JP2003330220A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法Info
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Abstract
を向上させる。 【解決手段】 ガラス転移点が20℃以下の主鎖に極性
基を有する重量平均分子量10000以上のポリオレフ
ィン系樹脂であって、極性基を有するモノマーとポリオ
レフィンモノマーとの共重合比が5/95重量比から5
0/50重量比であるポリオレフィン系樹脂を結着樹脂
中に含有する静電荷像現像用トナーおよびその製造方
法、静電荷像現像用現像剤および画像形成方法である。
Description
静電記録法等により形成される静電潜像を現像剤により
現像する際に用いられる静電荷現像用トナー及びその製
造方法に関する。
を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されてい
る。電子写真法に置いては帯電、露光工程により感光体
上に静電荷像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像
を現像し、転写、定着工程を経て可視化される。ここで
用いられる現像剤には、トナーとキャリアからなる2成
分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用
いる1成分現像剤とがあるがそのトナーの製法は通常、
熱可塑性樹脂を顔料、帯電制御剤、ワックスなどの離型
剤とともに溶融混練し、冷却後、微粉砕し、さらに分級
する混練粉砕製法が使用されている。これらトナーに
は、必要であれば流動性やクリーニング性を改善するた
めの無機、有機の微粒子をトナー粒子表面に添加するこ
ともある。
ンター、またそれらやファクシミリなどの複合機などの
普及が著しいが、カラー画像画像再現における適度な光
沢及び優れたOHP画像を得るための透明性を実現する
場合、ワックスなどの離型剤を用いることが一般的に難
しい。このため、剥離補助のために定着ロールに多量の
オイルを付与することとなるためOHPを含む複写画像
のべたつき感やペンなどによる画像への追記が困難とな
り、また不均一な光沢感を生じることも多い。
白黒トナーに使用されるポリエチレン、ポリプロピレ
ン、パラフィンなどのワックスは、OHP透明性が低下
しやすくなるために使用することがより困難である。
従来の混練粉砕法によるトナー製造方法では、表面への
ワックス露出を抑制することが困難であるために、現像
剤として使用する際、著しい流動性の悪化や、現像機、
感光体へのフィルミングなどの問題を招く。
樹脂の原料となる単量体と着色剤からなる油相を水相中
に分散し、直接重合してトナーとする方法により、これ
らワックスをトナー内部に内包して表面への露出を制御
する重合法による製造方法が提案されている。
造の制御を可能とする手段として特開昭63−2827
52や特開平6−250439に乳化重合凝集法による
トナーの製造方法が提案されている。これらは、一般に
乳化重合などにより樹脂分散液を作成し、一方溶媒に着
色剤を分散した着色剤分散液を作成し、混合し、トナー
粒径に相当する凝集体を形成し、加熱することによって
融合合一しトナーとする製造方法である。
ばかりでなく、トナーの小径化を容易とし、より高解像
かつ鮮明な画像再現を可能とするものである。
いた場合、より高画質を実現するためには樹脂の特性設
計はきわめて重要なものとなる。広い再現色域を実現す
るには色材の最適化のみならず、樹脂の溶融特性によ
り、有るレベル以上の光沢像が得られる必要があるが、
このためには樹脂の弾性を減少させて、熱ロールなどの
加熱により、溶融粘度の低下により、より流れやすく設
計することになるが、この場合分子量を下げる必要が生
じる。しかし、弾性を減少させた場合、熱ロールとの付
着性が高まり、例えワックスなどの離型剤を含有せしめ
たとしても、定着オイルのない状態でのロールからの剥
離は困難である。また低分子量化による高温でのホット
オフセットも問題となりやすく、結果として使用可能温
度範囲のきわめて狭いトナーとなりがちである。
増加し、画質は良好となっても、定着像が機械的にもろ
くなりやすく、紙などの媒体の折れなどによって、画像
欠損が生じやすく、画像の耐久性という観点から問題を
生じやすい。
品位な画像を提供し、かつ様々な機械的ストレス下でト
ナーが安定した性能を維持するには、顔料、離型材選
択、量の最適化、表面への離型剤の露出を抑制するとと
もに、樹脂特性の最適化により光沢と定着オイルがない
状態での離型性改善、ホットオフセット抑制がきわめて
重要である。
点を解消し、以下の特徴を有する静電荷像現像用トナー
及びその製造方法を提供するものである。
を提供することにある。 2.すぐれた離型性能を有し、光沢度、透明性とを両立
させたトナーを提供することにある。 3.色再現範囲の広い高画質・高耐久のカラー画像を形
成できるカラー現像剤を提供することにある。 4.定着可能温度範囲が広くより、使いやすいトナーを
提供することにある。 5.すぐれた帯電維持性を有し、使用時における信頼性
が高く、長寿命な現像剤を提供することにある。
段により達成できる。
基を有する重量平均分子量が10000以上のポリオレ
フィン系樹脂を結着樹脂中に含有する静電荷像現像用ト
ナー。
を有するモノマーとポリオレフィンモノマーとの共重合
比が5/95重量比から50/50重量比である<1>
に記載の静電荷像現像用トナー。
脂からなる樹脂粒子を含む粒子を分散した分散液中で、
粒子を凝集させる工程と凝集粒子を加熱して融合させる
工程とから製造される<1>に記載の静電荷像現像用ト
ナー。
下の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上
のポリオレフィン系樹脂からなる樹脂粒子を含む粒子を
分散した分散液中で、粒子を凝集させる凝集工程と、凝
集された凝集粒子を加熱して融合させる工程と、を有す
る静電荷像現像用トナーの製造方法。
下の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上
のポリオレフィン系樹脂からなる1μm以下の微粒子を
含む樹脂粒子を分散した粒子分散液中で、粒子を凝集さ
せる凝集工程と、凝集された凝集粒子を加熱して融合さ
せる融合工程と、を有する<4>に記載の静電荷像現像
用トナーの製造方法。
下の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上
のポリオレフィン系樹脂からなる1μm以下の微粒子を
含む樹脂粒子と離型剤粒子とを分散した粒子分散液中
で、粒子を凝集させる凝集工程と、凝集された凝集粒子
を加熱して融合させる融合工程と、を有する<4>に記
載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
下の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上
のポリオレフィン系樹脂からなる1μm以下の微粒子含
む樹脂粒子と離型剤粒子とを分散した粒子分散液中で、
粒子を凝集させ凝集粒子を形成し、さらに前記ポリオレ
フィン系樹脂と離型剤とは異なる樹脂で前記凝集粒子を
被覆してカプセル化凝集粒子を形成する凝集工程と、前
記カプセル化凝集粒子を加熱して融合させる工程と、を
有する<4>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方
法。
下の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上
のポリオレフィン系樹脂からなる1μm以下の微粒子含
む樹脂粒子と離型剤粒子とを凝集させた凝集粒子に、前
記ポリオレフィン系樹脂と離型剤とは異なる樹脂を被覆
しカプセル化凝集粒子を形成し、前記カプセル化凝集粒
子を加熱して融合させてなる静電荷像現像用トナー。
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。
30以下である<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
で下記に示す表面性指標値が、2.0以下であること特
徴とする<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
面積計算値) (比表面積計算値)=6Σ(n×R^2)/{ρ×Σ
(n×R^3)} (ただし、n=コールターカウンターにおけるチャンネ
ル内の粒子数、R=コールターカウンターにおけるチャ
ンネル粒径、ρ=トナー密度、チャンネルの数:16、
分割の大きさ:logスケールで0.1間隔)
ィン系樹脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−アクリル酸共重合体を用いる<1>に記載の静電
荷像現像用トナー。
に記載の静電荷像現像用トナーと、キャリアと、からな
る静電荷像現像用現像剤。
ら<12>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナ
ーまたは<13>に記載の静電荷像現像用現像剤を用い
る画像形成方法。
を現像機中へ回収するシステムを有する<14>に記載
の画像形成方法。
記載の画像形成方法。
>に記載の画像形成方法。
明する。
有される本実施の形態のポリオレフィン樹脂が有する極
性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基、
スルホニル基、水酸基などの酸性基;ニトリル基、アミ
ド基、アミノ基、アンモニウム基などの塩基等があげら
れるが、好ましくは酸性基である。
は、ガラス転移温度が20℃以下であることが好まし
い。
の重量平均分子量(Mw)は、10000から3000
000が好ましい。ポリオレフィン樹脂のMwが100
00未満の場合には、機械的強度への効果が低下しやす
く、Mwが3000000を超えるとトナー化が困難に
なったり、定着温度が高くなるとの不都合が生じる。こ
れらの重量平均分子量は、ゲルバーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)において、THF可溶分のポリ
スチレン換算値を測定したものである。
るモノマーとオレフィンモノマーとの共重合比が5/9
5重量比から50/50重量比であるガラス転移点が2
0℃以下で主鎖に極性基を有するポリオレフィン系樹脂
であることが好ましい。上記共重合比が5/95未満の
場合には、機械強度低下という不都合があり、一方共重
合比が50/50を超えると定着像のべたつき感の発生
や機械強度低下という不都合がある。
ては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
タジエン、ポリイソプレンなどを酸化処理した樹脂また
は、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソ
プレン、クロロプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンな
どの単量体とアクリル酸エステル類や酢酸ビニル、アク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノブ
チルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル、イタ
コン酸、ケイ皮酸、スルホン化スチレン及びそのNa塩
等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アリルスル
ホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル及びそのN
a塩等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの酸
モノマーやジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチル
アクリレートおよびそれらの4級アンモニウム塩などア
ミン基を有するアクリル酸エステル単量体、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルア
ミドなどN置換型アクリル酸アミド系単量体、ビニルピ
リジン、ビニルピロリドン、ジアリルアルキルアミン系
単量体などの塩基モノマーを共重合したもの、アクリロ
ニトリルを共重合したもの、さらにそれらにスチレンな
どを共重合したものなど様々な組み合わせで使用可能で
ある。
重合体、エチレン−アクリル酸共重合体は、重合体の物
性制御が比較的容易でかつ効果が高い。
脂の極性基と、Na,Ca,Zn,Mgなどの金属イオ
ンとを反応させてより、強度を高くすることも有効であ
る。
併せ持ち、また主鎖に極性基を有することで、マトリク
ス樹脂であるスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂と定
着時に強く結びついてバックボーンとなって画像耐久性
を高めると考えられる。
において、画像の光沢を増加することは結着樹脂の分子
量を低下させて、加熱溶融時の粘性を下げ、流動性を高
めることにより容易となる。ただしこの場合、前述のホ
ットオフセットや定着剥離性の問題に加えて、定着像の
機械強度低下による媒体の折り曲げ時などの耐久性など
が問題となる。光沢とこの耐久性を両立手段として検討
してきた結果、後述するように、ガラス転移点が20℃
より低い極性基を主鎖に有するポリオレフィン系樹脂の
効果が高いことが判明した。
鎖に有するポリオレフィン系樹脂は、定着後の画像にお
いて主結着樹脂である低分子量のスチレン系樹脂やポリ
エステル系樹脂などの一般的なトナー用樹脂の脆性を緩
和し、特に折り曲げ時などの機械的耐久性を向上する働
きが大きい。一方、極性基の部分において被転写部材に
対する接着性が向上する。
有量は、トナー全体に対し、0.5%から30%、より
好ましくは、1%から20%が効果的である。
ラス転移点(Tg)は、主結着樹脂のTgより低い必要
があり、特に20℃より低くなければ、特に折り曲げ強
度の点で効果が不足する。より好ましくは、5℃以下で
あることが望ましい。
30以下、好ましくは1.25以下であることは、より
鮮明像度の高い画像を得るために重要であり、さらには
1.23以下であることが好ましい。GSDvが1.3
0を超えると解像性が低下し、トナー飛散やカブリ等の
画像欠陥の原因となる。
下、好ましくは115〜135に調整することにより、
より優れた帯電特性、クリーニング性、転写性を有する
静電荷像現像用トナーの提供を可能にした。形状係数が
140を超えると、トナー画像を担持する静電荷像担持
体から転写体への転写効率が低下して画質の信頼性を損
なう。またべた画像の均一性や細線再現などにも障害が
出やすくなる。
に使用されるブレード方式のクリーニングによるもので
ある。
法において、下記式で定義する表面性指標を2.0以下
に調整することにより、良好な転写性を示し、特に表面
粗度の大きい紙や転写媒体に対しても均一で、高い転写
効率により高画質を実現できる。
面積計算値) (比表面積計算値)=6Σ(n×R^2)/{ρ×Σ
(n×R^3)} (ただし、n=コールターカウンターにおけるチャンネ
ル内の粒子数、R=コールターカウンターにおけるチャ
ンネル粒径、ρ=トナー密度、チャンネルの数:16、
分割の大きさ:logスケールで0.1間隔
な着色剤を使用することができる。
化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非
磁性フェライト、マグネタイト等を挙げることができ
る。
化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイ
エロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、
ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエ
ロー、パーマネントイエローNCG等を挙げることができ
る。
オレンジ、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、ベンジジンオレンジG、イン
ダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリ
アントオレンジGK等を挙げることができる。
レッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パー
マネントレッド4R、リソールレッド、ナフトールレッ
ド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、
デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミン
Bレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシン
レッド、アリザリンレーキ等を挙げることができる。
ー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、
ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオク
サレレートなどを挙げることができる。
バイオレットB、メチルバイオレットレーキ等を挙げる
ことができる。
リーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレー
キ、ファイナルイエローグリーンG等を挙げることがで
きる。
アンチモン白、硫化亜鉛等をあげることができる。
ウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、ア
ルミナホワイト等を挙げることができる。
散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチ
レンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウル
トラマリンブルー等があげられる。
して使用される。これらの着色剤は、例えば、回転せん
断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトラ
イター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機
等を用いて着色剤粒子の分散液を調製することができ
る。また、これらの着色剤は極性を有する界面活性剤を
用いて、ホモジナイザーによって水系に分散することも
できる。
耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から
選択される。
量に対して2〜15重量%の範囲で添加することができ
る。
他の着色剤とは異なり、10〜70重量%添加すること
ができる。
を確保するための必要量である。また、トナー中の着色
剤粒子の中心径(メジアン径)は100〜330nmに
することにより、OHP透明性及び発色性を確保するこ
とができる。
ザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA-70
0)で測定した。
性粉を含有させても良い。具体的には、磁場中で磁化さ
れる物質を用いるが、鉄、コバルト、ニッケルなどの強
磁性の粉末、もしくはフェライト、マグネタイト等の化
合物が使用される。
磁性体の水相移行性に注意を払う必要があり、好ましく
は予め磁性体の表面を改質し、例えば疎水化処理等を施
しておくことが好ましい。
レン、パラクロルスチレンなどのスチレン類、ビニルナ
フタレン、塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸
ビニルなどのビニルエステル類、例えばアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸n―ブチル、アクリ
ル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸n―
オクチル、アクリル酸2―クロルエチル、アクリル酸フ
ェニル、α―クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどの
メチレン脂肪族カルボン酸エステル類、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、例えばビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルなどのビニルエーテル類、例えばN―ビ
ニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルイ
ンドール、N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合
物などの含N極性基を有する単量体やメタクリル酸、ア
クリル酸、桂皮酸、カルボキシエチルアクリレートなど
のビニルカルボン酸類などビニル系モノマーの単独重合
体及び共重合体及び/または各種ポリエステル類など、
さらには各種ワックス類もあわせて使用可能である。
性剤などを用いて乳化重合を実施して樹脂微粒子分散液
を作成することができ、その他の樹脂の場合は油性で水
への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、
樹脂をそれらの溶剤に解かし、イオン性の界面活性剤や
高分子電解質とともにホモジナイザーなどの分散機によ
り水中に微粒子状に分散し、その後加熱又は減圧して溶
剤を蒸散することにより、樹脂微粒子分散液を得ること
ができる。
子分散液中の微粒子の中心径(メジアン径)が1μm以
下、好ましくは50〜400nm、より好ましくは70〜
350nmの範囲が適当である。
ザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA-70
0)で測定した。
ト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マン
ガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物など
の磁性体を使用したり、帯電制御剤として4級アンモニ
ウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロ
ムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料
など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することが
出来るが、凝集や合一時の安定性に影響するイオン強度
の制御と廃水汚染減少の点から水に溶解しにくい材料が
好適である。
例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により
軟化点を示すシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ
酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等
のような脂肪酸アミド類や、カルナウバワックス、ライ
スワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油
等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワ
ックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、
パラフィンワックス、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等のような鉱物系・石
油系ワックス、及びそれらの変性物などを挙げることが
できる。
ルエンなど溶剤にはほとんど溶解しないか、溶解しても
極めて微量である。
面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と
ともに分散し、融点以上に加熱するとともに、強い剪断
付与能力を有するホモジナイザーや圧力吐出型分散機
(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で微粒子状
に分散させ、1μm以下の粒子の分散液を作成すること
ができる。
量に対して5〜25重量%の範囲で添加することが、オ
イルレス定着システムにおける定着画像の剥離性を確保
する上で望ましい。
は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作
所製、LA-700)で測定した。また、離型剤を使用す
るときには、樹脂微粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子を
凝集した後に、さらに樹脂微粒子分散液を追加して凝集
粒子表面に樹脂微粒子を付着することが帯電性、耐久性
を確保する観点から望ましい。
の静電荷像現像用トナーとキャリアとを含む現像剤であ
る。
ー及び現像剤は良好な帯電特性を有し、しかも優れた耐
環境依存性を有し、かつ優れたクリーニング性を備え、
さらに、本発明の製造方法によればシャープな粒度分布
を有する小粒子径トナーを容易に得ることができ、これ
により高画質フルカラー画像の形成を可能にした。
くともガラス転移点が20℃以下で主鎖に極性基を有す
るポリオレフィン系樹脂からなる樹脂粒子を含む粒子を
分散した分散液中で、粒子を凝集させる凝集工程と、凝
集された凝集粒子を加熱して融合させる工程と、を有す
る静電荷像現像用トナーの製造方法(乳化重合凝集法)
においては、これらの樹脂は、乳化重合またはソープフ
リー重合などにより直接樹脂粒子の分散液を得る方法や
塊状重合や懸濁重合により得られた樹脂を水中で加熱
し、ホモジナイザーなどのせん断力により微粒子化し
て、樹脂粒子の分散液を得る方法で事前に処理される。
ることでより容易に安定な微小樹脂分散液を得ることが
できる。
される無機金属塩は、一般の無機金属化合物又はその重
合体を樹脂微粒子分散液中に溶解して得られるが、無機
金属塩を構成する金属元素は周期律表(長周期律表)に
おける2A、3A、4A、5A、6A、7A、8、1B、2
B、3B族に属する2価以上の電荷を有するものであ
り、樹脂微粒子の凝集系においてイオンの形で溶解する
ものであればよい。好ましい無機金属塩を具体的に挙げ
ると、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウ
ム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、
硫酸アルミニウムなどの金属塩、及び、ポリ塩化アルミ
ニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシム等の
無機金属塩重合体などである。その中でも特に、アルミ
ニウム塩及びその重合体が好適である。一般的に、より
シャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数
が1価より2価、2価より3価以上で、同じ価数であっ
ても重合タイプの無機金属塩重合体の方がより適してい
る。
においても有効であるが、粉砕工程で樹脂としての脆性
を必要とし、またトナー表面への低ガラス転移点樹脂の
露出を抑制できない粉砕法トナーよりも、粉砕工程のた
めの脆性制限がなく、より高度に構造制御可能な乳化重
合凝集法トナーで特に有効となる。
は、トナーの流動性を低下し、特に高温使用時における
ブロッキングを抑制することが困難となりやすい。
1次凝集粒子をガラス転移点の高い樹脂粒子で被覆し、
カプセル構造を形成し、定着前の使用状態では良好な流
動性を保持し、トナーカートリッジ、及びハードウエア
内における信頼性を維持することができる。
場合、より粒度分布の狭いトナーを得るためには、これ
らのポリオレフィン系樹脂は、平均粒径を1μm以下に
分散してあることが重要であり、より好ましくは平均粒
径0.5μm以下で、分布の大径側すそにおいて1μm
以上の成分を含まないことが、重要である。
子、離型剤分散、凝集、またはその安定化などに用いる
界面活性剤の例としては、硫酸エステル塩系、スルホン
酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界
面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチ
オン系界面活性剤、またポリエチレングリコール系、ア
ルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価ア
ルコール系等の非イオン性界面活性剤を併用することも
効果的であり、分散のため手段としては、回転せん断型
ホモジナイザーやメデイアを有するボールミル、サンド
ミル、ダイノミルなどの一般的なものが使用可能であ
る。
リーニング性向上の目的で通常のトナーと同様に乾燥し
た後、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウムな
どの無機微粒子やビニル系樹脂、ポリエステル、シリコ
ーンなどの樹脂微粒子を乾燥状態でせん断をかけながら
トナー粒子表面に添加して使用することができる。
場合、無機微粒子の例としては、シリカ、アルミナ、チ
タニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三
カルシウムなど通常トナー表面の外添剤として使うすべ
てのものをイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基
で分散することにより使用することができる。
分散、樹脂微粒子の分散、離型剤の分散、凝集、凝集粒
子の安定化などに界面活性剤を用いることができる。具
体的には硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エ
ステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤、アミン
塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性
剤、またポリエチレングリコール系、アルキルフェノー
ルエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の
非イオン性界面活性剤を併用することも効果的であり、
分散手段としては、回転せん断型ホモジナイザーやメデ
イアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなど
の一般的なものを使用できる。
任意の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望の
トナー粒子を得るが、洗浄工程は帯電性を考慮すると、
イオン交換水で十分に置換洗浄することが望ましい。ま
た、固液分離工程には特に制限はないが、生産性の点か
ら吸引濾過、加圧濾過等が好適である。さらに、乾燥工
程も特に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラ
ッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好
ましく用いられる。
平均分子量は15,000〜55,000、好ましくは2
0,000〜48,000の範囲が適当である。重量平均
分子量が15,000を下回ると、バインダー樹脂の凝
集力が低下しやすくなり、オイルレス剥離性が低下する
場合があり、55,000を超えると、オイルレス剥離
性は良いものの、定着時の平滑化が乏しくなり、光沢度
が低下する場合がある。
〜65℃、好ましくは48〜60℃の範囲が適当であ
る。Tgが45℃を下回ると、高温度域での結着樹脂自
体の凝集力が低下するため、定着の際にホットオフセッ
トが生じやすくなり、65℃を超えると十分な溶融が得
られず、定着シートの光沢度が低下する場合がある。
3.0〜9.0μmの範囲、好ましくは3.0〜8.0μm
の範囲が適当である。D50が3.0μmを下回ると、帯
電性が不十分になり、現像性が低下することがある。ま
た、9.0μmを超えると画像の解像性が低下する。
分布指標は、例えばコールターカウンターTAII(日科機
社製)、マルチサイザーII(日科機社製)等の測定器で
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D16v、数D
16P、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50P、累
積84%となる粒径を体積D84v、数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(GSD
p)は(D84P/D 16P)1/2として算出される。
形成性の点より100〜140、好ましくは110〜1
35の範囲が適当である。本発明の形状係数SF1は次
のようにして求められる。まず、スライドグラス上に散
布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてル
ーゼックス画像解析装置に取り込み、50個以上のトナ
ーについて周囲長(ML)と投影面積(A)を測定し、
(周囲長の2乗/投影面積=ML2/A)をトナーの形状
係数SF1とした。
本発明を何ら限定するものではない。
剤粒子分散液、離形剤粒子分散液をそれぞれ調製し、こ
れを所定の割合で混合し攪拌しながら、金属塩凝集剤を
添加し、イオン的に中和させて凝集粒子を形成する。次
いで、無機水酸化物を添加して系内のpHを弱酸性から
中性に調整した後、前記樹脂微粒子のガラス転移点以上
の温度に加熱して融合・合一する。反応終了後、十分な
洗浄、固液分離、乾燥の工程を経て所望のトナーを得
る。
粒子分散液(ポリオレフィン系樹脂分散液A)の調整)
素置換を行った後、昇温しつつエチレン87重量部を仕
込む。エチレン投入終了後、液温度が55℃に達した時
点で過硫酸アンモニウム3重量部を溶解した水溶液を連
続して添加、添加終了後、酢酸ビニル153重量部を連
続して添加し、ガラス転移点0℃、中心径0.45μ
m、固形分量56.0%のエチレン-酢酸ビニル樹脂エ
マルションAを得た。
粒子分散液(ポリオレフィン系樹脂分散液B)の調整)
社製、ウルトラタラックスT50)で十分に分散した
後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザ
ー、ゴーリン社製)で分散処理し、ガラス転移点0℃以
下、中心径250nm、固形分量22.0%のエチレン-ア
クリル酸樹脂粒子分散液Bを得た。
微粒子分散液(ポリオレフィン系樹脂分散液C)の調
整)
社製、ウルトラタラックスT50)で十分に分散した
後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザ
ー、ゴーリン社製)で分散処理し、ガラス転移点0℃以
下、中心径250nm、固形分量22.0%のポリエチ
レン樹脂粒子分散液Cを得た。
粒子分散液(ポリオレフィン系樹脂分散液D)の調整)
ポリオレフィン系樹脂微粒子分散液Aの重合工程におい
て、エチレンと酢酸ビニルの比率を20:80から1
0:90に変更して重合を行い、ガラス転移点22℃、
中心径0.45μm、固形分量56.1%のエチレン-
酢酸ビニル樹脂エマルションDを得た。
社製、ダウファックス)12重量部をイオン交換水25
0重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散
し乳化する(単量体乳化液A)。
ーディア社製、ダウファックス)1重量部を555重量
部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込む。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入
しながら、ゆっくりと攪拌しながら、75℃まで重合用
フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。過硫酸
アンモニウム9重量部をイオン交換水43重量部に溶解
し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分か
けて滴下した後、単量体乳化液Aをやはり定量ポンプを
介して200分かけて滴下する。
用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了す
る。
ラス転移点が52.5℃、重量平均分子量が2200
0、固形分量が42%のアニオン性樹脂微粒子分散液
(1)を得た。
子分散液(1)の調製において、アクリル酸量を9重量
部、ドデカンチオール量を15重量部に変更した以外
は、樹脂微粒子分散液(1)と同様に調製して、微粒子の
中心径200nm、ガラス転移点50.5℃、重量平均分
子量18000、固形分量42%のアニオン性樹脂微粒
子分散液(2)を得た。
(IKA社製、ウルトラタラックス)により10分間分散
し、中心径200nm、固形分量21.5%のYellow着色
剤粒子分散液(1)を得た。
子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりにシア
ン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment
Blue 15:3)を用いた以外は着色剤粒子分散液(1)
と同様に調製して、中心径190nm、固形分量21.5
%のCyan着色剤粒子分散液(2)を得た。
子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりにマゼ
ンタ顔料(大日インキ化学社製、PR122)を用いた以
外は、着色剤粒子分散液(1)と同様に調製して、中心径
160nm、固形分量21.5%の着色剤粒子分散液(3)
を得た。
子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりに黒顔
料(キャボット製、カーボンブラック)を用いた以外
は、着色剤粒子分散液(1)と同様に調製して、中心径1
70nm、固形分量21.5%の着色剤粒子分散液(3)を
得た。
イザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に
分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモ
ジナイザー、ゴーリン社製)で分散処理し、中心径15
0nm、固形分量21.0%の離型剤粒子分散液を得た。
ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)
で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラス
コを攪拌しながら48℃まで加熱し、48℃で60分間
保持した後、樹脂微粒子分散液(1)を68重量部(樹脂
28.6重量部)追加して緩やかに攪拌した。
pHを6.0に調整した後、攪拌を継続しながら95℃
まで加熱した。
化ナトリウム水溶液を追加滴下し、pHが5.5以下とな
らない様に保持した。
水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離
した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再
分散し、15分、300rpmで攪拌、洗浄した。この洗
浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離
し、次いで、真空乾燥を12時間行いトナー粒子を得
た。
ターで測定したところ、累積体積平均粒径D50が5.8
μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.21、表面性
指標は、1.65であった。また、ルーゼックスによる
形状観察より求めたトナー粒子の形状係数SF1は13
0のポテト形状であった。
性シリカ(キャボット社製、TS7201.2重量部を添
加し、サンプルミルで混合して外添トナーを得た。
研化学社製)を1%被覆した平均粒径50μmのフェラ
イトキャリアを用い、トナー濃度が5%になるように前
記の外添トナーを秤量し、両者をボールミルで5分間攪
拌・混合して現像剤を調製した。
士ゼロックス社製のAcolor935の改造機において、画
質と定着性評価を実施した。画質はべた均一性、細線再
現ともに良好であった。転写用紙として富士ゼロックス
社製Jコート紙を使用し、プロセススピードを180mm
/secに調整してトナーの定着性を調べたところ、PFA
チューブ定着ロールにを用いてのオイルレス定着性は良
好であり、135℃以上で、画像は充分な定着性を示す
とともに転写用紙は何ら抵抗無く剥離されていることが
確認された。この定着温度180℃における画像の表面
光沢は65%と良好であり、現像性、転写性とも良好で
あり、画像も高い彩度を示した。
ロックス社製Jコート紙の180℃定着サンプルを硬い
テーブル上で金属定規を使って鋭角に折り曲げた後開
き、画像の割れた部分を布摺擦して画像欠損の発生有無
を評価したが詳細に見れば割れ目は発生するもの画像欠
損はほとんどなく合格と判定された。
℃においてもホットオフセットの発生は見られなかっ
た。
士ゼロックス社製白黒用)を用いて同様にトナーの定着
性を調べたところ、OHPシートの画像の透明性も良好
で、濁りのない透過像が確認された。
布摺擦により、画像の汚染で判定した。
像の、ベタ画像の均一性、細線の再現性、背景部の汚れ
を目視で観察し、判定した。また、カラー画像に関して
は、ベタ画像部の彩度で判定した。
フィン系樹脂分散液Aをポリオレフィン系樹脂分散液B
45.5 重量部(樹脂10重量部)に樹脂微粒子分
散液(1)から樹脂微粒子分散液(2)に変更し、着色剤粒
子分散液(1)から着色剤粒子分散液(2)に変更し、95
℃加熱時のPHを4.5に維持した以外は、実施例1と同
様にしてトナー粒子を得た。
5.50μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.1
9、表面性指標は、1.44であった。形状係数SF1
は123とやや球状であった。
外添トナーを得てさらに現像剤を調製し、実施例1と同
様にしてトナーの定着性を調べたところ、PFAチュー
ブ定着ロールによるオイルレス定着性は良好であり、1
30℃以上で、画像は充分な定着性を示すとともに転写
用紙は何ら抵抗無く剥離されていることが確認された。
180℃における画像の表面光沢は76%と良好であ
り、現像性、転写性とも良好であり、画像も高い彩度を
示した。画質のべた均一性、細線再現ともに良好であっ
た。
目は発生するもの画像欠損はほとんどなく合格と判定さ
れた。
オフセットの発生は見られなかった。
白黒用)を用いて同様にトナーの定着性を調べたとこ
ろ、OHPシートの画像の透明性も良好で、濁りのない
透過像が確認された。
子分散液(1)から樹脂微粒子分散液(2)に変更し、着色
剤粒子分散液(2)から着色剤粒子分散液(3)に変更し、
95℃加熱時のPHを3.5に維持した以外は、実施例1
と同様にしてトナー粒子を得た。
5.40μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.2
2、表面性指標は、1.22であり、形状係数SF1は
112で球状であった。
外添トナーを得てさらに現像剤を調製し、実施例1と同
様にしてトナーの定着性を調べたところ、PFAチュー
ブ定着ロールによるオイルレス定着性は良好であり、1
30℃以上で、画像は充分な定着性を示すとともに転写
用紙は何ら抵抗無く剥離されていることが確認された。
光沢は85%と良好であり、現像性、転写性とも良好で
あり、画像も高い彩度を示した。画質はべた均一性、細
線再現ともに良好であった。
近かった。
オフセットの発生は見られず、220℃でわずかに発生
が見られたが、実用上問題の無い範囲であった。
目は発生するもの画像欠損はほとんどなく合格と判定さ
れた。
白黒用)を用いて同様にトナーの定着性を調べたとこ
ろ、OHPシートの画像の透明性も良好で、濁りのない
透過像が確認された。
ポリオレフィン系樹脂分散液Aの量を半減し、ポリ塩化
アルミ量を0.20重量部とし95℃加熱時のPHを6.5
に維持した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子を
得た。
5.90μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.2
2、表面性指標は1.93であり、形状係数SF1は1
38のポテト形状であった。
外添トナーを得てさらに現像剤を調製し、実施例1と同
様にしてトナーの定着性を調べたところ、PFAチュー
ブ定着ロールによるオイルレス定着性は良好であり、1
35℃以上で、画像は充分な定着性を示すとともに転写
用紙は何ら抵抗無く剥離されていることが確認された。
光沢は48%とやや低いが良好であり、現像性、転写性
とも良好であり、画像も良好な彩度を示した。
目は発生し、実施例1と比較すれば若干悪化はみられる
ものの画像欠損はほとんどなく合格と判定された。
オフセットの発生は見られなかった。
白黒用)を用いて同様にトナーの定着性を調べたとこ
ろ、OHPシートの画像の透明性も良好で、濁りのない
透過像が確認された。
フィン系樹脂分散液Bからポリオレフィン系樹脂分散液C
に変更した以外は、実施例2と同様にしてトナー粒子を
得た。
5.45μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.31
と広く、表面性指標は1.15、形状係数SF1は11
5で球状であった。
外添トナーを得てさらに現像剤を調製し、実施例1と同
様にしてトナーの定着性を調べたところ、PFAチュー
ブ定着ロールによるオイルレス定着性は良好であり、1
30℃以上で、画像は充分な定着性を示したが、転写用
紙の剥離状態が悪く、用紙の定着後の波打ちや巻き付き
が確認された。また、定着温度180℃からホットオフ
セット発生が、みられ光沢評価に至らなかった。
生し、画像欠損が見られた。
フィン系樹脂分散液Aからポリオレフィン系樹脂分散液D
に変更し、95℃加熱時のPHを6.5に維持した以外
は、実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。
5.60μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.2
6、表面性指標は1.20であり、形状係数SF1は1
42のごつごつしたポテト形状であった。
外添トナーを得てさらに現像剤を調製し、実施例1と同
様にしてトナーの定着性を調べたところ、PFAチュー
ブ定着ロールによるオイルレス定着性は、良好でなく、
170℃まで充分な定着度が得られず、剥離は良好であ
るものの、定着温度180℃における画像の表面光沢は
20%と低く、彩度も低かった。
生し、画像欠損が見られた。
ットの発生は見られなかった。
画像の鮮明度がやや不足していた。
白黒用)を用いて同様にトナーの定着性を調べたとこ
ろ、OHPシートの画像にはかなり濁りのある透過像が
確認された。
より、定着シートへの定着像付着性、被定着シートの剥
離性、耐ホットオフセット性、定着画像の折り曲げ耐
性、定着像の表面光沢性、OHPシートの透明性等の定
着特性に優れ、現像・転写性が良好で画質に優れた画像
の形成を可能にした。
Claims (7)
- 【請求項1】 ガラス転移点が20℃以下の、極性基を
有する重量平均分子量10000以上のポリオレフィン
系樹脂を結着樹脂中に含有することを特徴とする静電荷
像現像用トナー。 - 【請求項2】 請求項1に記載の正電荷像現像用トナー
において、 前記ポリオレフィン系樹脂は、極性基を有するモノマー
とポリオレフィンモノマーとの共重合比が5/95重量
比から50/50重量比であることを特徴とする静電荷
像現像用トナー。 - 【請求項3】 請求項1に記載の静電荷像現像用トナー
において、 少なくとも前記ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂粒子
を含む粒子を分散した分散液中で、粒子を凝集させる工
程と凝集粒子を加熱して融合させる工程とから製造され
ることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 【請求項4】 少なくともガラス転移点が20℃以下
の、極性基を有する重量平均分子量が10000以上の
ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂粒子を含む粒子を分
散した分散液中で、粒子を凝集させる凝集工程と、 凝集された凝集粒子を加熱して融合させる工程と、 を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造
方法。 - 【請求項5】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の静電荷像現像用トナーと、キャリアと、からなる静電
荷像現像用現像剤。 - 【請求項6】 請求項1から請求項3のいずれか1項に
記載の静電荷像現像用トナーまたは請求項5に記載の静
電荷像現像用現像剤を用いることを特徴とする画像形成
方法。 - 【請求項7】 感光体上に残留した転写残トナーを現像
機中へ回収するシステムを有する請求項1か請求項3の
いずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーまたは請求
項5に記載の静電荷像現像用現像剤を用いることを特徴
とする画像形成方法。
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