JP5417966B2 - 静電荷像現像用トナー、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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特許文献7にはラジカル重合可能なビニル系単量体中に着色剤を分散した後、乳化重合し、その乳化重合物中に強誘電物質を分散せしめ、強誘電物質を10〜70重量部内添するトナーが記載されているが、強誘電物質をこのように大量に添加すると流動性が悪化し、現像器内でのハンドリングが悪化する。
特許文献8には、トナー100重量部に対して、BET法により求めた表面積が0.5〜5m2/gであるチタン酸バリウムを0.2〜5重量部含有する非磁性一成分トナーが記載されているが、チタン酸バリウムを外添したのでは、画像ノイズや耐ストレス性において、実使用不可能なトナーとなる恐れがある。
<1>は、少なくとも結着樹脂、着色剤、高誘電体物質を含有するトナー母体粒子と外添剤からなるトナーであって、前記トナー母体粒子は、前記結着樹脂、前記着色剤、及び前記結着樹脂よりも親水性の高い樹脂でマスターバッチ化された前記高誘電体物質を含むトナー組成物を水系媒体中で乳化または分散させ造粒して得られたものであり、かつ、前記トナー母体粒子全体から蛍光X線によるTi元素量(Tib値、重量%)と前記トナー母体粒子表面からXPSによるTi元素量(Tis値、重量%)を検出し、Tib/Tis<1の関係式を満たす静電荷像現像用トナーであることを特徴とする。
本発明は、上述のように、少なくとも結着樹脂、着色剤、高誘電体物質を含有するトナー母体粒子と外添剤からなるトナーであって、前記トナー母体粒子は、前記結着樹脂、前記着色剤、及び前記結着樹脂よりも親水性の高い樹脂でマスターバッチ化された前記高誘電体物質を含むトナー組成物を水系媒体中で乳化または分散させ造粒して得られたものであり、かつ、前記トナー母体粒子全体から蛍光X線によるTi元素量(Tib値、重量%)と前記トナー母体粒子表面からXPSによるTi元素量(Tis値、重量%)を検出し、Tib/Tis<1の関係式を満たすことにより、帯電特性、特に帯電保持性と環境安定性に優れ、地汚れのない良好な画像が得られる静電荷像現像用トナーを得たものである。
なお、誘電率は通常、真空の誘電率を1としたときの比率として、比誘電率で表される。
高誘電体物質をマスターバッチ化せずにそのまま添加すると、表面近傍に配向される高誘電体物質はかなり少なく、帯電保持機能の向上は見込めない。そのため、添加量を増やし表面近傍の存在量を増やすこともできるが、均一分散系では、トナー全体の誘電率と共に誘電損失も大きくなり有用とは言えない。
結着樹脂としては、後記トナー母体粒子の作製方法において説明するように、ポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂、特にウレタン基及び/又はウレア基を有するもの、さらに末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とアミン類を反応させることにより得られる樹脂が含まれる。
上記ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度が40℃以上80℃以下のものが好ましく使用される。40℃未満では耐オフセット性や耐熱保存性が低下することがあり、好ましくない。一方、80℃を超えると低温定着性が低下することがあり、好ましくない。ガラス転移温度の測定には、例えば、理学電機社製のTG−DSCシステムTAS−100を使用して測定することができる。
着色粒子(トナー母体粒子)における着色剤の含有量は、1〜15重量%であることが好ましく、3〜10重量%がさらに好ましい。
活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられるが、好ましくは、アルコール性水酸基である。
さらに、3価以上のポリオール(1)としては、3価以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
なお、上記ポリオールは、単独又は2種以上の併用が可能であり、上記に限定されるものではない。
さらに、3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸等)、上記芳香族ポリカルボン酸の無水物、低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)が挙げられる。
なお、上記ポリカルボン酸は、単独又は2種以上の併用が可能であり、上記に限定されるものではない。
ポリエステル樹脂のピーク分子量は、通常、1000〜30000であり、好ましくは、1500〜10000、さらに好ましくは、2000〜8000である。
ピーク分子量が1000未満では、耐熱保存性が低下することがあり、10000を超えると、低温定着性が低下することがある。
プレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)由来の構成成分の含有量は、通常、0.5〜40重量%であり、好ましくは、1〜30重量%、さらに好ましくは、2〜20重量%である。この含有量が0.5重量%未満では、耐オフセット性が低下することがあり、40重量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
プレポリマー(A)1分子当たりのイソシアネート基数は、通常、1個以上であり、好ましくは、1.5〜3個、さらに好ましくは、1.8〜2.5個である。イソシアネート基数が1個未満では、変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐オフセット性が低下することがある。
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミン等);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等);脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミン等)等が挙げられる。
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン等が挙げられる。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられる。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。
アミノ基をブロックしたB1〜B5(B6)としては、B1〜B5と、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物等が挙げられる。
さらに、伸長反応及び/又は架橋反応には、必要に応じて、停止剤を用いることができ、変性ポリエステル樹脂の分子量を調整することができる。停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、これらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
また、樹脂粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよいが、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、2種以上を併用しても差し支えない。これらのうち、微細球状樹脂粒子の水性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それらの併用が好ましい。
(a)ビニル系樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法、分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂粒子の水性分散液を製造する。
(b)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶液を適当な分散剤の存在下で水系媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂粒子の水性分散液を製造する。
(c)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい。)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する。
(d)予め高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等のいずれの重合反応様式であってもよい。)により製造した樹脂を機械回転式、ジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、分級することによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤の存在下で水中に分散させる。
(e)予め高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等のいずれの重合反応様式であってもよい。)により製造した樹脂の溶液を、霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、適当な分散剤の存在下で水中に分散させる。
(f)予め高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等のいずれの重合反応様式であってもよい。)により製造した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に溶剤を添加するか、又は予め溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、適当な分散剤の存在下で水系媒体中に分散させる。
(g)予め高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等のいずれの重合反応様式であってもよい。)により製造した樹脂の溶液を、適当な分散剤の存在下で水性媒体中に分散させた後、加熱、減圧等によって溶剤を除去する。
(h)予め高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等のいずれの重合反応様式であってもよい。)により製造した樹脂の溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する。
分散方法は、特に限定されないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の方法が適用できる。分散体の平均粒径を2〜20μmにするためには、高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は、特に限定されないが、通常、1000〜30000rpmであり、好ましくは、5000〜20000rpmである。分散時間は、特に限定されないが、バッチ方式の場合は、通常、0.1〜5分である。分散時の温度は、通常、0〜150℃(加圧下)であり、好ましくは、20〜80℃である。
本発明の現像剤は、本発明のトナーからなる一成分現像剤又は本発明のトナーとキャリアからなる二成分現像剤のいずれであってもよい。
芯材の材料は、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、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料等であることが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、穂立ち状態となっているトナーの感光体への当たりを弱くすることができ、高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、単独又は二種以上混合して使用することができる。
芯材の重量平均粒径は、10〜200μmであることが好ましく、40〜100μmがさらに好ましい。重量平均粒径が10μm未満であると、キャリアの微粉成分が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散が発生することがあり、150μmを超えると、比表面積が低下して、トナーの飛散が発生することがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現性が低下することがある。
本発明のトナーは、容器に収容して用いることができる。
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、トナー入り容器本体とキャップとを有してなるもの等が好適に挙げられる。
前記トナー入り容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質等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、円筒状等が好ましく、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現像剤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、等が特に好ましい。
前記トナー入り容器本体の材質としては、特に制限はなく、寸法精度がよいものが好ましく、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等が好適に挙げられる。
前記トナー入り容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述する画像形成装置等に、着脱可能に取り付けて現像剤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、静電潜像が形成される潜像担持体と、潜像担持体上に形成された静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像する現像装置とを、少なくとも一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在である。なお、本発明のプロセスカートリッジは、必要に応じて、適宜選択したその他の手段をさらに一体に支持してもよい。
本発明の画像形成方法は、上記本発明の現像剤を用いるものであり、静電潜像形成工程、現像工程及び転写工程を少なくとも有し、必要に応じて、適宜選択したその他の工程、例えば、定着工程、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等をさらに有してもよい。
本発明で用いられる画像形成装置は、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置及び転写装置を少なくとも有し、必要に応じて、適宜選択したその他の手段、例えば、定着装置、除電装置、クリーニング装置、リサイクル装置、制御装置等をさらに有してもよい。
現像装置は、本発明の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るが、例えば、本発明の現像剤を収容し、静電潜像に現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像剤担時体を少なくとも有するものが挙げられ、現像剤入り容器を着脱自在に備えていることが好ましい。
現像装置は、乾式現像方式及び湿式現像方式のいずれであってもよく、また、単色用現像装置及び多色用現像装置のいずれであってもよく、例えば、現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有するもの等が挙げられる。現像装置内では、例えば、トナーとキャリアが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、感光体の近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって、感光体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて、感光体の表面に可視像が形成される。なお、トナーを感光体の表面に移動させる際には、交番電界を印加することが好ましい。
転写装置は、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一次転写装置と、複合転写像を被転写体上に転写する二次転写装置を有する態様が好ましい。
転写装置(一次転写装置、二次転写装置)は、感光体上に形成された可視像を被転写体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有することが好ましい。転写装置は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。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、粘着転写器等が挙げられる。
中間転写体は、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、転写ベルト等が挙げられる。
定着装置は、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、公知の定着部材を用いて加熱加圧定着させるものが好ましい。定着部材は、ローラ状又はベルト状であることが好ましく、例えば、加熱ローラ及び加圧ローラの組み合わせ、加熱ローラ、加圧ローラ及び無端ベルトの組み合わせ等が挙げられる。このとき、加熱温度は、通常、80〜200℃であることが好ましい。
本発明において、定着装置としては、発熱体を具備する加熱体、加熱体と接触するフィルム及びフィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、フィルム及び加圧部材の間に、未定着画像が形成された被転写体を通過させて加熱加圧定着する手段を用いることができる。
なお、目的に応じて、定着装置と共に、又は定着装置に代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
除電装置は、特に制限はなく、感光体に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、除電ランプ等が挙げられる。
クリーニング装置は、特に制限はなく、感光体上に残留する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挙げられる。
リサイクル装置は、特に制限はなく、例えば、公知の搬送手段等が挙げられる。
制御装置としては、各工程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。
使用するポリエステルなどの分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)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−M x 3
・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%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ピーク分子量Mp、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。
使用するポリエステルなどのガラス転移点の測定としては、例えば示差走査熱量計(例えばDSC−6220R:セイコーインスツル社)を用いて、まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱して、ガラス転移点以下のベースラインと、ガラス転移を示す曲線部分の接線との交点で求めることができる。
使用するポリエステルなどの酸価はJIS K1557−1970に準じて測定される。具体的な測定方法を以下に示す。試料の粉砕品約2gを精秤する(W(g))。200mlの三角フラスコに試料を入れ、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間溶解する。ただし、サンプルが溶解しない場合はジオキサン又はTHF等を追加する。指示薬としてフェノールフタレイン溶液を加える。0.1規定のKOHアルコール溶液を用いて上記溶液をビュレットを用いて滴定する。この時のKOH溶液の量をS(ml)とする。ブランクテストをし、この時のKOH溶液の量をB(ml)とする。
次式により酸価を計算する。
酸価=〔(S−B)×f×5.61〕/W
(f:KOH溶液のファクター)
水酸基価(OHV)は、具体的には、次のような手順で決定した。
試料0.5gを100mlのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mlを正しく加えた。その後、100℃±5℃の浴中に浸して加熱した。1〜2時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解した。次いで、分解を完全にするため、再びフラスコを浴中で10分間以上加熱し放冷後、有機溶剤でフラスコの壁をよく洗浄した。この液を前記電極を用いてN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差滴定を行いOH価を求めた(JIS K0070−1966に準ずる)。
<酸価が高い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403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346部、テレフタル酸220部、アジピン酸45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時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で8時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸64部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル]を得た。[ポリエステル]は、重量平均分子量9000、Tg64℃、酸価18であった。
チタン酸バリウムBT01(堺化学社製:平均粒径0.1μm):40部、上記酸価が高いポリエステル樹脂(酸価18、Mw9000、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。これをロール表面温度130℃に設定した2本ロールにより混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
4級アンモニウム塩BONTRON P-51(オリヱント化学工業社製):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成社製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本ロールにより混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ2]を得た。
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553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196部、テレフタル酸220部、アジピン酸45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時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸46部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[ポリエステル1]を得た。[ポリエステル1]は、数平均分子量2200、重量平均分子量5600、Tg43℃、酸価13であった。
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、無水トリメリツト酸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時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機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時間反応し、[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重量%は、1.53%であった。
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成社製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。これをロール表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ3]を得た。
<顔料・WAX分散液(油相)の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]378部、パラフィンワックス(HNP9)120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[マスターバッチ3]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]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]の65%酢酸エチル溶液655部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
イオン交換水963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)の25wt%水性分散液88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−7:三洋化成工業製)80部、酢酸エチル113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。
[顔料・WAX分散液1]967部、表1に示されている[マスターバッチ1]を10部(チタン酸バリウム4部)添加し、アミン類としてイソホロンジアミン6部、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[プレポリマー1]137部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜13,000rpmで調整しながら20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
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]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水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、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。体積平均粒径(Dv)は7.1μm、個数平均粒径(Dp)は6.3μmで、Dv/Dpは1.13、平均円形度は0.978であった。
表1の高誘電体物質及び正荷電制御剤の種類、添加方法、添加量となるように[マスターバッチ1]における高誘電体物質の種類、添加方法、添加量と、[マスターバッチ2]における正荷電制御剤の種類、添加方法、添加量を変更した以外は、実施例1と同様に作製し、実施例2〜6の現像剤2〜6を得た。
実施例1の[マスターバッチ1]を使用しないこと以外は、実施例1と同様に作製し、比較例1の現像剤7を得た。また、実施例1の[マスターバッチ1]を使用せず、チタン酸バリウムをそのまま添加するよう変えたことと、表1に示されているような添加量に変えたこと以外は、実施例1と同様に作製し、比較例2、3の現像剤8、9を得た。また、上記現像剤7のトナー母体100部に疎水性シリカ1.0部とチタン酸バリウム4部をヘンシェルミキサーにて混合したこと以外は比較例1と同様に作製し、比較例4の現像剤10を得た。
BT01:チタン酸バリウム(堺化学工業社製)
SW320:チタン酸ストロンチウム(チタン工業社製)
P−51:正帯電荷電制御剤(オリヱント化学社製)
・高誘電体物質のマスターバッチ有無の列の「無(内添)」は、マスターバッチを使用せず、高誘電体物質をそのまま内添したこと、「無(外添)」は、マスターバッチを使用せず、高誘電体物質をそのまま外添したこと、「有(シェル)」は、乳化スラリーを作製後、マスターバッチをシェル剤として使用し、粒子表面に付着させたことを表す。
・正荷電制御剤のマスターバッチ有無の列の「無(内添)」は、マスターバッチを使用せず、正荷電制御剤をそのまま内添したことを表す。
(粒子径)
トナー母体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)が挙げられる。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2.00〜2.52μm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ことができる。
トナー母体粒子の平均円形度はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000により平均円形度として計測した値であり、具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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フォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
<耐ストレス性、画像濃度、画像ノイズ及び地汚れ>
外添処理を行ったトナー(現像剤)をリコー製IPSiO SP C220を用いて、B/W比(印字率)5%で画像形成を行った。
(1)耐ストレス性
N/N環境(常温/常湿:具体的には23℃、50%RH)下の50枚連続印字及び2,000枚連続印字後(耐久後)に、白紙パターン印字中における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、50枚後と2,000枚後との帯電量差を求め、以下の3段階で評価した。
〔評価基準〕
◎:帯電量差の絶対値が5μC/g未満
○:帯電量差の絶対値が5〜10μC/gの範囲内
△:帯電量差の絶対値が10〜15μC/gの範囲内
×:帯電量差の絶対値が15μC/g超
(2)画像濃度及び画像ノイズ
画像濃度及び画像ノイズは2,000枚連続印字後の印字サンプルを目視評価した。
〔評価基準〕
○:良好
△:実使用上問題ないレベル
×:実使用不可
(3)地汚れ
感光体の地汚れについては、現像後未クリーニング部分に無色透明テープを貼り、感光体上の地汚れトナーを剥離し、白紙に貼り付け後の濃度を目視評価した。評価基準はいずれも以下の3段階で行なった。
〔評価基準〕
○:良好
△:実使用上問題ないレベル
×:実使用不可
14、15、16 支持ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成ユニット
20 帯電装置
22 二次転写装置
23 支持ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K、42Y、42M、42C 現像剤収容部
43K、43Y、43M、43C 現像剤供給ローラ
44K、44Y、44M、44C 現像ローラ
45K、45Y、45M、45C 現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 支持ローラ
52 分離ローラ
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 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
70 除電装置
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 被転写体
120 画像形成手段
130 原稿台
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)
Claims (15)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、高誘電体物質を含有するトナー母体粒子と外添剤からなるトナーであって、
前記トナー母体粒子は、前記結着樹脂、前記着色剤、及び前記結着樹脂よりも親水性の高い樹脂でマスターバッチ化された前記高誘電体物質を含むトナー組成物を水系媒体中で乳化または分散させ造粒して得られたものであり、かつ、
前記トナー母体粒子全体から蛍光X線によるTi元素量(Tib値、重量%)と前記トナー母体粒子表面からXPSによるTi元素量(Tis値、重量%)を検出し、Tib/Tis<1の関係式を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記高誘電体物質がチタン酸化合物であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子は、離型剤を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー母体粒子は、荷電制御剤を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂が結着樹脂前駆体であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂は、ガラス転移温度が40℃以上80℃以下のポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂は、変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記変性ポリエステル樹脂は、ウレタン基及び/又はウレア基を有することを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂は、末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とアミン類を反応させることにより得られる樹脂を含有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載のトナーを非磁性一成分現像方法のトナーとして用いることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 請求項1ないし10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ないし10のいずれかに記載のトナーが充填され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された静電潜像を請求項11に記載の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、前記静電潜像を請求項11に記載の現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体上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11に記載の現像剤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上に転写する転写工程と、前記記録媒体上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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