JP6107095B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
一般的な電子写真法において、感光体を帯電する工程、帯電された感光体に静電潜像を形成する工程、静電潜像をトナーによって現像する工程、現像されたトナー像を記録材に転写する工程、記録材上に転写されたトナー像を熱定着させる工程、転写されずに感光体上に残ったトナーや外添剤をクリーニング部材で除去し、廃トナーボックスに回収する工程を有するが、クリーニング部材によって除去されなかったトナーや外添剤は、感光体上に残留・蓄積し画像欠陥(フィルミング)や、帯電部材を汚染し感光体の帯電不良を引き起こす場合がある。
このような遊離したワックス粒子には帯電制御剤が含まれず、トナー粒子と帯電性が大きく異なるため、トナー粒子とともに現像されたワックス粒子は転写されず感光体上に残存、固着しフィルミングとなることがある。
また、トナーにシリカなどの無機微粒子を多量に外添した場合、遊離した無機微粒子が感光体表面を傷付け、その傷にトナー成分が付着、蓄積しフィルミングとなることがある。
これらフィルミング物を除去する手段として、一般的にはトナーにチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム等のフィルミング物を削り取る研磨剤、脂肪酸金属塩等のフィルミング物の付着を抑制する潤滑剤を添加する方法が知られているが、感光体上に残ったトナーが過剰である場合や、クリーニングブレードが感光体に適切に接していない場合には、フィルミング物の除去に対してフィルミング生成が過剰になり、研磨剤や潤滑剤の効果を十分に発揮できないことがあった。
また、研磨剤や潤滑剤を多量に添加した場合、フィルミングには有効であっても、画像濃度やカブリなどの画質性能との両立が出来ないなどの問題があった。
を提供できることを見出した。
即ち、本発明の要旨は以下に存する。
<1> 少なくとも結着樹脂、ワックス、着色剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー表面に、少なくとも、シリカ粒子、研磨粒子として、酸化チタン、アルミノシリケート、炭化珪素、又は酸化鉄、及びワックス粒子として、パラフィンワックス、又はポリエチレンワックスが外添されており、且つ下記(1)あるいは(2)を満足することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(1)該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.7質量部以上2質量部以下であり、且つ該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.3質量部以上1質量部以下である
(2)該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して1質量部以上2質量部以下であり、且つ該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.2質量部以上1質量部以下である
<2> 前記研磨粒子の粒径が0.1μm以上2μm以下であることを特徴とする<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記トナーが1成分現像方式用トナーであることを特徴とする<1>または<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記研磨粒子がスズ含有酸化チタンであることを特徴とする<1>〜<3>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
<1.本発明のトナー>
本発明のトナーは、該トナー表面に、少なくともシリカ粒子、ワックス粒子及び研磨粒子が外添されており、且つ下記(1)あるいは(2)を満足することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(1)該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.3質量部以上1質量部以下であり、且つ該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.7質量部以上2質量部以下である。
(2)該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.2質量部以上1質量部以下であり、且つ該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して1質量部以上2質量部以下である。
ワックス粒子の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.3質量部以上1質
量部以下である。添加量の上限は0.5質量部以下が好ましい。0.3質量部より少な過ぎる場合は本発明の効果が得られないおそれがあり、一方で、1部より多過ぎる場合はワックス粒子が感光体に固着し易くなったり、トナーの流動性や帯電性に影響を与え画像濃度低下やカブリ悪化等の原因となるおそれがある。
ワックス粒子の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.2質量部以上1質量部以下である。添加量の下限は、0.3質量部以上が好ましく、一方、上限は0.5質量部以下が好ましい。0.3質量部より少な過ぎる場合は本発明の効果が得られないおそれがあり、一方で、1部より多過ぎる場合はワックス粒子が感光体に固着し易くなったり、トナーの流動性や帯電性に影響を与え画像濃度低下やカブリ悪化等の原因となるおそれがある。
本発明に用いられるワックス粒子の平均粒子径は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、通常、0.5μm以上20μm以下であり、上述のワックス粒子の機能をより効果的にする観点から、ワックス粒子の平均粒子径はトナー粒子と適度に混合された状態が好ましく、ワックス粒子の下限は、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、一方、上限は、10μm以下が好ましく、7μm以下がより好ましい。ワックス粒子の平均粒子径が0.5μmより小さ過ぎる場合、トナー表面にワックス粒子が付着し、印刷によるストレスでワックス粒子がトナー表面に埋没してしまい、遊離シリカや紙粉等をワックス粒子表面に吸着することが難しくなるおそれがある。一方、20μmより大き過ぎる場合、トナー表面にワックス粒子が付着し埋没することは無いが、逆にトナー粒子がワックス粒子表面に付着してしまい、現像剤としての性能を得ることが難しくなるおそれがある。
ワックス粒子のDSC昇温時の吸収ピーク温度は、特に限定されないが、通常、70℃以上150℃以下である。好ましくは130℃以下である。70℃より低い場合はワックス粒子が現像スリーブ等へ固着しトナーの層形成不良による画像汚れやカブリが悪化する可能性があり、150℃より高い場合にはワックス粒子表面に遊離シリカや紙粉等を吸着
することが難しくなるおそれがある。
本発明に用いられる研磨粒子の平均粒子径は本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、通常0.1μm以上2μm以下である。平均粒子径の下限は、0.3μm以上が好ましく、一方、上限は0.6μm以下が好ましい。0.1μmより小さ過ぎる場合は研磨効果が薄れフィルミング物を除去できないおそれがあり、2μmより大き過ぎる場合には感光体に傷を付けてしまう可能性がある。
<1−3.外添剤>
本発明では、トナーの流動性と帯電性を維持する観点から、トナー表面にシリカ粒子が外添されている。本発明の効果を著しく損なわない限り、シリカ粒子は特に限定されないが、環境安定性の観点から、表面に疎水化処理が施されているシリカ粒子が好ましい。疎水化処理剤および処理方法は特に限定されず、それぞれ公知のものが用いられるが、より高い疎水性が付与できることから、シリコーン化合物又はシリコーン系の処理剤にて処理され、例えばヘキサメチルジシラザン、ジメチルポリシロキサン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルシラン、等が挙げられる。より高い疎水性が付与できることから、ヘキサメチルジシラザン及びジメチルポリシロキサンが好ましく、特にジメチルポリシロキサンが好ましい。
本発明に用いられるシリカ粒子の添加量は、特に限定されないが、トナー母粒子100質量部に対して、下限は、通常0.1質量部以上であり、好ましくは0.3質量部以上であり、より好ましくは0.5質量部以上である。一方、上限は、通常3.0質量部以下であり、好ましくは2.0質量部以下であり、より好ましくは1.0質量部以下である。
<2.トナー粒子の製造方法>
本発明のトナー粒子の製造方法は特に限定されず、溶融混練粉砕法や懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの湿式法による製造方法などが挙げられる。
乳化重合凝集法は、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に重合性単量体を乳化し、攪拌下に重合性単量体を重合して重合体一次粒子を得て、これに着色剤並びに必要に応じて帯電制御剤等を添加して重合体一次粒子を凝集させ、さらに得られた凝集粒子を熟成させ粒子を製造し、それら粒子の洗浄乾燥等を行い、トナー粒子を得る方法である。
上記方法で得たトナー粒子表面に上述したシリカ粒子等の外添剤、ワックス粒子及び研磨粒子を付着または固着させることによりトナーを得ることが出来る。外添剤を付着又は固着させる方法は特に限定はなく、一般にトナーの製造に用いられる混合機を使用することができる。具体的には、上記トナー粒子製造方法により得られたトナー粒子と外添剤を混合し、ヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、レディゲミキサー、Q−ミキサー等の混合機により均一に攪拌、混合することによりなされる。
ッド面、ヘッド面と壁面、あるいは壁面と壁面によって構成される狭い間隙部を有し、被処理粒子が該間隙部を強制的に通過させられることによって、実質的に粉砕されることなく、粒子表面に対して圧縮応力及び剪断応力が加えられるように構成されている。使用される圧縮剪断処理装置としては、例えばホソカワミクロン社製のメカノフュージョン装置等が挙げられる。
本発明のトナーにおいて、構成する結着樹脂としては特に限定はないが、用いることができる決着樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル系共重合体樹脂、ビニル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、飽和又は不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−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ル樹脂、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等を挙げることができる。これらの結着樹脂は単独あるいは複数を併用する形で用いてもよい。
また、前結着樹脂は、揮発性不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。
<4.着色剤>
本発明の着色剤としては、トナーに用い得ることが知られているもののなかから適宜選択して用いればよい。着色剤の具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任意の染顔料を単独あるいは混合して用いることができる。フルカラートナーの場合にはイエローはベンジジンイエロー、モノアゾ系、縮合アゾ系染顔料、マゼンタはキナクリドン、モノアゾ系染顔料、シアンはフタロシアニンブルーをそれぞれ用いるのが好ましく用いられる。黒色顔料としてはカーボンブラック又は上記に示したイエロー顔料/マゼンタ顔料/シアン顔料を混合して黒色に調色されたものが利用される。
以上である。一方、上限は、通常、15質量部以下であり、好ましくは12質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下である。
また、前記着色剤は、揮発性不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。
また、本発明において、トナーに磁性体を含有させ、磁性トナーとすることもできる。この場合、磁性体は着色剤の役割を兼ねることもできる。本発明で使用できる磁性体としては、公知の磁性体を用いることができる。具体的には、マグネタイト、マグヘマタイト、マグネタイトとマグヘマタイトの中間物や混合物、フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属、或いはこれらの金属と、アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属との合金及びその混合物が挙げられる。中でも、マグネタイト、マグヘマタイト、またはマグネタイトとマグヘマタイトの中間物が好ましい。
<6.ワックス(離型剤)>
本発明のトナーは、必要に応じてトナー中にワックスを含有していてもよい。ワックスとしては、公知のワックスを任意に使用することができるが、具体的には以下のものが挙げられる。パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムの如き石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体(誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物が挙げられる)、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ−ンワックス。これらワックスは単独で又は2種以上を併せて用いることが可能である。
本発明のトナーの用いられる現像方式は、特に限定されないが、キャリア耐久性の観点から一成分現像方式用トナーとして用いられることが好ましい。
二成分現像方式用トナーとして用いる場合、キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト粉、フェライト粉等の磁性物質またはそれらの表面に樹脂コーティングを施したものや磁性キャリア等公知のものを用いることができる。樹脂コーティングキャリアの被覆樹脂としては一般的に知られているスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはこれらの混合物等が利用できる。
なお、以下において「部」は「質量部」を示す。
「実施例1」
・スチレン系樹脂 100部
・帯電制御剤(オリエント化学工業社製 N04) 1部
・マグネタイト(平均粒子径 0.3μm) 80部
・ポリプロピレンワックス(三洋化成工業社製 660P) 4部
上記の原材料を高速ミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混練した後、ハンマーミルで粗粉砕し、機械式粉砕機で微粉砕した後、分級して平均粒子径8μmのトナー母粒子を得た。
・トナー母粒子 100部
・疎水性シリカ(ワッカー社製 HDK H13TA) 0.8部
・研磨粒子1 (錫含有酸化チタン、平均粒子径0.3um) 0.7部
・ワックス微粒子A(ポリエチレン、融点115℃、平均粒子径 6.7μm) 0.3部
以下の方法により印刷評価した結果、3,000枚の印刷を通じて画像濃度、カブリは問題なく良好であった。また、感光体表面を目視で観察したが、フィルミングは見られず、帯電部材の汚染による画像欠陥も見られなかった。
評価装置は、市販の磁性一成分現像方式を採用したプリンターを改造して用いた。このプリンターの感光体は、アモルファスシリコンのドラムであり、感光体表面を帯電させる帯電ローラー、クリーニング部材としてクリーニングブレードが感光体に接触押圧されている。また、現像装置は現像スリーブに対して、非接触の規制ブレードが設置されている。
フィルミング:約3,000枚印刷後の感光体表面のフィルミング有無を目視確認し、評価は下記の評価基準に従った。
△:フィルミングが僅かに見られるもの
×:フィルミングが多いもの
画質濃度(ID):マクベス濃度計にて測定し、印刷濃度を測定し、評価は下記の評価基準に従った。
×:1.0未満
××:0.5以下
紙かぶり(BG):印刷物の白地部について、目視で観察
○:カブリトナーが殆ど見られないもの
×:カブリトナーが多く見られるもの
帯電部材の汚染:約3,000枚印刷後の感光体帯電部材表面汚れの有無と、印刷物の画像欠陥発生の有無を目視で観察した。
×:帯電部材に汚れが見られ、印刷物にも帯電部材の汚染による画像欠陥が見られるもの。
「実施例2」
ワックス微粒子Aの添加量を0.4部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例3」
ワックス微粒子Aをワックス微粒子B(パラフィン、融点94℃、平均粒子径 6.7μm)に変更し、添加量をそれぞれ0.3部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例4」
ワックス微粒子Bを0.5部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例5」
研磨粒子2(マグネタイト、平均粒子径0.5μm、8面体)を0.3部追加し研磨剤合計1.0部とし、ワックス微粒子Bを0.2部添加した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例6」
研磨粒子2を0.6部添加し研磨剤合計1.3部とし、ワックス微粒子Bを0.3部添加した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例7」
研磨粒子2を0.3部追加し研磨剤合計1.0部とし、ワックス微粒子Bを1部添加した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例8」
研磨粒子3(フジミインコーポレーテッド社 GC#8000)を1.3部追加し研磨剤合計2.0部とし、ワックス微粒子B添加量を0.2部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「実施例9」
研磨粒子3を1.3部追加し研磨剤合計2.0部とし、ワックス微粒子B添加量を1部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例1、比較例2」
研磨粒子1の添加量をそれぞれ0.2部、0.7部とし、ワックス微粒子を添加しなかった以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例3〜6」
研磨粒子2、研磨粒子4(アルミノシリケート、平均粒子径0.9um)について、それぞれ表−1記載の量を添加し、ワックス微粒子を添加しなかった以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例7、比較例8」
研磨粒子2、研磨粒子4について、それぞれ表−1記載の量を添加し研磨剤合計1.9部とし、ワックス微粒子を添加しなかった以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例9」
ワックス微粒子Aの添加量を0.2部とした以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例10、比較例11」
ワックス微粒子の代わりに、潤滑微粒子1(Ferro社製、DLG−20A)、潤滑微粒子2(N−ラウロイルリシン)を表−1に記載の量を添加した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例12、比較例13」
ワックス微粒子の代わりに、潤滑微粒子3(PVDF、0.3μm)、潤滑微粒子4(アクリル、0.4μm)を表−1に記載の量を添加した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
「比較例14」
実施例1のトナー母粒子100部に対し、以下の外添剤を添加しヘンシェルミキサーにて5分間混合しトナーを得た。
・疎水性シリカ2(Cabot社製、TG−C6020N、平均粒子径200nm、HMDZ処理) 1.4部
・ 酸化チタン(テイカ社製、JMT150IB、平均粒子径15nm)1.2部
・ ワックス微粒子B(パラフィン、融点94℃、平均粒子径 6.7μm)1.5部
実施例1と同様にして印刷評価した結果、画像濃度が著しく低下し評価不能だった。
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂、ワックス、着色剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー表面に、少なくとも、シリカ粒子、研磨粒子として、酸化チタン、アルミノシリケート、炭化珪素、又は酸化鉄、及びワックス粒子として、パラフィンワックス、又はポリエチレンワックスが外添されており、且つ下記(1)あるいは(2)を満足することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(1)該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.7質量部以上2質量部以下であり、且つ該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.3質量部以上1質量部以下である
(2)該研磨粒子の添加量が該トナー100質量部に対して1質量部以上2質量部以下であり、且つ該ワックス粒子の添加量が該トナー100質量部に対して0.2質量部以上1質量部以下である - 前記研磨粒子の粒径が0.1μm以上2μm以下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。
- 前記トナーが一成分現像方式用トナーであることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記研磨粒子がスズ含有酸化チタンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
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