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JP2007114648A - 電子写真用トナー、画像形成方法 - Google Patents

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JP2007114648A
JP2007114648A JP2005308141A JP2005308141A JP2007114648A JP 2007114648 A JP2007114648 A JP 2007114648A JP 2005308141 A JP2005308141 A JP 2005308141A JP 2005308141 A JP2005308141 A JP 2005308141A JP 2007114648 A JP2007114648 A JP 2007114648A
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electrophotographic toner
resin
temperature
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JP2005308141A
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Mikio Kamiyama
幹夫 神山
Kenji Hayashi
健司 林
Hiroyuki Yasukawa
裕之 安川
Tomoe Kitani
智江 木谷
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Konica Minolta Business Technologies Inc
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Konica Minolta Business Technologies Inc
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Abstract

【課題】トナー画像を低温で転写材に定着しても非オフセット領域が広く、高光沢を有し、画像欠陥となる光沢むらや白すじが無く、高品質のトナー画像が得られる電子写真用トナー、該電子写真用トナーを用いる画像形成方法の提供。
【解決手段】樹脂と着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、該電子写真用トナーが流動パラフィンを含み、且つ、該電子写真用ナーのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおける重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする電子写真用トナー。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真用トナーと該電子写真用トナーを用いる画像形成方法に関する。
近年、写真画像をデジタル化するようになり、電子写真方式においても、銀塩写真のような高光沢画像の要望が出てきている。
従来の方法で高光沢画像を得るには、トナー画像上に離型剤層を表面に均一に形成させる必要があり、定着温度の上昇や、定着速度ダウン、もしくは、トナー画像上に透明トナー層を更に形成させるなどの技術手段が採られている。
一方、消費電力低減や高速印刷のために定着装置の低エネルギー化(低温定着化)が近年図られているが、上記に挙げた高光沢の技術手段で低エネルギー化することは、光沢むらなどの問題を生じてしまい高光沢と低エネルギー化を両立することが困難であった。
また、低温定着化を試みると、結着樹脂の軟化点やガラス転移温度を低く抑えることになり、連続プリント時に現像ローラー上にトナー層を規制するブレードやトナー搬送ローラー、加熱ローラーなどへのトナー融着を引き起こし、画像欠陥の原因となっていた。
これを解決するために、表面張力の低いシリコンオイルをトナー中に含有させ、画質の向上を試みる検討がされている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−295074号公報
しかしながら、上記の提案(表面張力の低いシリコンオイルをトナー中に含有)では画像欠陥である白すじ、光沢むらを解決するには至らなかった。
本発明は、上記問題を鑑みなされたもので、トナー画像を低温で転写材に定着しても、非オフセット領域が広く、高光沢を有し、画像欠陥となる光沢むらや白すじが無く、高品質のトナー画質が得られる電子写真用トナー、該電子写真用トナーを用いる画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
1.
結着樹脂と着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、
該電子写真用トナーが流動パラフィンを含み、
且つ、該電子写真用トナーのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおける重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする電子写真用トナー。
2.
結着樹脂と着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、
該電子写真用トナーが流動パラフィンと、融点50〜100℃の離型剤を含み、
且つ、該電子写真用トナーのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおける重合平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする前記1に記載の電子写真用トナー。
3.
前記流動パラフィンのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおけるピークトップ分子量が、200〜600であることを特徴とする前記1又は2に記載の電子写真用トナー。
4.
前記電子写真用トナーのガラス転移温度(Tg)が、20〜45℃であることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
5.
前記電子写真用トナーが、コア粒子表面にシェルを設けたコア・シェル構造を有し、コア粒子中に前記流動パラフィンを含むことを特徴とする前記1〜4の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
6.
前記電子写真用トナーが、乳化会合法により作製されることを特徴とする前記1〜5の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
7.
前記電子写真用トナーが、外添剤として数平均一次粒子径10〜60nmの小粒径外添剤と数平均一次粒子径80nm〜1μmの大粒径外添剤を添加してなるものであることを特徴とする前記1〜6の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
8.
前記1〜7の何れか1項に記載の電子写真用トナーを用い、転写材上に多色現像してトナー画像を形成する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
本発明の電子写真用トナーと該電子写真用トナーを用いる画像形成方法は、低温で定着しても、非オフセット領域が広く、高光沢を有し、画像欠陥となる光沢むらや白すじが無く、高品質のトナー画像が得られる優れた効果を有する。
本発明者等は、前記問題を解決する手段として、融解熱を必要としない液状の化合物をトナー中に含有することを検討した。
その理由としては、上記融解熱を必要としない液状の化合物は、定着温度が低くなっても液状状態を保つため、トナー画像上に均一な層を形成することができるので、画像の光沢度が均一化でき光沢むらを抑制することができるからである。
しかしながら、液状化合物として、シリコンオイルをトナー中に含有させた場合は、シリコンオイルに含まれる珪素に由来する二酸化珪素が、画像形成装置内の帯電ワイヤに汚れとなって付着し、コロナ放電時に放電不良が発生し、画像上に白すじが発生し問題となる。
本発明者等は、トナー中に流動パラフィンを含有させることで、低温定着性能を発揮しつつ、非オフセット領域が広く、高光沢を有し、画像欠陥となる光沢むらや白すじ無い高品質のトナー画像を形成できることを見出した。
また、トナー特性としてガラス転移温度を低下させる可塑剤効果も有することを見出した。
以下、本発明について詳細に説明する。
《流動パラフィン》
本発明のトナーは、トナー中に流動パラフィンを含有することを特徴としている。
本発明でいう流動パラフィンとは、示差走査熱量法(DSC)測定において吸熱ピークを持たない炭化水素化合物のことである。
流動パラフィンの好ましい物性としては、40℃における動粘度が4〜200mm2/sのもの、もしくはゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(以下GPCと略す)測定におけるピークトップ分子量が200〜600の炭化水素化合物である。特に好ましくは、GPC測定におけるピークトップ分子量が240〜550のものである。
40℃における動粘度の測定は、JIS K2283に準拠し、「B型粘度計」((株)トキメック製)にて行う。
GPCによる流動パラフィンの分子量の測定は、以下の測定方法で行う。
流動パラフィンを40℃のテトラヒドロフランに、目視にて溶解を確認するまで撹拌溶解し、測定試料溶解液を調製する。
測定はGPCへ測定試料溶解液を注入して行う。GPCの測定条件を下記に示す。
装置:HLC−8220(東ソー社製)
カラム:TSKgelG2000HXL(内径7.8mm×30cm)3連(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0ml/min
測定試料濃度:0.1%(V/W)
試料注入:100μl
検出器:屈折率検出器(RI検出器)
校正曲線:標準ポリスチレン、n−ヘキシルベンゼン。
流動パラフィンとしては、具体的に、松村石油研究所製のP−40、P−55、P−60、P−70、P−80、P−85、P−100、P−120、P−150、P−200、P−230、P−260、P−300、P−350、P−350P、P−500等を挙げることができる。
流動パラフィンの添加量は、トナー全量に対して0.5〜20質量%が好ましい。この添加量範囲においては、光沢むらに対して良好な結果が得られる。
《トナーの重量平均分子量》
本発明のトナーのGPCにおける可溶分の重量平均分子量は、5000〜50000、好ましくは15000〜30000、より好ましくは20000〜30000である。尚、樹脂の不溶成分は無いものが好ましい。
GPCによるトナーの分子量の測定は、以下の測定方法で行う。
測定するトナー試料を濃度1mg/mlになるようテトラヒドロフランに溶解し、測定試料溶解液を調製する。尚、溶解は室温にて超音波分散機を用い5分間行い、次いでポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで濾過する。測定はGPCへ10μl測定試料溶解液を注入して行う。GPCの測定条件を下記に示す。
装置:HLC−8220(東ソー社製)
カラム:TSKguardcolumu+TSKgelSuperHZM−M3連(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.2ml/min
検出器:屈折率検出器(RI検出器)
試料の分子量測定装置では、試料を有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いた。
《トナーのガラス転移温度Tg》
本発明のトナーのガラス転移温度は、20〜45℃が好ましく、25〜40℃がより好ましい。
本発明のトナーのガラス転移温度は、「DSC−7示差走査カロリメーター」(パーキンエルマー製)、「TAC7/DX熱分析装置コントローラー」(パーキンエルマー製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー4.5mg〜5.0mgを小数点以下2桁まで精秤しアルミニウム製パン(KITNo.0219−0041)に封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。
ガラス転移温度は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移温度として示す。
《トナーの作製》
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーは、コア粒子表面にシェルを設けたコア・シェル構造を有するものが好ましい。前記コア粒子中には、前記流動パラフィンを含んでいることが好ましい。
コア・シェル構造を有するトナーのコア粒子は、懸濁重合法により調製された多層構造を有する複合樹脂粒子や、乳化重合、特に、多段重合法とよばれる多層構造を有する複合樹脂粒子を、着色剤粒子(或いは着色樹脂粒子)とともに凝集剤の存在下で凝集・融着させることにより得られる。そして、このように形成された複合樹脂粒子や着色樹脂粒子のコア粒子に、更に別途用意された樹脂粒子分散液を用いてシェリング操作を施し、コア粒子表面に少なくとも1層のシェルを形成する。このように、コア粒子表面にシェリング操作を施すことにより樹脂微粒子からなるシェルを形成してトナー粒子を形成する。
そして、生成されたシェル表面に外添剤を添加してコア・シェル構造を有する本発明のトナーを作製する。
本発明のトナーのコア粒子とシェル(単一層でも複数層でもよい)の質量比は、シェルの質量比率はコア粒子の質量に対して、10〜30質量%であることが好ましい。
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーは、例えば、以下のような工程を経て作製されるものである。
(1)ラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)樹脂微粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂微粒子と着色剤粒子を凝集、融着させてコア粒子(会合粒子)を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整する第1の熟成工程
(5)コア粒子(会合粒子)分散液中に、シェル用の樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造のトナー粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造のトナー粒子を熱エネルギーにより熟成して、コア・シェル構造のトナー粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却されたトナー粒子分散液からトナー粒子を固液分離し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
また、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
を有する場合もある。上記工程については、後で詳述する。
本発明のトナーを製造する場合、先ず、樹脂粒子と着色剤粒子とを会合融着させてコアとなるコア粒子を作製する。次に、コア粒子分散液中にシェル用樹脂粒子を添加して、コア粒子表面にこの樹脂粒子を凝集、融着させることによりコア粒子表面を被覆してコア・シェル構造を有するトナー粒子を作製する。このように、本発明のトナーは、各種製法で作製されたコア粒子の分散液中に、シェル用樹脂粒子を添加してコア粒子に融着させてコア・シェル構造のトナーを作製するものである。
本発明のトナーを構成するコア粒子は、樹脂微粒子と着色剤粒子とを凝集、融着させる製法により作製される。コア粒子の形状は、例えば、凝集・融着工程の加熱温度、第1の熟成工程の加熱温度と時間を制御することにより制御される。すなわち、凝集・融着工程で加熱温度を低めに制御することで、樹脂粒子同士の融着の進行が抑制されて異形化を促進させる。また、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、且つ、時間を短くしてコア粒子の異形形状を制御することが可能である。
この中で、第1の熟成工程における時間制御が最も効果的である。熟成工程は、会合粒子の円形度を調整することを目的としていることから、この時間を長くすると会合粒子の形状は真球に近い形状になる。
次に、前述した本発明のトナーを作製することが可能なトナーの製造方法を詳細に説明する。
本発明のトナーを構成するコア粒子は、例えば、樹脂(A)を形成する重合性単量体に離型剤成分を溶解或いは分散させた後、水系媒体中に機械的に微粒分散させ、ミニエマルジョン重合法により重合性単量体を重合させる工程を経て形成した複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる方法が好ましく用いられる。重合性単量体中に離型剤成分を溶かすときは、離型剤成分を溶解させて溶かしても溶融して溶かしてもよい。
コア粒子の製造方法は、多段重合法によって得られる樹脂(A)を含有する複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる工程が好ましく用いられる。具体的には、以下の方法が挙げられる。
〔溶解/分散工程〕
この工程では、ラジカル重合性単量体に離型剤化合物を溶解させて、離型剤化合物を混合したラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。この工程中に、流動パラフィンを添加することが好ましい。
〔重合工程〕
この重合工程の好適な一例においては、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、前記エステル化合物の混合物を溶解或いは分散含有したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤を添加し、当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記液滴中に油溶性重合開始剤が含有されていてもよい。このような重合工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い撹拌又は超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
この重合工程により、エステル化合物の混合物と結着樹脂とを含有する樹脂微粒子が得られる。かかる樹脂微粒子は、着色された微粒子であってもよく、着色されていない微粒子であってもよい。着色された樹脂微粒子は、着色剤を含有する単量体組成物を重合処理することにより得られる。また、着色されていない樹脂微粒子を使用する場合には、後述する凝集・融着工程において、樹脂微粒子の分散液に、着色剤微粒子の分散液を添加し、樹脂微粒子と着色剤微粒子とを融着させることでトナー粒子とすることができる。
〔凝集・融着工程〕(含第1の熟成工程)
前記融着工程における凝集、融着の方法としては、重合工程により得られた樹脂微粒子(着色又は非着色の樹脂微粒子)を用いた塩析/融着法が好ましい。また、当該凝集・融着工程においては、樹脂微粒子や着色剤微粒子とともに、離型剤微粒子や荷電制御剤などの内添剤微粒子を凝集、融着させることができる。
前記凝集・融着工程における「水系媒体」とは、主成分(50質量%以上)が水からなるものをいう。ここに、水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
着色剤微粒子は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。また、使用される界面活性剤としては、前述の界面活性剤と同様のものを挙げることができる。尚、着色剤(微粒子)は表面改質されていてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分子量液中に表面改質剤を添加し、この系を昇温することにより反応させる。反応終了後、着色剤を濾別し、同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返した後、乾燥することにより、表面改質剤で処理された着色剤(顔料)が得られる。
好ましい凝集、融着方法である塩析/融着法は、樹脂微粒子と着色剤微粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩及び3価の塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、前記樹脂微粒子のガラス転移温度以上であって、且つ前記混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。
凝集、融着を塩析/融着で行う場合、塩析剤を添加した後に放置する時間をできるだけ短くすることが好ましい。この理由として明確では無いが、塩析した後の放置時間によって、粒子の凝集状態が変動し、粒径分布が不安定になったり、融着させたトナーの表面性が変動したりする問題が発生する。また、塩析剤を添加する温度としては少なくとも樹脂微粒子のガラス転移温度以下であることが必要である。この理由としては、塩析剤を添加する温度が樹脂微粒子のガラス転移温度以上であると樹脂微粒子の塩析/融着は速やかに進行するものの、粒径の制御を行うことができず、大粒径の粒子が発生したりする問題が発生する。この添加温度の範囲としては樹脂のガラス転移温度以下であればよいが、一般的には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。
また、塩析剤を樹脂微粒子のガラス転移温度以下で加え、その後にできるだけ速やかに昇温し、樹脂微粒子のガラス転移温度以上であって、且つ、前記混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱する。この昇温までの時間としては1時間未満が好ましい。更に、昇温を速やかに行う必要があるが、昇温速度としては、0.25℃/分以上が好ましい。上限としては特に明確では無いが、瞬時に温度を上げると塩析が急激に進行するため、粒径制御がやりにくいという問題があり、5℃/分以下が好ましい。この融着工程により、樹脂微粒子及び任意の微粒子が塩析/融着されてなる会合粒子(コア粒子)の分散液が得られる。
そして、本発明では、凝集・融着工程の加熱温度や第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、形成したコア粒子が凹凸形状を有するものになるように制御する。具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして樹脂粒子同士の融着の進行を抑制させて異形化を促進させたり、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、且つ、時間を短くしてコア粒子を凹凸形状のものに制御する。
〔シェル化工程〕(含む第2の熟成工程)
シェル化工程では、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加してコア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を被覆させてトナー粒子を形成する。
具体的には、コア粒子分散液は上記凝集・融着工程及び第1の熟成工程での温度を維持した状態でシェル用樹脂粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとシェル用樹脂粒子をコア粒子表面に被覆させてトナー粒子を形成する。加熱撹拌時間は、1時間〜7時間が好ましく、3時間〜5時間が特に好ましい。そして、シェル化によりトナー粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウムなどの停止剤を添加して粒子成長を停止させ、その後もコア粒子に付着させたシェル用樹脂粒子を融着させるために数時間加熱撹拌を継続する。そして、シェル化工程ではコア粒子表面に厚さが10〜500nmのシェルを形成する。このようにして、コア粒子表面に樹脂粒子を固着させてシェルを形成し、まるみを帯び、しかも形状の揃ったトナー粒子が形成される。
本発明では、上述の工程を経ることにより、まるみを帯び、しかも形状の揃ったトナーを作製することが可能である。また、第2の熟成工程の時間を長めに設定したり、熟成温度を高めに設定することでトナー粒子の形状を真球方向に制御することが可能である。
〔冷却工程〕
この工程は、前記トナー粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
〔固液分離・洗浄工程〕
この固液分離・洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却されたトナー粒子の分散液から当該トナー粒子を固液分離する固液分離処理と、固液分離されたトナーケーキ(ウェット状態にあるトナー粒子をケケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
〔乾燥工程〕
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥処理し、乾燥されたトナー粒子を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。尚、乾燥処理されたトナー粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
〔外添処理工程〕
この工程は、乾燥されたトナー粒子に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。
本発明のトナーの平均粒径は体積基準におけるメディアン粒径(D50)にて3〜9μmであることが好ましい。この体積基準におけるメディアン粒径(D50)は「コールターマルチサイザーIII」(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステム(ベックマン・コールター社製)を接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを30000個に設定して測定する。尚、コールターマルチサイザーのアパチャー径は100μmのものを使用した。
本発明のトナーは、黒トナー、或いはカラートナーとして用いることができる。
次に、本発明のトナーを構成する化合物(結着樹脂、着色剤、離型剤、荷電制御剤、外添剤、滑剤)について説明する。
(結着樹脂)
結着樹脂を構成する重合性単量体として使用されるものは、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレン或いはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独或いは組み合わせて使用することができる。
また、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることが更に好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
更に、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。
また、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を挙げることができる。
(着色剤)
本発明に用いられる着色剤は、公知の無機又は有機着色剤を使用することができる。具体的な着色剤を以下に示す。
黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
また、マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
また、オレンジもしくはイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
また、グリーンもしくはシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
尚、これらの着色剤は必要に応じて単独もしくは2つ以上を選択併用しても良い。また、着色剤の添加量はトナー全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲に設定するのが良い。
(離型剤)
本発明で使用される離型剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワッックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスルトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
中でも、離型剤融点としては、融点が50〜100℃のものが好ましい。
離型剤の添加量は、トナー全体に対して1〜15質量%が好ましく、3〜12質量%がより好ましい。
融点が50〜100℃の離型剤を1〜15質量%添加することにより、定着温度低温時でのオフセット性の向上と、光沢ムラ抑制度が大きくなるためである。
トナーの離型剤融点は、「DSC−7示差走査カロリメーター」(パーキンエルマー製)、「TAC7/DX熱分析装置コントローラー」(パーキンエルマー製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー4.5〜5.0mgを小数点以下2桁まで精秤しアルミニウム製パン(KIT No.0219−0041)に封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行い、離型剤吸熱ピークのピークトップの温度を離型剤融点とした。
(荷電制御剤)
本発明のトナーには、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、公知の化合物を用いることができ、具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩或いはその金属錯体等が挙げられる。含有される金属としては、Al、B、Ti、Fe、Co、Niなどが挙げられる。荷電制御剤として特に好ましいのはベンジル酸誘導体の金属錯体化合物である。尚、荷電制御剤は、好ましくはトナー全体に対して0.1〜20.0質量%の含有率とすると、良好な結果を得ることができる。
(外添剤)
本発明のトナーは、小径外添剤と大径外添剤を添加して作製されたものが好ましい。
小径外添剤による現像剤の流動性の付与と、大径外添剤による転写性の付与により、低温定着トナーを長期にわたって使用した際の画像欠陥の発生を抑制する効果が得られるからである。
小径外添剤としては、数平均一次粒子径が10〜60nmのものが好ましく、具体的には、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム粒子等一般的なものが挙げられる。
大径外添剤としては、数平均一次粒子径が80nm〜1μmのものが好ましく、具体的には前記粒径を有する一般的な滑剤、有機微粒子、無機微粒子が挙げられる。
滑剤としては、高級脂肪酸の金属塩を挙げることができる。かかる高級脂肪酸の金属塩の具体例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸金属塩;オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸銅、オレイン酸マグネシウム等のオレイン酸金属塩;パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム等のパルミチン酸金属塩;リノール酸亜鉛、リノール酸カルシウム等のリノール酸金属塩;リシノール酸亜鉛、リシノール酸カルシウム等のリシノール酸金属塩等が挙げられる。
有機粒子としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン等の粒子が挙げられる。
大粒径の無機粒子としては、チタンドープシリカ等のドープ物が好ましく用いられ、更に、これらの無機粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理されていることが好ましい。
外添剤の添加量は、トナー全体に対して0.1〜10.0質量%が好ましい。外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。
外添剤の数平均一次粒子径は、具体的には下記の方法によって測定されるものである。
走査型電子顕微鏡にてトナーの3万倍写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込む。画像処理解析装置「LUZEX AP」(ニレコ製)にて、該写真画像のトナー表面に存在する外添剤について2値化処理し、外添剤1種につき100個についての水平方向フェレ径を算出、その平均値を数平均一次粒子径とする。尚、外添剤の数平均一次粒子径が小径であり凝集体としてトナー表面に存在する場合は、該凝集体を形成する一次粒子の粒子径を測定するものとする。
《現像剤》
本発明のトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤として用いることができる。一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤或いはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、何れにも使用することができる。また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の鉄含有磁性粒子に代表される従来から公知の材料を用いることができるが、特に好ましくはフェライト粒子もしくはマグネタイト粒子である。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは20〜80μmのものが良い。
キャリアの体積平均粒径の測定は、レーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているコーティングキャリア、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
また、キャリアとトナーの混合比は、質量比でキャリア:トナー=1:1〜50:1の範囲とするのが良い。
《画像形成方法》
本発明に係る画像形成方法は、本発明のトナーを用いて形成された転写材上のトナー画像を、定着装置を構成する加熱部材間を通過させて定着する接触型定着方式である。
以下、画像形成方法に用いられる画像形成装置と定着装置について説明する。
図1は、本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す断面図である。
図1において、20Y(20M、20C、20Bk)は画像形成ユニット、21Y(21M、21C、21Bk)は感光体ドラム、22Y(22M、22C、22Bk)はスコロトロン帯電器、23Y(23M、23C、23Bk)は露光光学系、24Y(24M、24C、24Bk)は現像器、25Y(25M、25C、25Bk)はクリーニング装置、34Y(34M、34C、34Bk)は転写器、40は定着装置、115は転写材搬送ベルト、160は搬送部、Pは転写材を示す。
以下、図1の画像形成装置について説明する。
図1の画像形成装置では、4組の画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Bkが転写材搬送ベルト115に沿って設けられている。
各画像形成ユニットは、感光体ドラム21Y(21M、21C、21Bk)、スコロトロン帯電器22Y(22M、22C、22Bk)、露光光学系23Y(23M、23C、23Bk)、現像器24Y(24M、24C、24Bk)及びクリーニング装置(クリーニング手段)25Y(25M、25C、25Bk)より構成され、各画像形成ユニットの感光体ドラム(21Y、21M、21C、21Bk)上に形成された各トナー像を、タイミングを合わせて搬送されてくる転写材(転写紙、OHP等)Pに、転写手段としての転写器34Y(34M、34C、34Bk)により順次転写して、重ね合わせカラートナー像を形成する。
転写材Pは、転写材搬送ベルト115に乗って搬送され、転写材分離手段としての紙分離AC除電器161による除電作用と、所定の間隔を空けて搬送部160に設けられる分離部材である分離爪210とにより、搬送ベルトから分離される。
次に転写材Pは、搬送部160を通った後、加熱ローラー41と、加圧ローラー42とにより構成される定着装置(定着手段)40へと搬送され、加熱ローラー41と加圧ローラー42により形成されるニップ部Tで転写材Pが挟持され、熱と圧力とが加えられることにより転写材P上の重ね合わせトナー像が定着された後、機外へ排出される。
前記露光手段には像露光光源として、半導体レーザを用いた走査光学系、及びLEDや液晶シャッター等の固体スキャナー等を用いることができる。
転写材を搬送する転写材搬送ベルト115には、ポリイミド、ポリカーボネート、PVdF等の高分子フィルムや、シリコンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加して導電化したもの等が用いられ、ドラム状、ベルト状どちらでもよいが、装置設計の自由度の観点からベルト状が好ましい。
また、転写ベルトの表面は、適当に粗面化されていることが好ましい。転写ベルトの十点表面粗さRzを0.5〜2μmにすることにより、転写材と転写ベルトの密着性を高め、転写ベルト上での転写材の揺動を防止し、感光体から転写材へのトナー像の転写性を良好にすることができる。
本発明で用いられる転写材とは、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写体或いは転写紙と通常よばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
図2は、本発明で用いられる定着装置(加圧ローラーと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す断面図である。
図2に示す定着装置10は、加熱ローラー71と、これに当接する加圧ローラー72とを備えている。尚、図2において、17は転写材(転写紙)P上に形成されたトナー像である。
加熱ローラー71は、フッ素樹脂又は弾性体からなる被覆層82が芯金81の表面に形成されてなり、線状ヒーターよりなる加熱部材75を内包している。
芯金81は、金属から構成され、その内径は10〜70mmとされる。芯金81を構成する金属としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅等の金属或いはこれらの合金を挙げることができる。
芯金81の肉厚は0.1〜15mmとされ、省エネの要請(薄肉化)と、強度(構成材料に依存)とのバランスを考慮して決定される。例えば、0.57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8mmとする必要がある。
被覆層82の表面を構成するフッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)及びPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などを例示することができる。
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みは10〜500μmとされ、好ましくは20〜400μmとされる。
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みが10μm未満であると、被覆層としての機能を十分に発揮することができず、定着装置としての耐久性を確保することができない。一方、500μmを超える被覆層の表面には紙粉によるキズがつき易く、当該キズ部にトナーなどが付着し、これに起因する画像汚れを発生する問題がある。
また、被覆層82を構成する弾性体としては、LTV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコンゴム及びシリコンスポンジゴムなどを用いることが好ましい。
被覆層82を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされる。
また、弾性体からなる被覆層82の厚みは0.1〜30mmが好ましく、0.1〜20mmがより好ましい。
加熱部材75としては、ハロゲンヒーターを好適に使用することができる。
加圧ローラー72は、弾性体からなる被覆層84が芯金83の表面に形成されてなる。被覆層84を構成する弾性体としては特に限定されるものではなく、ウレタンゴム、シリコンゴムなどの各種軟質ゴム及びスポンジゴムを挙げることができ、被覆層84を構成するものとして例示したシリコンゴム及びシリコンスポンジゴムを用いることが好ましい。
また、被覆層84の厚みは0.1〜30mmが好ましく、0.1〜20mmがより好ましい。
また、定着温度(加熱ローラー10の表面温度)は70〜210℃、定着線速は80〜640mm/secが好ましい。また、加熱ローラーのニップ幅は8〜40mm、好ましくは11〜30mmに設定する。
尚、加熱ローラーは、シリコンオイルを1プリント当たり0.3mg以下塗布して用いても良いが、オイルレスで用いても良い。
図3は、本発明で用いられる定着装置(ベルトと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す概略図である。
図3の定着装置10は、ニップ幅を確保するためにベルトと加熱ローラーを用いたタイプのもので、加熱ローラー601とシームレスベルト11、及びシームレスベルト11を介して加熱ローラー601に押圧される圧力パッド(圧力部材)12a、圧力パッド(圧力部材)12b、前記潤滑剤供給部材40とで主要部が構成されている。
加熱ローラー601は、金属製のコア(円筒状芯金)10aの周囲に耐熱性弾性体層10b、及び離型層(耐熱性樹脂層)10cを形成したものであり、コア10aの内部には、加熱源としてのハロゲンランプ14が配置されている。加熱ローラー601の表面の温度は温度センサー15によって計測され、その計測信号により、図示しない温度コントローラーによってハロゲンランプ14がフィードバック制御されて、加熱ローラー601の表面が一定温度になるように調整される。シームレスベルト11は、加熱ローラー601に対し所定の角度巻き付けられるように接触し、ニップ部を形成している。
シームレスベルト11の内側には、低摩擦層を表面に有する圧力パッド12がシームレスベルト11を介して加熱ローラー601に押圧される状態で配置されている。圧力パッド12は、強いニップ圧がかかる圧力パッド12aと、弱いニップ圧がかかる圧力パッド12bとが設けられ、金属製等のホルダー12cに保持されている。
更にホルダー12cには、シームレスベルト11がスムーズに摺動回転するようにベルト走行ガイドが取り付けられている。ベルト走行ガイドはシームレスベルト11内面と摺擦するため摩擦係数が低い部材が望ましく、且つ、シームレスベルト11から熱を奪いにくいように熱伝導の低い部材がよい。
図4は、本発明で用いられる定着装置(ソフトローラーと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す概略図である。
図4に示す着装置10は、定着ニップを確保するとともに、転写材の巻き付きを防止し、画質に優れるソフトローラーと加熱ローラーを用いたタイプのもので、加熱ローラー部材として加熱ローラー601と、ソフトローラー部材としてのソフトローラー17bを用い、加熱ローラー601の内部に加熱部材としてのハロゲンランプ14を備えたものである。
加熱ローラー601とソフトローラー17bとの間にニップ部Nを形成し、ニップ部Nを通して熱と圧力とを加えることにより、転写材P上のトナー像を定着するものである。上記において、ソフトローラー17bの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプ14(不図示)を配設するようにしてもよい。
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
《流動パラフィンの準備》
表1に記載の「流動パラフィン1〜7」を準備した。
Figure 2007114648
《トナーの作製》
〈トナーBk1の作製〉
(コア用樹脂粒子Aの製造)3層構造樹脂粒子の作製
第一段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4gとイオン交換水3000gを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水400gに溶解させたものを添加し、液温75℃とし、下記単量体混合液を1時間かけて滴下後、75℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、「樹脂粒子(A1)」を得た。
スチレン 532g
n−ブチルアクリレート 200g
メタクリル酸 68g
n−オクチルメルカプタン 16g
第二段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3gをイオン交換水1560gに溶解させた溶液を仕込み、80℃に加熱後、前記「樹脂粒子(A1)」を固形分換算35gと、離形剤であるパラフィンワックスと流動パラフィン1を80℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
スチレン 100g
n−ブチルアクリレート 62g
メタクリル酸 12g
n−オクチルメルカプタン 1.75g
パラフィンワックス(融点75℃) 35g
流動パラフィン1 28g
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム5gをイオン交換水100gに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を80℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、「樹脂粒子(A2)」を得た。
第三段重合
更に、過硫酸カリウム5.45gをイオン交換水220gに溶解させた溶液を添加し、80℃の温度条件下に、
スチレン 294g
n−ブチルアクリレート 155g
n−オクチルメルカプタン 7.08g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し「樹脂粒子(A3)」を得た。これを「樹脂粒子A」とする。
(シェル用樹脂粒子Bの製造)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4gとイオン交換水3000gを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水400gに溶解させたものを添加し、液温80℃とし、下記単量体混合液を2時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子B」とする。
スチレン 624g
2−エチルヘキシルアクリレート 120g
メタクリル酸 56g
n−オクチルメルカプタン 16.4g
(着色剤Bk分散液の作製)
ドデシル硫酸ナトリウム90gをイオン交換水1600gに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420gを徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調整した。これを、「着色剤Bk分散液」とする。この着色剤Bk分散液における着色剤粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
(凝集・融着工程)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、「樹脂粒子A」を固形分換算で392gと、イオン交換水1100gと、「着色剤Bk分散液」200gを仕込み、液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム60gをイオン交換水60gに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて80℃まで昇温し、80℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザーIII」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメディアン径が6μmになった時点で、塩化ナトリウム40gをイオン交換水160gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、更に、熟成工程として液温度80℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより粒子間の融着を進行させ、「コア粒子1」を形成した。
(シェリング工程)
次いで、「樹脂粒子B」を固形分換算で44g添加し、80℃にて1時間にわたり撹拌を継続し、「コア粒子1」の表面に「樹脂粒子B」の粒子を融着させシェルを形成させた。ここで、塩化ナトリウム150gイオン交換水600gに溶解した水溶液を添加し熟成処理を行い、所望の円形度になった時点で30℃に冷却した。
(洗浄・乾燥工程)
形成した粒子をバスケット型遠心分離機「MARkIII型式番号60×40」(松本機械製)で固液分離し、トナー母体粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで40℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー母体粒子」を作製した。
(外転剤添加工程)
上記で得られた「トナー母体粒子」に、小粒径外添剤として疎水性シリカ粒子(数平均一次粒子径=12nm)を1質量%、大粒径外添剤としてチタンドープシリカ粒子(数平均一次粒子径=120nm)を0.3質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して、「トナーBk1」を作製した。
トナーBk1の流動パラフィン含有量は4質量%であり、パラフィンワックス含有量は5質量%であった。
〈トナーBk2、Bk3作製〉
トナーBk1の作製において、表2に示すように流動パラフィンの種類と添加量を変更した以外は同様にして、「トナーBk2、Bk3」を作製した。
〈トナーBk4の作製〉
トナーBk2の作製において、第一段重合の重合開始剤量を15gに、n−オクチルメルカプタンを30gに、第二段重合の重合開始剤量を10gに、n−オクチルメルカプタンを10gに、第三段重合の重合開始剤量を8gに、n−オクチルメルカプタンを20gに、シェル用樹脂粒子Bの作製において、重合開始剤量を10gに、n−オクチルメルカプタンを30gに、外添剤の大粒径粒子をポリメチルメタアクリレート粒子に変更した以外は同様にして、「トナーBk4」を作製した。
〈トナーBk5の作製〉
トナーBk2の作製において、第二段重合のn−オクチルメルカプタンを5gに、第三段重合のn−オクチルメルカプタンを18gに、外添剤の大粒径粒子をポリメチルメタアクリレート粒子に変更した以外は同様にして、「トナーBk5」を作製した。
〈トナーBk6の作製〉
トナーBk2の作製例において、第二段重合の重合開始剤量を5.5gに、n−オクチルメルカプタンを1gに、第三段重合の重合開始剤量を5gに、n−オクチルメルカプタンを3gに、外添剤の大粒径粒子をポリメチルメタアクリレート粒子に変更した以外は同様にして、「トナーBk6」を作製した。
〈トナーBk7の作製〉
トナーBk1の作製例において、第一段重合のスチレンを448g、n−ブチルアクリレートを328g、メタクリル酸を24gに変更し、第二段重合のスチレンを94g、n−ブチルアクリレートを75g、メタクリル酸を5.2gに変更し、第三段重合のスチレンを242g、n−ブチルアクリレートを193g、メタクリル酸を13.5gに変更し、シェル用樹脂粒子Bの作製例において、スチレンを520g、n−ブチルアクリレートを216g、メタクリル酸を64gに変更するとともに、表1に示すように流動パラフィンの添加量、離型剤の添加量を変更、外添剤の大粒径粒子をポリメチルメタアクリレート粒子に変更した以外は同様にして、「トナーBk7」を作製した。
〈トナーBk8の作製〉
トナーBk1の作製例において、第一段重合のスチレンを448g、n−ブチルアクリレートを328g、メタクリル酸を24gに変更し、第二段重合のスチレンを97g、n−ブチルアクリレートを71g、メタクリル酸を5.2gに変更し、第三段重合のスチレンを251g、n−ブチルアクリレートを184g、メタクリル酸を13.5gに変更し、シェル用樹脂粒子Bの作製例において、スチレンを520g、n−ブチルアクリレートを216g、メタクリル酸を64gに変更するとともに、表1に示すように流動パラフィンの添加量、離型剤の添加量を変更、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして、「トナーBk8」を作製した。
〈トナーBk9の作製〉
トナーBk1の作製例において、第一段重合のスチレンを536g、n−ブチルアクリレートを200g、メタクリル酸を64gに変更し、第二段重合のスチレンを117g、n−ブチルアクリレートを43.5g、メタクリル酸を14gに変更し、第三段重合のスチレンを301g、n−ブチルアクリレートを112g、メタクリル酸を36gに変更し、シェル用樹脂粒子Bの作製例において、スチレンを560g、n−ブチルアクリレートを184g、メタクリル酸を56gに変更するとともに、表1に示すように流動パラフィンの添加量、離型剤の添加量を変更、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk9」を作製した。
〈トナーBk10の作製〉
トナーBk1の作製例において、第一段重合のスチレンを560g、n−ブチルアクリレートを176g、メタクリル酸を64gに変更し、第二段重合のスチレンを122g、n−ブチルアクリレートを38g、メタクリル酸を14gに変更し、第三段重合のスチレンを314g、n−ブチルアクリレートを99g、メタクリル酸を36gに変更し、シェル用樹脂粒子Bの作製例において、スチレンを560g、n−ブチルアクリレートを160g、メタクリル酸を80gに変更するとともに、表1に示すように流動パラフィンの添加量を変更、離型剤を添加せず、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk10」を作製した。
〈トナーBk11の作製〉
トナーBk1の作製例において、第二段重合時の流動パラフィンを添加せず、パラフィンワックスの添加量を変更、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk11」を作製した。
〈トナーBk12の作製〉
トナーBk1の作製例において、第二段重合時の流動パラフィンとパラフィンワックスを添加せず、離型剤としてシリコンオイルを添加、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk12」を作製した。
〈トナーBk13の作製〉
トナーBk4の作製例において、第二段重合時のn−オクチルメルカプタンを15gに変更、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk13」を作製した。
〈トナーBk14の作製〉
トナーBk6の作製例において、第二段重合時の重合開始剤を5gに、第三段重合時の重合開始剤を4.5gに変更、外添剤の大粒径粒子をステアリン酸亜鉛粒子に変更した以外は同様にして「トナーBk14」を作製した。
〈トナーC1〜C14の作製〉
「トナーBk1〜Bk14」の着色剤Bk分散液の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)の420gを「C.I.ピグメントブルー15:3」の210gに変更した以外は同様にして「トナーC1〜C14」を作製した。
〈トナーM1〜M14の作製〉
「トナーBk1〜Bk14」の着色剤Bk分散液の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)の420gを「C.I.ピグメントレッド122」の357gに変更した以外は同様にして「トナーM1〜M14」を作製した。
〈トナーY1〜Y14の作製〉
「トナーBk1〜Bk14」の着色剤Bk分散液の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)の420gを「C.I.ピグメントイエロー74」の378gに変更した以外は同様にして「トナーY1〜Y14」を作製した。
表2に「トナーBk1〜Bk14」の作製に用いた化合物とその量、トナーの分子量、トナーのガラス転移温度(Tg)を示す。
Figure 2007114648
尚、「トナーC1〜C14」、「トナーM1〜M14」及び「トナーY1〜Y14」は測定結果が「トナーBk1〜Bk14」の測定結果と同等であったので省略する。
《現像剤の作製》
上記で作製したトナー粒子の各々に対してシリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6質量%の「現像剤Bk1〜Bk14」、「現像剤C1〜C14」、「現像剤M1〜M14」、「現像剤Y1〜Y14」を調製した。
《画像評価》
上記で作製したトナーの画像評価装置として、「bizhub PRO C500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に、図2の定着装置を装着したものを用いた。
尚、定着速度、加熱ローラーの表面材質は以下のようにした。
定着速度:230mm/sec
加熱ローラーの表面材質:PTFE
加熱ローラーの表面温度:125℃(尚、低温定着試験は適宜変更)
画像評価は、上記画像評価装置に上記で作製したトナーと現像剤を順番に装填し、20℃、55%RHの環境で、以下の項目について行った。
プリントは、画素率が10%の画像(文字画像が7%、人物顔写真、べた白画像、べた黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)をA4版上質紙(64g/m2)に行った。尚、白すじ評価は、5万コピー後の画像について行った。
(低温定着性)
低温定着性は、画像評価装置の加熱ローラーの表面温度(ローラーの中心部で測定)を、90〜130℃の範囲で5℃刻みで変化させ、それぞれの表面温度の際に、搬送方向に対して垂直方向に5mm幅のべた黒帯状画像を有するA4画像を縦送りで搬送定着した後に、搬送方向に対して垂直に5mm幅のべた黒帯状画像と20mm幅のハーフトーン画像を有するA4画像を横送りで搬送し、定着オフセットに起因する画像汚れが発生しない温度領域(非オフセット領域)により判定を行った。
評価基準
◎:非オフセット領域の下限温度が110℃以下であり、且つ温度領域が15℃以上
○:非オフセット領域の下限温度が120℃以下であり、且つ温度領域が15℃未満
×:非オフセット領域の下限温度が125℃以上。
(光沢度)
光沢度は、べた画像部分の光沢を、JIS−Z8741−1983方法2により、入射角75°にてグロスメーター「VGS−1D」(日本電色工業社製)により測定した値で表されるものである。
評価基準
◎:べた画像部分の光沢度が、27以上の高光沢領域
○:べた画像部分の光沢度が、17〜27未満のセミグロス領域
×:べた画像部分の光沢度が、17未満の低グロス領域。
(光沢度むら)
光沢度むらは、べた画像部の光沢をルーペで拡大し目視で評価した。
評価基準
◎:光沢のむらが全く検知できない
○:ルーペで拡大しない限り、光沢のむらが全く検知できない
×:すじ状の光沢のむらが目視で検知できる。
(白すじ)
白すじは、べた黒画像を目視で評価した。
評価基準
◎:べた黒画像上でも、全く白すじ発生なし
○:べた黒画像上で、すじ状に若干濃度が薄くなっている(白くは抜けていない)箇所がある程度
×:べた黒画像上に、白すじが確認でき、使用上問題となるレベル。
表3に、評価結果を示す。
Figure 2007114648
表3から明らかなように、本発明の「トナーBk1〜Bk10」、「トナーC1〜C10」、「トナーM1〜M10」及び「トナーY1〜Y10」を用いて形成したトナー画像は、何れの評価項目も優れていることが判る。一方、比較例の「トナーBk11〜Bk14」、「トナーC11〜C14」、「トナーM11〜M14」及び「トナーY11〜Y14」を用いて形成したトナー画像は、評価項目のいくつかに問題が有ることが判る。
本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す断面構成図である。 本発明で用いられる定着装置(加圧ローラーと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す断面図である。 本発明で用いられる定着装置(ベルトと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す概略図である。 本発明で用いられる定着装置(ソフトローラーと加熱ローラーを用いたタイプ)の一例を示す概略図である。
符号の説明
1 半導体レーザ光源
2 ポリゴンミラー
3 fθレンズ3
4 感光体ドラム
5 帯電器
6 現像器
7 転写器
9 分離器(分離極)
P 転写材
10 定着装置
11 クリーニング器
12 帯電前露光(PCL)
13 クリーニングブレード

Claims (8)

  1. 結着樹脂と着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、
    該電子写真用トナーが流動パラフィンを含み、
    且つ、該電子写真用トナーのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおける重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする電子写真用トナー。
  2. 結着樹脂と着色剤を含有する電子写真用トナーにおいて、
    該電子写真用トナーが流動パラフィンと、融点50〜100℃の離型剤を含み、
    且つ、該電子写真用トナーのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおける重合平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
  3. 前記流動パラフィンのゲル・パーミエーション・クロマトグラフにおけるピークトップ分子量が、200〜600であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
  4. 前記電子写真用トナーのガラス転移温度(Tg)が、20〜45℃であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
  5. 前記電子写真用トナーが、コア粒子表面にシェルを設けたコア・シェル構造を有し、コア粒子中に前記流動パラフィンを含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
  6. 前記電子写真用トナーが、乳化会合法により作製されることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
  7. 前記電子写真用トナーが、外添剤として数平均一次粒子径10〜60nmの小粒径外添剤と数平均一次粒子径80nm〜1μmの大粒径外添剤を添加してなるものであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電子写真用トナー。
  8. 請求項1〜7の何れか1項に記載の電子写真用トナーを用い、転写材上に多色現像してトナー画像を形成する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008304602A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電潜像現像用トナーとそれを用いた現像剤
JP2009025600A (ja) * 2007-07-20 2009-02-05 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真現像剤
US8361688B2 (en) 2009-01-13 2013-01-29 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Toner
KR20130108039A (ko) 2012-03-23 2013-10-02 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 토너 카트리지, 현상제 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법
JP2014153646A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Konica Minolta Inc クリアトナー、クリアトナーの製造方法およびクリアトナー層形成方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008304602A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電潜像現像用トナーとそれを用いた現像剤
JP2009025600A (ja) * 2007-07-20 2009-02-05 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真現像剤
US8361688B2 (en) 2009-01-13 2013-01-29 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Toner
KR20130108039A (ko) 2012-03-23 2013-10-02 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 토너 카트리지, 현상제 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법
US8741516B2 (en) 2012-03-23 2014-06-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, toner cartridge, developer cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP2014153646A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Konica Minolta Inc クリアトナー、クリアトナーの製造方法およびクリアトナー層形成方法

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