JP6011354B2 - トナーセット、現像剤及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また高画質化の要求も大きく、写真画像等の高品位な画像形成の要求に対しては記録用紙等の被記録媒体表面に光沢性を付与することによって、鮮明な高光沢画像を提供できることが知られている。
スポット印刷は、通常のカラー印刷の後に部分的に高光沢とするための版を作成し、UVニス等を用いてスポット印刷することが行われている。この方法によるとスポットニスを施した部分は写真のように高光沢を得ることができ、スポットニスを施さない部分は低い光沢になり、画像上の光沢差が大きく通常の印刷と比べ差別化が図れるものである。
しかしながら、オフセット印刷でこれを行うためには専用の版を用意する必要があり、また可変データには対応できないため、一定以上の印刷ロット枚数が必要になる。それに対して、レーザープリンター、乾式静電複写機等の画像形成装置に用いられる電子写真法で本性能を実現できれば、印刷用の版が不要となり可変データにも対応することができる。
本発明のトナーセットは、1種以上の有彩色トナーと着色剤を含有しない透明トナーとで構成されるものであって、該有彩色トナー及び該透明トナーは少なくとも離型剤及び結着樹脂、及び外添剤として、少なくとも一次粒子が複数合着して二次粒子を形成する非球状の不定形シリカ粒子を含有し、該有彩色トナー及び該透明トナーの該シリカ粒子含有量が、該有彩色トナーよりも該透明トナーの方が小さいことが必要である。
しかし、有彩色トナーに低温定着トナーを使用する場合、単純にトナーを低粘性化するだけでは有彩色トナーと透明トナーとの間に十分な光沢度差を持たせることが困難となる場合がある。低温定着トナーはより低温で紙と接着させるために粘性が低く設計されるため、結果的に画像表面が平滑となり高光沢となる。このため有彩色トナーと透明トナーとの間に十分な光沢度差が得られなくなってしまう。
本発明に用いられるシリカ粒子は、一次粒子が複数合着した二次粒子形状の非球形シリカである。この特徴を有する非球形シリカ粒子は一般的な球形のシリカ粒子よりも多くの凹凸を有しており、画像を定着した際に凹凸で光が散乱し、光沢を抑制する効果が得られると考えられる。これにより樹脂の低粘性を維持しながら有彩色トナーと透明トナーとの間に大きな光沢度差を設けることができる。また凹凸があることで球形よりもトナー粒子との接触面積が増え、トナー粒子へのシリカの埋没を抑制することも可能となる。
前記結着樹脂は、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む。
非晶性樹脂としては、低温定着性及びフルカラー画像形成装置に用いた場合に光沢性が向上する点で、ポリエステル樹脂が好ましい。また、樹脂中にTHFに溶解しないゲル成分を有する場合、トナーの耐ホットオフセット性を向上させる点で好ましい。THF不溶解分は樹脂中で架橋による網目構造を持った部分であり、高い弾性を有していることからトナーの耐ホットオフセット性を向上させることができる。トナー中にゲル分を含有させる方法としては特に制限はなく、例えば、予めゲル分を有する樹脂を結着樹脂として使用する方法や、分子中に伸長又は架橋反応が可能な官能基を有する結着樹脂前駆体及び結着樹脂前駆体と反応可能な化合物を原材料としてトナーを造粒し、得られた粒子を加熱・熟成して反応を進行させ、トナー内部にゲルを生成する方法などが挙げられる。
なお、前記酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。
本発明のトナーには結晶性樹脂を含有させることができ、低温定着性や光沢度の向上が可能である。結晶性樹脂は、融点付近で結晶構造が崩れ、急激に低粘性化する性質を持っている。このため、高い耐熱保存性を維持しつつ、良好な低温定着性を付与することができる。
前記結晶性樹脂としては、低温定着性の向上の点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
前記ジオール化合物としては、例えば、炭素数2〜8が好ましく、2〜6がより好ましく、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、又はこれらの誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用することができ、2種以上を併用することができる。これらの中でも、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが特に好ましい。
前記ジオール化合物の含有量としては、前記アルコール成分中において、80モル%以上が好ましく、85モル%〜100モル%がより好ましい。
前記ジオール化合物の前記アルコール成分中における含有量が、80モル%未満であると、製造効率が悪くなることがある。
前記ジカルボン酸化合物としては、例えば、炭素数2〜8のものが好ましく、2〜6のものがより好ましく、例えば、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、又はこれらの酸の無水物、あるいはこれらの炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、フマル酸が特に好ましい。
前記ジカルボン酸化合物の使用量としては、前記酸成分中において、80モル%以上が好ましく、85モル%〜100モル%がより好ましい。前記ジカルボン酸化合物の前記酸成分中における含有量が、80モル%未満であると、製造効率が悪くなることがある。
前記多価カルボン酸化合物としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、又はこれらの酸無水物、あるいはこれらの酸の炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。
前記重縮合反応を行う際、得られる結晶性ポリエステル樹脂の強度を向上させる目的で、全単量体を一括仕込みしたり、低分子量成分を少なくする目的で、2価の単量体を反応させた後で3価以上の単量体を添加して反応させたり、反応を促進させる目的で、重縮合反応の後半に反応系を減圧にしたり、前記結晶性ポリエステル樹脂における結晶性及び軟化点を制御する目的で、重縮合反応時に、前記アルコール成分としてグリセリン等の3価以上の多価アルコールを添加し、前記酸成分として無水トリメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸を添加して非線状ポリエステルを得たりしてもよい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)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、500〜6,000が好ましく、700〜5,500がより好ましい。
前記重量平均分子量(Mw)と前記数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)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、2〜8が好ましい。
前記分子量分布(Mw/Mn)が、2未満であると、製造が困難で、コストがかかることがあり、8を超えると、シャープメルト性が悪化することがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂の融点は、例えば、示差走査型熱量測定(DSC)により得られるDSC曲線により測定することができる。
前記酸価が、5mgKOH/g未満であると、被記録媒体(紙)と結着樹脂との親和性及び目的とする低温定着性を達成できないことがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、例えば、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールに溶解させ滴定することにより、測定することができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、0mgKOH/g〜50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g〜50mgKOH/gがより好ましい。
前記水酸基価が、50mgKOH/gを超えると、低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成できなくなることがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価は、例えば、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールに溶解させ滴定することにより、測定することができる。
具体的な離型剤の含有量としては、0.1重量%〜15重量%であることが好ましく、3〜10重量%がより好ましい。0.1重量%未満の場合離型性を確保することが難しく、15重量%を超える場合、キャリアへのスペントによる画質の劣化が発生しやすくなることがある。
なお、前記離型剤の融点は、示差走査型熱量測定(DSC)により得られるDSC曲線により測定した。DSC曲線は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ピグメントイエローL、タートラジンレーキ、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、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、及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、帯電制御剤、樹脂微粒子、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばアルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
樹脂微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、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く、ビニル系樹脂がより好ましい。
前記ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体などが挙げられる。これらの中でも、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体が好ましい。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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(「エレミノールRS−30」、三洋化成工業社製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
樹脂微粒子の重量平均分子量としては、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、9,000〜200,000が好ましい。前記重量平均分子量が、9,000未満であると、耐熱保存性が低下することがあり、200,000を超えると、低温定着性が低下することがある。
樹脂微粒子の含有量としては、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、0.5質量%〜5.0質量%が好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、トナーの表面硬度及び定着性を制御することが困難になることがあり、5.0質量%を超えると、樹脂微粒子がワックスのしみ出しを阻害して、オフセットが発生することがある。
外添剤としては、本発明において必要である非球形シリカ粒子以外にも、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、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、疎水化された酸化チタン微粒子、疎水化処理されたアルミナ微粒子などが挙げられる。ただし、外添剤全体の30質量%以上は非球形シリカ粒子であるのが好ましい。
前記酸化チタン微粒子としては、例えば、P−25(日本アエロジル社製)、STT−30、STT−65C−S(いずれも、チタン工業社製)MT−600B、MT−150A(いずれも、テイカ社製)などが挙げられる。
前記疎水化された酸化チタン微粒子としては、例えば、T−805(日本アエロジル社製)、STT−30A(チタン工業社製)、TAF−500T、TAF−1500T(いずれも、富士チタン工業社製)などが挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウムなどが挙げられる。これらの中でも、シリカ、酸化チタンが特に好ましい。前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径としては、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、100nm以下が好ましく、3nm以上70nm以下がより好ましい。前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径が、3nm未満であると、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくいことがある。一方、前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径が、100nmを超えると、感光体表面を不均一に傷つけることがある。
流動性向上剤は、表面処理を行って、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可能なものを意味し、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。
クリーニング性向上剤は、感光体、一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。前記ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
本発明の現像剤は、キャリア有さない一成分系現像剤、即ち、磁性トナー又は非磁性トナーであってもよいが、キャリアをさらに有する二成分系現像剤であることが好ましい。二成分系現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100質量部に対してトナー1〜10質量部が好ましい。キャリアとしては、粒子径が20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉等を用いることができる。
また、被覆樹脂は、必要に応じて、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の導電粉等を含有していてもよい。
導電粉は、平均粒子径が1μm以下であることが好ましい。平均粒子径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
(混練・粉砕法)
混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂、離型剤、及び定着補助成分を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離器等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
本発明のトナーの製造方法としては、粉砕法に比べシャープな粒度分布が得られ、画像の均一性を向上させることができる点で、水系媒体中でトナーを造粒する方法が好ましく、少なくとも結着樹脂成分及び離型剤を有機溶媒中に含んでなる油相が水系媒体中に分散されたO/W型分散液から、有機溶媒を除去することでトナーを造粒する方法が好ましい。
ポリエステルプレポリマーと活性水素基を有する化合物を反応させる方法としては、水系媒体中でトナー組成物を分散する前に活性水素基を有する化合物を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後に活性水素基を有する化合物を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合、製造されるトナー表面に優先的にポリエステルプレポリマーによる変性したポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
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、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。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、粉砕エアー圧力を下げた装置、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。
画像形成方法1、及び画像形成方法2共に使用可能である。透明トナーを厚く載せる場合、転写ドラム上の透明トナー層が厚くなり二次転写がし難くなるため、転写ドラムにすることも出来る。
分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定した。40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させた。この温度で安定化したカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mLの流速で流し、試料濃度として0.05質量%〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50μL〜200μL注入して測定した。
トナー3gを精秤し、重量が分かっている内径24mmの円筒ろ紙に入れて抽出管にセットし、フラスコにはTHF200mlを入れた。冷却管を取り付けた一式のフラスコ部分をマントルヒーターに入れ、60℃でTHFを還流させ、冷却管からのTHFをトナーに滴下し、THF可溶分を抽出した。8時間抽出を行った後、抽出液であるTHFを減圧留去し、ろ紙内に残った残留分を求め、抽出前のトナーの精評値に対する割合からTHF不溶解分を算出する。
離型剤の融点、結晶性樹脂の融点、及び非晶性樹脂のガラス転移温度は、示差走査型熱量測定(DSC)により得られるDSC曲線により測定した。DSC曲線は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて、以下に示す測定条件で測定した。
・サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
・サンプル量:5mg
・リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
・雰囲気:窒素(流量:50mL/分)
・温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/分
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
測定結果は、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて解析した。
昇温過程で得られる温度40℃〜100℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークにおいて、このときの吸熱ピークが出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点をガラス転移温度(Tg)とした。
合着度の測定は画像観察によって得られる。合着シリカを適切な溶媒(THFなど)に分散させた後、基板上で溶媒を除去し乾固させたサンプルをFE−SEMにて観察する。加速電圧5〜8kV、観察倍率8k〜10k倍にて視野中のシリカについて二次粒子径を測定する。二次粒子系は凝集した粒子の最長長さを計測する。図1(矢印の長さを二次粒子径とする)に例を示す。観察するシリカ個数は100個以上の粒子を計測する。一次粒子径はBET比表面積を測定し、BET比表面積より算出されるBET比表面積径を用いる。
(非晶性ポリエステルの合成)
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物781質量部、テレフタル酸218質量部、アジピン酸48質量部及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、更に10mmHg〜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45質量部を入れ、常圧下、180℃で2時間反応し、[非晶性ポリエステル1]を得た。
得られた[非晶性ポリエステル1]は、数平均分子量1,900、重量平均分子量4,400、ガラス転移温度(Tg)43℃、酸価25mgKOH/gであった。
[非晶性ポリエステル2]は、数平均分子量5800、重量平均分子量13400、ガラス転移温度(Tg)55℃、酸価165mgKOH/gであった。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2120g、1、8−オクタンジオール1000g、1、4−ブタンジオール1520g、ハイドロキノン3.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。得られた[結晶性ポリエステル1]は、重量平均分子量が15,000、数平均分子量が4,000、融点が67℃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質量部、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質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部およびジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で6時間反応して、[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9000、Tg58℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価51mgKOH/g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]410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。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器内に、水683質量部、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(エレミノールRS−30、三洋化成工業社製)11質量部、スチレン138質量部、メタクリル酸138質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−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)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。
得られた[微粒子分散液1]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920、堀場製作所製)で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。
水990質量部、[微粒子分散液1]80質量部、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質量%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業社製)40質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
カーボンブラック(キャボット社製、リーガル400R)40質量部、ポリエステル樹脂(三洋化成工業社製、RS−801、酸価10mgKOH/g、重量平均分子量20,000、ガラス転移温度(Tg)64℃)60質量部、及び水30質量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分間混練を行い、パルベライザーで直径1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
金属製2L容器に[結晶性ポリエステル樹脂1]を100g、酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分の速度で急冷した。これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で10時間粉砕を行い、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
[結晶性ポリエステル1]180質量部、及び脱イオン水585質量部をステンレスビーカーに入れ、温浴につけ、95℃に加熱した。
その後、[結晶性ポリエステル1]が溶融し透明になった時点で、T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて10,000rpmで攪拌し、1質量%アンモニア水を添加しpHを7.0に調整した。次いで、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR−K)0.8質量部及びノニオン有価剤(第一工業製薬社製、エマルゲン950)0.2質量部を希釈した水溶液20質量部を滴下しながら、乳化分散を行い、体積平均粒径が0.8μmの[結晶性ポリエステル分散液2](固形分11.9質量%)を調製した。
前記結晶性ポリエステル分散液の調製における[結晶性ポリエステル1]を[非晶性ポリエステル2]に代えた以外は、前記結晶性ポリエステル分散液の調製と同様にして、[非晶性ポリエステル分散液1](固形分12.3質量%)を調製した。
カーボンブラック20質量部、イオン交換水80質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR−K)4.0質量部を容器に移し、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、直径0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填し、15パスの条件で、顔料の分散を行い、体積平均粒径が0.07μmの[顔料分散液1](固形分19.8質量%)を調製した。
[モノエステルワックス1]20質量部、イオン交換水80質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR−K)4質量部を混合し、攪拌しながら95℃に加熱し1時間保持した。その後冷却しビーズミル(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、直径0.3mmのジルコニアビーズを80体積%充填、25パスの条件で、顔料の分散を行い、体積平均粒径が0.15μmの[ワックス分散液1]〔固形分20.8質量%〕を調製した。
帯電制御剤(CCA、ボントロンE−84、オリエント化学工業社製)5質量部、イオン交換水95質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR−K)0.5質量部を容器に移し、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、直径0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填し、5パスの条件で、帯電制御剤の分散を行い、[帯電制御剤(CCA)分散液1](固形分4.8質量%)を調製した。
得られた[原料溶解液1]1,328質量部を容器に移し、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、直径0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、[油相分散液1]を作製した。
得られた[油相分散液1]の固形分濃度(150℃、60分間)は53.2重量%であった。
[油相分散液1]664質量部、[プレポリマー1]51質量部、[ケチミン化合物1]3.4質量部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1,200質量部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで3分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機及び温度計をセットした容器内に、[乳化スラリー1]を投入し、15℃で1時間静置した後、30℃で1時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
得られた[分散スラリー1]は、体積平均粒径5.52μm、個数平均粒径4.74μmであった。なお、[分散スラリー1]の体積平均粒径及び個数平均粒径は、コールターマルチサイザーIII(日科機社製)で測定した。
上記で得た[有彩色トナー母体1]100質量部に[シリカ1]を2.4質量部、一次粒子で形成されるH1303(疎水化されたシリカ微粒子、平均一次粒径23nm、クラリアントジャパン社製)を0.6質量部添加し、一次粒子で形成される疎水化酸化チタン0.5質量部をヘンシェルミキサーにて混合し、有彩色トナー1を得た。
・前記非晶性ポリエステル分散液1 297.2質量部
・前記顔料分散液1 17.4質量部
・前記ワックス分散液1 13.2質量部
・前記帯電制御剤(CCA)分散液1 26質量部
これらの混合物を、ディスパー(IKA社製)を用いて25℃を保ち2時間攪拌した。次いで、得られた混合液を60℃まで加熱し、これをアンモニアによってpH7.0に調整した。更に、この分散液を90℃まで加熱し、6時間この温度を保ち、分散スラリーを得た。
以降、有彩色トナー1と同様にして洗浄、乾燥、外添剤混合を行い、有彩色トナー14を得た。
・非晶性ポリエステル2 365質量部
・カーボンブラック 34.5質量部
・カルナバワックス 27.5質量部
・CCA 12.5質量部
上記トナー原料をスーパーミキサー(SMV−200、カワタ社製)にて十分に混合し、トナー粉体原料混合物を得た。このトナー粉体原料混合物を、ブッスコニーダー(TCS−100、ブッス社製)の原料供給ホッパーに供給し、供給量を120kg/hで混練を行った。
得られた混練物をダブルベルトクーラーで圧延冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェット気流式粉砕機(I-20ジェットミル、日本ニューマチック社製)により微粉砕を行い、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック社製)にて微粉分級を行った。その後、50℃24時間放置しアニーリングを行った。以降有彩色トナー1と同様にして外添剤混合を行い、有彩色トナー15を得た。
前記有彩色トナーの製造例において、マスターバッチ1を仕込まず、[非晶性ポリエステル1]の仕込量を570.9質量部とし、[シリカ1]の添加量を1.5部とした以外は有彩色トナー1と同様にして透明トナー1を得た。
有彩色トナー及び透明トナーを組み合わせてトナーセットを作成した。それぞれの組み合わせ、及び透明トナーと有彩色トナーの非球形シリカ微粒子量の含有量比を以下に示す。
トルエン100質量部に、シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン(信越シリコーン社製)100質量部、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン5質量部、及びカーボンブラック10質量部を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。次に、流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径50μmの球状マグネタイト1,000質量部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
ボールミルを用いて、各トナー5質量部とキャリア95質量部を混合し、現像剤を作製した。得られた現像剤を用い、以下のようにして、諸特性を評価した。
毎分A4サイズの用紙を60枚印刷でき、定着ローラの温度が可変となるように改造した画像形成装置(リコー社製、imagio6000RC)を用いて、厚紙の転写紙(リコー社製複写印刷用紙<135>)の紙上3cmの部分にでベタ画像で、0.85.0±0.1mg/cm2のトナーを3cm×8cmの範囲に現像し、定着後、紙下部に画像の色移りが目視で確認されない限界の温度を下限温度とし、下記基準で低温定着性を評価した。透明トナーの場合は紙下部に非画像部とは異なる光沢が確認されない限界の温度を下限温度とした。
(低温定着性の評価基準)
◎:透明及び有彩色トナー両方の定着下限温度が120℃未満
○:透明及び有彩色トナーのどちらかの定着下限温度が120℃以上130℃未満
×:透明及び有彩色トナーのどちらか定着下限温度が130℃以上
各トナーセットを用いて、付着量0.4mg/cm2の有彩色トナーのベタ画像上に付着量0.4mg/cm2の透明トナーのベタ画像を重なるように、画像を形成し定着温度180℃、NIP幅20mmで定着した後、画像の光沢度を測定した。このとき評価に用いた用紙は王子製紙社製PODグロスコート紙128g/m2を使用した。光沢は日本電色工業社製グロスメーターVGS−1Dを用い60度光沢で10箇所の光沢を測定し、評価した。また、付着量0.4mg/cm2のカラートナーのベタ画像のみの光沢度も同様に測定し、透明トナーを定着した画像との光沢度差を評価した。
(最大光沢の評価基準)
◎:平均光沢が80以上
○:平均光沢が50以上80未満
×:平均光沢が50未満
(光沢度差の評価基準)
◎:平均光沢度差が60以上
○:平均光沢度差が50以上60未満
×:平均光沢度差が40未満
画像面積率100%、75%、及び50%の帯チャートを1000枚出力後の現像ローラ、及び感光体上のフィルミングを観察し、下記基準で評価した。(評価基準) ◎:まったくフィルミングが発生していない。 ○:うっすらとフィルミングの発生を確認できる。 ×:スジ状にフィルミングが発生している。
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を測定した。
(評価基準)
◎:残存率10%未満
○:残存率10%以上20%未満
×:残存率20%以上
総合評価として、全項目が◎であるものを◎、○が一つ以上あり、かつ×がないものを○、×が一つ以上あるものを×として判定した。それぞれの結果について表5に示す。
15 書き込み部 21 ブラック(Bk)トナー、現像剤用感光体ドラム 22 イエロー(Y)トナー、現像剤用感光体ドラム 23 マゼンタ(M)トナー、現像剤用感光体ドラム 24 シアン(C)トナー、現像剤用感光体ドラム 25 透明トナー、現像剤用感光体ドラム 31 ブラック(Bk)トナー、現像剤用現像手段 32 イエロー(Y)トナー、現像剤用現像手段 33 マゼンタ(M)トナー、現像剤用現像手段 34 シアン(C)トナー、現像剤用現像手段 35 透明トナー、現像剤用像手段 41 ブラック(Bk)トナー、現像剤用クリーニング手段 42 イエロー(Y)トナー、現像剤用クリーニング手段部 43 マゼンタ(M)トナー、現像剤用クリーニング手段 44 シアン(C)トナー、現像剤用クリーニング手段 45 透明トナー、現像剤用クリーニング手段 51 ブラック(Bk)トナー、現像剤用帯電手段 52 イエロー(Y)トナー、現像剤用帯電手段 53 マゼンタ(M)トナー、現像剤用帯電手段 54 シアン(C)トナー、現像剤用帯電手段 55 透明トナー、現像剤用帯電手段 61 ブラック(Bk)トナー、現像剤用転写手段 62 イエロー(Y)トナー、現像剤用転写手段 63 マゼンタ(M)トナー、現像剤用転写手段 64 シアン(C)トナー、現像剤用転写手段 65 透明トナー、現像剤用転写手段 70 転写ベルト 80 定着ユニット 90 記録媒体反転手段
Claims (9)
- 1種以上の有彩色トナーと着色剤を含有しない透明トナーとで構成されるトナーセットであって、該有彩色トナー及び該透明トナーは少なくとも離型剤及び結着樹脂、及び外添剤として、少なくとも一次粒子が複数合着して二次粒子を形成する非球状の不定形シリカ粒子を含有し、該有彩色トナー及び該透明トナーの該シリカ粒子含有量が、該有彩色トナーよりも該透明トナーのほうが小さいことを特徴とするトナーセット。
- 前記シリカ粒子の透明トナーにおける含有量(a)と有彩色トナーにおける含有量(b)の比(a/b)が0.75未満であることを特徴とする請求項1に記載のトナーセット。
- 前記有彩色トナーにおける前記シリカ粒子の含有量はトナー母体100質量部に対して1.5〜3.0質量部の範囲の量であり、前記透明トナーにおける前記シリカ粒子の含有量はトナー母体100質量部に対して0.5〜2.3質量部の範囲の量であることを特徴とする請求項1または2に記載のトナーセット。
- 前記シリカ粒子の合着度が1.5〜4.0であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナーセット。
- 前記トナーが結晶性ポリエステルを含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナーセット。
- 前記の有彩色トナー及び透明トナーにおける結晶性ポリエステルの添加量が5〜15質重量%であることを特徴とする請求項5に記載のトナーセット。
- 前記の有彩色トナー及び透明トナーが、少なくとも結着樹脂成分及び離型剤を有機溶媒中に含んでなる油相が水系媒体中に分散されたO/W型分散液から、有機溶媒を除去することによって得られたトナーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれに記載のトナーセット。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のトナーセットを用いることを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写する転写手段と、前記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有し、前記トナーが請求項1〜7のいずれかに記載のトナーセットであることを特徴とする画像形成装置。
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