JP2010160367A - トナーカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化された電子写真本体においても環境によらず、高解像、高精細な画像を長期にわたり安定的に得ることができるトナーカートリッジを提供する。
【解決手段】画像形成装置に着脱可能な少なくともトナーとトナーを収容するトナー容器により構成されたトナーカートリッジにおいて、該トナー容器は、少なくとも芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックを含有した成型用樹脂103を、延伸ブロー法により成型したトナー容器であり、該トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下であり、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粉体を有することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、及び磁気記録法にトナーを供給するためのトナーカートリッジに関するものである。
従来、電子写真本体にトナーを補給する方法としては、容器に内蔵されたトナーを複写機本体中のトナー受入部分に一度に全量供給する、いわゆる補給型容器と、電子写真本体にトナー容器を装着後、内蔵したトナーを使い切るまで容器を複写機本体中に据え置きし、必要量に応じ徐々にトナーを排出させていく、いわゆる据え置き型のトナー容器とに大別される。
これら据え置き型トナー容器において、トナーを排出する方法としては、トナー容器が円筒形の場合は、撹拌軸と撹拌羽根の組み合わせによる撹拌部材が使用し、該撹拌部材の回転速度及び回転量を制御することによりトナー排出量を規制する方法、或いはトナー容器側壁に螺旋状のリブを形成し、容器自体を回転させ、その回転量により内蔵のトナーの排出量を制御する方法等が提案されている。どちらの場合にいても、排出制御のための攪拌によりトナー容器内で、トナーと容器内面及び攪拌部材等との摩擦が発生し微小ながら帯電する。
また、従来は、現像部へのトナーの定量補給を目的として電子写真本体にトナー受け入れスペースを設け、予めトナー容器からこのバッファースペースにトナーを蓄えておき、その後必要に応じ現像部へ定量補給を行うという方法がとられていたが、近年の本体のコンパクト化に対応すべくこのバッファースペースをなくし、トナーカートリッジから現像部への直接補給する方法が望まれている。
一方、現像器自体もコンパクト化、シンプル化が進むとともに、多機能、高速プリント化が進み、多種多様な画像を高速でプリントアウトされるように そのため、補給状態にかかわらず安定した帯電を保持することが必要となっている。
これらトナー容器の材質としては、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等が強度、成形性、コスト等の面から選択され、これら材料を射出成型あるいはブロー成型等の手法にてトナーカートリッジへ成型される。例えば、特許文献1においてはポリスチレン原料を分割して射出成形した後、はり合わせた、耐衝撃性容器、或いは特許文献2には、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンの混合物を材料として二軸延伸ブロー成型したものなどが提案されている。
これらは、製造安定性、強度、難燃性、遮光性などには効果があるが、収納されるトナーに対しての帯電安定補助といった観点からの考慮はなされていない。
近年、トナー容器は、単なるトナーを保管する容器としてのみならず、電子写真特性、特に現像工程での要求を補強する予備工程としての役割が求められている。
一方、現像剤であるトナーについても帯電補助剤を添加するような提案も種種されている。例えば、特許文献3のようにシリカと酸化チタンの2種類を添加する方法が提案されている。しかしながら、帯電安定性と耐機械的ストレス性の両立の点では不十分である
また、特許文献4に、トナー粒子に小粒径のチタン酸ストロンチウム粒子を添加する方法が提案されている。これらの方法に使用される粒子は、静電荷潜像担持体上にトナーによるフィルミングや融着を防止する研磨剤としての効果は十分であるが、同時にトナーの流動性を損ね、トナー容器での排出安定性及び現像工程への均一なトナー供給を行うためには電子写真本体でのメカニカルな補助を必要とした。
以上のように小型化、シンプル化された電子写真構成においては、高解像、高精細な画像を長期に渡り安定的に得る為には、現像工程でのトナー帯電制御のみでは不十分であり、安定した帯電能を有するトナーを現像工程に供給するトナーカートリッジが要求されている。
特に、近年、高温高湿環境或いは低温低湿環境等の苛酷な環境下においても、同様の性能を有することが求められており、トナー側からの対策によって問題を解決する努力が重ねられてきているが、未だ根本対策が取られていないのが現状である。
特開2004−004792号公報 特開2002−221858号公報 特開2002−372800号公報 特開平10−10770号公報
本発明の目的は上記問題点を解消したトナーカートリッジを提供することにある。
即ち、本発明の目的は、定量排出性を極度に達成し、現像部においてもトナー均一帯電を達成することができる。
上記目的を達成するため、本発明者らは、トナーカートリッジにおけるトナー容器の成型用樹脂組成と、トナーに本発明の特殊な無機微粉体を含有させることによりトナーの定量排出性及び現像部でのトナーの均一帯電性を高度に達成することができることを見出した。すなわち本発明は以下の通りである。
(1) 画像形成装置に着脱可能な少なくともトナーとトナーを収容するトナー容器により構成されたトナーカートリッジにおいて、
該トナー容器は、少なくとも芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックを含有した成型用樹脂を、延伸ブロー法により成型したトナー容器であり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下であり、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粒子を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
(2) 該無機微粉体の粒子形状が、8個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体、および6個の四角形で囲まれた凸多面体である六面体のうちの少なくとも一方を基本としていることを特徴とするトナーカートリッジ。
(3) 該無機微粉体は、疎水化処理を施すことを特徴とするトナーカートリッジ。
(4) 該成型用樹脂は、40℃,2kHzにおける誘電率ε(C)が2.8pF/m以上3.8pF/m未満であり、該無機微粉体粒子の、40℃,2kHzにおける誘電率ε(A)が、下記式(1)
30.0<ε(A)/ε(C)<150.0 (1)
を満足することを特徴とするトナーカートリッジ。
(5) 該トナーの40℃,2kHzにおける誘電率ε(T)が、30.0pF/m以上80.0pF/m以下であることを特徴とするトナーカートリッジ。
本発明によれば、電子写真本体にトナー保管スペースをもたず小型化された画像濃度低下やカブリの発生がなく、高解像、高精細な画像を環境及びプリント画像に依らず長期に渡り安定的に得ることができる。
本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能で、少なくともトナーとトナーを収容するトナー容器により構成される。さらに、該トナー容器が、特定の成型用樹脂を延伸ブロー法により成型し、内蔵するトナーは、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下で、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粒子を有するものである。これにより、トナー保管時及び補給動作時においてもトナー容器とトナーからなる過度の摩擦帯電を引き起こさず、トナーの静電凝集の発生がなくトナーの定量排出性を極度に達成することができ、更には現像部への到達時においてトナーの帯電ムラを発生させることなく現像工程での不具合を抑制できる。
つまり本発明は、トナー容器が、少なくとも芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックを含有した成型用樹脂を、延伸ブロー法により成型したトナー容器であり、一方、内蔵するトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下であり、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粉体(無機微粒子)を有することを特徴とするトナーカートリッジに関する。
上記構成を有する成型樹脂を有することにより、電子写真機内での保管時及び排出時における局所的なトナーの過剰帯電を抑えるとともに、容器材質の水蒸気透過性を抑えて内臓トナーの吸湿を抑えトナーの電荷保持能力を一体化し帯電不良を抑えることが可能となる。
また、該トナーは少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下(好ましくは90nm以上250nm以下)であり、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粉体を有することを特徴とする。
個数平均粒子径が80nm未満である場合、トナーの搬送及び攪拌時にトナー母体表面への埋め込み現象が発生し無機微粉体の帯電調整効果が発現しない。また、400nm以上である場合、粒子径が大きすぎ、容器内面の微小な凹凸部に付着するトナー材料を掻きとる効果が発現しずらくなるとともに、現像工程にて感光ドラム表面をスジ状に傷つけ画像弊害を引き起こす。
一方、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3未満である場合、トナー母体が本来有している電荷がリークしトナー母体の帯電量不足となり十分な現像性が得られない。1.0×109Ω/cm3以上である場合、トナー容器内での攪拌、搬送工程においてトナーの局部的なチャージアップ現象が発生し現像ムラが発生する。
また、本発明のトナーカートリッジは、該無機微粉体の粒子形状が、8個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体、および6個の四角形で囲まれた凸多面体である六面体のうちの少なくとも一方を基本としていることが好ましい。
無機微粉体が、頂点を有することによりトナー容器内での攪拌時において、内面の微小な凹凸部に入りこんだトナー組成物を掻き取ることができ、トナー容器から排出時のトナー組成変化を最小限に抑えることができる。
また、本発明のトナーカートリッジは、該無機微粉体は、疎水化処理を施すことが好ましい。
同様にトナー容器内面を該無機微粉体の表面疎水化処理剤によりコートすることにより高度に均一帯電性を達成することが可能となるとともに、高温高湿環境下等においても吸湿による帯電低下を抑えることができる。
本発明における疎水化処理とは、本発明の無機微粉体の疎水化度を70%以上にすることを示す。その方法に限定はないが、疎水化処理剤により本発明の無機微粉体表面をコートすることが好ましい。
無機微粉体の疎水化処理剤としては、シリコーンオイル或いは、カップリング剤ではチタネート系、アルミニウム系、シラン系カップリング剤、脂肪酸金属塩等が挙げられる。
脂肪酸金属塩としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
また脂肪酸であるステアリン酸などでも同様の効果が得られる。
処理の方法は、処理する表面処理剤を溶媒中に溶解、分散させ、その中に無機微粉体を添加して撹拌しながら溶媒を除去して処理する湿式方法や、カップリング剤、脂肪酸金属塩と無機微粉体を直接混合して撹拌しながら処理を行う乾式方法などが挙げられる。
また、本発明のトナーカートリッジは、トナー容器の成型用樹脂の、40℃,2kHzにおける誘電率ε(C)が2.8pF/m以上3.8pF/m未満であり、該無機微粉体粒子の、40℃,2kHzにおける誘電率ε(A)が、下記式(1)
30.0<ε(A)/ε(C)<150.0 (1)
を満足することが好ましい。
該成型用樹脂の誘電率(ε)が、2.8pF/m未満である場合、電子写真本体にトナーのバッファ−スペースをもたずトナーカートリッジと現像器が直結された構成であると、高湿環境下での高印字での連続出力時に予備帯電効果が得られず濃度安定性が得られにくくなる。また、誘電率(ε)が、3.8pF/m以上である場合、低湿環境下での連続出力時に、過剰に帯電したトナーが発生し画像の一部分が濃度薄が発生したり、帯電不良からカブリ現象が発生し易い。トナー容器成型用樹脂の誘電率ε(C)と無機微粉体の誘電率ε(A)の比ε(A)/ε(C)が、30.0以下である場合、高印字出力時のトナー補給が必要とされるときに、攪拌及び搬送によるトナーとトナー容器の摩擦帯電のバランスが崩れ不均一なトナー帯電を引き起こし易い。同様にε(A)/ε(C)が、150.0以上である場合も、トナー容器側での電荷のリークが活発になりトナーが不均一帯電を引き起こし易い。
また、本発明のトナーカートリッジは、トナーの40℃,2kHzにおける誘電率ε(T)が、30.0pF/m以上80.0pF/m以下であることが好ましい。
トナーの誘電率ε(T)が、30.0pF/m未満である場合、特に高湿環境下においてトナーの電荷不足が発生し易く、現像器への補給時及び現像器内でのトナーの補給ムラによる帯状の濃度ムラを引き起こし易い。一方、ε(T)が、80.0pF/m超である場合、トナーが電荷を過剰に保持し易く同様に静電凝集による現像器へのトナー補給ムラが発生し易く、それにより帯状の濃度ムラ画像が発生し易い。
<無機微粉体の粒子径測定方法>
本発明における無機微粉体の個数平均粒子径については、電子顕微鏡にて5万倍の倍率で撮影した写真から100個の粒径を測定して、その平均を求めた。
<トナー及び無機微粉体の誘電率測定方法>
本発明のトナーの誘電率は以下の方法で測定する。
トナーを1g秤量し、19600kPa(200kg/cm2)の荷重を2分間かけて、直径25mm,厚さ1mm以下(好ましくは0.5乃至0.9mm)の円盤状の測定試料に成型する。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)に装着し、温度80℃まで加熱して溶融固定する。その後、温度40℃まで冷却し、1.47N(150g)の荷重をかけた状態で500乃至5×105Hzの周波数範囲を測定することによりトナーの誘電率を測定する。
また、本発明に係わる無機微粉体の誘電率は以下の方法で測定する。
無機微粉体を1g秤量し、19600kPa(200kg/cm2)の荷重を2分間かけて、直径25mm,厚さ1mm以下(好ましくは0.5乃至0.9mm)の円盤状の測定試料に成型する。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)に装着する。温度を40℃に固定して1.47N(150g)の荷重をかけた状態で500乃至5×105Hzの周波数範囲を測定することにより無機微粉体の誘電率を測定する。
本発明の無機微粉体としては、各種金属酸化物(酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛など)、金属酸塩(チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムなどのチタン酸塩、アルミン酸塩、ジルコン酸塩など)・窒化物(窒化ケイ素など)・炭化物(炭化ケイ素など)、金属塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど)・カーボンブラック・シリカ等が挙げられる。好ましくはチタン酸塩、酸化セリウム等である。
本発明のトナーに含まれるトナー粒子の結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系共重合体樹脂、エポキシ樹脂、又はビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有しているハイブリット樹脂を含む結着樹脂が好ましい。
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて離型剤を添加することができる。
本発明に使用可能な離型剤の例としては、脂肪族炭化水素系ワックス及びその酸化物;その酸化物のブロック共重合物;脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。これら離型剤のうち必要に応じて一種又は二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させることができる。
前記離型剤の好ましい添加量は、結着樹脂100質量部あたり0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.5乃至10質量部である。
また、これらの離型剤は、通常、樹脂を溶剤に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混合する方法や、混練時に混合する方法でトナー粒子に含有させることができる。
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤の例としては、有機金属錯体又はキレート化合物が挙げられる。トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤の例には、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、4級アンモニウム塩化合物、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩等が有効である。
前記荷電制御剤の好ましい含有量は、結着樹脂100質量部あたり0.5乃至10質量部である。荷電制御剤の量が0.5質量部未満の場合は、十分な帯電特性が得られないことがあり好ましくない。10質量部を超える場合は、他材料との相溶性が悪化したり、低湿下において帯電過剰になったりすることがあり好ましくない。
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて磁性体を添加し磁性トナーとすることが好ましい。該記磁性体は、マグネタイト、マグヘマタイト、フェライト等の磁性酸化物及びその混合物が好ましく用いられる。また、前記磁性体の例には、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、チタン、ジルコニウム、錫、カルシウム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ストロンチウム及び亜鉛等からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄が含まれる。
該磁性酸化鉄を含有することにより、本発明の好ましい形態であるトナーの誘電率ε(T)を、30.0pF/m乃至80.0pF/mに調整し、現像ローラからのトナー飛散を抑制するとともに、トナー表面電荷を均一化しドット再現に優れた画像が得られ易くなる。
これらの磁性体の好ましい個数平均粒径は0.05μm以上1.0μm未満であり、さらに好ましくは0.1以上0.5μm未満である。
磁性体の好ましい窒素吸着によるBET比表面積は2乃至40m2/gであり、さらに好ましくは4乃至20m2/gである。
磁性体の好ましい磁気特性は、磁場795.8kA/mで測定した飽和磁化が10乃至200Am2/kgであり、さらに好ましくは70乃至100Am2/kgである。好ましい残留磁化は1乃至100Am2/kgであり、さらに好ましくは2乃至20Am2/kgである。好ましい抗磁力は1乃至30kA/mであり、さらに好ましくは2乃至15kA/mである。
磁性体の好ましい含有量は、結着樹脂100質量部に対して20乃至200質量部である。
本発明のトナーに含まれるトナー粒子は、必要に応じて着色剤を添加することができる。前記着色剤として、任意の適当な顔料または染料を用いることができる。
前記顔料の例には、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンイエロー、アリザリンイエロー、ベンガラ、フタロシアニンブルー等が含まれる。顔料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.2乃至10質量部である。
また、前記染料の例には、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料等が含まれる。染料の好ましい添加量は結着樹脂100質量部に対して0.1乃至20質量部であり、さらに好ましくは0.3乃至10質量部である。
本発明のトナーに含まれる無機微粉体以外に、その他の外添剤を併用してもよい具体的な例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機酸化物、カーボンブラック、フッ化カーボン等の微粒径の無機微粉体等が挙げられる。
上記シリカ微粉体、アルミナ微粉体または酸化チタン微粉体が細かい粒子であると、これら微粉体は高いトナーへの流動性付与効果を有するので、これら微粉体は細かい粒子であることが好ましい。
これら微粉体の好ましい個数平均粒径は5乃至100nmであり、さらに好ましくは5乃至50nmである。
これら無機微粉体の好ましい添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.03質量部以上5質量部未満である。該無機微粉体の添加量が0.03質量部未満の場合は、十分な流動性付与効果を得ることができないことが多い。また、5質量部以上の場合は、トナーの圧縮指数が高くなり、トナーが締まり易くなるとともに、過剰な外添剤が遊離し、悪影響を及ぼし易い。
本発明のトナーは、結着樹脂、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練する。
さらに、冷却固化後粉砕及び分級を行い、更に複合無機微粉体と必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、作製される。
前記混合機の例には、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサ一(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)が含まれる。
前記混練機の例には、KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)が含まれる。
前記粉砕機の例には、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製)が含まれる。
前記分級機の例には、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)が含まれる。
粗粒などをふるい分けるために用いられる篩い装置の例には、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボエ業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い等が含まれる。
本発明に係るトナー容器成型用樹脂としては少なくとも芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックを含有した成型用樹脂を特徴とする。
上記構成を有することにより、本発明のトナーとの組み合わせにおいてトナー保管時及び排出時におけるトナーの局所的な過剰帯電を緩和し定量排出性及び排出後のトナーの静電特性を損なうことなく安定供給が可能となる。一方、容器の成形性及び強度を同時に満足することが可能となる。
以下、成型用樹脂についてより具体的に説明する。
芳香族ジカルボン酸から誘導される構成単位として具体的には、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、ジブロモイソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウム、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、ジブロムテレフタル酸などが挙げられる。また、所望ならば芳香族ジカルボン酸に他のポリカルボン酸を併用してもよい、このような芳香族ジカルボン酸に併用するポリカルボン酸としては、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸等のα,ω−脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。
ジオール成分の主体をなすポリアルキレングリコールとしてはエチレングリコールが好ましい。通常はエチレングリコールを主体とし、これに生成するポリエステル樹脂のガラス転移温度を高くする効果のあるイソソルバイドのような環状構造を有するジオールを併用する。
本発明に係るジオール成分は、通常は上述のエチレングリコール、イソソルバイド及びジエチレングリコールより成るが、所望ならばこれらに代えて又はこれらと共に他のジオールを用いることもできる。このようなジオールとしては、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール等のポリメチレングリコール;1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族ジオール;1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、2,5−ノルボルナンジメチロール等の脂環式ジオール;キシリレングリコール、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン酸等の芳香族ジオール;更には2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。
本発明に係る成型用樹脂は、エステル化又はエステル交換及び溶融重縮合を経る常用の樹脂の製造方法により製造することができる。エステル化やエステル交換反応は無触媒でも行ない得るが、所望ならば常用のエステル化触媒やエステル交換触媒を用いてもよい。
重縮合反応の触媒としては、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、マンガン化合物、亜鉛化合物、コバルト化合物、アルミニウム化合物、タングステン化合物など、重縮合触媒として知られている任意のものを用いることができる。通常はゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、コバルト化合物及びチタン化合物より成る群から選ばれた金属化合物を用いる。
なお、本発明に係る成型用樹脂は本質的に芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックからなるが、少量ならばこれら以外の他の共重合成分を含有していてもよい。このような共重合成分としては、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。
本発明は、成型用樹脂としてカーボンブラックを含有することを特徴とする。
カーボンブラックを含有させることにより容器内面での電荷の蓄積を抑え、トナー保管時及び搬送における攪拌時においてトナーの局所的な過剰帯電を抑え、均一帯電したトナーを現像工程へ供給することができる。
カーボンブラックの含有量は目的に応じて変えることができるが、好ましくは、0.5質量%以上25.0質量%未満(さらに好ましくは2.5質量%以上10.0質量%未満)であることが好ましい。0.5質量%未満である場合、トナーとの摩擦帯電によりトナーの帯電不良を引き起こし易い。また25.0質量%以上である場合、補強効果が強くなり成形性に不具合を引き起こし易くなる。
また、本発明のトナー容器は、カーボンブラックの他に導電性物質等を添加してもよい。例えば、黒鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化スズ、酸化スズ被覆硫酸バリウム、チタン酸カリウム、アルミニウム金属粉末、ニッケル金属粉末などが用いられる。
また、本発明の成型用樹脂にカーボンブラックを分散させる方法としては、2軸押し出し機、単軸押し出し機などの各種押し出し機を用いて分散させる方法や、ニーダー、バンバリーミキサーなどの各種ミキサー、2本ロール、3本ロールミルなどの各種ロールミルを用いて分散させる方法などがあるが、分散コントロールを行うためには2軸押し出し機が好ましい。これは、2軸押し出し機ではスクリュー構成の変更が容易であり、適切な分散状態の条件をスクリュー構成の変更によって容易に見いだすことができ、吐出量と軸回転数が個別にコントロールできるので熱可塑性樹脂の滞留時間を変えることができ、スクリューを換えない状態でも分散状態を変えることができ、分散の最適条件を見つけやすいためである。
次に、本発明に係るトナー容器(ボトル)の製造方法の例を図1乃至図4を用いてより具体的に説明する。
まず、上記のような成型用樹脂からプリフォームを製造する。該プリフォームは従来公知の方法、たとえば図1に示すような射出成形装置101によって製造することができる。図1のようにホッパー102に投入された成型用樹脂を含む成型用材料103が、加熱シリンダー104により加熱され溶融状態となり押し出しスクリュー105により金型106へと射出しプリフォーム107を成形する。
次に、図2、3に示すとおり、プリフォーム107を加熱炉108に入れ延伸温度まで加熱する。加熱後図3におけるブロー金型109にプリフォーム107を入れさらにプリフォームの加熱を行い、プリフォームを延伸棒110で縦方向に延伸しながら、気体112をプリフォーム口部111から流入させ膨らませブロー成形品113を得る。吹き込まれる気体は空気以外に、窒素、二酸化炭素、アルゴン等から選択することができる。これら、このブロー成形品113は縦横両方向に延伸されるため、高い強度の成形品となる。
以下に実施例に本発明を更に具体的に説明する。
(無機微粉体の製造例1)
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーをアルカリ水溶液で洗浄した。次に、該含水酸化チタンのスラリーに塩酸を添加して、pHを0.7に調整してチタニアゾル分散液を得た。該チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを4.0に調整し、上澄み液の電気伝導度が70μS/cmになるまで洗浄をくり返しした。該含水酸化チタンに対し、0.98倍モル量のSr(OH)2・8H2Oを加えてSUS製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO3換算で0.5mol/Lになるように蒸留水を加えた。窒素雰囲気中で該スラリーを83℃まで6.0℃/時間で昇温し、80℃に到達してから6時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後純水で洗浄をくり返す。
さらに窒素雰囲気下、上記スラリーをスラリーの固形分に対して7.0質量%のステアリン酸ナトリウムを溶解した水溶液中に入れ、撹拌しながら、表面処理を施した。該スラリーを純水でくり返し洗浄した後ヌッチェで濾過し、得られたケーキを乾燥してステアリン酸で表面処理したチタン酸ストロンチウムを得た。
得られたチタン酸ストロンチウムは、粒子形状が概略立方体または直方体の六面体形状であった。この疎水化処理された個数平均粒子径が100nmで六面体形状のチタン酸ストロンチウム粒子である無機微粉体1を得た。得られた無機微粉体1の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例2)
硫酸チタニル水溶液を熱加水分解して得た含水酸化チタンスラリーをアンモニア水によりpH7に中和し、濾過、水洗して得たケーキを、ケーキの酸化チタンを塩酸で解膠し、アナターゼ型チタニアゾルを得た。このゾルの平均一次粒子径は7nmであった。
また、出発原料としてTiO2相当分を50質量%含有しているイルメナイト鉱石を使用し、この原料を150℃で2時間乾燥させた後、硫酸を添加して溶解させることによって、TiOSO4水溶液を得た。これを濃縮し、上記アナターゼ型チタニアゾルをシードとして4.0質量部を添加した後、120℃で加水分解を行ない、不純物を含有しているTiO(OH)2のスラリーを得た。このスラリーをpH5乃至6で繰り返し水洗浄を行ない、硫酸、FeSO4、不純物を十分に除去した。そして、高純度のメタチタン酸〔TiO(OH)2〕のスラリーを得た。
該メタチタン酸を300℃で5時間加熱処理した後、十分に解砕処理を行ない、BET比表面積120m2/g、個数平均粒径100nmの親水性のアナターゼ型結晶の親水性酸化チタン微粉体を得た。
次に、水中で上記親水性の酸化チタン100質量部に対して、疎水化剤としてi−C49−Si−(OCH33を固型分で20質量部を、十分に分散させながら滴下混合し、疎水化処理を行なった。その後、ろ過し、120℃で5時間乾燥した後、170℃で5時間加熱処理し、疎水性酸化チタン微粒子の凝集体がなくなるまでジェットミルによる解砕処理を行ない、疎水性酸化チタン微粒子を得た。この疎水化処理された個数平均粒子径150nmで球状の酸化チタンを無機微粉体2とする。得られた無機微粉体2の物性値を表1に示す。
(無機微粉体の製造例3)
生石灰を消和して得られた消石灰粉を用い、濃度120g/Lに調整した。攪拌しながらCO2ガスを石灰乳中に吹き込んで炭酸化反応を行った。炭酸化反応は第1段階として供給速度20m3/m2・hrで炭酸化率が6.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み、次に第2段階として供給速度を1.2m3/m2・hrに下げ炭酸化率が13.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み、さらに第3段階として供給速度を18m3/m2・hrまで上げ炭酸化率を45.0%になるまでCO2含有ガスを吹き込み反応を行い、反応生成物を得た。
得られた反応生成物1モルに対し、25℃,濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液1モルを混合した。得られた混合物に反応開始温度25℃でCO2含有ガスを供給速度8.0m3/m2・hrで吹き込み炭酸化率50.5%まで炭酸化して、反応生成物を平均して長径3.8μmで厚さ0.4μmに粗大化させ、水性懸濁液Aを調製した。一方、25℃,濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液を、濃度50g/Lに調整し、反応開始温度13℃でCO2含有ガスを供給速度10.0m3/m2・hrで炭酸化率32.3%となるまで吹き込んで、水性懸濁液Bを調製した。
次いでA液とB液を、A液中のCa系化合物とB液中のCa系化合物のモル比が100:8になるように混合したのち、反応開始温度15℃でCO2ガスを供給速度15m3/m2・hrで吹き込み、反応させて、個数平均粒径150nmである均一な立方体状炭酸カルシウムを得た。
炭酸カルシウムを含む懸濁液を洗浄した後、固形分10質量%のスラリーに調整した。該スラリーを65℃で分散機により攪拌させながら、ステアリン酸ナトリウム含有量が20質量%を添加し、攪拌した後プレス脱水した。得られた濾過ケーキを箱型乾燥機で乾燥させた後、解砕することにより、ステアリン酸で処理された炭酸カルシウム粒子である無機微粉体3を得た。得られた無機微粉体3の物性値を表1に示す。
(無機微粉体の製造例4)
3.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液20Lを入れた反応容器に、Fe2+が1.5mol/Lである硫酸第一鉄水溶液20Lを加え、温度を95℃として、水酸化第一鉄コロイドを含有する第一鉄塩懸濁液を生成した。ここに、100L/minの空気を通気させながら90分撹拌してマグネタイトを含む第一鉄懸濁液を得た。ここに、6.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを10.0とした。さらに、100L/minの空気を通気させながら60分撹拌してマグネタイト粒子を生成させた。十分撹拌した後、マグネタイトを濾別した。このマグネタイトを水洗;乾燥後、解砕して八面体形状のマグネタイト粒子を得た。
この個数平均粒子径240nmで八面体形状のマグネタイト粒子である無機微粉体4を得た。得られた無機微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例5)
上記無機微粉体4粒子100質量部に対し、ジメチルシリコンオイル(100cps)を10.0質量部で表面処理し無機微粉体5を得た。得られた無機微粉体5の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例6)
塩化第二セリウム(CeCl3)水溶液に過酸化水素水を加えた後、アンモニア水を、攪拌しながら滴下し、含酸化セリウムゲルを沈殿させた。次にこの沈殿ゲルを、オートクレーブにて、150℃で24時間加熱処理してスラリーを得、これを純水で5回濾過洗浄し、攪拌、濾過、減圧乾燥することにより個数平均粒子径250nmで六面体形状を有した酸化セリウム粉末である無機微粉体6を得た。得られた無機微粉体6の物性値を表1に示す。
(無機微粉体の製造例7)
エタノールに、アンモニア水を加え撹拌し、25℃に保持した溶液にテトラエトキシシランを60分間で滴下し反応させた。滴下終了後さらに25℃にて3時間撹拌を続けシリカゾル懸濁液を得た。次にこのシリカゾル懸濁液を加熱し、エタノールを除去した後、流動層乾燥機で乾燥させた後、ピンミルで粉砕した。その後、流動層乾燥機を用いて110℃で乾燥させた後、再度ピンミルで十分に解砕して、シリカ粒子を得た。この個数平均粒子径85nmで不定形状のシリカを無機微粉体7とする。
(無機微粉体の製造例8)
硫酸第一鉄溶液中にFe2+に対して、0.95当量の水酸化ナトリウム水溶液とを混合した後、Fe(OH)2を含む第一鉄塩水溶液の生成を行った。次いで、Fe(OH)2を含む第一鉄塩水溶液に温度90℃において空気を通気してpH7の条件下で酸化反応をさせた。さらに、この懸濁液に、水酸化ナトリウム水溶液を残存Fe2+に対して、1.05当量添加して、さらに温度90℃で加熱しながら、pH8乃至11.5の条件下で酸化反応して、マグネタイトを生成した。生成したマグネタイトを常法により洗浄、濾過、乾燥した。その後、ミックスマーラーにて解砕処理を施し、個数平均粒子径380nmで球形のマグネタイト粒子である無機微粉体8を得た。得られた無機微粉体8の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例9)
水酸化アルミニウムを1000Kg/cm2(98000kPa)の圧力で成形し、1600℃の温度で2時間焼結させた。その後機械粉砕して、個数平均粒子径85μmの酸化アルミニウム粒子である無機微粉体9を得た。得られた無機微粉体9の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例10)
シュウ酸セリウムを1200Kg/cm2(117600kPa)の圧力で成形し、1800℃の温度で5時間焼結させた。その後機械粉砕し、平均粒径390nmの酸化セリウム粒子である無機微粉体10を得た。得られた無機微粉体10の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例11)
1モルの酸化ホウ素と7.5モルのメタノールからホウ酸トリメチルを合成した。得られたホウ酸トリメチルを、窒素ガスを用いて管状炉に取り付けた石英管に導入し、アルゴンガス及びアンモニアガス気流中で700℃に加熱して発生する白色の粉末を、アンモニアガス気流中で1100℃に5時間加熱した。
こうして得た平均粒径70nmの球状粒子である窒化ホウ素粒子を、さらに1100℃で加熱し、430nmとなるまで5時間成長させ個数平均粒子径430nmの窒化ホウ素粒子である無機微粉体11を得た。得られた無機微粉体の物性を表1に示す。
次に、トナー容器成型用のプリフォームの製造例を示す。
〔プリフォームの製造例1〕
・ポリエチレンテレフタレート樹脂(TR−8550T 帝人(株)製) 100質量部
・カーボンブラック (平均粒子径 30μm、吸油量50g/100g) 2質量部
上記材料を十分に混合し、2軸混練機により溶融混練した後、この溶融物を射出成形機(日精樹脂工業社製「PE−80S」)を用いて、試験管状のプリフォーム1を成形した。
〔プリフォームの製造例2〕
カーボンブラックの添加量を5.0質量部に変更する以外はプリフォームの製造例1と同様にしてプリフォーム2を製造した。
〔プリフォームの製造例3〕
・ポリエチレンナフタレート樹脂(TR−8550T 帝人(株)製) 100質量部
・カーボンブラック 7.0質量部
上記材料を十分に混合し、2軸混練機により溶融混練した後、この溶融物を射出成形機(日精樹脂工業社製「PE−80S」)を用いて、試験管状のプリフォーム3を成形した。
〔プリフォームの製造例4〕
カーボンブラックの添加量を0.2質量部に変更する以外はプリフォームの製造例3と同様にしてプリフォーム4を製造した。
〔プリフォームの製造例5〕
・ポリエチレンテレフタレート樹脂 (TR−8550T 帝人(株)製) 50質量部
・ポリカーボネート樹脂 (L1225Y 帝人(株)製) 50質量部
・カーボンブラック 10質量部
上記材料を十分に混合し、2軸混練機により溶融混練した後、この溶融物を射出成形機(日精樹脂工業社製「PE−80S」)を用いて、試験管状のプリフォーム5を成形した。
〔プリフォームの製造例6〕
・ポリブチレンテレフタレート樹脂
(BT−2535 大日本インキ化学工業(株)製) 40質量部
・ポリスチレン樹脂 (VS142 日本ポリスチレン(株)製) 60質量部
・カーボンブラック 10質量部
上記材料を十分に混合し、2軸混練機により溶融混練した後、この溶融物を射出成形機(日精樹脂工業社製「PE−80S」)を用いて、試験管状のプリフォーム6を成形した。
〔プリフォームの製造例7〕
カーボンブラック添加しないこと以外はプリフォームの製造例5と同様にして、プリフォーム7を成型した。
〔プリフォームの製造例8〕
・ポリプロピレン樹脂 (J−2003GP 出光石油化学(株)製) 100質量部
・カーボンブラック 10質量部
上記材料を十分に混合し、2軸混練機により溶融混練した後、この溶融物を射出成形機(日精樹脂工業社製「PE−80S」)を用いて、試験管状のプリフォーム8を成形した。
〔容器の製造例1〕
<延伸ブロー成形>
市販の複写機imageRUNNER iR5075N(キヤノン(株)社製)のトナー容器用のブロー金型を用意し、上記で得られたプリフォームを石英ヒーターを備えた赤外線照射炉内で最適加熱時間となるように保持した。これを室温で25秒間保持したのち、98℃に設定した上記ブロー金型内に装入し、延伸ロッドで高さ方向に延伸しながら、ブロー成形してトナー容器1を得た。
〔容器の製造例2乃至8〕
市販の複写機imageRUNNER iRC5180(キヤノン(株)社製)のシアントナー容器用のブロー金型を用意し、プリフォーム2乃至8を使用し、ブロー成型した後、2次加工を行ってトナー容器2乃至8を得た。
〔容器の製造例9〕
市販の複写機imageRUNNER iRC5180(キヤノン(株)社製)のシアントナー容器用の射出成型機用金型を用意し、プリフォーム7を用いてトナー容器9を得た。
〔実施例1〕
(トナーの製造例1)
・ポリエステル樹脂 100質量部
(Av.=25mgKOH/g、OHv.=35mgKOH/g、Tg=60℃、
Mn=2,700、Mw=83,000、THF不溶分15wt%含有)
・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 (融点102℃) 6質量部
・荷電制御剤(アゾ系鉄錯体化合物) 2質量部
・磁性酸化鉄 90質量部
(平均粒径0.19μm、保磁力11.2KA/m、残留磁化10.8Am2/kg、飽 和磁化82.3Am2/kg)
上記混合物を、130℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。さらに衝突式粉砕機により微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均径7.6μm、10.1μm以上の粒子が6.8体積%であるトナー粒子(トナー母体1)を得た。
このトナー粒子100質量部に対して、疎水性乾式シリカ(BET比表面積:300m2/g)を1.0質量部、無機微粉体1を1.0質量部加え、ヘンシェルミキサーFM500(三井三池社製)により、攪拌羽根回転速度1100rpmで3分間回転させてトナー表面へ分散、固着させ、本発明のトナー1を得た。
上記トナー1を用いて以下に示す評価を行った。
<画像評価試験>
市販の複写機imageRUNNER iR5075N(キヤノン(株)社製)を、トナーカートリッジ装着部と現像機間にあるサブホッパーを排除し、トナーカートリッジから排出されたトナーが直接現像機に供給されるように改造し、さらにプリントスピードを75cpmから100cpmへと改造を加えた。
低温低湿環境下(7.5℃/5%RH)、高温高湿環境下(40℃/90%RH)の各々において、印字比率20%のテストチャートを用いて、100,000枚複写を行い、以下に示すとおりに画像濃度、面内一様性、カブリ、ドット再現性の評価を行った。結果を表2及び3に示す。
1)画像濃度
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、直径5mm丸の画像の反射濃度を5点測定し、その平均値により評価を行った。
ランク5:反射濃度 1.45以上
ランク4:反射濃度 1.40乃至1.44
ランク3:反射濃度 1.35乃至1.39
ランク2:反射濃度 1.30乃至1.34
ランク1:反射濃度 1.29未満
2)面内濃度一様性
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、ベタ黒画像の反射濃度を測定し、その反射濃度の最高値(Dmax)と、最低値(Dmin)の差分(Dmax−Dmin)により、面内濃度一様性を評価した。
ランク5:面内濃度一様性 0.05未満
ランク4:面内濃度一様性 0.06乃至0.10
ランク3:面内濃度一様性 0.11乃至0.15
ランク2:面内濃度一様性 0.16乃至0.20
ランク1:面内濃度一様性 0.21以上
3)カブリ
「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
ランク5:カブリ0.1未満
ランク4:カブリ0.1乃至0.5
ランク3:カブリ0.5乃至1.5
ランク2:カブリ1.5乃至2.0
ランク1:カブリ2.0以上
4)ドット再現性評価
図5に示す1ドット、2ドット、3ドット、4ドットで構成される市松模様の静電潜像を感光体上に形成し、該感光体の表面に現像剤を供給し、得られた目に見える画像をサンプルとした。このサンプルを光学顕微鏡にて観察し、ドット再現性を評価した。
ランク5:潜像に忠実な画像である。
ランク4:光学顕微鏡で拡大すると、多少飛び散りが見られる。
ランク3:光学顕微鏡で拡大すると、飛び散り、乱れが見られる。
ランク2:目視により、飛び散り、画像の乱れが見られる。
ランク1:原稿を再現していない。
〔実施例2〕
(トナーの製造例2)
・ポリエステル樹脂 (Av.=25mgKOH/g、OHv.=35mgKOH/g、Tg=60℃、Mn=2,700、Mw=83,000、THF不溶分15質量%含有)
60質量部
・シアン顔料(PigmentBlue15:3) 40質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。
・上記ポリエステル樹脂 100.0質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:72℃、Mw=450、Mn=32)
4.0質量部
・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 15.0質量部
・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(荷電制御剤) 1.0質量部
上記混合物を、150℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。さらに衝突式粉砕機により微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均径7.4μm、10.1μm以上の粒子が6.8体積%であるトナー粒子(トナー母体2)を得た。
このトナー粒子100質量部に対して、疎水性シリカ(BET比表面積:300m2/g)を0.5質量部、疎水性酸化チタン(BET比表面積:150m2/g)、無機微粉体1を1.0質量部加え、ヘンシェルミキサーFM500(三井三池社製)により、攪拌羽根回転速度1100rpmで5分間回転させて外添させ本発明のトナー2を得た。
<画像評価試験>
市販のカラー複写機imageRUNNER iRC5180(キヤノン(株)社製)のシアントナーカートリッジ部及び現像部において、トナーカートリッジ装着部と現像機間にあるサブホッパーを排除し、トナーカートリッジから排出されたトナーが直接現像機に供給されるように改造を施した。
また、現像機を図6に示すように、ウレタン樹脂層115を有する現像ローラー114及び該現像ローラー114にトナーを塗布するためのスポンジローラー116を配置させたものに改造し、さらに現像ローラと感光ドラム117が接触するように設置した。さらに、感光体及び現像ローラの電位は、非画像部感光ドラム電位−650V,画像部感光ドラム電位−250V,現像バイアス−500V,画像電位コントラスト250Vに設定した。
上記評価機において、シアン単色モード、印字比率20%のテストチャートを用いて、低温低湿環境下(7.5℃/5%RH)、高温高湿環境下(40℃/90%RH)の各々において、100,000枚複写を行い、以下に示すとおりに画像濃度、面内一様性、カブリ、ドット再現性の評価を行った。評価結果を表2及び3に示す。
1)画像濃度
X−Raite500型(X−rite社制)を使用して、直径5mm丸の画像の反射濃度を5点測定し、その平均値により評価を行った。
ランク5:反射濃度 1.50以上
ランク4:反射濃度 1.40乃至1.49
ランク3:反射濃度 1.30乃至1.39
ランク2:反射濃度 1.20乃至1.30
ランク1:反射濃度 1.19未満
2)面内濃度一様性
「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)で、SPIフィルターを使用して、ベタ黒画像の反射濃度を測定し、その反射濃度の最高値(Dmax)と、最低値(Dmin)の差分(Dmax−Dmin)により、面内濃度一様性を評価した。
ランク5:面内濃度一様性 0.05未満
ランク4:面内濃度一様性 0.06乃至0.10
ランク3:面内濃度一様性 0.11乃至0.15
ランク2:面内濃度一様性 0.16乃至0.20
ランク1:面内濃度一様性 0.21以上
3)カブリ
「反射濃度計」(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)を用いて、画像形成前の転写紙の反射濃度(Dr)と、ベタ白画像をコピーした後の反射濃度の最悪値を(Ds)とを測定し、その差分(Ds−Dr)をカブリ値として評価した。
ランク5:カブリ0.1未満
ランク4:カブリ0.1乃至0.5
ランク3:カブリ0.5乃至1.5
ランク2:カブリ1.5乃至2.0
ランク1:カブリ2.0以上
4)ドット再現性評価
図5に示す1ドット、2ドット、3ドット、4ドットで構成される市松模様の静電潜像を感光体上に形成し、該感光体の表面に現像剤を供給し、得られた目に見える画像をサンプルとした。このサンプルを光学顕微鏡にて観察し、ドット再現性を評価した。
ランク5:潜像に忠実な画像である。
ランク4:光学顕微鏡で拡大すると、多少飛び散りが見られる。
ランク3:光学顕微鏡で拡大すると、飛び散り、乱れが見られる。
ランク2:目視により、飛び散り、画像の乱れが見られる。
ランク1:原稿を再現していない。
〔実施例3乃至11及び比較例1乃至3〕
実施例2において、表2に示す通りに、トナーに添加する無機微粉体及びその添加量を変更し、さらに表2に示すとおりに容器を変更する以外は実施例2と同様にして、トナーカートリッジを作製し同様に評価を行った。評価結果を表2及び3に示す。
Figure 2010160367
Figure 2010160367
Figure 2010160367
本発明のトナー容器のブロー成型法の説明図である。 本発明のトナー容器のブロー成型法の説明図である。 本発明のトナー容器のブロー成型法の説明図である。 本発明のトナー容器のブロー成型法の説明図である。 本発明のトナーの現像特性を試験するためのチェッカー模様の説明図である。 本発明のトナーを試験するための現像器の説明図である。
101:射出成型装置
102:ホッパー
103:成型用材料
104:加熱シリンダー
105:押し出しスクリュー
106:金型
107:プリフォーム
108:加熱炉
109:ブロー金型
110:延伸棒
111:プリフォーム口部
112:気体
113:ブロー成型品
114:現像ローラー
115:ウレタン樹脂層
116:スポンジローラー
117:感光ドラム

Claims (5)

  1. 画像形成装置に着脱可能な少なくともトナーとトナーを収容するトナー容器により構成されたトナーカートリッジにおいて、
    該トナー容器は、少なくとも芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを重合して得られるポリエステルとカーボンブラックを含有した成型用樹脂を、延伸ブロー法により成型したトナー容器であり、
    該トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、個数平均粒子径80nm以上400nm以下であり、体積固有抵抗値が1.0×103Ω/cm3以上1.0×109Ω/cm3以下である無機微粒子を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
  2. 該無機微粉体の粒子形状が、8個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体、および6個の四角形で囲まれた凸多面体である六面体のうちの少なくとも一方を基本としていることを特徴とする請求項1に記載のトナーカートリッジ。
  3. 該無機微粉体は、疎水化処理を施すことを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーカートリッジ。
  4. 該成型用樹脂は、40℃,2kHzにおける誘電率ε(C)が2.8pF/m以上3.8pF/m未満であり、該無機微粉体粒子の、40℃,2kHzにおける誘電率ε(A)が、下記式(1)
    30.0<ε(A)/ε(C)<150.0 (1)
    を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のトナーカートリッジ。
  5. 該トナーの40℃,2kHzにおける誘電率ε(T)が、30.0pF/m以上80.0pF/m以下であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のトナーカートリッジ。
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