JP6128027B2 - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、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
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Description
請求項1に係る発明は、
結着樹脂を含有し、アルキル化ポリアルキレンビグアニド、アルキル化ポリアルキレングアニジン、及びアルキル化ポリアルキレンイミンから選ばれる少なくとも1種の化合物を表面に有するトナー粒子、
を含む静電荷像現像用トナー。
前記化合物は、分子中のイミノ基の残存率が20%以上50%以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子は、その表面に、トナー粒子1gあたり0.0001g以上0.0010g以下の範囲で前記化合物を有する、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリヘキサメチレンビグアニドを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリヘキサメチレングアニジンを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリエチレンイミンを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
請求項2に係る発明によれば、前記化合物の分子中のイミノ基の残存率が前記範囲外である場合に比べて、画像濃度のムラの発生をより抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、前記化合物の量が前記範囲外である場合に比べて、画像濃度のムラの発生をより抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項5に係る発明によれば、アルキル化ポリヘキサメチレングアニジンがアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項6に係る発明によれば、アルキル化ポリエチレンイミンがアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項8に係る発明によれば、トナーにおける前記化合物がアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制するトナーカートリッジが提供される。
請求項9に係る発明によれば、現像剤中のトナーにおける前記化合物がアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制するプロセスカートリッジが提供される。
請求項10に係る発明によれば、現像剤中のトナーにおける前記化合物がアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制する画像形成装置が提供される。
請求項11に係る発明によれば、現像剤中のトナーにおける前記化合物がアルキル化されていない場合に比べて、画像濃度のムラの発生を抑制する画像形成方法が提供される。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(「トナー」とも称する。)は、アルキル化ポリアルキレンビグアニド、アルキル化ポリアルキレングアニジン、及びアルキル化ポリアルキレンイミンから選ばれる少なくとも1種の化合物を表面に有するトナー粒子を含む。
本実施形態において、アルキル化ポリアルキレングアニジンとは、ポリアルキレングアニジン分子中に複数存在するイミノ基(−NH−、=NH)の少なくとも一部がアルキル化された(即ち、窒素原子に結合している水素原子がアルキル基で置換された)化合物である。
本実施形態において、アルキル化ポリアルキレンイミンとは、ポリアルキレンイミン分子中に複数存在するイミノ基(−NH−)の少なくとも一部がアルキル化された(即ち、窒素原子に結合している水素原子がアルキル基で置換された)化合物である。
以下、アルキル化ポリアルキレンビグアニド、アルキル化ポリアルキレングアニジン、及びアルキル化ポリアルキレンイミンを「特定化合物」と総称する。
なお、この感光体の表面電位を放電する現象がさらに感光体全体に進んだ場合は、画像濃度の低下、また一部分に極端に進んだ場合は、画像の欠けや白抜け等の問題につながってしまう。
トナー粒子は、結着樹脂を含み、さらに、着色剤、離型剤、及びその他の内添剤を含んでもよい。トナー粒子は、その表面に、アルキル化ポリアルキレンビグアニド、アルキル化ポリアルキレングアニジン、及びアルキル化ポリアルキレンイミン(総称して「特定化合物」)から選ばれる少なくとも1種の化合物を有する。特定化合物は、例えば、結着樹脂の酸性基と特定化合物の塩基性基との化学結合(共有結合、イオン結合);トナー粒子表面の分子と特定化合物との分子間力による結合;により、トナー粒子の表面に付着している。
本実施形態において、アルキル化ポリアルキレンビグアニドは、イミノ基の少なくとも一部がアルキル化されたポリアルキレンビグアニドである。イミノ基(−NH−、=NH)のうち=NHのアルキル化は、1置換でも2置換でもよく、画像濃度のムラの発生がより抑制される観点で、2置換されていることが望ましい。分子中の一級アミノ基(−NH2)は、画像濃度のムラの発生がより抑制される観点で、一部又は全部がアルキル化されていることが望ましい。
本実施形態において、アルキル化ポリアルキレングアニジンは、イミノ基の少なくとも一部がアルキル化されたポリアルキレングアニジンである。イミノ基(−NH−、=NH)のうち=NHのアルキル化は、1置換でも2置換でもよく、画像濃度のムラの発生がより抑制される観点で、2置換されていることが望ましい。分子中の一級アミノ基(−NH2)は、画像濃度のムラの発生がより抑制される観点で、一部又は全部がアルキル化されていることが望ましい。
本実施形態において、アルキル化ポリアルキレンイミンは、イミノ基の少なくとも一部がアルキル化されたポリアルキレンイミンである。分子中の一級アミノ基(−NH2)は、画像濃度のムラの発生がより抑制される観点で、一部又は全部がアルキル化されていることが望ましい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えば(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n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えば(メタ)アクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。
代表的な結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリスチレン、スチレン−(メタ)アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−(メタ)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が挙げられる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求める。より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求める。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000以下が好ましい。
ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー社製HLC−8120を用い、カラムとして東ソー社製TSKgel SuperHM−M(15cm)を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果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算出する。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート等の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系等の染料;が挙げられる。着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
疎水化処理剤の量は、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
以下、表面改質される前のトナー粒子を「トナー母粒子」ということがある。
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と;樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液も混合した分散液中で)、樹脂粒子を(必要に応じて他の粒子をも)凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と;凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と;を経て、トナー母粒子を製造する。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤分散液、離型剤粒子が分散された離型剤分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤は、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。
転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を描き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤分散液と、離型剤分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオンと錯体又は類似の結合を形成する添加剤を用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酢酸(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば、樹脂粒子のガラス転移温度より10℃乃至30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー母粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー母粒子を形成する工程と、を経て、トナー母粒子を製造してもよい。
表面改質工程は、例えば、トナー母粒子を含む水系分散液と特定化合物とを混合する工程である。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
本実施形態に係るトナーは非磁性一成分トナーであることが望ましく、即ち、本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを含む非磁性一成分現像剤であることが望ましい。
本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスの値を変える。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が+600V乃至+800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として現像され可視化される。
そして、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 :5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:95モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量18,000、酸価15mgKOH/g、ガラス転移温度60℃のポリエステル樹脂(1)を合成した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温(20℃乃至25℃)に戻し、攪拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び2−ブタノールを1,000ppm以下まで低減させ、体積平均粒径200nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。該樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を30質量%に調整して、樹脂粒子分散液(1)とした。
・スチレン :310部
・n−ブチルアクリレート :100部
・β−カルボキシエチルアクリレート :9部
・1,10−デカンジオールジアクリレート:1.5部
・ドデカンチオール :3部
フラスコに、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)4部をイオン交換水550部に溶解した溶液を入れ、そこに上記の材料を混合した混合液を入れて乳化した。乳化液を10分間ゆっくりと攪拌しながら、過硫酸アンモニウム6部を溶解したイオン交換水50部を投入した。次いで、系内の窒素置換を充分に行った後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が75℃になるまで加熱し、そのまま4時間乳化重合を継続した。これにより、重量平均分子量33,000、ガラス転移温度53℃、体積平均粒径250nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。該樹脂粒子分散液にイオン交換水を加え、固形分量を30質量%に調整して、樹脂粒子分散液(2)とした。
・パラフィンワックス(日本精蝋社製HNP−9) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK):1部
・イオン交換水 :200部
上記材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社製)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤分散液(固形分量20質量%)を調製した。
・カーボンブラック(キャボット社製Regal330) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK):1部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散して、体積平均粒径180nmの着色剤粒子が分散された着色剤分散液(固形分量20質量%)を調製した。
・樹脂粒子分散液(1) :480部
・離型剤分散液 :70部
・着色剤分散液 :50部
・荷電制御剤(オリエント化学社製ボントロンP−51の20質量%水分散液):10部
・アニオン性界面活性剤(テイカ社製TeycaPower、20質量%水溶液):2部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用い分散した。次いで、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザーを用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で40℃まで加熱し30分間保持した。その後、樹脂粒子分散液(1)100部を緩やかに追加し30分間保持した。その後、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら85℃まで加熱し180分間保持した。凝集粒子が融合したことを光学顕微鏡で確認した後、1℃/分の速度で20℃まで冷却した。冷却した後、粒子を濾別し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径7μmのトナー母粒子(1)を得た。
樹脂粒子分散液(1)に替えて樹脂粒子分散液(2)を用いた以外はトナー母粒子(1)の調製と同様にして、体積平均粒径7μmのトナー母粒子(2)を調製した。
ポリヘキサメチレンビグアニド100部を1−クロロペンタン38部と反応させて、ペンチル化ポリヘキサメチレンビグアニドを調製した。イミノ基の残存率は35%であった。
実施例A2では1−クロロペンタンを24部に、実施例A3では1−クロロペンタンを32部に、実施例A4では1−クロロペンタンを44部に、実施例A5では1−クロロペンタンを53部に、それぞれ変更した以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。
実施例A6では1−クロロペンタンを36部とし、ペンチル化ポリヘキサメチレンビグアニドをトナー母粒子100部に対して0.024部とした以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。
実施例A7では1−クロロペンタンを40部とし、ペンチル化ポリヘキサメチレンビグアニドをトナー母粒子100部に対して0.15部とした以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。
実施例A8では1−クロロペンタンを38部とし、トナー母粒子(1)に代えてトナー母粒子(2)を用いた以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。
ペンチル化ポリヘキサメチレンビグアニドをエチル化ポリヘキサメチレンビグアニドに代えた以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。ここで使用したエチル化ポリヘキサメチレンビグアニドは、ポリヘキサメチレンビグアニド100部をクロロエタン23部と反応させて調製した。イミノ基の残存率は34%であった。
実施例A1においてペンチル化ポリヘキサメチレンビグアニドの調製に用いたポリヘキサメチレンビグアニドをアルキル化せずそのまま使用した以外は実施例A1と同様の方法でトナーを得た。
ポリヘキサメチレングアニジン100部を1−クロロペンタン38部と反応させて、ペンチル化ポリヘキサメチレングアニジンを調製した。イミノ基の残存率は34%であった。
実施例B2では1−クロロペンタンを25部に、実施例B3では1−クロロペンタンを30部に、実施例B4では1−クロロペンタンを45部に、実施例B5では1−クロロペンタンを49部に、それぞれ変更した以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。
実施例B6では1−クロロペンタンを39部とし、ペンチル化ポリヘキサメチレングアニジンをトナー母粒子100部に対して0.024部とした以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。
実施例B7では1−クロロペンタンを37部とし、ペンチル化ポリヘキサメチレングアニジンをトナー母粒子100部に対して0.15部とした以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。
実施例B8では1−クロロペンタンを38部とし、トナー母粒子(1)に代えてトナー母粒子(2)を用いた以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。
ペンチル化ポリヘキサメチレングアニジンをエチル化ポリヘキサメチレングアニジンに代えた以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。ここで使用したエチル化ポリヘキサメチレングアニジンは、ポリヘキサメチレングアニジン100部をクロロエタン22部と反応させて調製した。イミノ基の残存率は37%であった。
実施例B1においてペンチル化ポリヘキサメチレングアニジンの調製に用いたポリヘキサメチレングアニジンをアルキル化せずそのまま使用した以外は実施例B1と同様の方法でトナーを得た。
ポリエチレンイミン100部を1−クロロペンタン37部と反応させて、ペンチル化ポリエチレンイミンを調製した。イミノ基の残存率は36%であった。
実施例C2では1−クロロペンタンを26部に、実施例C3では1−クロロペンタンを31部に、実施例C4では1−クロロペンタンを45部に、実施例C5では1−クロロペンタンを49部に、それぞれ変更した以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
実施例C6では1−クロロペンタンを38部とし、ペンチル化ポリエチレンイミンをトナー母粒子100部に対して0.024部とした以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
実施例C7では1−クロロペンタンを39部とし、ペンチル化ポリエチレンイミンをトナー母粒子100部に対して0.15部とした以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
実施例C8では1−クロロペンタンを38部とし、トナー母粒子(1)に代えてトナー母粒子(2)を用いた以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
ペンチル化ポリエチレンイミンをエチル化ポリプロピレンイミンに代えた以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。ここで使用したエチル化ポリプロピレンイミンは、ポリプロピレンイミン100部をクロロエタン22部と反応させて調製した。イミノ基の残存率は37%であった。
実施例C1においてペンチル化ポリエチレンイミンの調製に用いたポリエチレンイミンをアルキル化せずそのまま使用した以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
実施例C9においてエチル化ポリプロピレンイミンの調製に用いたポリプロピレンイミンをアルキル化せずそのまま使用した以外は実施例C1と同様の方法でトナーを得た。
各実施例および比較例の現像剤を、富士ゼロックス社製DocuPrint P300dに装填した。富士ゼロックス社製C2紙を使用し、28℃/85%RH環境にて、トナー載り量が1g/cm3のハーフトーン画像を30000枚出力した。30000枚目の画像を肉眼で観察し、以下の判定基準に従って評価した。結果を表1〜表3に示す。
−判定基準−
A :全面にわたって十分な濃度があり、濃度ムラがない。
B+:AとBの中間
B :濃度の薄い部分が一部にあり濃度ムラが認められるが、軽微で問題のない程度。
C :全面にわたって濃度が薄い。
2Y、2M、2C、2K、帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (11)
- 結着樹脂を含有し、アルキル化ポリアルキレンビグアニド、アルキル化ポリアルキレングアニジン、及びアルキル化ポリアルキレンイミンから選ばれる少なくとも1種の化合物を表面に有するトナー粒子、
を含む静電荷像現像用トナー。 - 前記化合物は、分子中のイミノ基の残存率が20%以上50%以下である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子は、その表面に、トナー粒子1gあたり0.0001g以上0.0010g以下の範囲で前記化合物を有する、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリヘキサメチレンビグアニドを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリヘキサメチレングアニジンを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子は、前記化合物として少なくともアルキル化ポリエチレンイミンを表面に有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項7に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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