を照射されて感光体上に静電潜像が形成される。この潜像は現像装置及びトナー収納部を通る時トナーによって可視像化される。この可視像は転写ローラ10により、感光体11へ搬送された記録紙に転写され、その後定着装置12に搬送され記録紙上の可視像は定着され、画像形成装置5の外部へ排紙される。この画像形成装置8に、上述のトナーを用いることで、トナー飛散が少ないことから、画像形成装置5のメンテサイクルを長くすることができる。また、濃度が高く、地汚れが少ないことから高品位の画像を提供することができる。
参考例1>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:51重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :45重量部
(Ti含有量:15重量%、比表面積:6.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):1重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を85個数%とした、後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.5重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは5.5emu/gであった。
このトナーと、平均粒径80μm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2.5重量部の現像剤を調整する。
(画像品質の評価方法)
imagio Neo 750(リコー社製 75cpmコピー機)に現像剤とトナーをセットし、100000枚のコピーを行う。スタート、20000、50000、100000枚時に画像をサンプリングし、下記の特性を求める。
(1)画像濃度:マクベス濃度計により測定。
(2)地汚れ:マクベス濃度計により測定。
(3)トナー飛散: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。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。
(4)トナー生産性評価:IDS−20粉砕機(日本ニューマチック工業)にて重量平均粒径が6.0±0.2μmとなる時のトナーのフィード量(Kg/H)を求める。
これらの評価結果は、表1〜4に示す。
参考例2>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:85重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :10重量部
(Ti含有量:35重量%、比表面積:18.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):1重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):4重量部
以上の処方で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8.5μm、5μm以下のトナー粒子を62個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは0.05emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例1>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:55重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :40重量部
(Ti含有量:5重量%、比表面積:20.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を75個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは6.0emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例2>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:70重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :25重量部
(Ti含有量:50重量%、比表面積:6.5m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を75個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは0.05emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例3>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:65重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :30重量部
(Ti含有量:15重量%、比表面積:25.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を80個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは0.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例4>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:55重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :45重量部
(Ti含有量:10重量%、比表面積:4.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を80個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは5.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例5>
比較例4のトナーを重量平均粒径2.8μm、5μm以下のトナー粒子を93個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)2.5重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは5.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例6>
比較例4のトナーを重量平均粒径9.5μm、5μm以下のトナー粒子を55個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)0.3重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは5.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<比較例7>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:85重量部
(重量平均分子量:62000)
カーボンブラック(#44:三菱化学) :8重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):5重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を55個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明の比較例のトナーを得た。飽和磁化σsは0emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
参考例3>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:85重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :10重量部
(Ti含有量:25重量%、比表面積:16.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成)3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を65個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは0.3emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
参考例4>
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:50重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :45重量部
(Ti含有量:10重量%、比表面積:16.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を65個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは4.0emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<実施例
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:78重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :17重量部
(Ti含有量:35重量%、比表面積:12.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を65個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.5重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは2.0emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<実施例
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:58重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :35重量部
(Ti含有量:35重量%、比表面積:12.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P:三洋化成):3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を65個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.5重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは2.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<実施例
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:58重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :35重量部
(Ti含有量:35重量%、比表面積:12.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
カルナウバワックス: 5重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を85個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.5重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは1.5emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<実施例
(トナー処方)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体:58重量部
(重量平均分子量:62000)
Ti−Fe着色剤 :35重量部
(Ti含有量:25重量%、比表面積:8.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
ライスワックス :5重量部
以上の処方で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3.5μm、5μm以下のトナー粒子を85個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.5重量部を混合し、本発明のトナーを得た。飽和磁化σsは1.9emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
<実施例
(トナー処方)
ポリエステル樹脂 :63重量部
(重量平均分子量:12500)
Ti−Fe着色剤 :30重量部
(Ti含有量:20重量%、比表面積:11.0m/g)
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土谷化学):2重量部
ライスワックス : 2重量部
カルナウバワックス :3重量部
以上の処方で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、5μm以下のトナー粒子を70個数%とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クラリアントジャパン製)1.0重量部を混合し、本発明のトナーを得た。トナーの飽和磁化σsは1.7emu/gであった。評価結果は表1〜4に示す。
表1に、上記画像形成装置で形成した画像の画像濃度の評価結果を示す。
Figure 0004376619
表1から明らかなように、比較例1、4、5は、スタートにおける画像濃度が1.3以下と低く、さらに、比較例1〜7のいずれも、スタートから100000枚までの間で、画像濃度が次第に低下している。しかし、参考例1〜4、実施例1〜までのいずれも、スタートにおける画像濃度が1.3以上と高く、かつ、スタートから100000枚までの間で画像濃度の低下はなかった。
表2に、上記画像形成装置で形成した画像の地汚れの評価結果を示す。
Figure 0004376619
表2から明らかなように、参考例1〜4、実施例1〜、比較例1〜7のスタート時点の地汚れは同じであるが、100000枚までの画像形成の間で、参考例1〜4、実施例1〜は、スタート時点と略変わらないが、比較例1〜7は次第に地汚れがひどくなっている。
表3に、上記画像形成装置で形成した画像のトナー飛散の評価結果を示す。
Figure 0004376619
表3から明らかなように、参考例1〜4、実施例1〜、比較例1〜7のスタート時点のトナー飛散は同じであるが、100000枚までの画像形成の間で、参考例1〜4、実施例1〜は、スタート時点と略変わらないが、比較例1〜7は次第にトナー飛散がひどくなっている。
表4に、上記した評価方法による評価結果を示す。
Figure 0004376619
表4から明らかなように、参考例1〜4、実施例1〜は3.5kg/H以上と生産性が高いが、比較例2は3.5kg/Hあったが、それ以外比較例1〜7は3.5kg/H以下と生産性が低かった。
本発明のプロセスカートリッジ1の斜視図を示す。 本発明の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。
符号の説明
1 露光装置
2 プロセスカートリッジ
3 帯電ローラ
4 現像装置
5 画像形成装置
7 給紙ローラ
8 給紙カセット
10 転写ローラ
11 感光体
12 定着装置

Claims (7)

  1. 少なくとも結着樹脂と着色剤からなる静電荷像現像用トナーにおいて、
    前記着色剤は、波長分散型蛍光X線装置で測定したチタン成分がTi原子換算でFe原子に対して10〜45重量%含有する黒色酸化鉄化合物であって、該黒色酸化鉄化合物は、BET比表面積が5〜20m/g、含有量が、静電荷像現像用トナーに対し15〜40重量%であり、
    前記静電荷像現像用トナーは、コールターマルチサイザーで測定した粒径分布が、(1)重量平均粒径が3.0〜9.0μm、(2)5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であり、398kA/m(5kOe)の磁場で測定した飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gである
    ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、
    カルナウバワックス、ライスワックス、エステルワックスから選択される1以上のワックス成分の含有量が、静電荷像現像用トナーに対し0.5〜20重量%である
    ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  3. 請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、
    ポリエステル樹脂が樹脂成分として含有されている
    ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  4. 少なくとも潜像を形成する像担持体と潜像をトナーで現像する現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
    少なくとも結着樹脂と着色剤からなり、
    前記着色剤は、波長分散型蛍光X線装置で測定したチタン成分がTi原子換算でFe原子に対して10〜45重量%含有する黒色酸化鉄化合物であって、該黒色酸化鉄化合物のBET比表面積が5〜20m /g、含有量が、静電荷像現像用トナーに対し15〜40重量%であり、
    コールターマルチサイザーで測定した粒径分布が、(1)重量平均粒径が3.0〜9.0μm、(2)5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であり、398kA/m(5kOe)の磁場で測定した飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gである静電荷像現像用トナーを充填している
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  5. 請求項4に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記プロセスカートリッジは、請求項1ないし3のいずれかに記載の静電潜像現像用トナーを用いる
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  6. 潜像を担持する像担持体と、帯電部材を像担持体表面に接触又は近接させて像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、少なくとも結着樹脂と着色剤からなり、着色剤として、チタン成分Ti原子換算でFe原子に対して10〜45重量%含有する黒色酸化鉄化合物を用い、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、(1)重量平均粒径が3.0〜9.0μm、(2)5μm以下のトナー粒子が60〜90個数%であり、トナーの398kA/m(5kOe)の磁場で測定した飽和磁化σsが0.1〜5.0emu/gであり、黒色酸化鉄化合物のBET比表面積が5〜20m/gであり、黒色酸化鉄化合物の含有量が、静電荷像現像用トナーに対し15〜40重量%であるトナーを用いる
    ことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項6に記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、請求項1ないし3のいずれかに記載の静電潜像現像用トナーを用いる
    ことを特徴とする画像形成装置。
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