JP4676933B2 - 共重合体、荷電制御剤、トナー、トナーの製造方法、トナー供給カートリッジ、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

共重合体、荷電制御剤、トナー、トナーの製造方法、トナー供給カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、共重合体、荷電制御剤、トナー、トナーの製造方法、トナー供給カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
電子写真等の画像形成装置において、トナーを用いて静電荷像を現像する方法は、大別して、二つあり、トナーとキャリアが混合されている二成分系現像剤を用いる方法と、トナーのみからなる一成分系現像剤を用いる方法とである。二成分系現像剤を用いる方法は、トナーとキャリアを撹拌することにより、各々を互いに異なる極性に帯電させ、帯電したトナーにより反対極性を有する静電荷像が可視化されるものである。具体的には、鉄粉キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリアを用いるカスケード法、ファーブラシ法等が挙げられる。一成分系現像剤を用いる方法としては、トナーを噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナーを直接的に静電潜像に接触させて現像する接触現像法、トナーを静電潜像からわずかに離して現像を行う非接触現像法等が挙げられる。
これらの現像方法に適用されるトナーとしては、結着樹脂に、カーボンブラック、顔料等の着色剤を分散させたものが用いられている。また、これらの成分の他に、さらにマグネタイト等の磁性材料を含有するものは、磁性トナーとして知られている。このように、種々の現像方法に用いられるトナーは、現像される静電荷像の極性に応じて、正又は負の電荷を持つように帯電させる。トナーを帯電させるためには、トナーを形成する樹脂の帯電性を利用することもできるが、それだけでは帯電性が十分でなく、得られる画像は、カブリが発生し易く、不鮮明なものとなる。そこで、トナーに所望の帯電性を付与するために、結着樹脂中に着色剤のほかに荷電制御剤が添加される。負極性の荷電制御剤としては、モノアゾ染料の金属錯体、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、及びジカルボン酸等の酸と亜鉛、アルミニウム、コバルト、クロム及び鉄等との金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料等が知られている。
しかし、上述の荷電制御剤は、構造が複雑で性質が一定しないものが多く、安定性に乏しく、環境により帯電性が変化する場合が多い。また、上述の金属錯体の多くは、着色化合物であり、カラートナーに使用すると、現像した画像の着色剤の色再現性に悪影響を及ぼす。さらに、重金属を含有する化合物は、安全性や環境への影響を考慮せねばならない場合がある。
そこで、金属を含有しない荷電制御剤として、各種高分子化合物が提案されている。例えば、特許文献1には、スチレンとスルホン酸基を有するアクリルアミドとの共重合体が、特許文献2には、スルホン酸塩基含有モノマーとハロゲン置換フェニルマレイミドとの共重合体が開示されている。しかしながら、これらの高分子化合物を使用したトナーは、高温高湿環境においては帯電量が低下する傾向が十分に改善されていない。また、特許文献3には、ハロゲンやニトロ基などの電子吸引基により置換された置換フェニルマレイミドの共重合体を荷電制御剤として用いることが報告されている。しかし、この荷電制御剤においても帯電性能の立ち上がり性及び持続性が十分とはいえなかった。特許文献4には、マレイミドースチレン系共重合体としてN置換マレイミドとメチルスチレンの共重合体が開示されている。この共重合体は、熱安定性の良好な二次の非線形光学特性を有することが開示されているだけである。
特開昭63−184762号公報 特開2003−98752号公報 特開平8−95305号公報 特許第3550638号公報
本発明の第一の目的は、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナー用の荷電制御剤に使用できる共重合体を提供することである。本発明の第二の目的は、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーに使用できる荷電制御剤を提供することである。本発明の第三の目的は、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーを提供することである。本発明の第四の目的は、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーの製造方法を提供することである。本発明の第五の目的は、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーを収容した、画像形成装置用のトナー供給カートリッジを提供することである。本発明の第六の目的は、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成装置用のプロセスカートリッジを提供することである。本発明の第七の目的は、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成装置を提供することである。本発明の第八の目的は、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成方法を提供することである。
請求項1に記載の発明は、イミド基の水素原子が炭化水素基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックAと、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBと、前記重合体ブロックA及び前記重合体ブロックBのいずれとも異なる重合体ブロックCとを有する共重合体である。
請求項2に記載の発明は、イミド基の水素原子が電子供与基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックA'と、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBと、前記重合体ブロックA'及び前記重合体ブロックBのいずれとも異なる重合体ブロックC'とを有する共重合体である。
請求項3に記載の発明は、樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって、イミド基の水素原子が炭化水素基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックAと、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤である
請求項4に記載の発明は、樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって、イミド基の水素原子が電子供与基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックAと、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤である
請求項5に記載の発明は、樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって、請求項1又は2に記載の共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤である。
請求項6に記載の発明は、結着樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含むトナーであって、前記荷電制御剤は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤を含むことを特徴とするトナーである。
請求項7に記載の発明は前記荷電制御剤の含有率は、1質量%以上20質量%以下である請求項6に記載のトナー、である。
請求項8に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を水又は水溶性分散媒中に分散させ、前記水又は水溶性分散媒中に分散させた前記トナー原料の分散体を凝集及び融着させるトナーの製造方法である。
請求項9に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を有機溶媒中に溶解又は分散させた溶液又は分散液を水又は水溶性分散媒中に分散させる第一の工程と、前記水又は水溶性分媒液中に分散させた前記溶液又は分散液から前記有機溶媒を除去することによりトナースラリーを得る第二の工程とを有するトナーの製造方法である。
請求項10に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤を結着樹脂原料用のモノマー中に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液を水又は水溶性溶媒中に導入し乳化してモノマー乳化液とする第一の工程と、前記モノマー乳化液中の前記モノマーを重合させて前記荷電制御剤を含む重合物の乳化液を作る第二の工程と、前記荷電制御剤を含む重合物の乳化液中に着色剤を分散させ、乳化状態の前記荷電制御剤を含む重合物と分散状態の前記着色剤とを凝集及び融着させる第三の工程とを有するトナーの製造方法である。
請求項11に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤及び着色剤を結着樹脂原料用のモノマー中に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液を水又は水溶性溶媒中に導入して分散させモノマー分散液を得る第一の工程と、前記モノマー分散液中の前記モノマーを重合させて前記荷電制御剤及び前記着色剤を含む重合物であるトナー粒子の分散液を得る第二の工程とを有するトナーの製造方法である。
請求項12に記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を混合して混合物を得る第一の工程と、前記混合物を溶融混練して混練物を得る第二の工程と、前記混練物を粉砕及び分級する第三の工程とを有するトナーの製造方法である。
請求項13に記載の発明は、画像形成装置に着脱可能に配置され、トナーを像担持体に搬送するトナー搬送部材にトナーを供給するトナー供給カートリッジにおいて、
前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とするトナー供給カートリッジである。
請求項14に記載の発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、トナーを前記像担持体に搬送し前記像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、トナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジとを備え、画像形成装置に着脱可能に配置されたプロセスカートリッジにおいて、
前記トナーは、請求項6又は7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である。
請求項15に記載の発明は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電部材と、トナーを前記像担持体に搬送し像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、トナーを収容しており該トナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジと、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に転写する転写部材と、前記転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着部材とを備えた画像形成装置において、
前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項16に記載の発明は、像担持体に潜像を形成する潜像形成工程と、該潜像をトナーによってトナー像として現像する現像工程と、現像された前記トナー像を転写体上に転写する転写工程と、前記転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程とを有する画像形成方法において、
前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
請求項1又は2に記載の発明によれば、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナー用の荷電制御剤に使用できる共重合体を提供することができる。
請求項3〜5のいずれか一項に記載の発明によれば、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナー用の荷電制御剤を提供することができる。
請求項6または7の発明によれば、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーを提供することができる。
請求項8乃至12の発明によれば、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーの製造方法を提供することができる。
請求項13の発明によれば、帯電性能の立ち上がり性及び帯電量の持続性に優れたトナーを収容する、画像形成装置用のトナー供給カートリッジを提供することができる。
請求項14の発明によれば、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成装置用のプロセスカートリッジを提供することができる。
請求項15の発明によれば、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成装置を提供することができる。
請求項16の発明によれば、現像性能の立ち上がり性及び持続性に優れた画像形成方法を提供することができる。
<共重合体>
本発明のひとつの態様の共重合体は、イミド基の水素原子が炭化水素基で置換された又は非置換のマレイミドと、スチレン又はスチレン誘導体とを共重合させて得られる重合体ブロックAと、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する。本発明の好ましい共重合体の形態としては、前記共重合体が、さらに重合体ブロックA及び重合体ブロックBのいずれとも異なる任意の重合体ブロックCを有している。
また、他の態様の本発明の共重合体は、イミド基の水素原子が電子供与基で置換された又は非置換のマレイミドと、スチレン又はスチレン誘導体とを共重合させて得られる重合体ブロックA'と、スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する。本発明の好ましい共重合体の形態としては、前記共重合体が、さらに重合体ブロックA'及び重合体ブロックBのいずれとも異なる任意の重合体ブロックC'を有している。
本発明の共重合体を形成する構成要素である、重合体ブロックA、重合体ブロックA'、重合体ブロックB、重合体ブロックC及び重合体ブロックC'について説明する。まず、重合体ブロックAは、非置換のマレイミド又はマレイミドのイミド基の水素原子が炭化水素基で置換されたマレイミド誘導体と、スチレン又はスチレン誘導体(以下、スチレンとスチレン誘導体とを合わせてスチレン誘導体(1)と略称することがある。)との共重合体のブロックである。重合体ブロックA'は、非置換のマレイミド又はマレイミドのイミド基の水素原子が電子供与基で置換されたマレイミド誘導体(以下、非置換のマレイミド又はマレイミドのイミド基の水素原子が炭化水素基若しくは電子供与基で置換されたマレイミド誘導体を総称してマレイミド誘導体(1)ということがある。)と、スチレン誘導体(1)との共重合体のブロックである。重合体ブロックA又は重合体ブロックA'は、マレイミド誘導体(1)とスチレン誘導体(1)の実質的に交互共重合体又はランダム共重合体であることが好ましい。通常の重合反応では、マレイミド誘導体(1)のモノマーとスチレン誘導体(1)のモノマーを混合した状態で反応させれば、実質的に交互共重合体となるので、マレイミド誘導体(1)のモノマーとスチレン誘導体(1)のモノマーとを混合モノマーとして重合させれば好ましい共重合体が得られる。
マレイミド誘導体(1)は、マレイミドのイミド基の水素原子が置換されていないか、炭化水素基若しくは電子供与基で置換されている。炭化水素基の具体例としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基等が挙げられ、炭素数22以下の炭化水素基が好ましく用いられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基などが挙げられる。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。さらに、これらの置換基には、さらに置換基がついていてもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基等で置換されたフェニル基、ナフチル基やシクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。電子供与基の具体例としては、上記炭化水素基として記載した置換基のほかに、含酸素置換基、含窒素置換基などが挙げられる。含酸素置換基としては、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基のようなアルコキシ基、フェノキシ基等が挙げられる。含窒素置換基としては、アミノ基、アルキル置換アミノ基、シクロアルキル置換アミノ基、フェニル置換アミノ基などが挙げられる。その他にも、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基などの炭化水素基にヘテロ原子を含む置換基が付いた構造の置換基が挙げられる。例えば、アミノ基、ヒドロキシ基やアルコキシ基を持つフェニル基やアルキル基などが挙げられる。なお、ニトロ基、ハロゲン基などの電子吸引基で置換されたフェニル基のように、電子吸引基として作用する置換基でマレイミドのイミド基の水素原子が置換されていることはない。
スチレン誘導体(1)は、通常、マレイミド誘導体(1)と電荷移動錯体を形成しながら交互共重合をおこすことのできる、スチレンおよびその誘導体である。スチレン誘導体としては、スチレンのベンゼン環の1〜5個、好ましくは1〜3個の水素が置換基によって置換されている。スチレン誘導体が複数の置換基で置換されている場合は、それぞれの置換基は、同じでも異なっていてもよい。置換基に特に制限はないが、具体的な置換基としては、例えば、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基などが挙げられる。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。さらに、これらの置換基には、さらに置換基がついていてもよい。さらにつく置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基等で置換されたフェニル基、ナフチル基やシクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。上記炭化水素基のほかに、含酸素置換基、含窒素置換基、ハロゲン含有置換基などのヘテロ原子含有置換基が挙げられる。含酸素置換基としては、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フェノキシ基、エーテル基、カルボキシル基、カルボニル基等が挙げられる。含窒素置換基としては、アミノ基、アルキル置換アミノ基、フェニル基置換アミノ基などが挙げられる。さらに、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基などの炭化水素基にさらに置換基が付いた構造の置換基などが挙げられる。前記構造の置換基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基やアルコキシ基、ニトロ基、スルホニル基、ハロゲン基などを持つフェニル基やアルキル基などが挙げられる。
重合体ブロックBの具体的例としては、単独重合をおこすことのできる、スチレン及びその誘導体の単独重合体及び共重合体が挙げられる。このスチレン及びその誘導体としては、前記スチレン誘導体(1)と同じものでもよい。スチレン誘導体としては、スチレンのベンゼン環の1〜5個、好ましくは1〜3個の水素が置換基によって置換されている。スチレン誘導体が複数の置換基で置換されている場合は、それぞれの置換基は、同じであっても異なっていてもよい。置換基に特に制限はないが、具体的な置換基としては、例えば、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基などが挙げられる。シクロアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。さらに、これらの置換基には、さらに置換基がついていてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基、ベヘニル基等で置換されたフェニル基、ナフチル基やシクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。上記炭化水素基のほかに、含酸素置換基、含窒素置換基、ハロゲン含有置換基などのヘテロ原子含有置換基が挙げられる。含酸素置換基としては、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フェノキシ基、エーテル基、カルボキシル基、カルボニル基等が挙げられる。含窒素置換基としては、アミノ基、アルキル置換アミノ基などが挙げられる。含ハロゲン原子置換基としては、クロロ基、フルオロ基、やトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオルイソプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル基などのフルオロアルキル基が挙げられる。さらに、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基などの炭化水素基にさらにヘテロ原子含有置換基が付いた構造の置換基が挙げられる。例えば、アミノ基、ヒドロキシ基やアルコキシ基、ニトロ基、スルホニル基、ハロゲン基などを持つフェニル基やアルキル基などが挙げられる。
重合体ブロックCは、重合体ブロックA及び重合体ブロックBのいずれとも異なる任意の重合構造を持った重合体ブロックである。また、重合体ブロックC'は、重合体ブロックA'及び重合体ブロックBのいずれとも異なる任意の重合構造を持った重合体ブロックである。重合体ブロックCを例にして説明すれば、重合体ブロックCは、本発明に係る個別の共重合体においては、重合体ブロックA及び重合体ブロックBを構成している特定の重合体ブロックと異なる第三の重合体ブロックであればよい。この場合、個別の共重合体を構成している重合体ブロックA及び重合体ブロックBと異なっていれば、定義としての重合体ブロックA又は重合体ブロックBに属する重合体ブロックであってもかまわない。例えば、重合体ブロックAがスチレンーフェニルマレイミド共重合体ブロック、重合体ブロックBがスチレン重合体ブロックであるとき、重合体ブロックCが重合体ブロックBの群に属する4−メチルスチレン重合体ブロックなどであってもよい。重合体ブロックC'についても、重合体ブロックA'及び重合体ブロックBに対して同様の関係である。
重合体ブロックC及び重合体ブロックC'は、上記の要件を備えていれば、どのような重合体ブロックでもよいが、本発明の共重合体をトナー用の荷電制御剤として用いる際に、結着剤として用いる樹脂との親和性を高める働きを持っている重合体ブロックであることが好ましい。重合体ブロックC及び重合体ブロックC'の具体的例としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂の単独重合体及び共重合体で構成される重合体ブロック、並びにこれらの樹脂成分とスチレン誘導体(1)との共重合体で構成される重合体ブロックが挙げられる。また、スチレン及びその誘導体の単独重合体又は共重合体が挙げられる。重合体ブロックC及び重合体ブロックC'は、本発明の共重合体中の重合体ブロックA又は重合体ブロックA'、及び重合体ブロックBと異なっていれば、スチレン及びスチレン誘導体の単独重合体又は共重合体であってもかまわない。すなわち、この場合のスチレン誘導体としては、上述のスチレン誘導体(1)などを挙げることができる。
重合体ブロックC及び重合体ブロックC'としては、スチレン及びその誘導体との共重合体とすることが好ましい。共重合体を構成するモノマーとしては、トナー用の結着樹脂として用いられているポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂を構成するモノマーが好適に用いられる。重合体ブロックC又は重合体ブロックC'を、これらの結着樹脂に用いられている樹脂と同じモノマー成分を有する重合体ブロックとすると、トナー用の荷電制御剤として用いる際に、結着樹脂などとの親和性を向上させ、トナー中での荷電制御剤の分散性を良好にすることができ、また荷電制御剤の構造を多様化することができる。
本発明の共重合体においては、重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と、重合体ブロックBとが、一つのポリマーの中に結合を介して存在していればよく、重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と重合体ブロックBとのブロック共重合体、重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と重合体ブロックC又は重合体ブロックC'と重合体ブロックBとのブロック共重合体、重合体ブロックC又は重合体ブロックC'に重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と重合体ブロックBがグラフトしたグラフト重合体など、どのような構造でもよい。また、一つのポリマー中に、重合体ブロックA又は重合体ブロックA'、重合体ブロックB、重合体ブロックC又は重合体ブロックC'が2つ以上存在していても良い。
本発明の荷電制御剤における本発明の共重合体が特異的な帯電性向上効果を有するメカニズムについては、明確には解明されていないが、以下のように考えられる。例えば、重合体ブロックAと重合体ブロックBとの共重合体で説明すると、重合体ブロックAは、電子受容性を有する骨格の化合物であるマレイミド誘導体(1)の重合単位体を有するため、負帯電が進行しやすい。しかも、マレイミド誘導体(1)はスチレン誘導体(1)と電荷移動錯体を形成し、容易に交互共重合体となるため、この共重合体のマレイミド誘導体(1)の重合単位体部分が捕獲した電子はスチレン誘導体(1)の重合単位体部分中の共役骨格との間で比較的安定な状態を採ることができ、負帯電をさらに促進する。しかし、この共重合体だけでは電子を受容するユニットが少ないため、帯電量の向上効果は限定的になってしまう。この重合体ブロックAの近傍に、電子を貯蔵しやすいポリスチレン誘導体ブロック(重合体ブロックB)が存在すると、重合体ブロックAによって誘起された負電荷がポリスチレン誘導体ブロックへ一部移行し、飽和帯電量が飛躍的に向上する。そして、負電荷が維持されるため、飽和帯電量の向上とともに、実際のトナーとしての使用において、現像装置の繰り返し使用の際にも、帯電性が変化することなく安定して用いられ帯電量の持続性が向上する。以上の理由により、重合体ブロックAと重合体ブロックBは近傍に存在することが好ましく、特に、重合体ブロックAと重合体ブロックBが、一つのポリマーとして共有結合などにより結合しているときに、上記の最大の効果を発現する。
このため、樹脂中に帯電量向上効果を担う重合体ブロックBのみでなく、重合体ブロックAを用いることにより、帯電の立ち上がりを改善することはできる。また、重合体ブロックAと重合体ブロックBとが共重合体として存在することにより、重合体ブロックBへの荷電の移動が容易になり、本発明の荷電制御剤の飽和帯電量が増大するものと考えられる。重合体ブロックAの構成モノマーであるスチレン誘導体(1)の代わりに、例えばスチレン誘導体(1)以外のアルケン誘導体などを用いた共重合体から作られた荷電制御剤にくらべ、本発明の荷電制御剤は、帯電の立ち上がり優れている。
<共重合体の製造方法>
本発明の共重合体の製造方法について説明する。重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と重合体ブロックBとの共重合体の製造においても、重合体ブロックA又は重合体ブロックA'と重合体ブロックBと重合体ブロックC'との共重合体の製造においても、通常の共重合体の製造方法が利用できる。共重合体を得る方法としては、例えば、リビング重合により逐次ブロックを生成する方法、あらかじめいずれかのブロックを有するマクロモノマーを用意し、それを他のブロックを重合するときに共重合してグラフト重合体を得る方法、モノマーの性質を利用してブロック重合させる方法などが挙げられる。
リビング重合においては、リビングアニオン重合、リビングカチオン重合、リビングラジカル重合のいずれをも用いることができる。工業的かつ経済的観点からは、リビングラジカル重合による方法が好ましい。リビングラジカル重合は、公知の方法に従えばよく、例えば2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)およびその誘導体、カルバメート誘導体、有機テルル化合物などを重合開始剤として重合反応を行うことにより第一のポリマーブロック(たとえば重合体ブロックA)を有するマクロイニシエータを調製し、次いで第二のポリマーブロック(たとえば重合体ブロックB)のユニットとなるモノマーを系中に導入して重合反応を行い、ブロック共重合体を得ることができる。
マクロモノマーを利用するグラフト重合体調製方法としては、例えば、市販のマクロモノマーを用意する。若しくは、例えばα−メチルスチレンダイマーなどの付加開裂型の連鎖移動剤により反応性末端を有するポリマーを重合してマクロモノマーを作製しておく。これらのマクロモノマーとグラフトの主鎖を形成するモノマーとの重合反応を行うことにより、グラフト重合体を得ることができる。
モノマーの性質を利用してブロック重合させる方法としては、スチレン誘導体(1)とマレイミド誘導体(1)のように交互共重合しやすいモノマーの混合原料の場合、スチレン誘導体(1)とマレイミド誘導体(1)のモル比を調製することにより、例えばスチレン誘導体(1)を過剰に存在させることにより、本発明の荷電制御剤を得る方法がある。例えば、Polymer Handbook 4th Edition II/257−258によれば、スチレンとマレイミドの共重合の場合の単量体反応性比は、r(Styrene)=0.057, r(Maleimide)=0.088、スチレンとN−フェニルマレイミドの共重合ではr(Styrene)=0.016〜0.07、r(N−phenylmaleimide)=0.01〜0.044であることに加え、その反応速度はそれぞれの単独重合よりも速いため、スチレンのモル量をマレイミド誘導体(1)のモル量よりも過剰に存在させた場合、反応の初期はスチレンとマレイミド誘導体(1)の交互共重合が優先的に起こり、本発明における重合体ブロックAが生成する。そしてスチレンとマレイミド誘導体(1)が等モルずつ消費され、マレイミド誘導体(1)がなくなると、残ったスチレンのみが重合を続け、本発明における重合体ブロックBが生成する。この場合、生成した重合体にはスチレンとマレイミド誘導体(1)との交互共重合ブロックとスチレンの単独重合ブロックのブロック共重合体となる。このブロック共重合体は、本発明の荷電制御剤としての効果を十分に発揮する。この重合方法は、重合のために特殊な化合物を用いなくてもよく安価に製造できること等から、本発明において好ましい重合方法である。スチレン誘導体(1)とマレイミド誘導体(1)とのモル比は、1.5:1〜10:1の範囲が好ましい。この重合方法においては、スチレン誘導体(1)とマレイミド誘導体(1)とのモル比を変更することにより、重合体ブロックAと重合体ブロックBとの構成比を調整することができる。
<荷電制御剤>
本発明の荷電制御剤は、樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって、上記の本発明の共重合体を含有していればよい。本発明の荷電制御剤は、本発明の共重合体を含んでいれば、本発明に係る共重合体以外の重合体、例えばポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂など、さらに重合体ブロックA又は重合体ブロックBのみからなるポリマーが共存していても、本発明の効果を何ら損なうことにはならない。本発明の荷電制御剤は、上述のようなトナー原料として使用する際に結着樹脂との結合性を高める樹脂や、荷電制御剤としての安定性を向上させる添加剤等を加えてもよい。
<トナー>
次に、本発明の荷電制御剤を用いたトナー(静電潜像現像用トナーを含む。)について説明する。本発明のトナーは、少なくとも本発明の荷電制御剤、着色剤及び結着樹脂を含んでいる。本発明のトナーには、その他にも従来の荷電制御剤、ワックス成分、外添剤など所望の添加剤を含んでいてもよい。本発明のトナーにおける、荷電制御剤の使用量は、着色剤、結合樹脂の種類、必要に応じて使用される各種添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、トナー100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部、特に好ましくは1.5〜15質量部の範囲とすればよい。荷電制御剤の使用量が、1質量部未満ではトナーの負帯電が不足し実用的でない。また、荷電制御剤の使用量が、20質量部を越える場合には、トナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力が強すぎるため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(着色剤)
本発明に使用する着色剤としては、染料及び顔料であれば全て使用でき、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、パラクロロ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BL、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、リトボン及びそれらの混合物が挙げられる。通常、着色剤の含有量は、トナーに対して1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%とすればよい。
本発明で用いる着色剤は結着樹脂用の樹脂と複合化してマスターバッチを製造して用いることもできる。マスターバッチの製造用の樹脂としては、通常用いられる変性・未変性ポリエステル樹脂の他に、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などのスチレン及びその誘導体の重合体、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−ビニルナフタレン共重合体、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など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、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環式炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用することができる。
上記マスターバッチはどのような方法で製造してもよいが、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる、着色剤に水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法がある。この方法は、着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましいマスターバッチ製造方法である。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
(その他の添加剤)
本発明のトナーにおいては、トナーの荷電量を最適化する目的などで、公知の荷電制御剤を併用しても良い。公知の帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
また、本発明のトナーには、ワックス成分を使用することができる。ワックス成分は離型剤として作用する。ワックス成分としては、公知のワックス成分が使用でき、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、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);及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。これらカルボニル基含有ワックスのうちポリアルカン酸エステルが好適に使用できる。また、本発明においては、極性の低いワックスが好適に用いられ、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックスが好適である。
本発明においては、トナー中のワックス含有量は、トナー100質量部に対して3質量部〜15質量部、好ましくは4質量部〜12質量部、より好ましくは5質量部〜10質量部とすることが望ましい。トナー100質量部に対するワックス量が3質量部未満だと、ワックスによる離型効果がなくなり、オフセット防止の余裕度がなくなることがある。一方、15質量部を超えると、ワックスは低温で溶融するため、熱エネルギー、機械エネルギーの影響を受けやすく、現像部での攪拌時などにワックスがトナー内部から染み出し、トナー規制部材や感光体に付着し、画像ノイズを発生させることがある。また、OHPシートに印字したときなどに、印字領域の外側に離型剤が広がり、投影像に画像ノイズとして現れることがある。
また、ワックスの示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温時の好ましい吸熱ピークの範囲は、60℃〜90℃、より好ましくは65℃〜80℃である。吸熱ピークが60℃未満では流動性や耐熱保存性が悪くなり、90℃より高いと定着性が悪くなる傾向がある。また、示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温時の吸熱ピークの好ましい半値幅は8℃以下、より好ましくは6℃以下である。8℃よりも広い、いわゆる吸熱ピークがブロードであるような場合、流動性や耐熱保存性の悪化が見られる。
本発明で得られたトナーの流動性や現像性、帯電性等を補助するため、外添剤を使用することができる。外添剤としては、公知の外添剤を用いればよく、例えば無機微粒子、高分子系微粒子等を挙げることができる。無機微粒子は、一次粒子の粒径が5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、無機微粒子のBET法による比表面積は、20m2/g〜500m2/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100質量部に対し0.01質量部〜5質量部であることが好ましく、特に0.01質量部〜2.0質量部であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、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。高分子系微粒子としては、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系樹脂及び熱硬化性樹脂による重合体粒子などが挙げられる。
外添剤は表面処理を行うことにより、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止し、外添剤としての効果を向上させることができる。好ましい表面処理剤としては、例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
画像形成装置における感光体や一次転写媒体に残存する転写後の不要なトナーを除去するために、本発明のトナーにはクリーニング助剤を使用することができる。クリーニング助剤としては、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0.01μm〜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としては、特に限定されるものではないが、例えば溶解懸濁法、懸濁重合法、乳化凝集法等の湿式造粒法、粉砕法などが挙げられる。
(溶解懸濁法)
溶解懸濁法を用いて本発明のトナーを製造する場合は、少なくとも、結着樹脂、着色剤及び本発明の荷電制御剤を、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、水又は水溶性分散媒中で、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。水性溶媒中には、無機分散剤又は樹脂微粒子を添加しておくことが好ましい。トナーは、トナースラリーから定法に従い、濾過・洗浄・乾燥することにより製造することができる。
使用する有機溶媒としては、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、単独又は2種以上を組合せて用いることができる。有機溶媒は、水性溶媒から容易に除去することができるよう、沸点が水性溶媒の沸点より低い、通常は100℃未満であることが好ましい。
水性溶媒としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶媒を併用することもできる。混和可能な溶媒としては、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、アセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトン類等が挙げられる。トナー材料100質量部に対する水性溶媒の使用量は、通常、50〜2000質量部であり、100〜1000質量部が好ましい。水性溶媒の使用量が50質量部未満では、トナー材料の分散状態が悪くなる。また、2000質量部を超えても技術的には問題ないが、分散・分離等の操作が大がかりになりやすく経済的ではない。
無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等、通常用いられる無機分散剤を用いることができる。
樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性溶媒中で分散体を形成することができる樹脂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、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等が挙げられる。これらの樹脂は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでもよく、二種以上を併用してもよい。中でも、微細球状樹脂粒子の分散体が得られやすいことから、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びこれらの併用が好ましい。また、樹脂微粒子を形成する樹脂は、水性溶媒中に投入して分散させる方法以外に、水性溶媒中にポリエステル等のプレポリマーを加え、トナーを製造する工程の中でこれらのプレポリマーを重付加反応させて樹脂微粒子を形成してもよい。
(乳化凝集法)
乳化凝集法を用いてトナーを製造する場合は、少なくとも、本発明の荷電制御剤を結着樹脂原料となるモノマーに溶解又は分散させておき、これを水性溶媒中に加えて乳化剤を用いて乳化させ、重合開始剤を用いてモノマーを重合させることにより得られる、本発明の荷電制御剤を含有する樹脂分散体を、着色剤の分散体、ワックスの分散体等と凝集、融着させることによりトナースラリーを得る。公知の方法に従い、トナースラリーを濾過・洗浄・乾燥することにより本発明のトナーを製造することができる。
使用するモノマーとしては、ビニル系モノマーを用いることができ、スチレン、p−メチルスチレン、p−スチレンスルホン酸、p−クロロスチレン、p−カルボキシスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン及びその誘導体、ビニルナフタレン、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート等の(メタ)アクリル酸及びそのエステル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、イタコン酸及びそのエステル、各種ビニルエステル等が挙げられる。
乳化剤としては、公知の乳化剤を用いることができ、アルキル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のアニオン性乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシプロピルアルキルエーテル、ゾルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性乳化剤、アルキルトリメチルアンモニウムクロリド、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド等のカチオン性乳化剤、アルキルベタイン等の両性乳化剤などが挙げられる。これらの中でも、アニオン性乳化剤が乳化安定性に優れており、好ましく用いられる。また、親水基及び重合可能な官能基の両方を有する反応性乳化剤を用いることにより、重合された分散体の分散状態を安定にすることもできる。
重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができ、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)及びその塩、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等の水溶性の重合開始剤、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(イソブチロニトリル)等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、過酸化ラウロイル等の油溶性の重合開始剤等が挙げられる。
(懸濁重合法)
懸濁重合法によりトナーを製造する場合は、結着樹脂原料となるモノマー中に本発明の荷電制御剤、着色剤、重合開始剤、その他の所望の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等を用いて均一に溶解又は分散させた溶解液又は分散液を、分散安定剤を含有する水性溶媒中で、通常の撹拌機、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて分散させておいて、モノマーを重合させる方法が挙げられる。モノマーの液滴が所望のトナーの粒子径を有するように撹拌速度及び時間を調整し、造粒することが好ましい。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、粒子が沈降しないように撹拌すればよい。重合温度は、通常、40℃以上とすればよく、50℃〜90℃が好ましい。また、重合反応の後半に昇温してもよい。さらに、トナーを定着させる際の臭気の原因等となる未反応のモノマー、副生成物等を除去するために、重合反応の後半又は終了後に、水性溶媒を留去してもよい。重合反応の終了後に、生成したトナーは、洗浄・濾過により回収し、乾燥する。
分散安定剤としては、無機化合物として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が挙げられ、有機化合物としては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等が挙げられる。分散安定剤は、水性溶媒に分散させて用いることができる。なお、分散安定剤は、モノマーに対して、0.2質量%〜20質量%添加することが好ましい。分散安定剤として、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いてもよいが、細かい粒子を得るためには、分散媒体中で無機化合物の微粒子を生成してもよい。例えば、リン酸三カルシウムの場合、高速撹拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合すれば得られる。
(粉砕法)
粉砕法を用いてトナーを製造する場合は、従来公知の手段に従い、少なくとも、本発明の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を機械的に混合する工程と、機械的に混合した混合物を溶融混練する工程と、溶融混練物を粉砕する工程と、粉砕物を分級する工程とを有する。なお、機械的に混合する工程や溶融混練する工程においては、粉砕又は分級する工程でオフスペックとなった副生品を再利用することができる。
本発明の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を機械的に混合する工程は、攪拌羽根を有する混合機等を用いて通常の条件で行えばよく、特に制限されない。次に、機械的混合の終わった混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機やロールミル等のバッチ式混練機を用いることができる。溶融混練機としては、例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型押出機(東芝機械社製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、PCM型2軸押出機(池貝鉄工所社製)、コニーダー(ブス社製)等が挙げられる。溶融混練は、結着樹脂の分子鎖を切断しないような条件で行うことが好ましい。溶融混練温度が結着樹脂の軟化点より低過ぎると、分子鎖の切断が起こり、高過ぎると、本発明の荷電制御剤、着色剤等の分散が進まないため、溶融混練温度は、樹脂の軟化点に応じて適宜設定されることが好ましい。
溶融混練する工程が終了したら、溶融混練物を粉砕する。粉砕する工程においては、粗粉砕した後に、微粉砕することが好ましい。このような粉砕方法としては、ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕する方法、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕する方法、回転するローターとステーターの狭いギャップで機械的に粉砕する方法等が挙げられる。粉砕工程が終了した後に、遠心力等を用いて粉砕物を気流中で分級することにより、所定の粒子径を有するトナーを得ることができる。
(外添処理)
上述のようにして製造された本発明のトナーは、外添剤を加えて、帯電特性や流動性の安定した実用性の高いトナーとすることができる。例えば、上述のようにして製造された本発明のトナーに荷電制御性微粒子、流動化剤微粒子などの異種粒子とともに外添剤を混合して混合粉体とすればよい。混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって、それぞれのトナー粒子が異種粒子と表面で結合、融合化することが好ましい。粒子の表面で結合、融合化が起こると、得られるトナー粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。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、粒子同士を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。粒子を結合、融合化する装置としては、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。
<トナー供給カートリッジ>
本発明のトナー供給カートリッジは、少なくとも、回動可能な像担持体と、前記像担持体に配置され像担持体を所定の電位に帯電する帯電部材と、前記像担持体と接触又は近接して回動しトナーを像担持体に搬送し像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、トナーを収容しておりトナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジとを有する電子写真用の現像装置に着脱可能に配置されるトナー供給カートリッジであって、すでに説明した本発明のトナーを収容しており、トナー搬送部材に本発明のトナーを供給することができる。図1に示す画像形成装置1は、像担持体4、帯電部材、トナー搬送部材、トナー供給部材を含む現像装置3及び転写部材5、定着部材7などから構成されている。図2には、図1に示す画像形成装置1の一部である本発明の現像装置2の概略構成を示した。図2において、現像装置3は、像担持体4、帯電部材10、トナー搬送部材9、トナー供給部材8及び仕切り板11を有している。トナー供給カートリッジ8に収容されている本発明のトナーは、現像装置3のトナー搬送部材9を介して現像装置3の像担持体4に搬送され像担持体上にトナー像を形成させる。本発明のトナーは、帯電可能量が比較的多く現像装置用として適量であり、帯電の立ち上がりがよいので、本発明のトナー供給カートリッジ8は、好適に電子写真用の画像形成装置に使用できる。
<プロセスカートリッジ>
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真用の画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも、回動可能な像担持体と、前記像担持体に配置され像担持体を所定の電位に帯電する帯電部材と、前記像担持体と接触又は近接して回動しトナーを前記像担持体に搬送し像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、本発明のトナーを収容しており本発明のトナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジとを有する。通常、本発明のプロセスカートリッジにおいては、画像形成装置における少なくとも感光体、帯電手段、現像手段及びクリ−ニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に配置する。図1に示した画像形成装置1におけるプロセスカートリッジ2は、像担持体4、帯電部材、トナー搬送部材、トナー供給部材を含む現像装置3を備えている。本発明のトナーは、帯電可能量が比較的多く現像装置用として適量であり、帯電の立ち上がりがよいので、本発明のプロセスカートリッジは、好適に電子写真用の画像形成装置に使用できる。
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、図1及び2に示すように少なくとも、回動可能な像担持体4と、前記像担持体4に配置され像担持体4を所定の電位に帯電する帯電部材10と、前記像担持体4と接触又は近接して回動し本発明のトナーを前記像担持体4に搬送し像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材9と、本発明のトナーを収容しており本発明のトナーを前記トナー搬送部材9に供給するトナー供給カートリッジ8と、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に転写する転写部材5と、転写体上に転写されたトナー像を定着する定着部材7とを有する。なお、図1に示した画像形成装置には、中間点車体6を設けてある。本発明のトナーは、帯電可能量が比較的多く現像装置用として適量であり、帯電の立ち上がりがよいので、本発明の画像形成装置は、好適に使用できる。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、像担持体に潜像を形成する潜像形成工程と、該潜像を本発明のトナーによってトナー像として現像するトナー像形成工程と、現像された前記トナー像を転写体上に転写する転写工程と、転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程とを有する。図1を参照にしながら、本発明の具体的な画像形成方法を本発明の画像形成装置及びプロセスカートリッジの動作として説明する。図1に示す画像形成装置1において、像担持体4である感光体が所定の周速度で回転駆動され、感光体は回転過程において、帯電部材によりその周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレ−ザビ−ム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、感光体の周面に静電潜像が順次形成される。形成された静電潜像は、現像装置3によりトナー供給カートリッジ8から供給された本発明のトナーによって現像されトナー像となる。ここまでがプロセスカートリッジ2の動作である。次いで、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写部材5との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写部材5により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて、定着部材7へ導入されて像定着され、像定着された転写材は、複写物(コピ−)又は印刷物(プリント)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリ−ニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
<トナーの分析方法等>
トナー等の分析及び評価は下記のように行った。尚、以下は一成分現像剤として評価を行ったが、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。
(トナーの粒子径)
トナー粒子の粒度分布の測定は、コールターカウンター法による。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。以下に具体的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、更に測定試料を固形分にして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、トナーの体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dp)を求めることができる。チャンネルとしては、例えば2.00μm以上2.52μm未満;2.52μm以上3.17μm未満;3.17μm以上4.00μm未満;4.00μm以上5.04μm未満;5.04μm以上6.35μm未満;6.35μm以上8.00μm未満;8.00μm以上10.08μm未満;10.08μm以上12.70μm未満;12.70μm以上16.00μm未満;16.00μm以上20.20μm未満;20.20μm以上25.40μm未満;25.40μm以上32.00μm未満;32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とすることができる。
(微粒子粒径)
使用する無機微粒子、ビニル系共重合樹脂微粒子などの粒径は、例えばLA−920(堀場製作所)又はUPA−EX150(日機装)などの測定装置を用いて、分散体のまま測定することができる。
(分子量)
使用するポリエステル樹脂やビニル系共重合樹脂などの分子量は、通常のGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−Mx3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35ml/分
・試料:濃度0.05〜0.6質量%の試料を0.01ml注入
以上の条件で測定したトナー樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して重量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×100〜7.5×1000000の範囲のものを10点使用した。
〔実施例〕
以下、実施例によって本発明を、さらに具体的に説明する。なお、以下において「部」とあるのは、質量部を表す。
<荷電制御剤の合成>
(荷電制御剤(1)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン120部を入れ、窒素雰囲気下で加熱し、メチルエチルケトンが沸騰し還流を始めたところで、下記モノマー混合物(1)を2時間かけて滴下した(第一の滴下という。)。
モノマー混合物(1)
スチレン 20.8部
N−フェニルマレイミド 34.6部
メチルエチルケトン 80.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 10.8部
第一の滴下終了後、引き続きスチレン26.0部を30分かけて滴下し(第二の滴下という。)、次いで下記モノマー混合物(2)を1時間かけて滴下した(第三の滴下という。)。
モノマー混合物(2)
スチレン 20.8部
ブチルアクリレート 6.4部
メタクリル酸 0.8部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.1部
第三の滴下完了後、さらに3時間還流を続けた後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(1)を得た。なお、荷電制御剤(1)は、重合体ブロックA、重合体ブロックB、及び重合体ブロックCの順に形成されたブロック共重合体である。
(荷電制御剤(2)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン80部、スチレン29.2部、t−ブチルパーオキシオクテート4.3部を入れ、窒素雰囲気下、80℃にて2時間加熱した後、下記モノマー混合物(3)を1.5時間かけて滴下した。
モノマー混合物(3)
スチレン 20.8部
N−フェニルマレイミド 36.4部
メチルエチルケトン 110.0部
滴下終了後、引き続き下記モノマー混合物(4)を1時間かけて滴下した。
モノマー混合物(4)
スチレン 21.9部
ブチルアクリレート 6.4部
メタクリル酸 1.7部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.1部
滴下完了後、80℃で3時間還流した後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(2)を得た。なお、荷電制御剤(2)は、重合体ブロックB、重合体ブロックA、及び重合体ブロックCの順に形成されたブロック共重合体である。
(荷電制御剤(3)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン80部、スチレン38.5部、t−ブチルパーオキシオクテート10.8部を入れ、窒素雰囲気下、80℃にて1.5時間加熱した後、下記モノマー混合物(5)を2時間かけて滴下した。
モノマー混合物(5)
スチレン 19.8部
N−フェニルマレイミド 38.1部
メチルエチルケトン 120.0部
滴下完了後、80℃で2時間還流した後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(3)を得た。なお、荷電制御剤(3)は、重合体ブロックB、及び重合体ブロックAの順に形成されたブロック共重合体である。
(荷電制御剤(4)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、ジエチレングリコールジメチルエーテル250部、スチレン29.2部、N−フェニルマレイミド45.0部、t−ブチルパーオキシオクテート10.8部を入れ、窒素雰囲気下、80℃にて2時間加熱した後、2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシを3.9部添加した。その後、反応液を125℃に昇温し、スチレン41.7部を1時間かけて滴下した。滴下完了後、125℃で80℃にて3時間経過した後、冷却し、真空乾燥機で溶媒溜去し、荷電制御剤(4)を得た。なお、荷電制御剤(4)は、リビングラジカル重合により合成した重合体ブロックB、及び重合体ブロックAのブロック共重合体である。
(荷電制御剤(5)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン120部を入れ、窒素雰囲気下加熱を行い、メチルエチルケトンが還流をはじめたところで、下記モノマー混合物(6)を2時間かけて滴下した。
モノマー混合物(6)
スチレン 20.3部
N−シクロヘキシルマレイミド 34.9部
メチルエチルケトン 80.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 10.8部
滴下終了後、引き続きスチレン27.1部を30分かけて滴下し、次いで下記モノマー混合物(7)を1時間かけて滴下した。
モノマー混合物(7)
スチレン 21.9部
ブチルアクリレート 5.8部
メタクリル酸 1.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.1部
滴下終了後、還流を続け3時間経過した後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(5)を得た。なお、荷電制御剤(5)は、N−シクロヘキシルマレイミドを含む重合体ブロックA、重合体ブロックB、及び重合体ブロックCの順に形成されたブロック共重合体である。
(荷電制御剤(6)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン120部を入れ、窒素雰囲気下加熱を行い、メチルエチルケトンが還流をはじめたところで、下記モノマー混合物(8)を2時間かけて滴下した。
モノマー混合物(8)
スチレン 27.1部
無水マレイン酸 25.5部
メチルエチルケトン 80.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 10.8部
滴下終了後、引き続きスチレン26.6部を30分かけて滴下し、次いで下記モノマー混合物(9)を1時間かけて滴下した。
モノマー混合物(9)
スチレン 22.9部
ブチルアクリレート 5.7部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.1部
滴下終了後、3時間還流を続けた後、N−ブチルアミンを19.0部投入して、さらに24時間還流を続けてイミド化反応を行った。反応後の溶液を冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(6)を得た。なお、荷電制御剤(6)は、N−ブチルマレイミドを含む重合体ブロックA、重合体ブロックB、及び重合体ブロックCのブロック共重合体である。
(荷電制御剤(7)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン90部を入れ、窒素雰囲気下加熱を行い、メチルエチルケトンが還流をはじめたところで、下記モノマー混合物(10)を2時間かけて滴下した。
モノマー混合物(10)
スチレン 25.0部
N−フェニルマレイミド 41.6部
メチルエチルケトン 100.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 8.7部
滴下終了後、引き続き下記モノマー混合物(11)を1時間かけて滴下した。
モノマー混合物(11)
スチレン 21.9部
ブチルアクリレート 5.8部
メタクリル酸 1.0部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.1部
滴下終了後、さらに4時間還流を続けた後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(7)を得た。なお、荷電制御剤(7)は、重合体ブロックA、及び重合体ブロックCのみのブロック共重合体である。
(荷電制御剤(8)の合成)
撹拌翼、還流管および温度計をセットした反応容器に、メチルエチルケトン140部、スチレン53.1部、t−ブチルパーオキシオクテート8.0部を入れ、窒素雰囲気下で加熱し、81℃で2時間反応させた後、下記モノマー混合物(12)を1時間かけて滴下した。
モノマー混合物(12)
スチレン 24.0部
ブチルアクリレート 8.5部
メタクリル酸 2.8部
t−ブチルパーオキシオクテート 1.3部
滴下終了後、4時間還流を続けた後、冷却、溶媒溜去し、荷電制御剤(8)を得た。なお、荷電制御剤(8)は、重合体ブロックB、及び重合体ブロックCのみのブロック共重合体である。
(荷電制御剤(9)の合成)
無水マレイン酸322部とスチレン342部を沸騰1,2−ジクロロエタン中で、アゾビスイソブチロニトリル30部を重合開始剤として共重合し、その後1,2−ジクロロエタンを溜去し、共重合中間体を得た。次いで該共重合中間体664部とm−ニトロアニリン386部を沸騰キシレン中で、生成する水を溜去しながら6時間イミド化反応し、次いでキシレンを溜去し、荷電制御剤(9)を得た。なお、荷電制御剤(9)は、スチレンとm−ニトロフェニルマレイドの共重合体ブロックとスチレンブチルアクリレート共重合体ブロックを有する共重合体である。
(荷電制御剤(10)の合成)
3,4−ジクロロフェニルマレイミド350部及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸100部を沸騰ジメチルホルムアルデヒド(DMF)中で、ジ−t−ブチルパーオキサイド20部を開始剤として8時間共重合した。次いでアクリル酸n−ブチルを500部、スチレンを50部加え、ジ−t−ブチルパーオキサイド15部を開始剤として4時間グラフト重合した後、減圧乾燥機によりDMFを留去し、帯電制御樹脂(10)を得た。なお、荷電制御剤(10)は、3,4−ジクロロフェニルマレイミドと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の共重合体ブロックとアクリル酸n−ブチルとスチレンとの共重合体ブロックを有するグラフト重合体である。
(実施例1)
<ポリエステルの合成>
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235部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物525部、テレフタル酸205部、アジピン酸47部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧、230℃で8時間加熱し、さらに1.3kPa〜2kPa(10mmHg〜15mmHg)の減圧下で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリット酸46部を入れ、常圧、180℃で2時間反応させ、[ポリエステル1]を得た。[ポリエステル1]は、数平均分子量2600、質量平均分子量6900、Tg44℃、酸価26であった。
<プレポリマーの合成>
冷却管、撹拌機およ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部およ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1.3kPa〜2kPa(10mmHg〜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、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機およ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、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応させ、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート量は、1.53質量%であった。
<マスターバッチの作成>
カーボンブラック(キャボット社製:商品名リーガル400R)40部、結着樹脂であるポリエステル樹脂(三洋化成社製:商品名RS−801、酸価10、Mw20000、Tg64℃)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分間混練し、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を作成した。
<顔料・WAX分散液(油相)の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、合成しておいた[ポリエステル1]を545部、パラフィンワックスを181部、酢酸エチルを1450部仕込み、攪拌しながら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。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、荷電制御剤(1)100部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し原料溶解液1を得た。1500部の原料溶解液1を容器に移し、ビーズミル(アイメックス社製、ウルトラビスコミル)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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]425部を酢酸エチル230部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、顔料・WAX分散液1を作成した。顔料・WAX分散液1の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて[顔料・WAX分散液1]を調整した。
<水相の調製>
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)25質量%、水性分散液40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48.5%水溶液(三洋化成工業製、エレミノールMON−7)140部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
<乳化スラリーの作成>
975部の[顔料・WAX分散液1]と、アミン類としてイソホロンジアミン2.6部をTKホモミキサー(特殊機化製)で回転数5,000rpmにて1分間混合した後、88部の[プレポリマー1]を加えて、TKホモミキサーで回転数5,000rpmにて1分間混合し、さらに1200部の水相1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分間混合して[乳化スラリー1]を作成した。
<分散スラリーの作成>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を作成した。
<トナーの作成>
100部の[分散スラリー1]を減圧ろ過した後、ろ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)した後ろ過し洗浄ケーキ1を得た。このときのろ液は、乳白色であった。洗浄ケーキ1にイオン交換水900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、スラリー液を減圧ろ過し洗浄ケーキ2を得た。この洗浄ろ過工程をスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるまでこの操作を繰り返した。スラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となったら、スラリー液のpHが4となるように10%塩酸を加え、そのまま30分間スリーワンモーターで攪拌した後スラリー液をろ過した。ろ過した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)した後ろ過した。このイオン交換水での洗浄操作を、スラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるまで繰り返し、[ろ過ケーキ1]を得た。得られた[ろ過ケーキ1]を、循風乾燥機にて42℃で48時間乾燥し、目開き75μmのメッシュで大粒子を除去し、[トナー母体101]を得た。[トナー母体101]の平均円形度は0.974、体積平均粒径(Dv)は6.3μm、個数平均粒径(Dp)は5.3μmで、Dv/Dpは1.19の粒度分布であった。ついで、100部の[母体トナー101]に疎水性シリカ1.8部を加えてヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー1]を得た。
(実施例2)
<顔料・WAX分散液の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、実施例1で作成した[ポリエステル1]470部、パラフィンワックス 181部、酢酸エチル1450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。次いで容器に実施例1で作成した[マスターバッチ1]500部、荷電制御剤(2)390部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。[原料溶解液2]1500部を容器に移し、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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、実施例1で作成した[ポリエステル1]425部を酢酸エチル230部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液2]を得た。[顔料・WAX分散液2]の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<トナーの作成>
以降、水相の作成からトナーの作成までは、実施例1の[顔料・WAX分散液1]を[顔料・WAX分散液2]に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明の[トナー2]を得た。
(実施例3)
<顔料・WAX分散液の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、実施例1で作成した[ポリエステル1]545部、パラフィンワックス 181部、酢酸エチル1450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。次いで容器に実施例1で作成した[マスターバッチ1]500部、荷電制御剤(1)25部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液3]を得た。 [原料溶解液3]1500部を容器に移し、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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、実施例1で作成した[ポリエステル1]425部を酢酸エチル230部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液3]を得た。[顔料・WAX分散液3]の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<トナーの作成>
以降、水相の作成からトナーの作成までは、実施例1の[顔料・WAX分散液1]を[顔料・WAX分散液3]に変更する以外は実施例1と同様にして、本発明の[トナー3]を得た。
(実施例4)
<粉砕によるトナーの作成>
質量平均分子量が27000で、酸価が18mgKOH/gのポリエステル樹脂100部、融点が120℃のポリエチレンワックス5部、C.I.ピグメントブルー15:3を5部、及び荷電制御剤(3)2部を、ヘンシェルミキサーを用いて撹拌混合した後、2軸押し出し機を用いて混練し、冷却後、体積平均粒子径が9±0.5μmになるように粉砕、分級を行い、[母体トナー]を得た。混練条件については、混練機出口での混練品の温度が130℃付近になるように、混練機の温度設定を行った。ついで、この[母体トナー]100部に疎水性シリカ1.2部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー4]を得た。
(実施例5)
<懸濁重合トナーの作成>
四つ口容器中にイオン交換水360部と0.1Mリン酸ナトリウム水溶液430部を仕込み、高速撹拌装置ホモミキサーを用いて15000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに、1M塩化カルシウム水溶液34部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤であるリン酸カルシウムを含有する[水分散液]を調製した。
一方、分散質として、スチレン83部、アクリル酸n−ブチル17部、銅フタロシアニン顔料5部、荷電制御剤(4)2.5部、ジビニルベンゼン0.05部、融点が75℃のエステルワックス5部、炭化水素ワックス2部及び質量平均分子量が25000で、酸価が15mgKOH/gのポリエステル樹脂5部を、アトライター(三井金属社製)を用いて、3時間分散させた後、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3部を添加し、[モノマー組成物]を調製した。
次に、[水分散液]中に[モノマー組成物]を投入し、60℃の窒素雰囲気下で、高速撹拌装置の回転数を15000rpmに維持しつつ、4分間撹拌し、モノマー組成物を造粒した。その後、撹拌装置を、パドル撹拌羽根を具備したものに換え、200rpmで撹拌しながら、60℃に保持し、5時間重合を行った。この後、80℃に昇温し、さらに重合を行った。冷却後、希塩酸を添加してpHを1.2にしてリン酸カルシウムを溶解させた。さらに、加圧ろ過により固液分離した後、18000部の水で洗浄した。その後、真空乾燥装置を用いて乾燥させ、質量平均粒子径が7.1μmの[トナー母粒子]を得た。次に、[トナー母粒子]100部に疎水性シリカ1.2部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー5]を得た。
(実施例6)
<乳化重合トナーの作成>
(アニオン性の樹脂微粒子分散液の作成)
反応槽に、イオン交換水35部を投入し、非イオン性界面活性剤ノニポール400(三洋化成社製)0.43部及びアニオン性界面活性剤ネオゲンR(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)(第一工業製薬社製)0.59部を溶解させた。次に、スチレン25部、アクリル酸n−ブチル3部、アクリル酸0.56部、ドデカンチオール1.1部及び四臭化炭素0.3部を予め混合溶解させたモノマー溶液を反応槽に分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、さらにイオン交換水7部に過硫酸アンモニウム0.29部を溶解させた溶液を投入し、窒素置換を行うことにより乳化液を得た。その後、さらに攪拌しながら、乳化液の温度が70℃になるまで加熱し、この状態で6時間そのまま乳化重合を継続することにより、樹脂微粒子の平均粒子径が210nm、ガラス転移温度が57℃、質量平均分子量が16500のアニオン性の[樹脂微粒子分散液1]を得た。
反応槽に、イオン交換水35部を投入し、非イオン性界面活性剤ノニポール400(三洋化成社製)0.43部及びアニオン性界面活性剤ネオゲンR(第一工業製薬社製)0.9部を溶解させた。次に、スチレン19.4部、アクリル酸n−ブチル8.3部及びアクリル酸0.57部を予め混合溶解させたモノマー溶液を反応槽に分散させて乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、さらにイオン交換水7部に過硫酸アンモニウム0.15部を溶解させた溶液を投入し、窒素置換を行うことにより乳化液を得た。その後、さらに攪拌しながら、乳化液の温度が70℃になるまで加熱し、この状態で6時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂微粒子の平均粒子径が190nm、ガラス転移温度が55℃、質量平均分子量が830000のアニオン性の[樹脂微粒子分散液2]を得た。
(着色剤分散液の作成)
シアン顔料C.I.Pigment Blue 15:3(大日本インキ化学工業社製)50部、アニオン性界面活性剤ネオゲンR(第一工業製薬社製)5部及びイオン交換水200部を混合し、ホモジナイザーのウルトラタラックス(IKA社製)で10分間予備分散し、さらにサンドミルで2時間分散することにより、中心径140nm、固形分21.5質量%の[着色剤分散液]を得た。
(荷電制御剤分散液の作成)
50部の荷電制御剤(1)、アニオン性界面活性剤ネオゲンR(第一工業製薬社製)3部及びイオン交換水200部を混合し、ホモジナイザーのウルトラタラックス(IKA社製)で10分間予備分散し、さらにサンドミルで2時間分散することにより、固形分量21.1%の[荷電制御剤分散液]を得た。
融点が85℃のパラフィンワックスHNPO190(日本精蝋社製)7.0部、アニオン性界面活性剤ネオゲンR(第一工業製薬社製)1.1部及びイオン交換水18部を混合した後、95℃に加熱して、高圧型ホモジナイザーで分散処理することにより、平均粒子径が250nmの[離型剤分散液]を得た。
(凝集剤水溶液の作成)
ポリ塩化アルミニウムPAC(浅田化学社製)0.18部及び0.1質量%硝酸水溶液1.8部をボトル中で混合攪拌し、[凝集剤水溶液]を得た。
(トナーの作成)
以下の攪拌及び分散には、インライン式の攪拌・分散装置を用いた。この装置は、攪拌槽と、攪拌槽の底部から攪拌槽の上部へと循環するループ配管と、ループ配管の途中に挿入された分散機キャビトロンCD1010(太平洋機構社製)から構成されており、攪拌槽には、冷却手段として、冷却水により攪拌槽の冷却が可能なジャケットが取り付けられているものである。上記インライン式の攪拌・分散装置を用いて、8.35部の[樹脂微粒子分散液1]、5.5部の[樹脂微粒子分散液2]、[着色剤分散液]2.1部、[荷電制御剤分散液]0.6部、[離型剤分散液]2.8部及びイオン交換水43部からなる混合液を攪拌槽で十分に混合した後、[凝集剤水溶液]1.5部を徐々に加えながら、攪拌槽の底弁から混合液を分散機へと導入し、ローターの周速度(最外周の周速度)を36m/秒にして分散させ、分散機を通過した混合液を再び攪拌槽の上部へと10分間循環させた。攪拌・分散を終えた後の混合液中に含まれる凝集粒子をコールターカウンターのマルチマイザーII(コールター社製)で測定したところ、体積平均粒子径は3.2μmであった。なお、この際の混合液の温度は32℃であった。
次に、この混合液を、加熱ジャケット付攪拌槽で53℃まで加熱し、90分間保持した。加熱処理を終えた後の[混合液1]をコールターカウンターで測定すると、体積平均粒子径が7.4μmの凝集粒子が確認された。この[混合液1]に4.3部の[樹脂微粒子分散液1]を緩やかに添加し、さらに1時間保持し[混合液2]とした。[混合液2]中には、体積平均粒子径7.9μmの凝集粒子が確認された。この[混合液2]に、4質量%水酸化ナトリウム水溶液1.5部を添加して、95℃まで加熱し、4時間保持して凝集粒子を融合した。その後、冷却して、孔径が20μmのナイロンメッシュでろ過し、さらに孔径が3μmのろ布でろ過した後、ろ布上のろ過物をイオン交換水で充分に洗浄し、真空乾燥機で乾燥して[トナー母粒子]を得た。[トナー母粒子]は、体積平均粒子径が7.8μmであった。次に、[トナー母粒子]100部に疎水性シリカ1.6部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー6]を得た。
(実施例7)
<乳化重合凝集法トナーの作成>
(着色剤分散液の作成)
シアン顔料として、50部のC.I.ピグメントブルー15:3、ドデシル硫酸ナトリウム10部及びイオン交換水200部を、サンドグラインダーミルを用いて分散させ、体積平均粒子径が170nmの[着色剤分散液]を得た。
(ラテックスの作成)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5000m1のセパラブルフラスコに、ドデシル硫酸ナトリウム4.05部をイオン交換水2500部に溶解させた溶液を仕込み、窒素気流下、230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、80℃に昇温した。次に、過硫酸カリウム9.62部をイオン交換水200部に溶解させた溶液を添加した後、スチレン568部、アクリル酸n−ブチル164部、メタクリル酸68部及びn−オクチルメルカプタン16.51部の混合物を1.5時間で滴下し、80℃で2時間、加熱撹拌することにより、重合(第一段重合)を行い、[ラテックス(1H)]を調製した。[ラテックス(1H)]の質量平均粒子径は、68nmであった。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に、スチレン123.81部、アクリル酸n−ブチル39.51部、メタクリル酸12.29部、n−オクチルメルカプタン0.72部、化学構造式 C(CH2OCO(CH2)20CH3)4で示されるエステルワックス70部、荷電制御剤(2)20部を仕込み、80℃に加熱し、溶解させてモノマー溶液を調製した。
化学構造式:C10H21(OCH2CH2)2OSO3−Na+で示される界面活性剤0.6部をイオン交換水2700部に溶解させた溶液を98℃に加熱し、[ラテックス(1H)]を固形分換算で32部添加した後、モノマー溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて8時間混合分散させ、分散液を調製した。次に、この分散液に、過硫酸カリウム6.12部をイオン交換水250部に溶解させた溶液を添加し、82℃で12時間、加熱撹拌することにより、重合(第二段重合)を行い、[ラテックス(1HM)]を得た。
[ラテックス(1HM)]に、過硫酸カリウム8.8部をイオン交換水350部に溶解させた溶液を添加した後、82℃で、スチレン350部、アクリル酸n−ブチル95部、メタクリル酸5部及びモノマーの1mol%のn−オクチルメルカプタンの混合物を1時間で滴下した。滴下が終了した後、82℃で2時間加熱撹拌することにより、重合(第三段重合)を行い、28℃に冷却し、[ラテックス(1HML)]を得た。
(トナーの作成)
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に、[ラテックス(1HML)]420部(固形分換算)、イオン交換水900部及び着色剤分散液150部を仕込み、撹拌した。容器内の温度を30℃に調整した後、5N水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを8〜10に調整した。次に、塩化マグネシウム六水和物65部をイオン交換水1000部に溶解させた溶液を、撹拌下、10分間で添加した。3分間放置した後、92℃に昇温し、凝集粒子が生成した。この状態で、コールターカウンターTA−II(べックマン・コールター社製)を用いて凝集粒子の粒子径を測定し、個数平均粒子径が6.8μmになった時点で、塩化ナトリウム80.4部をイオン交換水1000部に溶解させた溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、熟成処理として、94℃で加熱撹拌することにより、粒子の融着及び結晶性物質の相分離を継続させた。この状態で、FPIA−2000(シスメックス社製)を用いて、融着粒子の形状を測定し、平均円形度が0.961になった時点で30℃に冷却し、撹拌を停止した。生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、40℃の温風で乾燥することにより、トナー母粒子を得た。トナー母粒子の個数平均粒子径及び形状係数を再度測定したところ、それぞれ6.6μm及び0.962であった。トナートナー母粒子100部に疎水性シリカ1.6部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー7]を得た。
(実施例8)
<原料溶解液の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、実施例1で作成した[ポリエステル1]190部、パラフィンワックス 85部、酢酸エチル1450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。次いで容器に実施例1で作成した[マスターバッチ1]500部、荷電制御剤(1)420部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液8]を得た。
<顔料・WAX分散液の作成>
[原料溶解液8]1500部を容器に移し、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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、実施例1で作成した[ポリエステル1]425部を酢酸エチル230部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液8]を得た。[顔料・WAX分散液8]の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<トナーの作成>
以降、水相の作成からトナーの作成までは、実施例1の[顔料・WAX分散液1]を[顔料・WAX分散液8]に変更する以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー8]を得た。
(実施例9)
<原料溶解液の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、実施例1で作成した[ポリエステル1]545部、パラフィンワックス 105部、酢酸エチル1450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。次いで容器に実施例1で作成した[マスターバッチ1]500部、荷制御剤(2)15部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液9]を得た。
<顔料・WAX分散液の作成>
[原料溶解液9]1500部を容器に移し、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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、実施例1で作成した[ポリエステル1]425部を酢酸エチル210部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液9]を得た。[顔料・WAX分散液9]の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<トナーの作成>
以降、水相の作成からトナーの作成までは、実施例1の[顔料・WAX分散液1]を[顔料・WAX分散液9]に変更する以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー9]を得た。
(実施例10)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(5)に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー10]を得た。
(実施例11)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(6)に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の[トナー11]を得た。
(比較例1)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(7)に変更した以外は、実施例1と同様にして、[トナー101]を作成した。
(比較例2)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(8)に変更した以外は、実施例1と同様にして、[トナー102]を作成した。
(比較例3)
<原料溶解液の作成>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、実施例1で作成した[ポリエステル1]545部、パラフィンワックス 181部、酢酸エチル1450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、容器に実施例1で作成した[マスターバッチ1]500部、荷電制御剤(7)50部、荷電制御剤(8)50部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液103]を得た。
<顔料・WAX分散液の作成>
[原料溶解液103]1500部を容器に移し、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、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]425部を酢酸エチル230部に溶解させたポリエステル溶解液を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液103]を得た。[顔料・WAX分散液103]の固形分濃度(130℃で、30分加熱した後の残分質量)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<トナーの作成>
以降、実施例1の[顔料・WAX分散液1]を[顔料・WAX分散液103]に変更する以外は実施例1と同様にして、[トナー103]を得た。
(比較例4)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(9)に変更した以外は、実施例1と同様にして[トナー104]を作成した。
(比較例5)
実施例1の荷電制御剤(1)を荷電制御剤(10)に変更した以外は、実施例1と同様にして[トナー105]を作成した。
<トナーの評価>
上述の実施例及び比較例で作成したトナーを、それぞれ電子写真式の画像形成装置を用いて下記に示す項目を評価した。トナーの帯電量、耐地汚れ性L*、CCA量及び帯電性能総合評価を表1に示した。
(帯電量)
外添処理を行ったトナー(現像剤)を、画像形成装置(リコー社製プリンタipsio CX2500(商品名))を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをN/N環境下(23℃、45%)で印字した。N/N環境下の1枚印字後および1000枚連続印字後(耐久後)にそれぞれ白紙パターンを印字し、白紙パターン印字中の現像ローラ上のトナーを吸引し、電荷量をエレクトロメータで測定し、1枚目及び1000枚目の帯電量とした。なお、帯電量の絶対値は、15〜35μC/gが好ましく、20〜30μC/gが特に好ましい範囲である。
(耐地汚れ性)
外添処理を行った黒トナー(現像剤)を、画像形成装置(リコー社製ipsio CX2500(商品名))を用いて、B/W比6%の所定のプリントパターンをH/H環境下(28℃、80%)およびL/L環境下(10℃、15%)で印字した。それぞれ1枚印字後および1000枚連続印字後(耐久後)にそれぞれ白紙パターンを印字し、白紙パターン印字中の感光体に透明テープを貼り付けた後剥離し、そのテープを白紙に貼り付けて測色計でL*を測定し、その結果を耐地汚れ性L*として評価した。なお、耐地汚れ性L*は、88以上が好ましく、90以上がより好ましい。
(帯電性能総合評価)
評価基準は、以下のとおりである。
◎:帯電量の絶対値が25〜30μC/gで現像バイアスでの画像濃度コントロールが容易であり、L*も90以上で画像品位に問題が無い。
○:帯電量の絶対値が20μC/g以上25μC/g未満で現像バイアスでの画像濃度コントロールが比較的容易である。もしくは、L*が88以上90未満で画像品位に大きな問題が無い。
△:帯電量の絶対値が15μC/g以上20μC/g未満で現像バイアスでの画像濃度コントロールがやや困難である。もしくはL*が85以上88未満で画像の空白部に若干の地汚れが認識できる。
×:帯電量の絶対値が10μC/g未満で十分な画像濃度が得られない。もしくは耐地汚れ性L*が85未満で画像の空白部に顕著な地汚れが認識できる。
Figure 0004676933
以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
本発明のトナー、トナー供給カートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置は、電子写真用の現像装置、画像形成装置、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル写真現像装置などに適用することができる。
本発明の画像形成装置の概略構成図である。 本発明の画像形成装置における現像装置の概略構成図である。
符号の説明
1 画像形成装置
2 プロセスカートリッジ
3 現像装置
4 像担持体
5 転写部材
6 中間転写体
7 定着部材
8 トナー供給カートリッジ
9 トナー搬送部材
10 帯電部材
11 仕切り板

Claims (16)

  1. イミド基の水素原子が炭化水素基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックAと、
    スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBと、
    前記重合体ブロックA及び前記重合体ブロックBのいずれとも異なる重合体ブロックCとを有する共重合体。
  2. イミド基の水素原子が電子供与基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックA'と、
    スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBと、
    前記重合体ブロックA'及び前記重合体ブロックBのいずれとも異なる重合体ブロックC'とを有する共重合体。
  3. 樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって
    イミド基の水素原子が炭化水素基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックAと、
    スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤。
  4. 樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって
    イミド基の水素原子が電子供与基で置換されたマレイミドとスチレン又はスチレン誘導体とのモノマー単位を有する重合体ブロックA'と、
    スチレン又はスチレン誘導体の重合体からなる重合体ブロックBとを有する共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤。
  5. 樹脂又は樹脂を含む組成物の帯電性を制御する荷電制御剤であって
    請求項1又は2に記載の共重合体を含有することを特徴とする荷電制御剤。
  6. 結着樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含むトナーにおいて、
    前記荷電制御剤は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤を含むことを特徴とするトナー。
  7. 前記荷電制御剤の含有率は、1質量%以上20質量%以下である請求項6に記載のトナー。
  8. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を水又は水溶性分散媒中に分散させ、前記水又は水溶性分散媒中に分散させた前記トナー原料の分散体を凝集及び融着させるトナーの製造方法。
  9. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を有機溶媒中に溶解又は分散させた溶液又は分散液を水又は水溶性分散媒中に分散させる第一の工程と、前記水又は水溶性分媒液中に分散させた前記溶液又は分散液から前記有機溶媒を除去することによりトナースラリーを得る第二の工程とを有するトナーの製造方法。
  10. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤を結着樹脂原料用のモノマー中に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液を水又は水溶性溶媒中に導入し乳化してモノマー乳化液とする第一の工程と、前記モノマー乳化液中の前記モノマーを重合させて前記荷電制御剤を含む重合物の乳化液を作る第二の工程と、前記荷電制御剤を含む重合物の乳化液中に着色剤を分散させ、乳化状態の前記荷電制御剤を含む重合物と分散状態の前記着色剤とを凝集及び融着させる第三の工程とを有するトナーの製造方法。
  11. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤及び着色剤を結着樹脂原料用のモノマー中に溶解又は分散させ、得られた溶液又は分散液を水又は水溶性溶媒中に導入して分散させモノマー分散液を得る第一の工程と、前記モノマー分散液中の前記モノマーを重合させて前記荷電制御剤及び前記着色剤を含む重合物であるトナー粒子の分散液を得る第二の工程とを有するトナーの製造方法。
  12. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の荷電制御剤、結着樹脂及び着色剤を含むトナー原料を混合して混合物を得る第一の工程と、前記混合物を溶融混練して混練物を得る第二の工程と、前記混練物を粉砕及び分級する第三の工程とを有するトナーの製造方法。
  13. 画像形成装置に着脱可能に配置され、トナーを像担持体に搬送するトナー搬送部材にトナーを供給するトナー供給カートリッジであって
    前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とするトナー供給カートリッジ。
  14. 像担持体と、
    前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
    トナーを前記像担持体に搬送し前記像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、
    トナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジとを備え、
    画像形成装置に着脱可能に配置されプロセスカートリッジであって
    前記トナーは、請求項6又は7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。
  15. 像担持体と、
    像担持体を帯電させる帯電部材と、
    トナーを前記像担持体に搬送し像担持体上にトナー像を形成させるトナー搬送部材と、
    トナーを収容しており該トナーを前記トナー搬送部材に供給するトナー供給カートリッジと、
    前記像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に転写する転写部材と、
    前記転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着部材とを備えた画像形成装置であって
    前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とする画像形成装置。
  16. 像担持体に潜像を形成する潜像形成工程と、
    該潜像をトナーによってトナー像として現像する現像工程と、
    現像された前記トナー像を転写体上に転写する転写工程と、
    前記転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程とを備えた画像形成方法であって
    前記トナーは、請求項6又は7に記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
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