JP2007271767A - 電子写真用トナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】離型剤の分散性を向上させることにより、カブリ特性、画質、耐久性、定着性の良好な電子写真用トナーを製造する方法を提供すること。
【解決手段】結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、原料混合物を溶融混練する工程、混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び粉砕物を分級する工程を具備する電子写真用トナーの製造方法において、前記離型剤は、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、トナー構成材料の5質量%以上であり、水に分散され、乳化した状態で前記原料混合工程に供給されることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、原料混合物を溶融混練する工程、混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び粉砕物を分級する工程を具備する電子写真用トナーの製造方法において、前記離型剤は、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、トナー構成材料の5質量%以上であり、水に分散され、乳化した状態で前記原料混合工程に供給されることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真用トナーの製造方法に係り、特に、定着性、及び耐久性の良好な電子写真用トナーの製造方法に関する。
電子写真方式による画像形成は、一般に、静電荷像をトナーにより現像して可視化し、現像により得られたトナー像を用紙に転写することにより行われる。
このような画像形成に用いられるトナーには、乾式トナーと湿式トナーがあり、乾式トナーの製造方法としては、粉砕法、重合法等がある。粉砕法の一般的な製造方法としては、結着樹脂、着色剤、離型剤、および帯電制御剤等の原料を乾式で混合したあと、2軸押出機などで溶融混練し、冷却固化した後に粗粉砕を行い、混練粗砕物を得る。その後、ジェットミルなどで微粉砕を行い、適切な粒度分布になるように分級機で粒度調整を行う。さらにシリカなどと一緒に混合機で混合することで表面処理を行い、トナーを得る。
近年の電子写真方式では、高画質化、高速化、エコロジーの要求が高い。トナーに求められる要件として、高画質化には、帯電特性や着色性の安定化が、トナーの小粒径化、高速化には、トナーの耐久性向上・低温定着性が、エコロジーには、定着ロールへのオイル塗布剤の廃止(オイルレス)が必要とされる。また、帯電特性や着色性の安定化のためには、材料選択の他に、材料を結着樹脂中に均一かつ微細に分散させることが重要である。
オイルレス化達成のためには、トナーにワックスを多量に含有させることが効果的であるが、ワックスを増量することで、粉砕トナーにおいては、粉砕界面にワックスが偏析し易くなり、結果として、トナーの機内汚染、融着など、トナーの耐久性が悪化する。ワックスの偏析は画質劣化にも影響がある。小粒径(5〜7μm)になる程、比表面積が増えるため、その傾向は強くなる。
トナーに内添される離型剤としては、従来融点が100〜130℃程度のポリエチレンやポリプロピレンが用いられてきたが、低温定着、オイルレス特性を満足するには、融点が100℃以下の低融点の離型剤を多量に添加することが有効であり、検討されている。
しかしながら、低融点ワックスは、ポリエチレンやポリプロピレンと比較し、耐久性の面で、不具合が出易いため、樹脂中に均一かつ微細に分散させることが必要となってくる。
以上のように、高画質、高速、エコロジーの要求を満たすトナーを得るには、樹脂中への材料分散が重要である。その中でも、原料混合時に、トナー構成材料を均一に分散することは重要であり、そのための方法として、例えば、樹脂の最大粒子径を1.5mm以下とすること(例えば、特許文献1参照)、樹脂の平均粒径を0.1mm以上1mm以下で最大粒子径が3mm以下に調整すること(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
しかしながら、これらの方法では、樹脂以外の材料の粒径がより大きい場合には、十分な効果が期待できないうえ、トナーの小粒径化、離型剤の多量添加に対しては、十分な効果は得られていない。
一方、オイルレスのための多量の離型剤を添加することによる不具合を改善するため、離型性粒子をトナーの表面に添加・固着する方法(例えば、特許文献3および4参照)や、トナー表面にエマルジョンワックスを付着させることで離型剤の添加量を少なくし、定着性を向上させる方法(例えば、特許文献5)が提案されている。
しかしながら、トナー表面に離型剤成分が多い場合、トナーの流動性の悪化、耐久性に関しては十分な効果は得られない。特に、近年の低温定着性向上のために効果のある融点の低い離型剤を使用する場合、不具合は顕著に発生する。
特開昭60−159856号公報
特開平2−272460号公報
特開昭63−41861号公報
特開昭63−244053号公報
特開昭63−300245号公報
本発明は、以上のような事情の下になされ、離型剤の分散性を向上させることにより、カブリ特性、画質、耐久性、定着性の良好な電子写真用トナーを製造する方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、原料混合物を溶融混練する工程、混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び粉砕物を分級する工程を具備する電子写真用トナーの製造方法において、前記離型剤は、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、トナー構成材料の5質量%以上であり、水に分散され、乳化した状態で前記原料混合工程に供給されることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法を提供する。
本発明の第2の態様は、上記方法により製造されたことを特徴とする電子写真用トナーを提供する。
かかる電子写真用トナーは、トナーを担持搬送するための弾性現像ロールと、この弾性現像ロール上に前記トナーを薄層状に形成するように前記トナーの厚さを規制するためのトナー層規制部材とを備え、前記弾性現像ロールの搬送速度が100mm/秒以上である現像装置に好適に用いられる。
また、オイルの供給機構を有しない定着器を備える電子写真用印字装置にも用いることができる。
本発明によると、所定の離型剤を所定量、水に分散され、乳化した状態で原料混合工程に供給することにより、原料の混合が均一に行われ、離型剤の分散が向上し、カブリ特性、画質、耐久性、定着性の良好なトナーを得ることができる。
以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る電子写真用トナーの製造方法は、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、原料の5質量%以上の離型剤を、水に分散され、乳化した状態で原料混合工程に供給されることを特徴とする。
離型剤をこのような状態で原料混合工程に供給することにより、次のような作用が生ずるものと考えられる。
即ち、離型剤の粒子径を3μm以下にすることと、水に分散することで、離型剤微粒子の表面が親水化処理され、離型剤同士の再凝集を防ぐほか、他の材料との分散も良好になる。また、水への分散に界面活性剤を用いる場合には、混練時に界面活性剤が離型剤と樹脂とを強固に結合させていることも考えられる。更に、同時に添加される水は、混練工程において、蒸発する際に吸熱を起こすことで、混練温度を下げる。そのため、樹脂の粘度が下がり、剪断力が向上し、材料分散性が良好になるものと考えられる。
このように、所定の離型剤の乳化分散液を供給することにより、原料の混合が均一に行われ、離型剤の分散が向上し、カブリ特性、画質、耐久性、定着性の良好なトナーを得ることができる。
以上のように、本発明では、離型剤の粒子径は3μm以下でなければならず、粒子径が3μmを超えると、離型剤同士の再凝集が生じてしまい、また、他の材料との分散も不良となる。また、離型剤の融点は100℃以下でなければならず、100℃を超える融点を有する離型剤を用いたのでは、トナーの耐久性及び定着性が悪化してしまう。更に、離型剤の配合量は、トナー構成材料の5質量%以上でなければならず、5質量%未満では、トナーの定着性が悪化してしまう。なお、好ましい離型剤の配合量は、トナー構成材料の5〜10質量%である。
離型剤としては、100℃以下の融点を有する、従来公知の離型剤を用いることができる。そのような離型剤として、カルナバワックスが好ましい。
また、離型剤は、水に分散され、乳化した状態で原料混合工程に供給されなければならず、粉体のまま供給したり、乳化していない状態で供給したのでは、耐久性が悪化してしまう。
また、離型剤は、水に分散され、乳化した状態で原料混合工程に供給されなければならず、粉体のまま供給したり、乳化していない状態で供給したのでは、耐久性が悪化してしまう。
離型剤が水に分散され乳化した状態、即ち、水と離型剤の乳化分散液を得るには、水に離型剤微粒子を界面活性剤とともに加えて攪拌すればよい。界面活性剤は、水中に分散した離型剤微粒子の凝集を防ぐ効果や異なった材料同士の均一な分散に寄与していることが考えられる。或いは、水に離型剤微粒子を加えて強力に攪拌することにより、界面活性剤を用いることなく乳化分散液を得ることも可能である。
使用可能な界面活性剤は、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤の公知のものが挙げられ、特に限定されない。
トナーの結着樹脂としては、公知のものを含む広い範囲から選択することができる。具体的には、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、およびスチレン−ブタジエン共重合体などのスチレン系樹脂をはじめ、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、クマロン樹脂、キシレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂などが例示でき、これらの樹脂を二種類以上組み合わせて用いてもよい。なお、これらの樹脂のうち、ポリエステル系樹脂が好ましい。
本発明の一実施形態に係るトナーの製造方法は、次のようにして行われる。
まず、結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤等の材料の計量を行い、計量され材料を混合機により混合する。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、V型ブレンダー、ナウターミキサー等、任意のものを用いることが出来る。混合後又は混合の途中に、離型剤乳化分散液を添加する。
まず、結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤等の材料の計量を行い、計量され材料を混合機により混合する。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、V型ブレンダー、ナウターミキサー等、任意のものを用いることが出来る。混合後又は混合の途中に、離型剤乳化分散液を添加する。
結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤の混合、及び離型剤乳化分散液の添加は、例えば、図1に示すようなヘンシェルミキサー1を用いて行うことができる。即ち、ヘンシェルミキサー1の上部蓋の材料添加口にゴム栓3を介して分液ロート2が取り付けられており、この分液ロート2内には所定量の離型剤乳化分散液が収容されている。ヘンシェルミキサー1内の結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を混合する際に、分液ロート2のコックを開けて、離型剤乳化分散液の添加を行う。混合終了後、原料混合物は、排出口4から排出される。
原料混合物は、次いで混練機に供給され、そこで溶融混練される。混練機としては、特に限定されないが、例えば、2軸混練機、オープンロール型混練機等を用いることができる。オープン型混練機としては、連続式2本ロールミル、連続式3本ロールミル、及びバッチ式ロールミル等、任意の型のものを用いることができる。
混練機から排出された溶融混練物は、通常、トナーの製造に用いられる方法に従って、冷却され、粉砕され、所定の粒度に分級されて、トナー粒子母体が得られる。冷却手段、粉砕手段及び分級手段は、特に限定されず、通常トナーの製造に用いられるものを採用することが出来る。例えば、冷却には、圧延や空気流の吹き付けによる冷却手段を用いることができ、粉砕には、衝突板式粉砕機等の気流粉砕機を用いることができ、分級には、様々な気流分級機を用いることができる。
このようにして得たトナー粒子母体に、シリカ等の外添剤を加え、混合・攪拌することにより、電子写真用トナーが得られる。
以上のように、本発明の一実施形態により得た電子写真用トナーは、所定の離型剤を含む乳化分散液が添加された原料混合物を、溶融混練して製造されたものであるため、原料の均一な混合と離型剤の高度な分散によって、優れたカブリ特性、画質、耐久性、及び定着性を有している。
図2は、以上説明した本発明の電子写真用トナーを用いて画像形成をするための画像形成装置を示す。
図2に示す画像形成装置は、現像装置11と感光体ドラム12とを備えている。現像装置11は、内部にトナーを収容するトナーホッパー13、トナーを供給する供給ロール14、供給ロール14から供給されたトナーを感光体ドラム12に付与し、感光体ドラム12の表面の静電潜像を現像する弾性体からなる現像ロール15、この現像ロール15に摺接して、現像ロール15表面のトナー層の厚さを規制するドクターブレード16を具備している。感光体ドラム12の周囲には、感光体ドラム12の表面を一様に帯電する帯電ロール17、帯電した感光体ドラム12の表面に原稿像を露光して、静電潜像を形成するLED18が配置されている。
感光体ドラム12の下部には、転写ベルト19が感光体ドラム12の回転とともに走行しており、転写シート20により感光体ドラム12と接触して、現像されたトナー像は、用紙21に転写される。なお、転写後も感光体ドラム12の表面に残留する、転写されなかったトナーは、クリーニングブレード22により除去される。
以上のように構成される画像形成装置に上述した本実施形態に係るトナーを実装し、弾性現像ロールの搬送速度を100mm/秒以上の高速で動作させても、カブリ特性、画質、耐久性、定着性は良好である。
以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明について更に具体的に説明する。
最初に、以下の実施例及び比較例における離型剤乳化分散液の作製方法、微粒子ワックスの粒径測定方法、原料混合条件、離型剤乳化分散液の添加条件、外添剤混合条件、混練条件、軟化点、ガラス転移点、トナー粒径、離型剤の融点の測定方法について説明する。
1.離型剤分散液の作製
カルナバワックス1号粉末(融点83℃、加藤洋行輸入品)を乳鉢で液体窒素と共に凍結粉砕し、微粒子ワックスを得た。ビーカーに蒸留水を95重量部、ノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを5重量部を投入し、プロペラ羽の付いた撹拌機で10分間撹拌した後、微粒子ワックス1を100重量部投入し、1時間撹拌を行い、離型剤分散液を得た。分散液数滴を常温で乾燥させたあと、後記する方法にて粒径を測定したところ、平均粒径は1.0μmであった。
カルナバワックス1号粉末(融点83℃、加藤洋行輸入品)を乳鉢で液体窒素と共に凍結粉砕し、微粒子ワックスを得た。ビーカーに蒸留水を95重量部、ノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを5重量部を投入し、プロペラ羽の付いた撹拌機で10分間撹拌した後、微粒子ワックス1を100重量部投入し、1時間撹拌を行い、離型剤分散液を得た。分散液数滴を常温で乾燥させたあと、後記する方法にて粒径を測定したところ、平均粒径は1.0μmであった。
2.微粒子ワックスの粒径測定方法
微粒子ワックスを走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影し、微粒子100粒を無作為に選択し、長軸・短軸を測定し、その平均値を粒径とした。
微粒子ワックスを走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影し、微粒子100粒を無作為に選択し、長軸・短軸を測定し、その平均値を粒径とした。
3.原料混合条件
投入量はヘンシェルミキサーの容積に対し、70〜80%の範囲になるよう投入量を調整した。撹拌羽は標準の羽を装着し、周速20m/secで回転させた。
投入量はヘンシェルミキサーの容積に対し、70〜80%の範囲になるよう投入量を調整した。撹拌羽は標準の羽を装着し、周速20m/secで回転させた。
4.離型剤分散液の添加条件
分液ロート2に予め離型剤分散液を計量しておき、図1に示すように、ヘンシェルミキサー1の上部蓋の材料添加口に設置した。撹拌開始10秒後以降に添加をスタートさせ、10分以内に必要量の添加を終了させた。
分液ロート2に予め離型剤分散液を計量しておき、図1に示すように、ヘンシェルミキサー1の上部蓋の材料添加口に設置した。撹拌開始10秒後以降に添加をスタートさせ、10分以内に必要量の添加を終了させた。
5.外添剤混合条件
投入量はヘンシェルミキサーの容積に対し、70〜80%の範囲になるよう投入量を調整した。撹拌羽は強撹拌羽を装着し、周速40m/secで回転させた。
投入量はヘンシェルミキサーの容積に対し、70〜80%の範囲になるよう投入量を調整した。撹拌羽は強撹拌羽を装着し、周速40m/secで回転させた。
6.混練条件
2軸押出機(スクリュウ径43mm、L/D=34)を使用。混練温度設定はスクリュー長さ方向に8分割されたゾーンのうち供給側4ゾーンは70℃、排出側4ゾーンは100℃に設定した。供給量は25kg/hで行った。
2軸押出機(スクリュウ径43mm、L/D=34)を使用。混練温度設定はスクリュー長さ方向に8分割されたゾーンのうち供給側4ゾーンは70℃、排出側4ゾーンは100℃に設定した。供給量は25kg/hで行った。
7.軟化点の測定
装置:フローテスター(島津製作所製、CFT−500D)
試料:1g
昇温速度:6℃/分
荷重:20kg
ノズル:直径1mm、長さ1mm
1/2法:試料の半分が流出した温度を軟化点とした。
装置:フローテスター(島津製作所製、CFT−500D)
試料:1g
昇温速度:6℃/分
荷重:20kg
ノズル:直径1mm、長さ1mm
1/2法:試料の半分が流出した温度を軟化点とした。
8.トナー粒径の測定
装置:マルチサイザーII(コールター社製)
試料:ビーカーに試料少量と精製水、界面活性剤を入れ、超音波洗浄器にて分散した。
装置:マルチサイザーII(コールター社製)
試料:ビーカーに試料少量と精製水、界面活性剤を入れ、超音波洗浄器にて分散した。
測定:アパーチャーは100μmで行い、カウントは50,000個で行い、体積平均粒径を得た。
9.ガラス転移点(Tg)の測定
装置:示差走査熱量計(島津製作所社製:DSC−60)
試料:8mg
昇温条件:10℃/分で160℃まで昇温し、降温速度10℃/分で35℃まで冷却したあと、再度10℃/分で160℃まで昇温する。
装置:示差走査熱量計(島津製作所社製:DSC−60)
試料:8mg
昇温条件:10℃/分で160℃まで昇温し、降温速度10℃/分で35℃まで冷却したあと、再度10℃/分で160℃まで昇温する。
2回目の昇温時において、転移により得られる曲線部分の2つの接線の交点をガラス転移点とした。
10.離型剤融点の測定
ガラス転移点と同様の測定を行い、2回目の昇温時の離型剤による吸熱曲線のピーク温度を融点とした。吸熱曲線が2山以上の場合は、各ピークの平均値をピークとした。
ガラス転移点と同様の測定を行い、2回目の昇温時の離型剤による吸熱曲線のピーク温度を融点とした。吸熱曲線が2山以上の場合は、各ピークの平均値をピークとした。
実施例1
結着樹脂として、ポリエステル樹脂(軟化点120℃、Tg67℃)90質量部、着色剤として、C.I.ピグメントブルー15:3を4質量部、帯電制御剤として、E−84(オリエント化学株式会社製)を1質量部をヘンシェルミキサー(標準羽装着、三井鉱山社製)に投入した。離型剤を水に分散させた分散液を分液ロートに10質量部(うち離型剤固形分として5質量部)計量し、ヘンシェルミキサーを撹拌しながら全量添加した。離型剤分散液1の添加終了後、10分間撹拌を行った。得られた混合粉体をスクリューフィーダーで2軸押出機に供給し、溶融混練し、延伸、冷却し、ロートプレックス(2mmスクリーン、ホソカワミクロン社製)で粗砕した後、衝突式粉砕機・風力分級機にて、トナー平均粒径が6.0μmになるように粉砕分級を行い、微粒子を得た。
結着樹脂として、ポリエステル樹脂(軟化点120℃、Tg67℃)90質量部、着色剤として、C.I.ピグメントブルー15:3を4質量部、帯電制御剤として、E−84(オリエント化学株式会社製)を1質量部をヘンシェルミキサー(標準羽装着、三井鉱山社製)に投入した。離型剤を水に分散させた分散液を分液ロートに10質量部(うち離型剤固形分として5質量部)計量し、ヘンシェルミキサーを撹拌しながら全量添加した。離型剤分散液1の添加終了後、10分間撹拌を行った。得られた混合粉体をスクリューフィーダーで2軸押出機に供給し、溶融混練し、延伸、冷却し、ロートプレックス(2mmスクリーン、ホソカワミクロン社製)で粗砕した後、衝突式粉砕機・風力分級機にて、トナー平均粒径が6.0μmになるように粉砕分級を行い、微粒子を得た。
得られた微粒子100重量部に外添剤として、「RY200」(日本アエロジル社製:疎水性シリカ)を2重量部添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製、撹拌強化羽装着)で3分間撹拌混合し、トナーを得た。
実施例2
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりに脂肪酸エステルワックスEW−861(融点81℃、理研ビタミン社製)を用いて離型剤分散液2を得た。得られた離型剤の粒径は0.5μmであった。
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりに脂肪酸エステルワックスEW−861(融点81℃、理研ビタミン社製)を用いて離型剤分散液2を得た。得られた離型剤の粒径は0.5μmであった。
離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液2を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
実施例3
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりにフィッシャートロプシュワックス(融点92℃)を用い、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルの代わりにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いて離型剤分散液3を得た。得られた離型剤の粒径は3.0μmであった。
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりにフィッシャートロプシュワックス(融点92℃)を用い、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルの代わりにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いて離型剤分散液3を得た。得られた離型剤の粒径は3.0μmであった。
離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液3を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
比較例1
離型剤として、カルナバワックス粉末1号を乳鉢で粉砕した後、粉体のまま他の原料と一緒に混合したことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。粉砕後の離型剤の粒径は1.0μmであった。
離型剤として、カルナバワックス粉末1号を乳鉢で粉砕した後、粉体のまま他の原料と一緒に混合したことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。粉砕後の離型剤の粒径は1.0μmであった。
比較例2
離型剤として、脂肪酸エステルワックスを乳鉢で粉砕した後、粉体のまま他の原料と一緒に混合したことを除いて、実施例2と同様にしてトナーを得た。粉砕後の離型剤の粒径は0.5μmであった。
離型剤として、脂肪酸エステルワックスを乳鉢で粉砕した後、粉体のまま他の原料と一緒に混合したことを除いて、実施例2と同様にしてトナーを得た。粉砕後の離型剤の粒径は0.5μmであった。
比較例3
離型剤として、粉砕後の粒径が6.0μmであるフィッシャートロプシュワックス(融点92℃)を用いて離型剤分散液4を得た。
離型剤として、粉砕後の粒径が6.0μmであるフィッシャートロプシュワックス(融点92℃)を用いて離型剤分散液4を得た。
離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液4を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
比較例4
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりにポリプロピレンワックス(融点123℃)を用いて離型剤分散液5を得た。得られた離型剤の粒径は1.0μmであった。
離型剤として、カルナバワックス1号粉末の代わりにポリプロピレンワックス(融点123℃)を用いて離型剤分散液5を得た。得られた離型剤の粒径は1.0μmであった。
離型剤分散液1の代わりに離型剤分散液5を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
比較例5
トナー中の離型剤の割合を2質量%としたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
トナー中の離型剤の割合を2質量%としたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
比較例6
離型剤として、界面活性剤を用いずに水とカルナバワックス1号粉末とを混合した、乳化していない混合物を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
離型剤として、界面活性剤を用いずに水とカルナバワックス1号粉末とを混合した、乳化していない混合物を用いたことを除いて、実施例1と同様にしてトナーを得た。
以上の実施例及び比較例で得たトナー試料について、下記の試験を行い、特性を評価した。
試験1−かぶり
非磁性一成分現像装置「カシオページプレストN−5」(カシオ計算機社製:カラープリンタ毎分29枚(A4横)機、プロセススピード129mm/秒)にトナーを実装し、通常環境(25℃、50%RH)において、普通紙(XEROX−P紙A4サイズ)を用いて5%印字画像を10,000枚連続印字した後、白紙印字を行い、印字している途中でフロント扉を開けることにより、印字を強制終了させ、その時のOPCドラム上のカブリトナーをメンディングテープに写しとり、白紙に貼り付けて、カブリトナーを採取していないテープと比較した。
非磁性一成分現像装置「カシオページプレストN−5」(カシオ計算機社製:カラープリンタ毎分29枚(A4横)機、プロセススピード129mm/秒)にトナーを実装し、通常環境(25℃、50%RH)において、普通紙(XEROX−P紙A4サイズ)を用いて5%印字画像を10,000枚連続印字した後、白紙印字を行い、印字している途中でフロント扉を開けることにより、印字を強制終了させ、その時のOPCドラム上のカブリトナーをメンディングテープに写しとり、白紙に貼り付けて、カブリトナーを採取していないテープと比較した。
測定は、日本電色社製の分光式色差計「SE−2000」を用いて得られるXYZ値よりかぶり前後の差の最大値をカブリ値として求め、下記のように評価した。
◎:カブリ値が2未満で良好
○:カブリ値が2以上5未満で良好
△:カブリ値が5以上10未満である。実用上問題ないレベル
×:カブリ値が10以上で悪い
試験2−濃度安定性
試験1と同様の装置を用い、通常環境(25℃、50%RH)において、5%印字画像を14,000枚連続印字した。途中、2,000枚おきにA4ベタ画像を印字し、四隅と中央の5点について画像濃度を測定し、平均濃度を求める(その際、白スジ等による画像欠陥部分は測定しない)。
○:カブリ値が2以上5未満で良好
△:カブリ値が5以上10未満である。実用上問題ないレベル
×:カブリ値が10以上で悪い
試験2−濃度安定性
試験1と同様の装置を用い、通常環境(25℃、50%RH)において、5%印字画像を14,000枚連続印字した。途中、2,000枚おきにA4ベタ画像を印字し、四隅と中央の5点について画像濃度を測定し、平均濃度を求める(その際、白スジ等による画像欠陥部分は測定しない)。
各サンプリングポイントで求めた平均濃度の内、最大値、最小値から次式により濃度安定性を求め、下記のように評価した。
濃度安定性(%)=平均濃度の最小値/平均濃度の最大値×100
◎:濃度安定性が95%以上で良好
○:濃度安定性が85%以上で良好
△:濃度安定性が75%以上で実用上問題ないレベル
×:濃度安定性が75%未満で悪い
試験3−耐久性
試験1と同様の装置を用い、通常環境(25℃、50%RH)において、5%印字画像を16,000枚連続印字した。途中、2,000枚おきにベタ画像、ハーフトーン画像を印字し、ブレード融着による白スジの発生枚数から下記のように評価した。
◎:濃度安定性が95%以上で良好
○:濃度安定性が85%以上で良好
△:濃度安定性が75%以上で実用上問題ないレベル
×:濃度安定性が75%未満で悪い
試験3−耐久性
試験1と同様の装置を用い、通常環境(25℃、50%RH)において、5%印字画像を16,000枚連続印字した。途中、2,000枚おきにベタ画像、ハーフトーン画像を印字し、ブレード融着による白スジの発生枚数から下記のように評価した。
◎:16,000枚まで発生しない
○:14,000枚以降に発生(実用上許容できるレベル)
△:12,000枚以降に発生
×:12,000枚未満で発生
試験4−定着性
試験1と同様の装置の定着部分の温度を可変できるように改造し、定着試験器とする。試験例1と同様の装置で未定着画像を得た後、前記定着試験器にて上ロールの定着温度を100〜200℃の範囲で10℃毎に可変し、未定着画像を定着器に通した。その際、下ロールの温度を上ロールの設定温度に対し10℃低い温度に設定した。画像サンプルのコールドオフセット、ホットオフセット、剥離爪跡を目視で観察し、非オフセット領域を求め、下記のように評価した。
○:14,000枚以降に発生(実用上許容できるレベル)
△:12,000枚以降に発生
×:12,000枚未満で発生
試験4−定着性
試験1と同様の装置の定着部分の温度を可変できるように改造し、定着試験器とする。試験例1と同様の装置で未定着画像を得た後、前記定着試験器にて上ロールの定着温度を100〜200℃の範囲で10℃毎に可変し、未定着画像を定着器に通した。その際、下ロールの温度を上ロールの設定温度に対し10℃低い温度に設定した。画像サンプルのコールドオフセット、ホットオフセット、剥離爪跡を目視で観察し、非オフセット領域を求め、下記のように評価した。
プロセス速度は129.3mm/sec、用紙はXEROX P紙A4サイズ(重量64g/m2 )で行った。また、定着器のオイル供給ロールは外して行った。
(評価基準)
◎:非オフセット領域が30℃以上である。
◎:非オフセット領域が30℃以上である。
○:非オフセット領域が20℃以上である。
△:非オフセット領域が20℃以下である。
×:非オフセット領域が10℃以下である。
上記表1から、次のことが明らかである。即ち、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、原料の5質量%以上の離型剤を、水に分散され、乳化した状態で原料混合工程に供給して製造された実施例1〜3のトナーは、いずれも、かぶり、濃度安定性、耐久性、及び定着性のすべてにおいて優れている。
これに対し、離型剤を粉体のまま添加して得た比較例1及び2のトナーは、特に耐久性に劣っている。また、離型剤の粒径を6.0μmとした比較例3のトナーもまた、耐久性が劣っている。離型剤に融点123℃のポリプロピレンを使用した比較例4のトナーは、耐久性及び定着性に劣り、離型剤分散液の量が少なすぎて、トナー中の離型剤の量が少ない比較例5のトナーは、耐久性は良好であるものの、定着性が悪い。
また、界面活性剤を入れないため、乳化状態にない離型剤と水の混合液を用いた比較例6のトナーは、定着性、耐久性が劣っている。
上記結果より、本発明では、離型剤を水に分散させて乳化状態の分散液としたのち、原料混合に添加することで、離型剤の樹脂への分散が向上するほか、顔料、帯電制御剤への分散にも良好となったものと考えられる。また、更に、定着性を満足させるためには、融点100℃以下の離型剤を5質量%添加する必要があり、離型剤の粒径を3.0μm以下とすることで耐久性が向上することがわかる。
1…ヘンシェルミキサー、2…分液ロート、3…ゴム栓、4…排出口、11…現像装置、12…感光体ドラム、13…トナーホッパー、14…供給ロール、15…現像ロール、16…ドクターブレード、17…帯電ロール、18…LED、19…転写ベルト、20…転写シート、21…用紙、22…クリーニングブレード。
Claims (4)
- 結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、
原料混合物を溶融混練する工程、
混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び
粉砕物を分級する工程
を具備する電子写真用トナーの製造方法において、
前記離型剤は、3μm以下の粒径及び100℃以下の融点を有し、トナー構成材料の5質量%以上であり、水に分散され、乳化した状態で前記原料混合工程に供給されることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。 - 請求項1に記載の方法により製造されたことを特徴とする電子写真用トナー。
- トナーを担持搬送するための弾性現像ロールと、この弾性現像ロール上に前記トナーを薄層状に形成するように前記トナーの厚さを規制するためのトナー層規制部材とを備え、前記弾性現像ロールの搬送速度が100mm/秒以上である現像装置に用いられる請求項2に記載の電子写真用トナー。
- オイルの供給機構を有しない定着器を備える電子写真用印字装置に用いられる請求項2に記載の電子写真用トナー。
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JP2006095266A JP2007271767A (ja) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | 電子写真用トナーの製造方法 |
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JP2009244883A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 現像剤の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004177714A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Kao Corp | トナーの製造方法 |
JP2005321589A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Canon Inc | トナーおよび該トナーを用いた画像形成方法 |
-
2006
- 2006-03-30 JP JP2006095266A patent/JP2007271767A/ja active Pending
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