JP2010210862A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着が可能で、かつ、連続プリントを行ったときにトナー画像の光沢度にバラツキを生じない静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】着色剤粒子分散液とMw10000〜30000、軟化点80〜100℃、Tg30〜40℃の樹脂分散液A、Mw250000〜350000、軟化点140〜160℃、Tg60〜80℃の樹脂分散B、塩化マグネシウム水溶液とを混合攪拌し加熱、会合、融着したコア粒子を生成し、該コア粒子分散液にMw5000〜20000、軟化点100〜120℃、Tg45〜55℃の分散液C、塩化マグネシウム水溶液を添加し、コア粒子表面に付着しシェル層したカプセルトナー。
【選択図】なし
【解決手段】着色剤粒子分散液とMw10000〜30000、軟化点80〜100℃、Tg30〜40℃の樹脂分散液A、Mw250000〜350000、軟化点140〜160℃、Tg60〜80℃の樹脂分散B、塩化マグネシウム水溶液とを混合攪拌し加熱、会合、融着したコア粒子を生成し、該コア粒子分散液にMw5000〜20000、軟化点100〜120℃、Tg45〜55℃の分散液C、塩化マグネシウム水溶液を添加し、コア粒子表面に付着しシェル層したカプセルトナー。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナー(以下、簡単にトナーともいう)及び静電荷像現像用トナーの製造方法(以下、単にトナーの製造方法ともいう)に関する。
近年、電子写真方式の画像形成装置では、消費電力の占める割合が多いとされる定着装置の省エネ化が進められており、たとえば、待機状態時における電力消費量をゼロにする等の対応が採られている。この様な定着装置の省エネ化を実現する技術の1つとしてトナーの低温定着化があり、低温定着対応のトナーであれば待機状態から短いウォームアップ時間を経てプリント作製が行える様になるものと期待されている。しかしながら、低温定着化を実現するにあたり、トナーを構成する樹脂のガラス転移温度を低めに設定する必要があるため、トナーの耐熱保管性が低下することなる。すなわち、保管状態におかれたトナー同士が温度の作用で固着、凝集するブロッキングという現象が起こり易くなる。そこで、低温定着対応のガラス転移温度が低めの樹脂粒子表面を、高めのガラス転移温度を有する樹脂で被覆した構造のいわゆるコアシェル構造のトナーが提案された(たとえば、特許文献1参照)。
また、近年のデジタル画像処理技術やトナーの小径化技術により、電子写真方式の画像形成装置で高解像度の画像形成が行える様になった。その結果、従来の印刷では必須だった版起こしの手間をかけずに高画質のプリント物を迅速に提供でき、また、数百枚〜数千枚レベルの小口のプリント注文にも応じられることから、特に軽印刷分野へ活発に展開する様になった。この様な軽印刷分野で作製されるプリント物の中には、写真画像に代表される高い光沢度を有するプリント物もあり、光沢度の高いトナー画像を作製するためにはトナーを構成する樹脂はガラス転移温度に加えて分子量も低めにする必要があった。つまり、定着時に溶融したとき平滑なトナー画像面を形成することが求められたためである。
しかしながら、構成樹脂のガラス転移温度と分子量の低いトナーは、定着時に溶融したトナーの粘度が低く、しかも、溶融したトナー層の内部凝集力も低下するため、容易にトナー層が破断して転写紙や定着ロール等の汚染を起こすホットオフセットを発生させる傾向があった。また、連続プリントを行ったときに、1枚目と最後のプリントの間で光沢差がみられることがあり、光沢度を安定維持させる面でも課題を残していた。
この様な背景から、結晶性樹脂を主成分とする構成樹脂よりなるトナーと、加熱定着ロールとエンドレスベルトとを備えた定着装置を組み合わせて、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立を図ろうとする画像形成方法が提案された。そして、この技術は、前記構成によりトナー画像の光沢度(グロス)の制御も行える様にすることを視野に入れたものであった(たとえば、特許文献2参照)。前記特許文献の技術は、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立と、画像光沢度を幅広く制御することは確認できるが、連続プリントを行ったときに画像の光沢度をバラツキなく維持することについては記載も示唆もなかった。また、前記特許文献の技術はベルト定着に特化したもので、開示されたトナーと、特許文献に開示された定着装置以外の構成の定着装置を組み合わせたときに、低温定着性と耐オフセット性を両立できるものかは文献の記載内容からは分からなかった。
本発明は、従来よりも低い温度でトナー画像を定着するいわゆる低温定着が可能であり、かつ、連続プリントを行ったとき形成したトナー画像の光沢度にバラツキを発生させることのない静電荷像現像用トナーを提供することを目的とするものである。また、本発明は、溶融したトナーに適度な強度を付与して定着時のトナー層破断を防ぐことにより、転写紙や定着ロール等へのトナーの付着に起因して発生する汚染を起こすことのない耐オフセット性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記課題が以下に記載のいずれかの構成により解消されるものであることを見出した。すなわち、
1.少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックスを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、
前記結着樹脂は、
質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)と、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)とから構成されるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
1.少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックスを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、
前記結着樹脂は、
質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)と、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)とから構成されるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2.前記静電荷像現像用トナーは、コアシェル構造を有するものであって、
前記樹脂(A)と前記樹脂(B)より構成される結着樹脂、着色剤及びワックスからなるコアと、前記樹脂(C)より構成される結着樹脂よりなるシェルより構成されるものであることを特徴とする前記1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記樹脂(A)と前記樹脂(B)より構成される結着樹脂、着色剤及びワックスからなるコアと、前記樹脂(C)より構成される結着樹脂よりなるシェルより構成されるものであることを特徴とする前記1に記載の静電荷像現像用トナー。
3.前記静電荷像現像用トナーを構成する結着樹脂が、ビニル系樹脂を含有するものであることを特徴とする前記1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
4.少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックスを含有する静電荷像現像用トナーの製造方法において、
少なくとも、質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)を含有する樹脂粒子と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させた後、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させる工程を経て前記静電荷像現像用トナーを作製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。
少なくとも、質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)を含有する樹脂粒子と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させた後、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させる工程を経て前記静電荷像現像用トナーを作製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。
5.前記樹脂(A)を含有する樹脂粒子と前記樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させてコアを形成した後、
前記コア表面に前記樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させてシェルを形成して、コアシェル構造の静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする前記4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
前記コア表面に前記樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させてシェルを形成して、コアシェル構造の静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする前記4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
本発明によれば、トナーを構成する結着樹脂として上記3種類の樹脂(A)、(B)、(C)を用いることにより、従来よりも低い温度でトナー画像を定着する低温定着を実現させ、連続プリント時にトナー画像の光沢度にバラツキを発生させないことが見出された。また、溶融トナーに適度な強度が付与されて定着時にトナー層が破断することがなくなり、転写紙や定着ロール等を汚染する、ホットオフセットの発生が解消される様になった。
(本発明の技術思想)
本発明では、分子量の高い樹脂(B)が、分子量の低い他の樹脂に対してフィラーの様な機能を発現することで、トナー溶融時に粘度と内部凝集力がある程度確保されてトナー層の破断を防ぎ、その結果、耐オフセット性を向上させたものと考えられる。つまり、樹脂(B)は、他の樹脂に比べて分子量が大きいため、他の樹脂と相溶しにくく、結着樹脂相内では相分離構造の様な形態をとるものと考えられ、この様な形態を採ることにより、トナー層が溶融したときに強度を付与して破断を回避するものと考えられる。
本発明では、分子量の高い樹脂(B)が、分子量の低い他の樹脂に対してフィラーの様な機能を発現することで、トナー溶融時に粘度と内部凝集力がある程度確保されてトナー層の破断を防ぎ、その結果、耐オフセット性を向上させたものと考えられる。つまり、樹脂(B)は、他の樹脂に比べて分子量が大きいため、他の樹脂と相溶しにくく、結着樹脂相内では相分離構造の様な形態をとるものと考えられ、この様な形態を採ることにより、トナー層が溶融したときに強度を付与して破断を回避するものと考えられる。
また、本発明では、トナーを構成する樹脂の軟化点とガラス転移温度を上記の様にすることにより、構成樹脂が分子量に差を有するものであっても良好な光沢画像が得られる様になったものと考えられる。すなわち、構成樹脂の軟化点とガラス転移温度を上記の様にすることで、高い分子量の樹脂(B)も他の樹脂に対して常に相分離構造の形態を採り続けるわけではなく、定着が完了するまでの間に十分に加熱されて最終的に他の樹脂と混ざり合い、光沢度の高いトナー画像が得られるものと考えられる。
以下、本発明について詳細に説明する。
(トナー構成樹脂(A)、(B)、(C)の説明)
最初に、本発明に係るトナーの結着樹脂を構成する3つの樹脂、樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(C)について説明する。
最初に、本発明に係るトナーの結着樹脂を構成する3つの樹脂、樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(C)について説明する。
本発明に係るトナーを構成する結着樹脂は、
(1)樹脂(A);質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂
(2)樹脂(B);質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂
(3)樹脂(C);質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂
より構成されるものである。ここで、質量平均分子量とは、通常、重量平均分子量とも呼ばれるもので、Mwで表される平均分子量のことである。
(1)樹脂(A);質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂
(2)樹脂(B);質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂
(3)樹脂(C);質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂
より構成されるものである。ここで、質量平均分子量とは、通常、重量平均分子量とも呼ばれるもので、Mwで表される平均分子量のことである。
(樹脂(A)、(B)、(C)の比率の説明)
本発明では、結着樹脂を構成する上述した樹脂(A)、(B)、(C)の比率について、樹脂(A)を65質量%以上94質量%以下、樹脂(B)を1質量%以上20質量%以下、樹脂(C)を5質量%以上15質量%以下とすることが好ましい。
本発明では、結着樹脂を構成する上述した樹脂(A)、(B)、(C)の比率について、樹脂(A)を65質量%以上94質量%以下、樹脂(B)を1質量%以上20質量%以下、樹脂(C)を5質量%以上15質量%以下とすることが好ましい。
結着樹脂中の樹脂(A)の比率は、前述した様に65質量%以上94質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以上90質量%以下、さらに好ましくは75質量%以上85質量%以下である。樹脂(A)の比率を前記範囲にすることで、後述する樹脂(A)成分が有する機械的特性と熱特性が適度に作用して、低温定着性と耐熱保管性の両立がより確実に行える様になるものとみられる。
結着樹脂中の樹脂(B)の比率は、前述した様に1質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは2質量%以上18質量%以下、さらに好ましくは4質量%以上16質量%以下である。樹脂(B)の比率を前記範囲とすることで、後述する樹脂(B)成分が有する機械的特性と熱特性が適度に作用して、形成されたトナー画像上に適度な光沢を付与し易くなるものとみられる。
結着樹脂中の樹脂(C)の比率は、前述した様に5質量%以上15質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは6質量%以上14質量%以下、さらに好ましくは7質量%以上13質量%以下である。樹脂(C)の比率を前記範囲とすることにより、後述する樹脂(C)成分が有する機械的特性と熱特性が適度に作用して、低温定着性と耐熱保管性の両立がより確実に行える様になるものとみられる。
(樹脂(A)、(B)、(C)の質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度の説明)
次に、樹脂(A)、(B)、(C)の質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度について具体的に説明する。
次に、樹脂(A)、(B)、(C)の質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度について具体的に説明する。
最初に、樹脂(A)について説明する。樹脂(A)は、質量平均分子量Mwが10,000以上30,000以下のものであり、12,000〜28,000が好ましく、14,000〜26,000がより好ましいものである。本発明では、樹脂(A)の質量平均分子量を上記範囲とすることにより、トナーに低温定着性と良好な光沢性が付与されるものと考えられる。すなわち、樹脂(A)の質量平均分子量が10,000よりも小さいと、結着樹脂の粘性と内部凝集力を低減する方向に作用して、定着時にトナー層が破断し易くなり、ホットオフセットによる画像や機内への汚染が発生し易くなる。また、質量平均分子量が30,000よりも大きいと、結着樹脂の粘性と内部凝集力が高くなる方向に作用して、低温でのトナー画像の定着が行えなくなる。また、樹脂(B)との分子量の差が縮小する分、相溶性の傾向が強くなって溶融時にトナー層に十分な強度を付与することができなくなり、トナー層の破断を回避することが困難になることも考えられる。
樹脂(A)は、軟化点温度Tsp(以下、軟化点温度という)が80℃以上100℃以下のものであり、82℃〜98℃が好ましく、84℃〜96℃がより好ましいものである。本発明では、樹脂(A)の軟化点温度を上記範囲とすることにより、トナーに低温定着性と良好なトナー保管性を付与するものと考えられる。すなわち、樹脂(A)の軟化点温度が80℃よりも低いと、若干高めの温度環境下でもトナーの溶融が起こり易くなるので、トナーを広い温度範囲下で安定に維持し続けることが難しくなり、耐熱保管性への影響が懸念される様になる。また、樹脂(A)の軟化点温度が100℃よりも高いと、耐熱保管性は向上するもののなかなかトナーを溶融させることができず、低温でトナー画像を溶融、固着させるいわゆる低温定着の実現に支障をきたすことが懸念される。
樹脂(A)は、ガラス転移温度Tg(以下、ガラス転移温度という)が30℃以上40℃以下のものであり、31℃〜39℃が好ましく、32℃〜38℃がより好ましいものである。本発明では、樹脂(A)のガラス転移温度を上記範囲とすることにより、トナーに低温定着性と良好な耐熱保管性を付与するものと考えられる。すなわち、樹脂(A)のガラス転移温度が30℃未満になると、樹脂(A)が凍結状態でいられる温度範囲が狭くなり、分子運動を起こす温度範囲が拡大する分、トナーの耐熱保管性向上に支障を来すことが懸念される。一方、樹脂(A)のガラス転移温度が40℃を超えると、樹脂(A)が凍結状態でいられる温度範囲が拡がり耐熱保管性向上に寄与するが、ミクロブラウン運動を開始できなくなるので、加熱温度を低めに設定してトナー画像の溶融、定着を行うことが困難になる。
この様に、質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度が比較的低めに設定されている樹脂(A)の存在により、定着時におけるトナーのスムーズな溶融が促進されるので、高い光沢度を有するトナー画像を形成することができるものと考えられる。また、従来よりも低い加熱温度でのトナー溶融を促進させていることも考えられる。
次に、樹脂(B)は、質量平均分子量が250,000以上350,000以下のものであり、260,000〜340,000が好ましく、270,000〜330,000がより好ましい。本発明では、樹脂(B)の質量平均分子量を上記範囲とすることにより、本発明に係るトナーに強度を付与しているものと考えられる。すなわち、樹脂(B)の質量平均分子量が250,000よりも小さいと、樹脂(B)が結着樹脂中でフィラーとして機能しにくくなって、溶融トナー層に強度を付与できなくなり、トナー層が破断し易くなって耐ホットオフセット性に支障をきたすものと考えられる。また、樹脂(B)の質量平均分子量が330,000よりも大きいと、高分子量の作用により、樹脂(B)成分が定着工程の所定時間内で溶融しきれなくなって、良好な光沢画面が得られなくなることが懸念される。
樹脂(B)は、軟化点温度が140℃以上160℃以下のものであり、142℃〜158℃が好ましく、144℃〜156℃がより好ましい。本発明では、樹脂(B)の軟化点温度を上記範囲とすることにより、良好な光沢画面の形成に支障を与えない様にしているものと考えられる。すなわち、樹脂(B)の軟化点温度が140℃よりも低いと、定着時に確実に溶融して均一な光沢面の形成には好ましいが、溶融トナー層に十分な強度を付与できず破断し易くなって耐ホットオフセット性に支障をきたし易くなるものと考えられる。一方、樹脂(B)の軟化点温度が160℃よりも高いと、定着時に溶融トナー層に十分な強度を付与する反面、定着温度を低めに設定した場合には溶融できなくなりトナー画像上に光沢を付与できなくなることが懸念される。
樹脂(B)は、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下のものであり、61℃〜79℃が好ましく、62℃〜78℃がより好ましい。本発明では、樹脂(B)のガラス転移温度を上記範囲とすることにより、本発明に係るトナーに良好な強度を付与しているものと考えられる。すなわち、樹脂(B)のガラス転移温度が60℃よりも低いと、ミクロブラウン運動の開始温度が低くなりトナー画像の転写シートへの接着性向上に寄与する反面、トナー層に十分な強度を付与できず溶融トナー層が破断し易くなる。さらに、破断により転写シート表面や定着ローラ表面に付着した汚染トナーは、ガラス転移温度が低い分、除去しにくくなるものと考えられる。
この様に、質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度が比較的高めに設定されている樹脂(B)の存在により、トナーに強度が付与されて定着時の溶融トナー層の切断が回避されるものとみられる。特に、ストレスが頻繁、かつ、大きく加わることが多いとされる連続プリント作製時には、樹脂(B)による強度付与で溶融したトナー層の破断が回避されて耐ホットオフセット性向上に寄与するものとみられる。
次に、樹脂(C)は、質量平均分子量が5,000以上20,000以下のものであり、7,000〜18,000が好ましく、9,000〜16,000がより好ましい。本発明では、樹脂(C)の質量平均分子量を上記範囲とすることにより、本発明に係るトナーに強度向上と光沢面形成を促進させる様に作用しているものと考えられる。すなわち、樹脂(C)の質量平均分子量が5,000よりも小さいと、樹脂(C)の粘性と内部凝集力が低いため、定着時にトナー層の強度を向上させることが困難になる。その結果、せっかく、樹脂(B)を含有させても溶融トナー層が破断し易くなり、ホットオフセットによる画像や機内への汚染を発生し易くする。また、質量平均分子量が20,000よりも大きいと、樹脂(C)の粘性と内部凝集力が高くなるため、定着時に溶融トナー層に適度な強度を付与して耐ホットオフセット性に寄与するが、定着温度を低めに設定した場合には、樹脂(C)の溶融しにくくなりトナー画像面への光沢付与に支障をきたすことになる。
樹脂(C)は、軟化点温度が100℃以上120℃以下のものであり、102℃〜118℃が好ましく、104℃〜116℃がより好ましい。本発明では、樹脂(C)の軟化点温度を上記範囲とすることにより、本発明に係るトナーに耐熱保管性と低温定着性の両立をバランスよく付与しているものとみられる。すなわち、樹脂(C)の軟化点温度が100℃よりも低いと、耐熱保管性への影響が若干懸念され、たとえば、高温高湿の環境に長期間放置されたときにトナー粒子同士の付着の発生が懸念される。また、樹脂(C)の軟化点温度が120℃よりも高いと、定着工程でのトナー溶融が進まず、所定時間内でトナー画像の溶融、固着をスムーズに行うことが難しくなることが懸念される。
樹脂(C)は、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下のものであり、46℃〜54℃が好ましく、47℃〜53℃がより好ましい。本発明では、樹脂(C)のガラス転移温度を上記範囲にすることにより、本発明に係るトナーに保管可能な環境を拡大させ、連続プリント時等の高速定着をスムーズに行える性能を付与しているものとみられる。すなわち、樹脂(C)のガラス転移温度が45℃未満になると、樹脂(C)が凍結状態でいられる温度範囲が狭くなるので、保存環境下でトナーが柔らかくなってトナー粒子同士の付着が発生し易くなることが懸念される。また、樹脂(C)のガラス転移温度が55℃を超えると、ミクロブラウン運動を開始温度が高くなるので、定着初期時におけるトナー画像の溶融が遅れがちになり、連続プリントの様に短時間で定着を行う画像形成に不利に作用することが懸念される。
ここで、本発明に係るトナーを構成する樹脂(A)、(B)、(C)の質量平均分子量、軟化点温度、ガラス転移温度の測定方法について説明する。
前述した樹脂(A)、(B)、(C)の質量平均分子量は、公知の分子量測定方法により、測定、算出することができる。以下、質量平均分子量測定の代表的な方法の1つであるGPC法(ゲルパーミエーションクロマトグラフ法)による樹脂の分子量測定方法の手順を説明する。
GPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフ)による樹脂の分子量の測定方法としては、濃度1mg/mlになるように測定試料をテトラヒドロフランに溶解させる。溶解条件としては、室温にて超音波分散機を用いて5分間行う。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理した後、GPCへ10μL試料溶解液を注入する。GPCの測定条件の具体例を下記に示す。すなわち、
装置 :HLC−8220(東ソー(株)製)
カラム :TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連(東ソー製)
カラム温度:40℃
溶媒 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :0.2ml/分
検出器 :屈折率検出器(RI検出器)
なお、試料の分子量測定では、試料の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。
装置 :HLC−8220(東ソー(株)製)
カラム :TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連(東ソー製)
カラム温度:40℃
溶媒 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :0.2ml/分
検出器 :屈折率検出器(RI検出器)
なお、試料の分子量測定では、試料の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。
また、樹脂(A)、(B)、(C)の軟化点温度は、公知の測定方法により測定、算出することができる。以下、軟化点温度測定の代表的な方法の1つであるフローテスタ法による軟化点測定の手順を説明する。
フローテスタ法による軟化点温度の測定は以下の手順で行う。すなわち、
(1)サンプルの作製
温度:20±1℃、相対湿度:50±5%RH環境下で、トナー1.1gをシャーレに入れて平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−A(島津製作所製)」にて3.75×108Pa(3820kg/cm2)の力で30秒間加圧することにより、直径1cmの円中型の成型サンプルを作製する。
(1)サンプルの作製
温度:20±1℃、相対湿度:50±5%RH環境下で、トナー1.1gをシャーレに入れて平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−A(島津製作所製)」にて3.75×108Pa(3820kg/cm2)の力で30秒間加圧することにより、直径1cmの円中型の成型サンプルを作製する。
(2)軟化点の測定
温度:24±5℃、相対湿度:50±20%RH環境下で、「フローテスタCFT−500D(島津製作所製)」に上記成型サンプルをセットする。次に、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの孔(1mm×1mm)より、直径1cmのピストンを用いてサンプルの押し出しを行う。なお、押し出しは予熱終了時から行う。昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetを、トナーの軟化点とした。
温度:24±5℃、相対湿度:50±20%RH環境下で、「フローテスタCFT−500D(島津製作所製)」に上記成型サンプルをセットする。次に、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの孔(1mm×1mm)より、直径1cmのピストンを用いてサンプルの押し出しを行う。なお、押し出しは予熱終了時から行う。昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetを、トナーの軟化点とした。
さらに、樹脂(A)、(B)、(C)のガラス転移温度は、公知のガラス転移温度測定方法により、測定、算出することができる。以下、ガラス転移温度測定の代表的な方法の1つである示差走査カロリメータによるガラス転移温度測定の手順を説明する。
ガラス転移温度は、DSC−7示差走査カロリメータ(パーキンエルマー社製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラ(パーキンエルマー社製)を用いて測定することができる。
測定手順として、トナー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。なお、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点として示す。
また、ガラス転移温度の算出方法として、以下のような理論ガラス転移温度を算出する方法も挙げられる。ここで理論ガラス転移温度とは、共重合体樹脂を構成するそれぞれの成分が、ホモポリマーを形成した場合のガラス転移温度にそれぞれの組成質量分率を乗じ、すなわち加重平均して算出したものである。
すなわち、理論ガラス転移温度Tg(絶対温度Tg′とする)は共重合体樹脂を構成する成分のホモポリマーのガラス転移温度を用いて下記式(1)から算出される。
式(1):1/Tg′=W1/T1+W2/T2+・・・+Wn/Tn
(式中、W1、W2、・・・Wnは共重合体樹脂を構成する全重合性単量体に対する各重合性単量体の質量分率、T1、T2、・・・Tnは各重合性単量体を用いて形成されるホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度)を示す。)
本発明に係るトナーは、前述した様に、結着樹脂が前述した樹脂(A)、(B)、(C)より構成されるものであるが、低温定着性と耐熱保管性をより確実に発現させる観点から、コアシェル構造を有するものにすることが好ましい。具体的には、樹脂(A)と樹脂(B)より構成される結着樹脂と着色剤及びワックスからなるコアと、樹脂(C)より構成される結着樹脂よりなるシェルより構成されるものが好ましい。
(式中、W1、W2、・・・Wnは共重合体樹脂を構成する全重合性単量体に対する各重合性単量体の質量分率、T1、T2、・・・Tnは各重合性単量体を用いて形成されるホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度)を示す。)
本発明に係るトナーは、前述した様に、結着樹脂が前述した樹脂(A)、(B)、(C)より構成されるものであるが、低温定着性と耐熱保管性をより確実に発現させる観点から、コアシェル構造を有するものにすることが好ましい。具体的には、樹脂(A)と樹脂(B)より構成される結着樹脂と着色剤及びワックスからなるコアと、樹脂(C)より構成される結着樹脂よりなるシェルより構成されるものが好ましい。
すなわち、低温定着性に寄与する樹脂(A)と、溶融開始時に樹脂(A)の内部凝集力を向上させるために添加される樹脂(B)を用いてコア構成樹脂として良好な低温定着性を発現させる。また、樹脂(A)よりもガラス転移温度の高い樹脂(C)を用いてシェルを形成することによりトナーの耐熱保管性を向上させることができる。この様に、樹脂(A)、(B)、(C)を用いて機能分離構造型のトナーとすることにより本発明の効果をより確実に発現させることができる。
次に、前記樹脂(A)、(B)、(C)を形成することが可能な重合性単量体について説明する。本発明に係るトナーを構成する結着樹脂は、前述した質量平均分子量と軟化点温度及びガラス転移温度を有する前記樹脂(A)、(B)、(C)を用いて形成されるもので、樹脂(A)、(B)、(C)は公知の重合性単量体を用いて形成することができる。その中でも、ビニル系樹脂を形成するのに用いられる重合性単量体が好ましい。
以下、ビニル系樹脂を形成するのに用いられる重合性単量体について説明する。
本発明に係る樹脂は少なくとも1種の重合性単量体を重合して得られた重合体を構成成分として含むものであるが、前記重合性単量体としては、下記(1)乃至(10)に示す様なビニル系単量体が挙げられる。すなわち、
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
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−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−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸エステル誘導体
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
(3)ア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。
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
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−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−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸エステル誘導体
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
(3)ア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。
(4)オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)ビニルケトン類
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
(8)N−ビニル化合物
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
(9)ビニル化合物類
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等
(10)アクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体
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。
エチレン、プロピレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)ビニルケトン類
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
(8)N−ビニル化合物
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
(9)ビニル化合物類
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等
(10)アクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体
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。
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重合性単量体を組み合わせて使用することも可能である。イオン性解離基としては、たとえば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の置換基が挙げられ、イオン性解離基を有する重合性単量体はこれらの置換基を有するものである。
イオン性解離基を有する重合性単量体の具体例を以下に挙げる。すなわち、
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、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アシドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシドホスホオキシプロピルメタクリレート等。
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、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アシドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシドホスホオキシプロピルメタクリレート等。
さらに、樹脂を構成する重合性単量体として、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可能である。多官能性ビニル類の具体例を以下に挙げる。すなわち、
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。
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。
次に、本発明に係るトナーを作製する際に使用される結着樹脂以外の材料、すなわち、着色剤、ワックス、外添剤について説明する。
本発明に係るトナーに使用可能な着色剤としては、公知のものが使用可能であり、以下に具体的な着色剤を挙げる。
黒色の着色剤としては、たとえば、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が挙げられ、さらにマグネタイト、フェライト等の磁性粉を用いることも可能である。
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、同3、同5、同6、同7、同15、同16、同48:1、同53:1、同57:1、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同139、同144、同149、同150、同163、同166、同170、同177、同178、同184、同202、同206、同207、同209、同222、同238、同269等がある。
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、同43、C.I.ピグメントイエロー12、同14、同15、同17、同74、同83、同93、同94、同138、同155、同162、同180、同185等がある。
さらに、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2、同3、同15、同15:2、同15:3、同15:4、同16、同17、同60、同62、同66、C.I.ピグメントグリーン7等がある。
また、染料としては、C.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー2、同6、同14、同15、同16、同19、同21、同33、同44、同56、同61、同77、同79、同80、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等がある。
これらの着色剤は必要に応じて単独もしくは2つ以上を選択併用することも可能である。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%の範囲で、これらの混合物も用いることができる。数平均1次粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200nm程度が好ましい。
着色剤の添加方法としては、樹脂微粒子を凝集剤の添加にて凝集させる段階で添加し重合体を着色する。なお、着色剤は表面をカップリング剤等で処理して使用することも可能である。
次に、本発明に係るトナーに使用可能なワックスについて説明する。本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、従来公知のものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。すなわち、
(1)長鎖炭化水素系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等
(2)エステル系ワックス
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、ペンタエリスリ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等
(3)アミド系ワックス
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等
(4)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(5)その他
カルナウバワックス、モンタンワックス等。
(1)長鎖炭化水素系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等
(2)エステル系ワックス
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、ペンタエリスリ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等
(3)アミド系ワックス
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等
(4)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(5)その他
カルナウバワックス、モンタンワックス等。
ワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でも安定したトナー画像形成が行える。また、トナー中のワックス含有量は、1質量%〜30質量%が好ましく、さらに好ましくは5質量%〜20質量%である。
次に、本発明に係るトナーの製造方法について説明する。
本発明に係るトナーは、少なくとも、質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)を含有する樹脂粒子と、質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させた後、質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させる工程を経て作製されるものである。
上記工程を経てトナーを作製する方法の代表的なものとしては、たとえば、以下に示す工程を経てトナーを作製するいわゆる乳化会合法によるトナー製造方法が挙げられる。なお、下記工程は、コアシェル構造のトナーを製造する工程を含むものであるが、コアシェル構造ではないトナーを作製する場合は、(5)と(6)の工程が無くなる他は同様の手順で作製することができる。
(1)離型剤を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、融着させて会合粒子(コア粒子)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着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コアシェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成して、コアシェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色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)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程
を有する場合もある。なお上記各工程については、後で詳述する。
(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、融着させて会合粒子(コア粒子)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着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コアシェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成して、コアシェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色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)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程
を有する場合もある。なお上記各工程については、後で詳述する。
また、本発明では前述した樹脂(A)を含有する樹脂粒子と樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させて最初にコアを形成した後、当該コア表面に前述した樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させてシェルを形成してコアシェル構造のトナーを作製することも可能である。この様に、本発明では、先ず、樹脂粒子(A)、(B)と着色剤粒子とを会合融着させてコアとなる粒子(以下コア粒子という)を作製し、続いて、コア粒子分散液中に樹脂粒子(C)を添加し、コア粒子表面に樹脂粒子(C)を凝集、融着させてコア粒子表面を樹脂粒子(C)で被覆することによりコアシェル構造をトナーを作製することができる。
コアシェル構造のトナーを作製する場合、当該トナーはシェルの厚みを極めて薄くして、かつ、一定の膜厚を有するものにすることが好ましく、また、上述した乳化会合法により、粒径や形状の揃ったトナーをより確実に作製することができる。この様に形状と粒径の揃ったトナーを作製するためには、粒径と形状が一定に揃ったコア粒子を作製しておき、そこへシェル用樹脂粒子を添加してシェルを形成することが好ましい。
シェル化の工程は、最終的なトナー形状や粒径を制御する工程であるが、各コア粒子に対して同一条件下でシェル用の樹脂粒子が添加されることになるので、コア粒子の粒径と形状が均一に揃ったものであることが好ましい。この様に粒径と形状が揃ったコア粒子であれば、その表面にシェル形成用の樹脂粒子が均一に付着し易く、均一な厚みのシェルが形成されるとともに形と大きさの揃ったトナー粒子を確実に作製することができる。
本発明に係る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、たとえば、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。
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、この時間を制御することにより、目的の円形度に到達する。
本発明に係るトナーを構成するコア部は、たとえば、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後述する塩析/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方法は、離型剤成分を溶解あるいは溶融させてもいずれの方法でもよい。
以下、乳化会合法によるトナーの各製造工程について説明する。
(1)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。
(2)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、ワックス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。なお、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また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、ワックス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。なお、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また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、ワックス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、あるいは、着色されていない微粒子のいずれのものであってもよい。着色された樹脂微粒子は、着色剤を含有させた単量体組成物を重合処理することにより作製することができる。また、着色されていない樹脂微粒子を用いてトナーを作製する場合は、後述する凝集・融着工程で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て着色粒子と呼ばれるトナーの母体粒子を作製することができる。
(3)凝集・融着工程
この凝集・融着工程において、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)を凝集、融着する具体的な方法としては塩析/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、融着させることも可能である。
この凝集・融着工程において、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)を凝集、融着する具体的な方法としては塩析/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、融着させることも可能である。
ここで、「塩析/融着」とは、樹脂微粒子等の凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで成長したところで、凝集停止剤を添加して粒子成長を停止させ、さらに、必要に応じて粒子形状を制御するために加熱を継続して行うことである。
また、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、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザ等の加圧分散機、サンドグラインダ、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、水系媒体に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。なお、着色剤(微粒子)は表面改質されたものを用いてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分散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点以上であって、かつ、これら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。この理由は、塩析した後の放置時間によっては粒子の凝集状態が変動して粒径分布が不安定になったり、融着させた粒子の表面性が変動したりする問題が発生することが懸念されるためである。また、塩析剤の添加温度は少なくとも樹脂微粒子のガラス転移温度以下にすることが好ましい。この理由は、塩析剤の添加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困難になり、大粒径の粒子を発生させる等の問題の発生が懸念されるためである。塩析剤の添加温度の好ましい範囲としては、樹脂のガラス転移温度以下であればよいが、一般に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添加した後は、できるだけ速やかに昇温させて、樹脂微粒子のガラス転移温度以上であり、かつ、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が好ましい。この昇温までの時間としては1時間未満が好ましい。さらに、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。昇温速度の上限は特に規定されるものではないが、急速に昇温させると塩析が急激に進行するため、粒径を制御しにくくなるという問題が発生するおそれがあり、5℃/分以下が好ましい。
この凝集・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。
(4)第1の熟成工程
次いで、凝集・融着工程の加熱温度や特に第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、粒径が一定で分布が狭く形成したコア粒子表面が平滑だが均一な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均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を長くしてコア粒子の表面が均一な形状のものに制御する。
次いで、凝集・融着工程の加熱温度や特に第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、粒径が一定で分布が狭く形成したコア粒子表面が平滑だが均一な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均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を長くしてコア粒子の表面が均一な形状のものに制御する。
(5)シェル化工程
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の母体となる着色粒子を形成する。
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の母体となる着色粒子を形成する。
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着色粒子を形成する。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。
(6)第2の熟成工程
シェル化により着色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100〜300nm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、丸みを帯び、しかも形状の揃った着色粒子が形成される。
シェル化により着色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100〜300nm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、丸みを帯び、しかも形状の揃った着色粒子が形成される。
本発明では、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着色粒子の形状を真球方向に制御することが可能である。
(7)洗浄工程
この工程では、先ず、前記着色粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する。冷却処理条件としては、たとえば、1〜20℃/分の冷却速度で冷却することができる。冷却処理方法は、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等の公知の方法を例示することができる。
この工程では、先ず、前記着色粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する。冷却処理条件としては、たとえば、1〜20℃/分の冷却速度で冷却することができる。冷却処理方法は、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等の公知の方法を例示することができる。
次に、冷却処理した着色粒子分散液を固液分離し、固液分離した着色粒子を洗浄する。すなわち、冷却処理を行って所定温度に冷却した着色粒子分散液より当該着色粒子を固液分離する固液分離処理を行い、固液分離して形成された着色粒子のトナーケーキ(ウエット状態にある着色粒子をケーキ状に凝集させた集合物)より界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する。固液分離処理の代表的なものとしてはろ過処理が挙げられるが、ろ過処理の具体的な方法としては、たとえば、遠心分離法や、ヌッチェ等の使用による減圧ろ過法、フィルタプレス等を使用するろ過法等がある。
(8)乾燥工程
この工程は、洗浄処理されたケーキを乾燥処理し、乾燥処理された着色粒子を得る工程である。この工程で使用可能な乾燥機としては、たとえば、スプレードライヤ、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等の公知の乾燥処理機や、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、撹拌式乾燥機等を使用することも可能である。乾燥処理された着色粒子の含水量は5質量%以下とすることが好ましく2質量%以下がより好ましい。
この工程は、洗浄処理されたケーキを乾燥処理し、乾燥処理された着色粒子を得る工程である。この工程で使用可能な乾燥機としては、たとえば、スプレードライヤ、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等の公知の乾燥処理機や、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、撹拌式乾燥機等を使用することも可能である。乾燥処理された着色粒子の含水量は5質量%以下とすることが好ましく2質量%以下がより好ましい。
なお、乾燥処理された着色粒子同士が、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することも可能である。解砕処理装置の具体例としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサ、コーヒーミル、フードプロセッサ等の機械式解砕処理装置が挙げられる。
(9)外添処理工程
この工程は、乾燥処理した着色粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合することにより、トナーを調製する工程である。
この工程は、乾燥処理した着色粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合することにより、トナーを調製する工程である。
上記の工程を経て作製された着色粒子は、そのままトナー粒子として使用可能であるが、帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から着色粒子表面に、公知の無機微粒子や有機微粒子等の粒子を外添剤として添加することが好ましい。
外添剤の種類は特に限定されるものではなく、たとえば、以下に挙げる無機微粒子や有機微粒子、及び、滑剤が挙げられる。
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することが可能で、たとえば、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム微粒子等が好ましいものとして挙げられる。
また、必要に応じてこれらの無機微粒子を疎水化処理したものも使用可能である。
シリカ微粒子の具体例としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
チタニア微粒子としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
アルミナ微粒子としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
また、クリーニング性や転写性をさらに向上させるために滑剤を使用することも可能であり、たとえば、以下の様な高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。すなわち、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩が挙げられる。
これら外添剤や滑剤の添加量は、トナー全体に対して0.1〜10.0質量%が好ましい。また、外添剤や滑剤の添加方法としては、タービュラーミキサ、ヘンシェルミキサ、ナウターミキサ、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
次に、本発明に係るトナーを水系媒体中で作製する場合に使用される重合開始剤、分散安定剤、界面活性剤等について説明する。
本発明に係るトナーを構成する結着樹脂をビニル系重合性単量体を用いて形成する場合、公知の油溶性あるいは水溶性の重合開始剤を使用することができる。油溶性の重合開始剤としては、具体的には、以下に示すアゾ系またはジアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤がある。すなわち、
(1)アゾ系またはジアゾ系重合開始剤
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
(2)過酸化物系重合開始剤
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)トリアジン等
また、乳化重合法で樹脂粒子を形成する場合は水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。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、過酸化水素等がある。
(1)アゾ系またはジアゾ系重合開始剤
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
(2)過酸化物系重合開始剤
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)トリアジン等
また、乳化重合法で樹脂粒子を形成する場合は水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。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、過酸化水素等がある。
また、樹脂粒子の分子量調整のために、公知の連鎖移動剤を使用することも可能である。具体的には、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素、α−メチルスチレンダイマー等がある。
本発明では、重合性単量体を水系媒体中に分散させた状態で重合を行ったり、水系媒体中に分散させた樹脂粒子等を凝集、融着させてトナーを作製する方法が好ましく採られ、これらを水系媒体中に安定して分散させるために分散安定剤を使用することが好ましい。
分散安定剤としては、たとえば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等のものがある。また、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等、一般に界面活性剤として使用可能なものを分散安定剤として使用することが可能である。
また、水系媒体中で重合性単量体を用いて重合を行う場合、界面活性剤を使用して前記重合性単量体の油滴を水系媒体中に均一に分散させる必要がある。このとき、使用可能な界面活性剤は、特に限定されるものではないが、たとえば、以下に示すイオン性界面活性剤が好ましいものとして使用できる。イオン性界面活性剤には、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、脂肪酸塩等があり、スルホン酸塩には、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等がある。
また、硫酸エステル塩には、たとえば、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等があり、脂肪酸塩には、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等がある。
また、ノニオン性界面活性剤を使用することも可能で、具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等がある。
次に、本発明に係るトナーを使用してなる現像剤について説明する。
本発明に係るトナーは、キャリアを用いずに画像形成を行う一成分現像剤(磁性、非磁性を含む)、及びキャリアを用いて画像形成を行う二成分現像剤のどちらにも使用が可能である。
二成分現像剤として用いる場合は、トナー及びキャリアを混合して作製することができる。トナーのキャリアに対する混合量は、2〜10質量%が好ましい。トナーとキャリアを混合する混合装置は、特に限定されるものではなく、ナウターミキサ、Wコーン及びV型混合機等が挙げられる。
キャリアは、体積平均粒径が10〜60μm、飽和磁化値が20〜80emu/gであるフェライトキャリアが好ましい。このようにキャリアの粒径が小さく、飽和磁化値も低いキャリアを用いることにより、現像スリーブ上の磁気ブラシが柔らかくなり、鮮鋭性が良好な電子写真画像を形成することができる。
体積平均粒径は、たとえば、湿式分散器を備えたレーザ回折式粒度分析装置「HELOS(シンパテック株式会社製)」により体積平均粒径を測定することができる。また、飽和磁化は、たとえば、「直流磁化特性自動記録装置3257−35(横河電気(株)製)」により測定することができる。
キャリアは、磁性体粒子を芯材(コア)とし、その表面を樹脂で被覆することが好ましい。上記キャリア芯材の被覆に用いられる樹脂としては、特に制限はなく、各種の樹脂を用いることが可能である。正帯電性トナーに対しては、たとえば、フッ素系樹脂、フッ素−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂等を用いることができ、縮合型のシリコーン系樹脂が好ましい。また、負帯電性トナーに対しては、たとえば、アクリル−スチレン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂とメラミン系樹脂の混合樹脂及びその硬化樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等を用いることができる。その中でも、アクリル−スチレン系樹脂とメラミン系樹脂の混合樹脂及びその硬化樹脂、並びに縮合型のシリコーン系樹脂が好ましい。また、必要に応じて、荷電制御剤、密着性向上剤、プライマー処理剤、抵抗制御剤等を添加して二成分現像剤を形成することも可能である。
また、キャリアを使用せずに画像形成を行う非磁性一成分現像剤として使用する場合、画像形成時、トナーは帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧して帯電が行われる。非磁性一成分現像方式による画像形成は、現像装置の構造を簡略化できるので、画像形成装置全体をコンパクト化できるメリットがある。したがって、本発明に係るトナーを非磁性一成分現像剤として使用すると、コンパクトなカラープリンタでフルカラーのプリント作成が実現され、スペース的に制限のある作業環境でも色再現性に優れたフルカラープリントの作成が可能である。
また、一成分現像剤の1つである磁性トナーは、着色剤として磁性体微粒子を用いることにより作製することができる。磁性体微粒子としては、平均一次粒子径が0.1〜2.0μmのフェライト、マグネタイト等の粒子が用いられる。磁性体微粒子の添加量はトナー中の20〜70質量%が好ましい。
また、流動性付与の観点から、公知の無機微粒子を混合することも可能である。無機微粒子としては、シリカ、チタニア及びアルミナ等の無機酸化物粒子が好ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤、或いは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より好ましい。
次に、本発明に係るトナーを用いて画像形成を行うことが可能な画像形成装置について説明する。図1は、本発明に係るトナーを2成分系現像剤として使用したときに使用可能な画像形成装置の一例を示す概略図である。
図1において、1Y、1M、1C、1Kは感光体、4Y、4M、4C、4Kは現像装置、5Y、5M、5C、5Kは1次転写手段としての1次転写ロール、5Aは2次転写手段としての2次転写ロール、6Y、6M、6C、6Kはクリーニング装置、7は中間転写体ユニット、24は熱ロール式定着装置、70は中間転写体を示す。
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット7と、記録部材Pを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段21及び定着手段としての熱ロール式定着装置24とを有する。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
各感光体に形成される異なる色のトナー像の1つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1Y、該感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、1次転写手段としての1次転写ロール5Y、クリーニング手段6Yを有する。また、別の異なる色のトナー像の1つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1M、該感光体1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、1次転写手段としての1次転写ロール5M、クリーニング手段6Mを有する。
また、更に別の異なる色のトナー像の1つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1C、該感光体1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、1次転写手段としての1次転写ロール5C、クリーニング手段6Cを有する。さらに、他の異なる色のトナー像の1つとして、黒色画像を形成する画像形成部10Kは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1K、該感光体1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、1次転写手段としての1次転写ロール5K、クリーニング手段6Kを有する。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材として用紙等の記録部材Pは、給紙搬送手段21により給紙され、複数の中間ロール22A、22B、22C、22D、レジストロール23を経て、2次転写手段としての2次転写ロール5Aに搬送され、記録部材P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Pは、熱ロール式定着装置24により定着処理され、排紙ロール25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
一方、2次転写ロール5Aにより記録部材Pにカラー画像を転写した後、記録部材Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
画像形成処理中、1次転写ロール5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の1次転写ロール5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに圧接する。
2次転写ロール5Aは、ここを記録部材Pが通過して2次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体70に圧接する。
この様に、感光体1Y、1M、1C、1K上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体70上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Pに転写し、定着装置24で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録部材Pに転移させた後の感光体1Y、1M、1C、1Kは、クリーニング装置6Aで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
本発明に係るトナーを非磁性一成分系現像剤として用いた場合の画像形成方法としては、前記二成分現像装置を非磁性一成分現像装置に交換すればよい。
図1には、加熱ローラと加圧ローラより構成されるローラ定着方式の定着装置が示されているが、定着方法としては特に限定されるものではなく、前述したローラ定着方式、加熱ローラと加圧ベルトからなる定着方式、加熱ベルトと加圧ローラで構成される定着方式、加熱ベルトと加圧ベルトからなるベルト定着方式等の公知の定着方式が使用可能である。また、加熱方式としてはハロゲンランプによる方式、IH定着方式等、公知のいずれの加熱方式を採用することができる。
本発明に係るトナーを用いて画像を形成することが可能な記録用紙は、一般に、転写材、画像支持体とも呼ばれ、たとえば、上述した画像形成装置等による公知の画像形成方法により形成したトナー画像を保持するものであれば特に限定されるものではない。本発明で使用可能な記録用紙としては、公知のものが挙げられ、たとえば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等がある。
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
1.「トナー1〜15」の作製
以下の手順により、3種類の樹脂微粒子を凝集、融着させる工程を経て「トナー1〜15」を作製した。すなわち、
1−1.「樹脂微粒子分散液A1〜A5」の作製
(1)「樹脂微粒子分散液A1」の作製
(a)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
以下の手順により、3種類の樹脂微粒子を凝集、融着させる工程を経て「トナー1〜15」を作製した。すなわち、
1−1.「樹脂微粒子分散液A1〜A5」の作製
(1)「樹脂微粒子分散液A1」の作製
(a)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
上記界面活性剤溶液に重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)9.0質量部を添加し、内温を78℃とさせた後、
スチレン 551質量部
n−ブチルアクリレート 280質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 14.6質量部
からなる単量体混合溶液〔1〕を3時間かけて滴下した。
スチレン 551質量部
n−ブチルアクリレート 280質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 14.6質量部
からなる単量体混合溶液〔1〕を3時間かけて滴下した。
滴下終了後、78℃の温度下で1時間にわたり加熱、撹拌することにより、重合反応を行い、樹脂微粒子の分散液を作製した。この樹脂微粒子分散液を「樹脂微粒子分散液a1」とする。
(b)第2段重合:中間層の形成
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に下記化合物からなる単量体混合液を投入し、続いて、離型剤としてパラフィンワックス「HNP−57(日本精蝋社製)」51質量部を添加し、85℃に加温して溶解させた。この様にして単量体混合溶液〔2〕を調製した。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に下記化合物からなる単量体混合液を投入し、続いて、離型剤としてパラフィンワックス「HNP−57(日本精蝋社製)」51質量部を添加し、85℃に加温して溶解させた。この様にして単量体混合溶液〔2〕を調製した。
スチレン 104質量部
n−ブチルアクリレート 53質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 2.7質量部
一方、アニオン系界面活性剤(ポリオキシ(2)ドデシルエーテル硫酸エステルナトリウム塩)2質量部をイオン交換水1100質量部に溶解させた界面活性剤溶液を調製し、90℃に加熱した。この界面活性剤溶液に、前記「樹脂微粒子分散液a1」を28質量部(固形分換算)添加し、さらに前記単量体混合溶液〔2〕を添加後、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)」で4時間混合分散した。前記混合分散により分散粒子径が350nmの乳化粒子を含有する乳化粒子分散液を調製した。
n−ブチルアクリレート 53質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 2.7質量部
一方、アニオン系界面活性剤(ポリオキシ(2)ドデシルエーテル硫酸エステルナトリウム塩)2質量部をイオン交換水1100質量部に溶解させた界面活性剤溶液を調製し、90℃に加熱した。この界面活性剤溶液に、前記「樹脂微粒子分散液a1」を28質量部(固形分換算)添加し、さらに前記単量体混合溶液〔2〕を添加後、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)」で4時間混合分散した。前記混合分散により分散粒子径が350nmの乳化粒子を含有する乳化粒子分散液を調製した。
次いで、前記乳化粒子分散液に重合開始剤(KPS)2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、この系を90℃にて2時間にわたり加熱、撹拌を行うことで重合反応(第2段重合)を行って樹脂微粒子の分散液を作製した。この樹脂微粒子分散液を「樹脂微粒子分散液a11」とする。
(c)第3段重合:外層の形成
前記第2段重合で得られた「樹脂微粒子分散液a11」に、重合開始剤(KPS)2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた重合開始剤水溶液を添加し、80℃の温度条件下で下記化合物からなる単量体混合溶液〔3〕を1時間かけて滴下した。
前記第2段重合で得られた「樹脂微粒子分散液a11」に、重合開始剤(KPS)2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた重合開始剤水溶液を添加し、80℃の温度条件下で下記化合物からなる単量体混合溶液〔3〕を1時間かけて滴下した。
スチレン 231質量部
n−ブチルアクリレート 99質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
滴下終了後、3時間にわたり加熱、撹拌を行って重合反応(第3段重合)を行い、重合反応終了後、28℃に冷却して多層構造を有する複合樹脂微粒子よりなる「樹脂微粒子分散液A1」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A1」を構成する「樹脂微粒子A1」の、重量平均分子量は20,000、軟化点は90℃、ガラス転移温度は35℃であった。
n−ブチルアクリレート 99質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
滴下終了後、3時間にわたり加熱、撹拌を行って重合反応(第3段重合)を行い、重合反応終了後、28℃に冷却して多層構造を有する複合樹脂微粒子よりなる「樹脂微粒子分散液A1」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A1」を構成する「樹脂微粒子A1」の、重量平均分子量は20,000、軟化点は90℃、ガラス転移温度は35℃であった。
(2)「樹脂微粒子分散液A2〜A5」の作製
(a)「樹脂微粒子分散液A2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 529質量部
n−ブチルアクリレート 303質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 17.4質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 100質量部
n−ブチルアクリレート 57質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 3.3質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 222質量部
n−ブチルアクリレート 108質量部
n−オクチルメルカプタン 6.5質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A2」を構成する「樹脂微粒子A2」の、重量平均分子量は10,000、軟化点は80℃、ガラス転移温度は30℃であった。
(a)「樹脂微粒子分散液A2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 529質量部
n−ブチルアクリレート 303質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 17.4質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 100質量部
n−ブチルアクリレート 57質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 3.3質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 222質量部
n−ブチルアクリレート 108質量部
n−オクチルメルカプタン 6.5質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A2」を構成する「樹脂微粒子A2」の、重量平均分子量は10,000、軟化点は80℃、ガラス転移温度は30℃であった。
(b)「樹脂微粒子分散液A3」の作製
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 578質量部
n−ブチルアクリレート 254質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 11.8質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 109質量部
n−ブチルアクリレート 48質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 2.2質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 240質量部
n−ブチルアクリレート 90質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A3」を構成する「樹脂微粒子A3」の、重量平均分子量は30,000、軟化点は100℃、ガラス転移温度は40℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 578質量部
n−ブチルアクリレート 254質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 11.8質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 109質量部
n−ブチルアクリレート 48質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 2.2質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 240質量部
n−ブチルアクリレート 90質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A3」を構成する「樹脂微粒子A3」の、重量平均分子量は30,000、軟化点は100℃、ガラス転移温度は40℃であった。
(c)「樹脂微粒子分散液A4」の作製
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 503質量部
n−ブチルアクリレート 328質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 23.1質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 95質量部
n−ブチルアクリレート 62質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 212質量部
n−ブチルアクリレート 118質量部
n−オクチルメルカプタン 8.7質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A4」を構成する「樹脂微粒子A4」の、重量平均分子量は8,000、軟化点は75℃、ガラス転移温度は25℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 503質量部
n−ブチルアクリレート 328質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 23.1質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 95質量部
n−ブチルアクリレート 62質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 4.4質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 212質量部
n−ブチルアクリレート 118質量部
n−オクチルメルカプタン 8.7質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A4」を構成する「樹脂微粒子A4」の、重量平均分子量は8,000、軟化点は75℃、ガラス転移温度は25℃であった。
(d)「樹脂微粒子分散液A5」の作製
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 600質量部
n−ブチルアクリレート 231質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 8.8質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 113質量部
n−ブチルアクリレート 44質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 1.7質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 249質量部
n−ブチルアクリレート 81質量部
n−オクチルメルカプタン 3.3質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A5」を構成する「樹脂微粒子A5」の、重量平均分子量は35,000、軟化点は105℃、ガラス転移温度は45℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液A1」の作製において、第1段重合で用いた単量体混合溶液〔1〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 600質量部
n−ブチルアクリレート 231質量部
メタクリル酸 44質量部
n−オクチルメルカプタン 8.8質量部
また、第2段重合で用いた単量体混合溶液〔2〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 113質量部
n−ブチルアクリレート 44質量部
メタクリル酸 8質量部
n−オクチルメルカプタン 1.7質量部
さらに、第3段重合で用いた単量体混合溶液〔3〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 249質量部
n−ブチルアクリレート 81質量部
n−オクチルメルカプタン 3.3質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液A5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液A5」を構成する「樹脂微粒子A5」の、重量平均分子量は35,000、軟化点は105℃、ガラス転移温度は45℃であった。
1−2.「樹脂微粒子分散液B1〜B5」の作製
(1)「樹脂微粒子分散液B1」の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
(1)「樹脂微粒子分散液B1」の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
上記界面活性剤溶液に重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)9.0質量部を添加し、内温を78℃とさせた後、
スチレン 648質量部
n−ブチルアクリレート 153質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.15質量部
からなる単量体混合溶液〔4〕を3時間かけて滴下した。
スチレン 648質量部
n−ブチルアクリレート 153質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.15質量部
からなる単量体混合溶液〔4〕を3時間かけて滴下した。
滴下終了後、78℃の温度下で1時間にわたり加熱、撹拌することにより、重合反応を行い、樹脂微粒子の分散液を作製した。この樹脂微粒子分散液を「樹脂微粒子分散液B1」とする。前記「樹脂微粒子分散液B1」を構成する「樹脂微粒子B1」の、重量平均分子量は300,000、軟化点は150℃、ガラス転移温度は70℃であった。
(2)「樹脂微粒子分散液B2〜B5」の作製
(a)「樹脂微粒子分散液B2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 608質量部
n−ブチルアクリレート 197質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.20質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B2」を構成する「樹脂微粒子B2」の、重量平均分子量は250,000、軟化点は140℃、ガラス転移温度は60℃であった。
(a)「樹脂微粒子分散液B2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 608質量部
n−ブチルアクリレート 197質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.20質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B2」を構成する「樹脂微粒子B2」の、重量平均分子量は250,000、軟化点は140℃、ガラス転移温度は60℃であった。
(b)「樹脂微粒子分散液B3」の作製
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 665質量部
n−ブチルアクリレート 136質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.10質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B3」を構成する「樹脂微粒子B3」の、重量平均分子量は350,000、軟化点は160℃、ガラス転移温度は80℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 665質量部
n−ブチルアクリレート 136質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.10質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B3」を構成する「樹脂微粒子B3」の、重量平均分子量は350,000、軟化点は160℃、ガラス転移温度は80℃であった。
(c)「樹脂微粒子分散液B4」の作製
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 538質量部
n−ブチルアクリレート 263質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.25質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B4」を構成する「樹脂微粒子B4」の、重量平均分子量は200,000、軟化点は130℃、ガラス転移温度は50℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 538質量部
n−ブチルアクリレート 263質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.25質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B4」を構成する「樹脂微粒子B4」の、重量平均分子量は200,000、軟化点は130℃、ガラス転移温度は50℃であった。
(d)「樹脂微粒子分散液B5」の作製
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 685質量部
n−ブチルアクリレート 116質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.00質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B5」を構成する「樹脂微粒子B5」の、重量平均分子量は370,000、軟化点は165℃、ガラス転移温度は85℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液B1」の作製で用いた単量体混合溶液〔4〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 685質量部
n−ブチルアクリレート 116質量部
メタクリル酸 74質量部
n−オクチルメルカプタン 0.00質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液B5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液B5」を構成する「樹脂微粒子B5」の、重量平均分子量は370,000、軟化点は165℃、ガラス転移温度は85℃であった。
1−3.「樹脂微粒子分散液C1〜C5」の作製
(1)「樹脂微粒子分散液C1」の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
(1)「樹脂微粒子分散液C1」の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、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。
上記界面活性剤溶液に重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)9.0質量部を添加し、内温を78℃とさせた後、
スチレン 543質量部
n−ブチルアクリレート 228質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 24質量部
からなる単量体混合溶液〔5〕を3時間かけて滴下した。
スチレン 543質量部
n−ブチルアクリレート 228質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 24質量部
からなる単量体混合溶液〔5〕を3時間かけて滴下した。
滴下終了後、78℃の温度下で1時間にわたり加熱、撹拌することにより、重合反応を行い、樹脂微粒子の分散液を作製した。この樹脂微粒子分散液を「樹脂微粒子分散液C1」とする。前記「樹脂微粒子分散液C1」を構成する「樹脂微粒子C1」の、重量平均分子量は10,000、軟化点は110℃、ガラス転移温度は50℃であった。
(2)「樹脂微粒子分散液C2〜C5」の作製
(a)「樹脂微粒子分散液C2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 517質量部
n−ブチルアクリレート 254質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 48質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C2」を構成する「樹脂微粒子C2」の、重量平均分子量は5,000、軟化点は100℃、ガラス転移温度は45℃であった。
(a)「樹脂微粒子分散液C2」の作製
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 517質量部
n−ブチルアクリレート 254質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 48質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C2」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C2」を構成する「樹脂微粒子C2」の、重量平均分子量は5,000、軟化点は100℃、ガラス転移温度は45℃であった。
(b)「樹脂微粒子分散液C3」の作製
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 562質量部
n−ブチルアクリレート 209質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 12質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C3」を構成する「樹脂微粒子C3」の、重量平均分子量は20,000、軟化点は120℃、ガラス転移温度は55℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 562質量部
n−ブチルアクリレート 209質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 12質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C3」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C3」を構成する「樹脂微粒子C3」の、重量平均分子量は20,000、軟化点は120℃、ガラス転移温度は55℃であった。
(c)「樹脂微粒子分散液C4」の作製
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 495質量部
n−ブチルアクリレート 276質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 71質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C4」を構成する「樹脂微粒子C4」の、重量平均分子量は3,000、軟化点は95℃、ガラス転移温度は40℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 495質量部
n−ブチルアクリレート 276質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 71質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C4」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C4」を構成する「樹脂微粒子C4」の、重量平均分子量は3,000、軟化点は95℃、ガラス転移温度は40℃であった。
(d)「樹脂微粒子分散液C5」の作製
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 604質量部
n−ブチルアクリレート 166質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 9質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C5」を構成する「樹脂微粒子C5」の、重量平均分子量は25,000、軟化点は130℃、ガラス転移温度は65℃であった。
前記「樹脂微粒子分散液C1」の作製で用いた単量体混合溶液〔5〕を構成する各化合物の添加量を以下の様に変更した。すなわち、
スチレン 604質量部
n−ブチルアクリレート 166質量部
メタクリル酸 105質量部
n−オクチルメルカプタン 9質量部
各単量体混合溶液を構成する各化合物の添加量を上記の様に変更した他は同じ手順で「樹脂微粒子分散液C5」を作製した。前記「樹脂微粒子分散液C5」を構成する「樹脂微粒子C5」の、重量平均分子量は25,000、軟化点は130℃、ガラス転移温度は65℃であった。
以上の手順により、「樹脂微粒子A1〜A5」、「樹脂微粒子B1〜B5」、「樹脂微粒子C1〜C5」を作製した。
1−4.「着色剤微粒子分散液1K」の調製
n−ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。続いて撹拌を行いながら当該界面活性剤水溶液中にカーボンブラック「リーガル330R(キャボット社製)」420質量部を徐々に添加した。次いで、「クレアミックスWモーションCLM−0.8(エム・テクニック社製)」を用いて分散処理を行うことにより「着色剤微粒子分散液1K」を調製した。
n−ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。続いて撹拌を行いながら当該界面活性剤水溶液中にカーボンブラック「リーガル330R(キャボット社製)」420質量部を徐々に添加した。次いで、「クレアミックスWモーションCLM−0.8(エム・テクニック社製)」を用いて分散処理を行うことにより「着色剤微粒子分散液1K」を調製した。
この「着色剤微粒子分散液1K」中の着色剤微粒子の粒径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定した結果、質量平均粒径で110nmであった。
1−5.「トナー1〜15」の作製
(1)「トナー1」の作製
下記の手順により「トナー1」を作製した。
(1)「トナー1」の作製
下記の手順により「トナー1」を作製した。
(a)「コア粒子1」の形成(凝集・融着工程)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、
「樹脂微粒子分散液A1」 400質量部(固形分換算)
「樹脂微粒子分散液B1」 21質量部(固形分換算)
イオン交換水 900質量部
「着色剤粒子分散液1K」 200質量部(固形分換算)
を投入、攪拌した。反応容器内の温度を30℃に調整後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8〜11に調整した。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、
「樹脂微粒子分散液A1」 400質量部(固形分換算)
「樹脂微粒子分散液B1」 21質量部(固形分換算)
イオン交換水 900質量部
「着色剤粒子分散液1K」 200質量部(固形分換算)
を投入、攪拌した。反応容器内の温度を30℃に調整後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8〜11に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水100質量部に溶解した水溶液を、撹拌の下で30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温させ、上記粒子の会合を行った。この状態で「マルチサイザー3(ベックマンコールター社製)」を用いて会合粒子の粒径測定を行い、会合粒子の体積基準メディアン径が5.5μmになったときに、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解させた水溶液を添加して会合を停止させた。
会合停止後、さらに、熟成処理として液温を70℃にして1時間にわたり加熱撹拌を行うことにより融着を継続させて「コア粒子1」を作製した。
(b)シェルの形成(シェル化工程)
次に、上記「コア粒子1」の分散液を65℃にして、前記「樹脂微粒子分散液C1」47質量部(固形分換算)を添加し、さらに、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を10分間かけて添加した。その後、シェル化温度の70℃まで昇温して1時間にわたり撹拌を継続し、「コア粒子1」表面に「樹脂微粒子C1」を融着させた後、75℃で20分間熟成処理を行ってシェルを形成させた。
次に、上記「コア粒子1」の分散液を65℃にして、前記「樹脂微粒子分散液C1」47質量部(固形分換算)を添加し、さらに、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を10分間かけて添加した。その後、シェル化温度の70℃まで昇温して1時間にわたり撹拌を継続し、「コア粒子1」表面に「樹脂微粒子C1」を融着させた後、75℃で20分間熟成処理を行ってシェルを形成させた。
この後、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加してシェル形成を停止した。さらに、8℃/分の速度で30℃に冷却して生成した着色粒子をろ過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄した後、40℃の温風で乾燥処理した。この様にして「コア粒子1」表面に「樹脂微粒子C1」のシェルを有するトナー母体粒子である「着色粒子1」を作製した。
(c)外添処理
作製した「着色粒子1」に下記外添剤を添加して、「ヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)」にて外添処理を行い、「トナー1」を作製した。すなわち、
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)
0.6質量部
n−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)
0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件の下で行った。
作製した「着色粒子1」に下記外添剤を添加して、「ヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)」にて外添処理を行い、「トナー1」を作製した。すなわち、
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)
0.6質量部
n−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)
0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件の下で行った。
以上の手順により、3種類の樹脂を含有してなる「トナー1」を作製した。
(5)「トナー2〜15」の作製
「トナー1」の作製で、「コア粒子1」の形成で使用した「樹脂微粒子分散液A1」と「樹脂微粒子分散液B1」の組み合わせを、表1に示す様に「樹脂微粒子分散液A1〜A5」及び「樹脂微粒子分散液B1〜B5」のいずれかを組み合わせる様に変更した。また、シェルの形成で使用した「樹脂微粒子C1」を表1に示す様に「樹脂微粒子C1〜C5」のいずれかを使用する様に変更した。
「トナー1」の作製で、「コア粒子1」の形成で使用した「樹脂微粒子分散液A1」と「樹脂微粒子分散液B1」の組み合わせを、表1に示す様に「樹脂微粒子分散液A1〜A5」及び「樹脂微粒子分散液B1〜B5」のいずれかを組み合わせる様に変更した。また、シェルの形成で使用した「樹脂微粒子C1」を表1に示す様に「樹脂微粒子C1〜C5」のいずれかを使用する様に変更した。
各トナーを作製する際の各樹脂微粒子分散液の添加量は「トナー1」の作製時と同じ添加量にする等、樹脂微粒子分散液の組み合わせを変更した他は「トナー1」の作製と同じ手順をとり、3種類の樹脂を含有してなる「トナー2〜15」を作製した。
「トナー1〜15」の作製に使用した各樹脂微粒子(A1〜A5、B1〜B5、C1〜C5)の重量平均分子量Mw、軟化点温度Tsp、ガラス転移温度Tgを表1に示す。
2.「現像剤1〜15」の調製
前記「トナー1〜15」の各々に、シリコーン樹脂を被覆してなる体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6%の「現像剤1〜15」を調製した。
前記「トナー1〜15」の各々に、シリコーン樹脂を被覆してなる体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6%の「現像剤1〜15」を調製した。
3.評価実験
上記手順で作製した「トナー1〜15」について、トナーの耐熱保管性、光沢度、連続プリント時の光沢差、低温定着性、折り目定着強度の評価を行った。ここで、「トナー1〜3、6、7、10及び11」を用いたものを「実施例1〜7」、「トナー4、5、8、9、12〜15」を用いたものを「比較例1〜8」とした。
上記手順で作製した「トナー1〜15」について、トナーの耐熱保管性、光沢度、連続プリント時の光沢差、低温定着性、折り目定着強度の評価を行った。ここで、「トナー1〜3、6、7、10及び11」を用いたものを「実施例1〜7」、「トナー4、5、8、9、12〜15」を用いたものを「比較例1〜8」とした。
なお、トナーの耐熱保管性以外の評価は、図1に示す二成分系現像方式の画像形成装置に対応する市販の複合プリンタ「bizhub PRO C550(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)製)」に、前記「現像剤1〜15」を各々装填して行った。前記画像形成装置による評価は、温度20℃、相対湿度55%RHのいわゆる常温常湿環境下で行った。
〈耐熱保管性〉
耐熱保管性は、上記で作製した各トナー100gを、55℃、90%RHの条件下に24時間放置した後、目開き45μmのフルイで篩い、フルイ上に残った凝集物の量(割合)で評価した。下記評価基準のうち、◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:フルイ上の残存量が5%未満で、凝集量が非常に少なく耐熱保管性優良(断熱梱包材が全くない状態で夏場に輸送しても凝集物が発生しないレベル)
○:フルイ上の残存量が5%以上20%未満で、凝集量が少なく耐熱保管性良好(段ボール梱包のみで夏場に輸送しても凝集物が発生しないレベル)
×:フルイ上の残存量が20%以上で、凝集量が多く実用上問題(保冷輸送を行う必要があるレベル)。
耐熱保管性は、上記で作製した各トナー100gを、55℃、90%RHの条件下に24時間放置した後、目開き45μmのフルイで篩い、フルイ上に残った凝集物の量(割合)で評価した。下記評価基準のうち、◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:フルイ上の残存量が5%未満で、凝集量が非常に少なく耐熱保管性優良(断熱梱包材が全くない状態で夏場に輸送しても凝集物が発生しないレベル)
○:フルイ上の残存量が5%以上20%未満で、凝集量が少なく耐熱保管性良好(段ボール梱包のみで夏場に輸送しても凝集物が発生しないレベル)
×:フルイ上の残存量が20%以上で、凝集量が多く実用上問題(保冷輸送を行う必要があるレベル)。
〈低温定着性〉
前記画像評価装置の加熱ローラの表面温度を90〜130℃の範囲内で5℃刻みで変化させ、それぞれの表面温度において定着オフセットに起因する画像汚染の発生状況を評価した。具体的には、搬送方向に対し転写紙上に垂直方向に5mm幅の帯状ベタ画像と20mm幅のハーフトーン画像を出力したA4判トナー画像を横送り搬送して、画像汚染が発生しない温度領域(非オフセット領域)を検出して評価を行った。すなわち、
評価基準:
◎:非オフセット領域の下限温度が110℃以下であり、かつ、非オフセット領域が15℃以上
○:非オフセット領域の下限温度が120℃以下であり、かつ、非オフセット領域が15℃未満
×:非オフセット領域の下限温度が125℃以上。
前記画像評価装置の加熱ローラの表面温度を90〜130℃の範囲内で5℃刻みで変化させ、それぞれの表面温度において定着オフセットに起因する画像汚染の発生状況を評価した。具体的には、搬送方向に対し転写紙上に垂直方向に5mm幅の帯状ベタ画像と20mm幅のハーフトーン画像を出力したA4判トナー画像を横送り搬送して、画像汚染が発生しない温度領域(非オフセット領域)を検出して評価を行った。すなわち、
評価基準:
◎:非オフセット領域の下限温度が110℃以下であり、かつ、非オフセット領域が15℃以上
○:非オフセット領域の下限温度が120℃以下であり、かつ、非オフセット領域が15℃未満
×:非オフセット領域の下限温度が125℃以上。
〈折り目定着強度〉
折り目定着強度は、下記の様に折り目におけるトナーの定着率を測定して評価した。ここで、「折り目定着率」とは、プリント画像面を内面にして折り曲げたとき、その折り曲げ部分でのトナーはがれの程度を定着率で示したものである。測定方法は、ベタ画像部(画像濃度が0.8)を内側にして折り、3回指で擦った後、画像を開いて「JKワイパー」(株式会社クレシア製)で3回ふき取り、ベタ画像の折り目箇所の折り曲げ前後の画像濃度から下記式により算出した値である。
折り目定着強度は、下記の様に折り目におけるトナーの定着率を測定して評価した。ここで、「折り目定着率」とは、プリント画像面を内面にして折り曲げたとき、その折り曲げ部分でのトナーはがれの程度を定着率で示したものである。測定方法は、ベタ画像部(画像濃度が0.8)を内側にして折り、3回指で擦った後、画像を開いて「JKワイパー」(株式会社クレシア製)で3回ふき取り、ベタ画像の折り目箇所の折り曲げ前後の画像濃度から下記式により算出した値である。
折り目定着率(%)=(折り曲げ後画像濃度/折り曲げ前画像濃度)×100
得られた折り目定着率の値から下記の評価基準に示す様に折り目定着強度を評価した。なお、◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:折り目定着率が90〜100%で折り目定着強度が優れている
○:折り目定着率が80〜90%未満で折り目定着強度が良好
×:折り目定着率が80%未満で折り目定着強度が不良。
得られた折り目定着率の値から下記の評価基準に示す様に折り目定着強度を評価した。なお、◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:折り目定着率が90〜100%で折り目定着強度が優れている
○:折り目定着率が80〜90%未満で折り目定着強度が良好
×:折り目定着率が80%未満で折り目定着強度が不良。
〈光沢度〉
定着画像の光沢度は、JIS Z 8741に準じて光沢計「GMX−203(村上色彩技術研究所(株)製)」を用いて75°測定角型を選択して評価した。なお、光沢度は測定画像の中央部および四隅の5点平均値である。光沢度評価用画像を形成する際の定着温度は160℃に設定した。また、定着画像を作製する用紙は、市販のA4サイズの光沢紙「PODスーパーグロス170(王子製紙社製)(坪量128g/m2、厚さ0.17mm)」を用いた。評価は以下のとおりで◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:光沢値が70%以上
○:光沢値が60%以上70%未満
×:光沢値が60%未満。
定着画像の光沢度は、JIS Z 8741に準じて光沢計「GMX−203(村上色彩技術研究所(株)製)」を用いて75°測定角型を選択して評価した。なお、光沢度は測定画像の中央部および四隅の5点平均値である。光沢度評価用画像を形成する際の定着温度は160℃に設定した。また、定着画像を作製する用紙は、市販のA4サイズの光沢紙「PODスーパーグロス170(王子製紙社製)(坪量128g/m2、厚さ0.17mm)」を用いた。評価は以下のとおりで◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:光沢値が70%以上
○:光沢値が60%以上70%未満
×:光沢値が60%未満。
〈連続プリント時の光沢差〉
A4サイズの用紙を用いて連続1000枚のプリント作製を行い、連続プリントの1枚目と1000枚目に全ベタ画像を作製し、この画像の光沢度を測定してその差を求めた。なお、光沢度の測定手順は前記「光沢度」の評価で行った手順と同様である。評価は以下のとおりで◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:1枚目と1000枚目との光沢差は1%以下(問題なし)
○:上記光沢差が1%を超えて5%未満(目視ではほとんどわからないレベルであり問題なし)
×:上記光沢差が5%以上(目視でも差が見られるレベルであり問題となる)
以上の結果を表2に示す。
A4サイズの用紙を用いて連続1000枚のプリント作製を行い、連続プリントの1枚目と1000枚目に全ベタ画像を作製し、この画像の光沢度を測定してその差を求めた。なお、光沢度の測定手順は前記「光沢度」の評価で行った手順と同様である。評価は以下のとおりで◎と○を合格とした。すなわち、
評価基準:
◎:1枚目と1000枚目との光沢差は1%以下(問題なし)
○:上記光沢差が1%を超えて5%未満(目視ではほとんどわからないレベルであり問題なし)
×:上記光沢差が5%以上(目視でも差が見られるレベルであり問題となる)
以上の結果を表2に示す。
表2に示す結果から明らかな様に、本発明の構成を満たすトナーを用いた「実施例1〜7」は、低温定着性、折り目定着強度、耐熱保管性で良好な結果が得られ、かつ、高い光沢度と連続プリント実施時の光沢差も小さく良好な画質が得られることが確認された。一方、本発明の構成から外れるトナーを用いた「比較例1〜8」は、いずれも前記評価項目の全てを満足する性能を有していないものであることが確認された。
1(1Y、1M、1C、1K) 感光体
4(4Y、4M、4C、4K) 現像装置
5(5Y、5M、5C、5K、5A) 転写ロール
6(6Y、6M、6C、6K) クリーニング装置
7 中間転写体ユニット
24 熱ロール式定着装置
70 中間転写体
4(4Y、4M、4C、4K) 現像装置
5(5Y、5M、5C、5K、5A) 転写ロール
6(6Y、6M、6C、6K) クリーニング装置
7 中間転写体ユニット
24 熱ロール式定着装置
70 中間転写体
Claims (5)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックスを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、
前記結着樹脂は、
質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)と、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)とから構成されるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記静電荷像現像用トナーは、コアシェル構造を有するものであって、
前記樹脂(A)と前記樹脂(B)より構成される結着樹脂、着色剤及びワックスからなるコアと、前記樹脂(C)より構成される結着樹脂よりなるシェルより構成されるものであることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 - 前記静電荷像現像用トナーを構成する結着樹脂が、ビニル系樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックスを含有する静電荷像現像用トナーの製造方法において、
少なくとも、質量平均分子量が10,000以上30,000以下、軟化点が80℃以上100℃以下、ガラス転移温度が30℃以上40℃以下の樹脂(A)を含有する樹脂粒子と、
質量平均分子量が250,000以上350,000以下、軟化点が140℃以上160℃以下、ガラス転移温度が60℃以上80℃以下の樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させた後、
質量平均分子量が5,000以上20,000以下、軟化点が100℃以上120℃以下、ガラス転移温度が45℃以上55℃以下の樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させる工程を経て前記静電荷像現像用トナーを作製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。 - 前記樹脂(A)を含有する樹脂粒子と前記樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを凝集させてコアを形成した後、
前記コア表面に前記樹脂(C)を含有する樹脂粒子を凝集させてシェルを形成して、コアシェル構造の静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする請求項4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
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-
2009
- 2009-03-10 JP JP2009056115A patent/JP2010210862A/ja active Pending
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