JP4665435B2 - 樹脂粒子及びその製造方法、静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法。 - Google Patents

樹脂粒子及びその製造方法、静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法。 Download PDF

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本発明は、樹脂粒子及びその製造方法、静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法に関する。
電子写真法等のように、静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在各種の分野で広く利用されている。前記電子写真法においては、帯電工程、露光工程等を経て感光体上に静電荷像を形成し、トナー粒子を含有する現像剤を用いて前記静電荷像を現像し、転写工程、定着工程等を経て前記静電荷像が可視化される。
ところで、前記現像剤には、トナー粒子及びキャリア粒子を含有してなる二成分系現像剤と、磁性トナー粒子又は非磁性トナー粒子を含有してなる一成分系現像剤とが知られている。前記現像剤におけるトナー粒子は、通常、混練粉砕法により製造される。
この混練粉砕法は、熱可塑性樹脂等を顔料、帯電制御剤、ワックスなどの離型剤等と共に溶融混練し、冷却後にこの溶融混練物を微粉砕し、これを分級して所望のトナー粒子を製造する方法である。なお、前記混練粉砕法により製造されたトナー粒子には、流動性やクリーニング性等を改善する目的で、必要に応じてその表面にさらに無機及び/又は有機の微粒子が添加されたりする。
トナーの製法としては、従来公知である手法をとることが出来る。
具体例としては、熱溶融混練させ、冷却後、微粉砕させ、分級による方法、ビニル単量体を組み合わせ、これに顔料、離型剤、帯電制御剤などを添加混合分散させ、懸濁して、加熱ラジカル重合させて、トナーを作成する方法などが提案されている。
前記混練粉砕法により製造されるトナー粒子の場合、通常、その形状は不定型であり、その表面組成は均一でない。使用材料の粉砕性や粉砕工程の条件により、トナー粒子の形状や表面組成は微妙に変化するものの、意図的にこれらを所望の程度に制御することは困難である。また、特に粉砕性の高い材料を用いて前記混練粉砕法により製造されたトナー粒子の場合、現像機内での種々の剪断力等の機械力等により、さらに微粉化されたり、その形状が変化したりすることがしばしば起こる。
その結果、前記二成分系現像剤においては、微粉化されたトナー粒子がキャリア表面へ固着して前記現像剤の帯電劣化が加速されたり、前記1成分系現像剤においては、粒度分布が拡大し、微粉化されたトナー粒子が飛散したり、トナー形状の変化に伴い現像性が低下し、画質の劣化が生じたりするという問題が生ずる。
トナー粒子の形状が不定型である場合、流動性助剤を添加しても流動性が十分でなく、使用中に剪断力等の機械力により、前記流動性助剤の微粒子がトナー粒子における凹部へ移動してその内部へ埋没し、経時的に流動性が低下したり、現像性、転写性、クリーニング性等が悪化したりするという問題がある。
また、このようなトナーをクリーニング処理により回収して再び現像機に戻して再利用すると、画質の劣化が生じ易いという問題がある。これらの問題を防ぐため、さらに流動性助剤の量を増加することも考えられるが、この場合、感光体上への黒点の発生や流動性助剤の粒子飛散を招くという問題が生ずる。
一方、ワックスなどの離型剤を内添してなるトナーの場合、熱可塑性樹脂との組み合せによっては、トナー粒子の表面に前記離型剤が露出することがある。特に高分子量成分により弾性が付与されたやや粉砕されにくい樹脂と、ポリエチレンのような脆いワックスとを組み合せてなるトナーの場合、トナー粒子の表面にポリエチレンの露出が多く見られる。このようなトナーは、定着時の離型性や感光体上からの未転写トナーのクリーニングには有利であるものの、トナー粒子の表面のポリエチレンが、現像機内での剪断力等の機械力により、トナー粒子から脱離し容易に現像ロールや感光体やキャリア等に移行するため、これらの汚染が生じ易くなり、現像剤としての信頼性が低下するという問題がある。
このような事情の下、近年、粒子の形状及び表面組成を制御したトナーを製造する手段として、懸濁重合法が提案されている(例えば、特許文献1又は2参照。)。前記懸濁重合法は、重合性モノマーを着色剤や離型剤等と共に水系媒体中に分散し懸濁させた後、重合させることによりトナー粒子を得る方法である。この懸濁重合法によると、例えば、離型剤であるワックスをバインダー樹脂で被覆した多層構造のトナー粒子を得ることができる。
しかし、この懸濁重合法の場合、懸濁状態において粒子を適当な大きさに調整する必要がある。このためには、分散液を強度かつ高速に撹拌する必要があるが、一般的に前記重合性モノマーと前記ワックス等とは、粘度差が大きく、かつ相溶性に乏しく、これらを均一に分散させることは極めて困難であるため、該ワックスが遊離し、ワックス含量が著しく少ない、あるいはワックスが全く含まれていないトナー粒子が多量に発生してしまう。その結果、トナー粒子間の組成偏在が大きくなり、トナーに要求される、定着性、帯電性等の各種特性を十分に満足することができないという問題がある。現在のところ、懸濁重合法において、前記ワックス等の離型剤の遊離を効果的に抑制する技術は確立されていない。
近年、高画質化への要求が高まり、特にカラー画像形成では、高精細な画像を実現するため、トナーの小径化かつ粒径均一化の傾向が顕著である。このためには、分散液を更に強度かつ高速に撹拌を行わなければならない。しかし、この場合、前記トナー粒子間の組成偏在が更に助長されるだけではなく、トナーの粒度分布までもが拡大してしまい、トナーの粒径均一化が困難となるという問題がある。粒度分布が広いトナーを用いて画像形成を行うと、該粒度分布における微粉側のトナーにより、現像ロール、帯電ロール、帯電ブレード、感光体、キャリア等の汚染やトナー飛散の問題が著しくなり、高画質と高信頼性とを同時に実現することが困難になる。
また、かかる粒度分布の広いトナーは、クリーニング機能やトナーリサイクル機能等を有するシステムにおいても信頼性に劣るという問題がある。高画質と高信頼性とを同時に実現するためには、トナーの粒度分布をシャープ化し、小径化かつ粒径均一化することが必要になる。
また、前記高画質化への要求を満足するには、トナーの定着性が重要な要素となる。十分なトナーの定着性を得るためには、定着温度領域を拡大させることが必要であるが、従来においては、分子量が異なる複数の樹脂やゲル成分を結着樹脂に用いることにより、高温側のオフセットを防止することが一般的に行われており、トナーにおける重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分子量分布が、通常40以上であることが必要とされていた。
しかし、特にカラー画像においては、分子量が異なる複数の樹脂やゲル成分によって、定着画像の混色性、画像表面の平滑性、更には画像の透明性等が損なわれ、著しく劣った画質になり、特にフィルム上へ画像を定着した場合、この影響は極めて大きいものとなる。逆に、樹脂を1種にし分子量を一定にし、あるいはゲル成分を含有しない樹脂を用いると、前記定着画像の混色性、画像表面の平滑性、画像の透明性等は問題ないものの、特に離型剤を大量に添加した場合には、トナーの粘性が低下してしまい、高温側のオフセットはより発生し易くなる。
特にカラー画像形成においては、トナーを紙面乃至フィルム上に定着する場合、トナー定着画像の平滑性を向上させて画像の発色性及び透明性を確保する必要がある。このため、従来においては、シリコーンオイル等の離型性の高いオイルを定着ロールに供給することにより、該定着ロールに、トナーに対する離型性、平滑性を持たせることが一般的に行われていた。
しかしながら、この場合、定着時にオイルが紙面乃至フィルムへ移行し、画像のベタつき感が生じてしまう等の問題があった。また、紙面の場合、前記オイルにより該紙面の表面エネルギーが低下するため、定着画像が形成された紙面へのペン等による書き込みが困難になる等の問題があった。更に、フィルムの場合、該フィルムに残留する前記オイルにより、定着画像の透明性が悪化してしまう等の問題があった。
従来、ラジカル単量体をベースにしたスチレン/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体をもとにした乳化重合凝集法(EA法)によるトナーが提案されているが、定着画像の強度が弱く、塩ビ樹脂への付着が激しく、画像保持性が悪化するという欠点があった。また、高い定着像強度をもたせるために、全体的に平均分子量を高めに設定し、分子量分布を広くする必要があった。このため、定着温度が高くなり、また、定着後の光沢が低下し、高い発色性を得ることが出来なかった。
この課題解決のために、ポリエステル樹脂を有機溶媒で溶解させ、着色剤と混合させ、懸濁させてトナーを作成する方法が提案されている。しかし、大量の溶剤を使用することから、溶媒の回収及び、トナー中への残存溶媒の影響があり、満足のいくものではなかった。
また、結晶性ポリエステルを加熱溶融させ、水中に微粒子化させ、この分散樹脂粒子と、着色剤、ワックスの分散粒子を凝集、合一させて、トナーを作成する方法も提案されている。しかし、この手法では、ポリエステル樹脂を高い温度で加熱する必要があり、環境負荷の点では、満足の行くものではなかった。
一方、環状ケテンアセタール化合物と特定のビニル系単量体との共重合体が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。しかし、この構造のものは、生分解性、及び光分解性を有する共重合体であることから、静電荷現像用トナーに対しては、不適である。
また、特定の環状ケテンアセタールを使用したゴム組成物が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。しかし、、該構成では、本提案であるトナー製造プロセスでトナーを製造することが出来ない。
特開平8−44111号公報 特開平8−286416号公報 特許第2826634号公報 特許第3348471号公報
本発明は、樹脂粒子の製造において、樹脂中へのエステル基の導入が可能であり、平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を製造可能であり、且つ製造時の有機溶剤の使用を抑えることのできる樹脂粒子の製造方法及びその方法で得られた樹脂粒子を提供することを目的とする。
さらに本発明は、ソリッド溶融ムラ、背景部汚れが起こらず、定着強度及び塩ビ付着性に優れ、定着時の異臭の発生を抑えることのできる静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、鋭意研究の結果、従来トナーで使用されるビニル系単量体と特定のラジカル開環重合する単量体との組み合わせにより、定着特性、塩ビ付着、トナーの製造エネルギーを大幅に改善できる樹脂構成を見出した。すなわち、特定の環状ケテンアセタール化合物を使用することにより、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
<1> スチレンを含むビニル系単量体と、下記一般式(1)で表される環状ケテンアセタール化合物と、ラジカル重合開始剤と、を含有する樹脂前駆体組成物を乳化して前記樹脂前駆体組成物の液滴を形成する乳化工程と、前記液滴中の前記スチレンを含むビニル系単量体と前記環状ケテンアセタール化合物とを重合してビニル系共重合体を合成する重合工程と、を少なくとも有する樹脂粒子の製造方法である。
(一般式(1)中、Rは、鎖状又は環状の、エーテル結合を含んでいてもよい2価の脂肪族基を表す。前記脂肪族基は、置換基を有していてもよい。)
<2> 前記液滴の平均粒径は、1μm以下である<1>に記載の樹脂粒子の製造方法である。
<3> <1>又は<2>に記載の樹脂粒子の製造方法により製造された樹脂粒子である。
<4> 平均粒径が、1μm以下である<3>に記載の樹脂粒子である。
<5> <3>又は<4>に記載の樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液と、着色剤を分散させてなる着色剤分散液と、離型剤を分散させてなる離型剤分散液とを混合して、樹脂粒子と着色剤と離型剤とを含む凝集粒子を形成して凝集粒子分散液を得る凝集工程と、前記凝集粒子を加熱して融合させる融合工程と、を少なくとも有する静電荷現像用トナーの製造方法である。
<6> <5>に記載の静電荷現像用トナーの製造方法により製造された静電荷現像用トナーである。
<7> 少なくとも、<6>に記載の静電荷現像用トナーを含む静電荷像現像剤である。
<8> 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程と、を含む画像形成方法であって、前記現像剤は、<7>に記載の静電荷像現像剤である画像形成方法である。
<9> 前記転写工程の後に前記潜像保持体表面の残留トナーを回収するクリーニング工程と、前記クリーニング工程において回収された残留トナーを前記現像剤担持体に搬送するリサイクル工程と、をさらに含む<8>に記載の画像形成方法である。
本発明の樹脂粒子の製造方法によれば、製造時の有機溶剤の使用を抑えることができる。そのため、本発明の樹脂粒子中の有機溶剤含有量を抑えることができる。
さらに本発明によれば、ソリッド溶融ムラ、背景部汚れが起こらず、定着強度及び塩ビ付着性に優れ、定着時の異臭の発生を抑えることのできる静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法を提供するとができる。
以下、本発明の樹脂粒子及びその製造方法、静電荷現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法について詳細に説明する。
<樹脂粒子及びその製造方法>
本発明の樹脂粒子の製造方法は、ビニル系単量体と、下記一般式(1)で表される環状ケテンアセタール化合物と、ラジカル重合開始剤と、を含有する樹脂前駆体組成物を乳化して前記樹脂前駆体組成物の液滴を形成する乳化工程と、前記液滴中の前記ビニル系単量体と前記環状ケテンアセタール化合物とを重合してビニル系共重合体を合成する重合工程と、を少なくとも有する。
一般式(1)中、Rは、鎖状又は環状の、エーテル結合を含んでいてもよい2価の脂肪族基を表す。前記脂肪族基は、置換基を有していてもよい。
前記樹脂前駆体組成物に含まれる前記ビニル系単量体及び前記環状ケテンアセタール化合物は、前記重合工程において重合されてポリマーとなる。そのため、本発明の樹脂粒子の製造方法によって製造される本発明の樹脂粒子には、有機溶剤が残留することがない。
また、前記樹脂前駆体組成物は、それを水中に投入して高速攪拌することにより乳化される。水中で前記ビニル系単量体及び前記環状ケテンアセタール化合物が重合を起こしてポリマーとなるため、水中の前記ビニル系単量体及び前記環状ケテンアセタール化合物の含有量を最小限にとどめることができる。その結果として、樹脂粒子の製造で生ずる排水の処理が容易になる。
前記ビニル系単量体は、100℃において液状のものであれば特に限定はされない。
前記ビニル系単量体の分子量は、50〜500が好ましく、70〜300がさらに好ましい。前記ビニル系単量体の分子量が特に70〜250であると、環状ケテンアセタールとの反応により得られる樹脂のガラス転移温度を、40℃〜150℃とすることができる。
前記ビニル系単量体としては、具体的には、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブ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、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等があげられる。
これらのビニル系単量体は、単独で用いても良いし、複数の単量体を組み合わせてもよい。また、水中での分散安定性のために、メタクリル酸、アクリル酸、その他、水中で解離する置換基、スルフォン基、アミノ基、水酸基、を有するビニル系単量体を含有しても良い。
前記ビニル系単量体とともに、任意の架橋剤を必要に応じて用いることができる。架橋材としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物、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メタクリレート等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル、N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等のジビニル化合物、3個以上のビニル基を有する化合物をあげることが出来る。
これらの架橋剤は、単独、又は、複数組み合わせてもちいることが出来る。架橋材は、ビニル系単量体100質量部に対して、通常、0〜10質量部の割合で用いられる。
一般式(1)で表される環状ケテンアセタール化合物におけるRは、鎖状又は環状の、エーテル結合を含んでいてもよい2価の脂肪族基を表す。
前記脂肪族基は、置換基を有していてもよい。前記脂肪族基中の炭素数は特に制約されないが、通常、1〜22、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8である。
前記脂肪族基がエーテル結合を含む場合、前記脂肪族基に含まれるエーテル結合の数は特に制約されず、1つ又は複数であってもよい。エーテル結合を含む脂肪族基の具体例としては、例えば、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン等が挙げられる。
前記脂肪族基は、置換基を有していてもよいが、前記置換基の具体例としては、アルキル基、アリール基、アルアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルアルキルオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、チオール基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ケト基、アミノ基、ハロゲン等の各種のものが挙げられる。
本発明で用いられる前記環状ケテンアセタール化合物の具体例としては、例えば、2−メチレン−1,3,6−トリオキソカン、2−メチレン−1,3−ジオキソラン、2−メチレン−1,3−ジオキサン、2−メチレン−1,3−ジオキセパン、2−メチレン−4−フェニル−1,3−ジオキソラン、4,7−ジメチル−2−メチレン−1,3−ジオキセパン、5,6−ベンゾ−2−メチレン−1,3−ジオキセパン、4−n−ヘキシル−2−メチレン−1,3−ジオキソラン、4−n−デシル−2−メチレン−1,3−ジオキソラン、4,5−ジカルボメトキシ−1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
本発明で用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば、メチルエチルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−イソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ−t−ブチルペルオキシイソフタレート等の過酸化物類;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(1−シクロヘキサンカルボニトリル)等のアゾ化合物;ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、キサントン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−エチルアントラキノン等の芳香族ケトン;アセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシー2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシー2−メチルー4‘−イソプロピルプロピオフェノン、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、等のアセトフェノン類等の開始剤を用いた紫外線ラジカル重合開始剤、ノルカンファーキノン/N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、カンファーキノン/N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート等のα−ジケトン/アミン系開始剤を用いた可視光線ラジカル重合開始剤等をあげることができる。
前記ラジカル重合開始剤は、前記ビニル系単量体と前記環状ケテンアセタール化合物との合計量100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部、好ましくは1〜10質量部の割合で用いられる
前記樹脂前駆体組成物中の、前記環状ケテンアセタール化合物の含有量としては、5〜90質量%が好ましく、7〜80質量%がさらに好ましく、10〜70質量%が特に好ましい。前記環状ケテンアセタール化合物の含有量が90質量%以上であると、後述する静電荷現像用トナーの環境変動による帯電制御が困難となることがある。また、前記環状ケテンアセタール化合物の含有量が5質量%未満では、後述する静電荷現像用トナーの定着特性、保存性、耐塩ビ付着性が悪化することがある。
また、環状ケテンアセタール化合物がラジカル開環重合することにより、主鎖骨格にエステル結合が導入されるため、分子−分子間での水素結合力が増すことにより、後述する静電荷現像用トナーの定着像強度が高まる。また、エステル基が多く存在することにより、塩ビ付着が防止される。
<静電荷現像用トナー及びその製造方法>
本発明の静電荷現像用トナーの製造方法は、本発明の樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液と、着色剤を分散させてなる着色剤分散液と、離型剤を分散させてなる離型剤分散液とを混合して、樹脂粒子と着色剤と離型剤とを含む凝集粒子を形成して凝集粒子分散液を得る凝集工程と、前記凝集粒子を加熱して融合させる融合工程と、を少なくとも有する。
本発明の静電荷現像用トナーの製造方法は、更に、必要に応じて適宜その他の工程を含むことができる。例えば、前記凝集工程の後であって前記融合工程の前に、前記凝集粒子分散液中に、微粒子を分散させてなる微粒子分散液を添加混合して前記凝集粒子に前記微粒子を付着させて付着粒子を形成する工程(以下「付着工程」と称することがある)を好適に含むことができる。
以下、本発明において静電荷現像用トナーを単にトナー又はトナー粒子と称することがある。
前記凝集工程においては、互いに混合された前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散液中に分散する樹脂粒子、着色剤及び離型剤が凝集して凝集粒子が形成される。
前記凝集粒子は、ヘテロ凝集等により形成され、例えば、添加される分散液と添加する分散液とに含まれるイオン性界面活性剤の極性・量のバランスを予めズラしておき、前記バランスのズレを補填するような極性・量のイオン性界面活性剤を添加することにより形成される。
前記付着工程においては、前記凝集粒子を母粒子として、その表面に、前記凝集粒子が分散する凝集粒子分散液中に添加混合した微粒子分散液中の微粒子が均一に付着し、付着粒子が形成される。前記付着粒子は、ヘテロ凝集等により形成され、例えば、添加される分散液と添加する分散液とに含まれるイオン性界面活性剤の極性・量のバランスを予めズラしておき、前記バランスのズレを補填するような極性・量のイオン性界面活性剤を添加することにより形成される。
前記融合工程においては、前記凝集粒子中の樹脂が溶融し、前記樹脂粒子、着色剤及び離型剤が融合し、静電荷現像用トナーが形成される。また、前記付着工程が行われる場合、前記融合工程においては、前記付着粒子中の樹脂が溶融し、融合し、静電荷現像用トナーが形成される。
前記着色剤分散液は、少なくとも着色剤を分散させてなる。
前記着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、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、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、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キサレートなどの種々の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料;などが挙げられる。これらの着色剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤の平均粒径としては、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がさらに好ましく、0.01〜0.5μmが特に好ましい。前記平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
更に、前記平均粒径が0.5μm以下であると、得られるトナー粒子が、発色性、色再現性、OHP透過性等に優れる点で有利である。なお、前記平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
前記離型剤分散液は、少なくとも離型剤を分散させてなる。本発明においては、前記離型剤が、炭素数が12〜30の高級アルコール及び炭素数12〜30の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルを少なくとも1種含む。前記のようなエステルは、適度な極性を有し、該エステル以外の例えばポリオレフィン等と比較して前記樹脂粒子の樹脂との相溶性に富むため、該エステルを少なくとも1種含むものを離型剤として用いた場合、凝集工程乃至後述の融合工程において、遊離する離型剤の発生を効果的に抑制することができる。
一般には、トナー粒子の結着樹脂との相溶性に乏しい離型剤が好ましい。相溶性に富む離型剤を用いると、該離型剤により該樹脂が可塑化し、高温定着時におけるトナーの粘度が低下してしまい、オフセットが生じ易くなるからである。該離型効果は、トナー粒子内に含まれる離型剤の分散単位と相関があり、一般に該分散単位が大きいものほど大きい。
本発明の静電荷現像用トナーの製造方法の場合、通常の混練工程とは異なり、凝集工程乃至融合工程によりトナー粒子を得るため、通常の混練工程において離型剤に与える機械的ストレスよりも、該凝集工程乃至融合工程において離型剤に与える機械的ストレスの方が遙に小さくなる。このため、本発明の静電荷現像用トナーの製造方法においては、該離型剤と前記樹脂との相溶性に関係なく、トナー粒子内に含まれる離型剤の分散単位を制御することができる。その結果、本発明の静電荷現像用トナーの製造方法により得られるトナーにおいて、その中に含まれる離型剤は、前記樹脂粒子の樹脂との相溶性に富むものであっても、十分な離型効果を示す。
前記離型剤は、炭素数が12〜30の高級アルコール及び/又は炭素数12〜30の高級脂肪酸からなるエステルを少なくとも1種含むが、仮に酸成分が前記炭素数12〜30の高級脂肪酸である場合には、アルコール成分としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のモノアルコールの外、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類及びその多量体、グリセリン等のトリオール類及びその多量体、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、ソルビタン、コレステロール等が好適である。これらのアルコール成分が多価アルコールである場合の前記高級脂肪酸は、モノ置換体であってもよいし、多価置換体であってもよい。
前記離型剤の具体例としては、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸ステアリル等の炭素数12〜30の高級アルコールと炭素数12〜30の高級脂肪酸とからなるエステル類;ステアリン酸ブチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル、オレイン酸2−エチルヘキシル等の炭素数12〜30の高級脂肪酸と低級モノアルコールとからなるエステル類;モンタン酸モノエチレングリコールエステル、エチレングリコールジステアレート、モノステアリン酸グリセリド、モノベヘン酸グリセリド、トリパルミチン酸グリセリド、ペンタエリスリトールモノベヘネート、ペンタエリスリトールジリノレート、ペンタエリスリトールトリオレエート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等の炭素数12〜30の高級脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類;ジエチレングリコールモノベヘネート、ジエチレングリコールジベヘネート、ジプロピレングリコールモノステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド、ヘキサベヘン酸テトラグリセリド、デカステアリン酸デカグリセリド等の炭素数12〜30の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステル類;グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンモノアセトモノリノレート、ジグリセリンモノアセトジステアレート等の炭素数12〜30の高級脂肪酸と多価アルコールの単量体又は多量体(短鎖の官能基が含有されていてもよい)とからなるエステル;ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジベヘネート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン高級脂肪酸エステル類;コレステリルステアレート、コレステリルオレエート、コレステリルリノレート等のコレステロール高級脂肪酸エステル類などが好適に挙げられる。
本発明においては、これらの離型剤の中でも後述の実施例において用いたものは特に好ましい。これらの離型剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記離型剤の融点としては、トナーの保存性の観点からは、30℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上が特に好ましい。前記離型剤として用いる、炭素数が12〜30の高級アルコール及び/又は炭素数12〜30の高級脂肪酸からなるエステルにおけるアルコール成分及び/又は酸成分の炭素数は、上記融点を考慮して適宜決定することができるが、該アルコール成分及び/又は酸成分の炭素数が、12未満であると離型剤の融点が前記好ましい数値範囲から外れることがあり、30を越えると離型剤の極性が小さくなり過ぎるため、凝集工程乃至融合工程において遊離する離型剤が増加することがあり、いずれの場合も好ましくない。
前記離型剤は、凝集工程乃至融合工程における温度条件下で水中への溶解度が小さいことが必要であり、このため、HLB(親水基/疎水基バランス)が7以下であるのが好ましく、5以下であるのがより好ましく、3以下であるのが特に好ましい。前記HLBが7を越えると、凝集工程乃至融合工程において、該離型剤が水中へ溶解し易くなるため、トナーにおける離型剤の含有量が減少し、必要とされるトナー特性が得られない、トナー製造後に生じた廃水中に該離型剤が残留し易くなり廃水処理が煩雑になる、等の問題が生じ易くなる。
前記離型剤のトナーにおける含有量としては、0.5〜50質量%が好ましく、1〜40質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、離型性が十分でなく、高温定着時に該トナーが定着ロールに付着してしまう、いわゆるオフセットが生じ易くなり、50質量%を越えると、トナーが脆くなり、現像機内での撹拌によってトナー粒子が粉砕され易くなり、いずれの場合も好ましくない。
前記離型剤の平均粒径としては、1μm以下が好ましく、0.01〜1μmがより好ましい。前記平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
前記樹脂粒子の樹脂と、前記着色剤と、前記離型剤との組み合わせとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜自由に選択することができる。
本発明においては目的に応じて、前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散液の少なくともいずれかに、離型成分(上述した離型剤以外のもの)、内添剤、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材などのその他の成分(粒子)を分散させることができる。その場合、前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散液の少なくともいずれか中にその他の成分(粒子)を分散させてもよいし、前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散液を混合してなる混合液中に、その他の成分(粒子)を分散させてなる分散液を混合してもよい。
前記離型成分としては、上述した離型剤以外のものを挙げることができ、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有するシリコーン類;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脂肪酸アミド類;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、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;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鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などが挙げられる。
これらの離型成分のトナーにおける含有量としては、上述した離型剤の含有量に対して、通常100質量%以下であり、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。前記含有量が100質量%を越えると、遊離する離型成分の量が多くなり過ぎ、前記離型剤の凝集が妨害され易くなったり、添加量に見合う効果が得られない上、トナーから遊離する離型成分を分離除去するのが困難になる一方、廃水中に遊離する離型成分が増加して廃水処理が煩雑になる等の点で好ましくない。
なお、これらのワックス類は、水等の水系媒体中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散し、融点以上に加熱し、強い剪断力を印加可能なホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理すると、容易に1μm以下の微粒子に調製される。
前記内添剤としては、例えば、フェライト、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などが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、例えば、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、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。なお、本発明における帯電制御剤としては、凝集時や融合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で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
前記無機粒体としては、例えば、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、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げられる。
前記研磨材としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
前記その他の成分の平均粒径としては、1μm以下が好ましく、0.01〜1μmであるのがさらに好ましい。前記平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散液における分散媒としては、例えば水系媒体などが挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。前記界面活性剤としては、例えば、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界面活性剤;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系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン系界面活性剤がより好ましい。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。
前記カチオン界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。
前記樹脂粒子分散液と前記着色剤分散液と前記離型剤分散液とを混合した場合における、前記着色剤の含有量としては、50質量%以下であればよく、2〜40質量%程度であるのが好ましい。また、前記離型剤の含有量としては、50質量%以下であればよく、2〜40質量%程度であるのが好ましい。さらに、前記その他の成分の含有量としては、本発明の目的を阻害しない程度であればよく、一般的には極く少量であり、具体的には0.01〜5質量%程度であり、0.5〜2質量%程度が好ましい。
前記着色剤分散液は、例えば、該着色剤を前記界面活性剤等の水系媒体に分散させることにより調製することができる。前記離型剤分散液は、例えば、該離型剤を、イオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基等の高分子電解質と共に水中に分散させる。これを、融点以上に加熱しながら、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断をかけて該離型剤を微粒子化させることにより調製することができる。前記その他の成分(粒子)を分散させてなる分散液は、上述したその他の成分を前記界面活性剤等の水系媒体に分散させることにより調製することができる。
また、前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液、及び前記離型剤分散液に、それぞれ分散されている樹脂粒子、着色剤、離型剤が、それぞれ樹脂粒子以外の成分、着色剤以外の成分、離型剤以外の成分を含む複合粒子である場合、これらの複合粒子を分散させてなる分散液は、例えば、以下のようにして調製することができる。例えば、該複合粒子の各成分を、溶剤中に溶解分散した後、前述のように適当な分散剤と共に水中に分散し、加熱乃至減圧することにより該溶剤を除去して得る方法や、乳化重合やシード重合により作成されたラテックス表面に機械的剪断又は電気的吸着を行い、固定化することにより調製することができる。これらの方法は、前記着色剤等の遊離を抑制したり、静電荷現像用トナーの帯電性の着色剤依存性を改善することに有効である。
前記分散の手段としては、特に制限はないが、例えば、回転剪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、ダイノミルなどのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
前記凝集粒子は、例えば、以下のようにして調製される。前記イオン性界面活性剤を添加混合した水系媒体を含む第1分散液(樹脂粒子分散液、着色剤分散液及び離型剤分散液の少なくとも1種)に、前記イオン性界面活性剤と反対極性のイオン性界面活性剤(1)、又は、それを添加混合した水系媒体(2)若しくは該水系媒体を含む第2分散液(樹脂粒子分散液、着色剤分散液及び離型剤分散液の少なくとも1種)(3)を混合する。この混合液を攪拌手段を用いて攪拌すると、イオン性界面活性剤の作用により、分散液中で前記樹脂粒子等が凝集し、樹脂粒子等による凝集粒子が形成され、凝集粒子分散液が調製される。
なお、前記攪拌手段としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の攪拌装置等の中から適宜選択することができる。前記混合は、混合液に含まれる樹脂のガラス転移点以下の温度で行うのが好ましい。この温度条件下で前記混合を行うと、凝集が安定した状態で行うことができる。
前記(1)又は(2)の場合は、前記第1分散液に分散されている樹脂粒子、着色剤及び離型剤の少なくとも1種が凝集してなる凝集粒子が形成される。前記(3)の場合は、前記第2分散液中に分散されている樹脂粒子、着色剤及び離型剤の少なくとも1種と、第1分散液中に分散されている樹脂粒子、着色剤及び離型剤の少なくとも1種とが凝集してなる凝集粒子が形成される。
前記凝集粒子を形成させる場合には、添加される側の分散液に含まれるイオン性界面活性剤と、添加する側に含まれるイオン性界面活性剤とを反対の極性にしておき、その極性のバランスを予めズラしておき、このバランスのズレを補填するようにするのが好ましい。即ち、このバランスのズレを補填するように、添加される側の液に含まれるイオン性界面活性剤に対し、添加する側の液に含まれるイオン性界面活性剤を添加するのが好ましい。
一般に、前記樹脂粒子の樹脂、着色剤、離型剤等の種類乃至その極性等によっては、凝集し難い場合があり、凝集時に特定の材料粒子が遊離してしまい、所望のトナー組成が得られないこともある。具体的には、通常トナーに使用されるポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の離型剤は、極性が小さく、しかも樹脂粒子の樹脂との相溶性に極めて乏しいため、凝集時において遊離する傾向が顕著である。遊離した離型剤の量が多くなると、トナー本来の諸特性が損なわれる上、該遊離した離型剤が現像時に現像機から溢れて該現像機内を汚染したり、該遊離した離型剤が現像機内での機械的ストレスにより破壊乃至合着して現像スリーブにフィルミングしてしまう等の問題が生じ得る。
しかし、上述のようにして凝集粒子を形成させると、かかる問題を招くことがなく、例えば、前記樹脂粒子における樹脂と前記着色剤との極性が同じであっても、反対極性の界面活性剤を加えることにより、容易に該樹脂粒子と該着色剤とによる均一な凝集粒子を形成することができる点で有利である。
この凝集工程において形成される凝集粒子の平均粒径としては、特に制限はないが、通常、得ようとする静電荷現像用トナーの平均粒径と同じ程度になるように制御される。前記制御は、例えば、温度と前記混合・攪拌の条件とを適宜設定・変更すること等により容易に行うことができる。以上の凝集工程により、静電荷現像用トナーの平均粒径とほぼ同じ平均粒径を有する凝集粒子が形成され、該凝集粒子を分散させてなる凝集粒子分散液が調製される。該凝集粒子分散液中の凝集粒子の含有量としては、通常40質量%以下である。なお、本発明において、前記凝集粒子は「母粒子」と称されることがある。
前記付着工程は、必要に応じて行うことができ、前記凝集粒子分散液中に、微粒子を分散させてなる微粒子分散液を添加混合して前記凝集粒子に前記微粒子を付着させて付着粒子を形成する工程である。
前記微粒子としては、例えば、上述した、前記樹脂粒子による樹脂微粒子、前記着色剤による着色剤微粒子、前記離型剤による離型剤微粒子、前記その他の成分(粒子)による微粒子などが挙げられ、前記微粒子分散液としては、上述した、樹脂粒子を分散させてなる分散液、着色剤を分散させてなる着色剤分散液、離型剤を分散させてなる離型剤分散液、その他の成分(粒子)を分散させてなる分散液などが挙げられる。これらの微粒子分散液は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂粒子等の微粒子を、前記凝集粒子の表面に均一に付着させて付着粒子を形成し、該付着粒子を後述の融合工程において加熱融合すると、前記凝集粒子が着色剤や離型剤等を含有する場合には、これらの表面が前記微粒子による素材で被覆され(シェルが形成され)るので、これらの離型剤等のトナー粒子からの露出等を効果的に防止することができる。
この付着工程において、例えば多色の静電荷現像用トナーを製造する場合に、前記樹脂微粒子を使用すると、前記凝集粒子の表面に、該樹脂微粒子の層が被覆形成されるので、前記凝集粒子に含まれる着色剤による帯電挙動への影響を最少化でき、着色剤の種類による帯電特性の差が生じにくくすることができる。また、前記樹脂微粒子における樹脂として、ガラス転移点の高い樹脂を選択すれば、熱保存性と定着性とを両立し、かつ帯電性に優れた静電荷現像用トナーを製造することができる。
また、この付着工程において、前記微粒子としてワックス等の離型剤を分散させてなる離型剤微粒子分散液を添加混合し、その後、前記微粒子として硬度の高い樹脂や無機粒体を分散させてなる微粒子分散液を添加混合すると、トナー粒子の最表面に硬度の高い樹脂や無機粒体によるシェルを形成することができる。この場合、ワックスの露出を抑制しながら、ワックスが定着時には有効に離型剤として働くようにすることができる。以上により、例えば、トナー粒子の表面を、樹脂で被覆したり、帯電制御剤で被覆したりすること等ができ、着色剤や離型剤をトナー粒子の表面近傍に存在させることができる。
前記微粒子の平均粒径としては、1μm以下が好ましく、0.01〜1μmであるのがさらに好ましい。前記平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、微粒子による層構造を形成する点で有利である。なお、前記平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
前記微粒子の体積としては、得られる静電荷現像用トナーの体積分率に依存し、得られる静電荷現像用トナーの体積の50%以下であるのが好ましい。前記微粒子の体積が得られる静電荷現像用トナーの体積の50%を越えると、前記微粒子が前記凝集粒子に付着・凝集せず、前記微粒子による新たな凝集粒子が形成されてしまい、得られる静電荷現像用トナーの組成分布や粒度分布の変動が著しくなり、所望の性能が得られなくなることがある。
前記微粒子分散液においては、これらの微粒子を1種単独で分散させて微粒子分散液を調製してもよいし、2種以上の微粒子を併用して分散させて微粒子分散液を調製してもよい。後者の場合、併用する微粒子の組み合わせとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記微粒子分散液における分散媒としては、例えば上述の水系媒体などが挙げられる。本発明においては、前記水系媒体に上述の界面活性剤の少なくとも1種を添加混合しておくのが好ましい。
前記微粒子分散液における前記微粒子の含有量としては、通常5〜60質量%であり、好ましくは10〜40質量%である。前記含有量が前記範囲外であると、静電荷現像用トナーの内部から表面にかけての構造及び組成の制御が十分でないことがある。
前記微粒子分散液は、例えば、イオン性界面活性剤等を添加混合した水系媒体に、前記微粒子の少なくとも1種を分散させることにより調製される。また、乳化重合やシード重合により作成されたラテックス表面に機械的剪断又は電気的に吸着、固定化することにより調製することができる。
この付着工程においては、凝集工程において調製された凝集粒子分散液中に、前記微粒子分散液を添加混合することにより、前記凝集粒子の表面に前記微粒子が付着し、付着粒子が形成される。前記微粒子は、前記凝集粒子から見て新たに追加される粒子に該当するので、本発明においては「追加粒子」と称されることがある。
前記添加混合の方法としては、特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、前記微粒子(追加粒子)を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、得られる静電荷現像用トナーの粒度分布をシャープにすることができる。また、得られる静電荷現像用トナーの表面から内部にかけての組成や物性を段階的に変化させることができ、静電荷現像用トナーの構造を容易に制御することができる。
以上において、トナーの外部に存在する樹脂のガラス転移点が、トナー内部に存在する樹脂のガラス転移点に比較して高くなるように、前記樹脂粒子及び前記微粒子における樹脂を選択すると、トナーの保存性や流動性と、最低定着温度とを両立することが可能になる。また、高分子側の樹脂の分子量を大きくし、溶融状態の弾性を高めると、高温におけるヒートロールへのオフセットを防ぐことができる。この効果は、特にオイル塗布を行わない場合には極めて有効な手段となる。
さらに、トナーの外部に存在する樹脂(即ち、微粒子中の樹脂)の分子量を、トナーの内部に存在する樹脂(即ち、凝集粒子中の樹脂)の分子量よりも小さくなるように選択すると、得られるトナー粒子の表面の平滑性が高まるため、流動性、転写性能が向上し易くなる。ただし、前記凝集粒子が、1種類の樹脂微粒子で形成されていない場合、即ち2種以上の樹脂粒子が凝集してなる場合には、前記トナーの内部に存在する樹脂(即ち、凝集粒子中の樹脂)の分子量は、該凝集粒子に含まれる全樹脂の分子量の平均値を意味する。
トナーの外部に存在する樹脂の分子量と、トナーの内部に存在する樹脂の分子量とが極端に異なる場合には、得られるトナー粒子において、芯部と被覆層の部分との接着力が低くなることがあり、該トナー粒子に対し、現像機内で攪拌乃至キャリアとの混合などの機械的ストレスを付加すると、該トナー粒子が破壊され得る。そこで、凝集粒子に微粒子を付着させる際、トナーの内部に存在する樹脂とトナーの内部に存在する樹脂との中間程度の分子量及び/又はガラス転移点を有する樹脂微粒子を最初に用いてこれを前記凝集粒子に付着させ、次に選択した樹脂微粒子を付着させることができる。
なお、複数回に分割して段階的に添加混合を行うと、前記凝集粒子の表面に段階的に前記微粒子による層が積層され、静電荷現像用トナーの粒子の内部から外部にかけて構造変化や組成勾配をもたせることができ、物性を変化させることができ、粒子の表面硬度を向上させることができ、しかも、融合工程における融合時において、粒度分布を維持し、その変動を抑制することができると共に、融合時の安定性を高めるための界面活性剤や塩基又は酸等の安定剤の添加を不要にしたり、それらの添加量を最少限度に抑制することができ、コストの削減や品質の改善が可能となる点で有利である。
前記凝集粒子に前記微粒子を付着させる条件は、以下の通りである。即ち、温度としては、凝集工程における樹脂粒子中の樹脂のガラス転移点以下の温度であり、室温程度であるのが好ましい。ガラス転移点以下の温度で加熱すると、前記凝集粒子と前記微粒子とが付着し易くなり、その結果、形成される付着粒子が安定し易くなる。処理時間としては、前記温度に依存するので一概に規定することはできないが、通常5分〜2時間程度である。なお、前記付着の際、前記凝集粒子と前記微粒子とを含有する分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な付着粒子が形成され易い点で有利である。
本発明において、この付着工程が行われる回数としては、1回であってもよいし、複数回であってもよい。前者の場合、前記凝集粒子の表面に前記微粒子(追加粒子)による層が1層のみ形成されるのに対し、後者の場合、前記微粒子分散液として2種以上用意しておけば、前記凝集粒子の表面にこれらの微粒子分散液に含まれる微粒子(追加粒子)による層が積層形成される。後者の場合、複雑かつ精密な階層構造を有する静電荷現像用トナーを得ることができ、静電荷現像用トナーに所望の機能を付与し得る点で有利である。
付着工程が複数回行われる場合、前記凝集粒子(母粒子)に対し、最初に付着させる微粒子(追加粒子)と、次以降に付着させる微粒子(追加粒子)とは、いかなる組み合わせであってもよく、静電荷現像用トナーの用途等に応じて適宜選択することができる。
付着工程が複数回行われる場合、前記微粒子を添加混合する毎に、前記微粒子と前記凝集粒子とを含有する分散液を、凝集工程における樹脂粒子中の樹脂のガラス転移点以下の温度で加熱する態様が好ましく、この加熱の温度が段階的に上昇される態様がより好ましい。このようにすると、付着粒子を安定化させることができ、遊離粒子の発生を抑制することができる点で有利である。
以上の付着工程により、前記凝集工程で調製された凝集粒子に前記微粒子を付着させてなる付着粒子が形成される。付着工程を複数回行った場合には、前記凝集工程で調製された凝集粒子に、前記微粒子が複数回付着させてなる付着粒子が形成される。したがって、付着工程において、前記凝集粒子に、適宜選択した微粒子を付着させることにより、所望の特性を有する静電荷現像用トナーを自由に設計し、製造することができる。なお、この付着粒子中における前記着色剤の分布が、最終的にトナー粒子における着色剤の分布となるため、該付着粒子における着色剤の分散が細かくかつ均一である程、得られる静電荷現像用トナーの発色性が向上する。
前記融合工程は、前記凝集粒子を、前記付着工程を行った場合には前記付着粒子を、加熱し融合してトナー粒子を形成する工程である。
前記加熱の温度としては、前記凝集粒子に含まれる樹脂の、前記付着工程を行った場合には前記付着粒子に含まれる樹脂の、ガラス転移点温度〜該樹脂の分解温度であればよい。したがって、前記加熱の温度は、前記樹脂粒子(及び前記微粒子)の樹脂の種類に応じて異なり、一概に規定することはできないが、一般的には凝集粒子に含まれる樹脂の、前記付着工程を行った場合には前記付着粒子に含まれる樹脂の、ガラス転移点温度〜180℃である。前記加熱の温度を適切に選択することにより、得られるトナー粒子の形状を不定形から球形まで任意に制御することができる。前記加熱は、それ自体公知の加熱装置・器具を用いて行うことができる。
前記融合の時間としては、前記加熱の温度が高ければ短い時間で足り、前記加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、前記融合の時間は、前記加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には30分〜10時間である。本発明においては、融合工程の終了後に得られた静電荷現像用トナーを、適宜の条件で洗浄、乾燥等を行うことができる。なお、得られた静電荷現像用トナーの表面に、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機粒体や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加してもよい。これらの無機粒体や樹脂粒子は、流動性助剤やクリーニング助剤等の外添剤として機能する。
本発明においては、この融合工程において前記融合後に融合粒子を後述の割合で冷却するのが好ましい。その理由は、以下の通りである。即ち、前記炭素数12〜30の高級アルコール及び/又は炭素数12〜30の高級脂肪酸からなるエステルを少なくとも1種含む離型剤には、多形現象があることが知られている。
例えば、J. Am. Oil Chem. Soc.,27,276(1950)におけるE.S.Luttonによると、数種の多形があり、それらはそれぞれに融点が異なることが報告されている。
通常、これら複数の多形の融点を制御するために最も一般的に行われれるのは、熱処理である。この熱処理の条件を検討した結果、融合後のトナー粒子を、1〜50℃/分で冷却することによって、同一の離型剤であっても、高融点を示すこと可能になることが見い出された。この冷却によると、同じ離型剤を用いても離型剤の融点が上昇するため、トナーの保存性が良好となるからである。本発明において、前記冷却の割合としては、1〜50℃/分が好ましく、5〜50℃/分がより好ましく、10〜50℃/分が特に好ましい。なお、50℃/分を越えても同様の効果は見られるが、冷却のための設備が大型化する必要がある点で不利であり、一方、1℃/分未満であると離型剤の融点を上げることが困難となる点で不利である。
以上の融合工程により、前記凝集粒子(母粒子)が融合され、前記付着工程を行った場合には、前記凝集粒子の表面に前記微粒子(追加粒子)が付着したままの状態で、該付着工程で調製された付着粒子が融合され、静電荷現像用トナーが製造される。
本発明の静電荷現像用トナーの製造方法の場合、トナー粒子の製造中に微粉の発生を招かないため、混練粉砕法における粉砕時や懸濁重合法における材料分散時において発生する微粉の除去が不要であり、工程の簡素化が可能である点で有利である。また、少なくとも樹脂粒子、着色剤及び離型剤が均一に分散した状態で凝集している凝集体を融合してトナー粒子を形成するため、静電荷現像用トナーの組成を均一に制御することが可能である。また、付着工程を経ることにより分子量の異なる少なくとも2種の樹脂粒子を用いれば、静電荷現像用トナーの分子量分布を容易に制御することが可能である。また、離型剤のように疎水性の高い材料をトナー粒子の内部に選択的に存在させることが可能であるため、トナー粒子の表面における離型剤量を減少させることが可能である。
上述した本発明の静電荷現像用トナーの製造方法により得られる本発明の静電荷現像用トナーは、前記付着工程を行った場合には、前記凝集粒子を母粒子とし、該母粒子の表面に前記微粒子(追加粒子)による被覆層が形成されてなる構造を有する。前記微粒子(追加粒子)の層は、1層であってもよいし、2層以上であってもよく、一般に該層数は、前記本発明の静電荷現像用トナーの製造方法における前記付着工程を行った回数と同じである。
本発明の静電荷現像用トナーにおける、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分子量分布は、4〜30が好ましく、4〜20がより好ましくは、5〜15が特に好ましい。前記比(Mw/Mn)で表される分子量分布が、30を越えると定着画像の透明性、平滑性、混色性が十分でなく、特にフィルム上に静電荷現像用トナーを現像乃至定着させた場合において、光の透過により映し出される画像は、不鮮明で暗い画像になるか、不透過で発色しない投影画像となり、4未満であると高温定着時におけるトナーの粘度低下が顕著になり、オフセットが発生し易くなる。一方、前記比(Mw/Mn)で表される分子量分布が、前記数値範囲内にあると、定着画像の透明性、平滑性、混色性が十分である上、高温定着時における静電荷現像用トナーの粘度低下を防止し、オフセットの発生を効果的に抑制することができる。
本発明の静電荷現像用トナーは、帯電性、現像性、転写性、定着性、クリーニング性等の諸特性、特に画像における平滑性、透明性、混色性、発色性に優れる。また、環境条件に影響を受けず前記諸性能を安定に発揮・維持するので、信頼性が高い。
本発明の静電荷現像用トナーは、本発明の静電荷現像用トナーの製造方法により製造されるので、混練粉砕法等により製造される場合と異なり、その平均粒径が小さく、しかもその粒度分布がシャープである。
本発明の静電荷現像用トナーの粒度分布は、その指標として、累積分布のD16、D84を用いて、体積GSD(体積GSD=(体積D84/体積D16)0.5)又は数GSD(数GSD=(数D84/数D16)0.5)を簡易的に用いることができる。前記体積GSDとしては、1.30以下が好ましく、1.27以下がより好ましい。前記体積GSDが、1.30を越えると、選択現像などにより、現像性が経時的に悪化する場合がある。
前記静電荷現像用トナーの平均粒径としては、2〜9μmが好ましく、3〜8μmがより好ましい。前記平均粒径が、2μm未満であると、帯電性が不十分になり易く、現像性が低下する場合があり、9μmを越えると、画像の解像性が低下する場合がある。
本発明の静電荷現像用トナーは、本発明の樹脂粒子を用いて製造されるため、該トナー中に残留溶媒が含まれない。その結果として、本発明の静電荷現像用トナーは、トナー保存性及び定着画像安定性を向上させることができ、さらにトナー定着時の残留溶媒由来の異臭の発生を抑えることができる。
本発明の静電荷現像用トナーの帯電量としては、10〜40μC/gが好ましく、15〜35μC/gがより好ましい。前記帯電量が、10μC/g未満であると、背景部汚れが発生し易くなり、40μC/gを越えると、画像濃度の低下が発生し易くなる。この静電荷現像用トナーの夏場における帯電量と冬場における帯電量との比率としては、0.5〜1.5が好ましく、0.7〜1.3が好ましい。前記比率が、前記好ましい範囲外であると、トナーの環境依存性が強く、帯電性の安定性に欠け、実用上好ましくないことがある。
<静電荷像現像剤>
本発明の静電荷像現像剤は、少なくとも、本発明の静電荷現像用トナーを含む。本発明の静電荷像現像剤は、本発明の静電荷現像用トナーを含有することの外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。本発明の静電荷像現像剤は、本発明の静電荷現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアを使用することができる。
前記キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。即ち、該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その平均粒径は30〜200μm程度である。前記核体粒子の被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブ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、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン等のポリオレフィン類、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類、フッ化ビニリデン。テトラフルオロエチレンヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマーの共重合体、ビスフェノール、グリコール等を含むポリエステル類、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、などが挙げられる。
これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、あるいは2種以上併用してもよい。該被覆樹脂の量としては、キャリアに対して0.1〜10質量部程度であり、0.5〜3.0質量部が好ましい。前記キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
本発明の静電荷像現像剤における、本発明の静電荷現像用トナーと、キャリアとの混合比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程と、を含み、前記現像剤として本発明の静電荷像現像剤が用いられる。
前記各工程は、それ自体一般的な工程であり、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。なお、本発明の画像形成方法は、それ自体公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。
前記潜像形成工程は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する工程である。前記現像工程は、現像剤担体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本発明の静電荷現像用トナーを含有する本発明の静電荷像現像剤を含んでいれば特に制限はない。前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。さらに、被転写体表面に転写されたトナー画像は、定着機により熱定着され、最終的なトナー画像が形成される(定着工程)。尚、前記定着機による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、通常、前記定着機における定着部材に離型剤が供給される。
本発明の画像形成方法においては、前記転写工程の後に前記潜像保持体表面の残留トナーを回収するクリーニング工程と、前記クリーニング工程において回収された残留トナーを前記現像剤担持体に搬送するリサイクル工程と、をさらに含むことが好ましい。前記クリーニング工程は、潜像保持体表面に残留する静電荷像現像剤を除去する工程である。前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程において回収した残留トナーを前記現像剤担持体の現像剤層に移す工程である。
このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。また、クリーニング工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムにも適用することができる。
以下、本発明を、実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下において、「部」は質量部を意味する。
静電荷現像用トナーの平均粒径は、コールターカウンター(コールター社製、TA2型)を用いて測定した。樹脂粒子、着色剤、及び離型剤の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場制作所製、LA−700)を用いて測定した。
さらに、静電荷像現像剤の評価については、富士ゼロックス社製Docu Centre Color500CP改造機を用いて画像形成を行い、初期及び5万枚目における画質(ソリッド溶融ムラ)及び背景部汚れを目視することによって行った。評価基準は以下の通りである。
画質(ソリッド溶融ムラ)の評価基準。
○:定着画像のソリッド部を目視で観察した時、光沢部分と非光沢部(グロスの低い部分)との判別がつかないか、もしくは、均一で、光沢部と非光沢部に違和感がない。
×:明らかに、光沢部と非光沢部のエリアが目立ち、違和感がある。
背景部汚れの評価基準。
○:目視において、トナー付着が判別つかない。
×:目視において、トナー汚れが目立ち、用紙の色に対し、違和感がある。
クリース定着強度の評価は、以下の方法により行なった。富士ゼロックス社製 Docu Centre Color500CP改造機を用い、未定着のソリッドサンプルを作製した。ソリッドサンプルにおけるトナーの単位面積あたりの質量が、0.7mg〜0.8mg/cm2になるように調整した。使用した紙は、ecolor081A4紙(富士ゼロックスオフィスサプライ社製)であった。
定着方法は、上記改造機の定着部分を外し、別途、温度制御が可能な定着ベンチを試作し、これを用いた。定着条件は、定着後の画像グロス(光沢度)が30%(75−75度測定/3GM−260TYPE:村上色彩研究所製)になるように定着条件を調整し、定着画像を得た。
得られた定着サンプルを半分に曲げた後、500g程度の過重を有するロール(外形600mm 真鍮製)にて、一定のスピードで、この折り曲げた所の上を転がし、定着画像の折り目をウエスで、軽くこすり、像の欠落状態を観察した。
評価は以下の基準により、官能評価で実施した。
〇:折り目がつくが、像の欠落状態は、ないか、又は低い
△:白いかすかな折り目がみられ、部分的に像が欠落している。
×:白い帯状の折り目が目立ち、像の欠落が半分以上見られる。
塩ビ付着の評価は、以下の方法により行なった。クリース定着強度評価で作製した定着サンプルに、軟質塩ビフィルム(DOP可塑剤:30%添加物)を覆い、単位面積あたり、300gの過重をかけ、70%湿度、40℃の恒温槽に10時間放置する。その後、取り出し、室温下で、1時間放置した。
次に、この塩ビフィルムを剥ぎ取り、画像の欠落状態を以下の基準により評価した。
〇:画像欠陥がない。
×:画像欠陥がある。
なお、富士ゼロックス社製Docu Centre Color500CP改造機は、本発明の画像形成方法を実施可能な装置である。
参考例1]
<樹脂粒子分散液(1)の調製>
2−メチレン−1,3−ジオキセパン 200部
アクリル酸ブチル 200部
アクリル酸 20部
AIBN(アゾビスイソブチロニトリル) 10部
以上(いずれも和光純薬(株)製)を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール85)8部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水582部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、平均粒子径が1μm以下になるように、乳化調製し、窒素置換を行った後、反応温度70℃で重合を7時間おこない、樹脂粒子分散液(1)を調製した。
[実施例2]
<樹脂粒子分散液(2)の調製>
2−メチレン−1,3ジオキソラン 200部
スチレン 200部
アクリル酸ブチル 50部
アクリル酸 10部
AIBN 10部
以上(いずれも和光純薬(株)製)を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール85)8部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水582部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、平均粒子径が1μm以下になるように、乳化調製し、10分間ゆっくりと混合しながら、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、7時間そのまま乳化重合を継続して樹脂粒子分散液(2)を調製した。
[実施例3]
<樹脂粒子分散液(3)の調製>
2−メチレン−1,3−ジオキセパン 100部
スチレン 250部
nブチルアクリレート 30部
アクリル酸 8部
ドデカンチオール 24部
四臭化炭素 4部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6g及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10gをイオン交換水550gに溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水50gを投入し、窒素置換を行った後、前記オイルバスで加熱し、7時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂粒子分散液(3)を調製した。
[比較例1]
<比較樹脂粒子分散液(1)の調製>
スチレン 100部
アクリル酸ブチル 100部
アクリル酸 4部
AIBN 10部
以上(いずれも和光純薬(株)製)を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール85)8部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水582部に加え、ローター・ステ−ター・タイプ・ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により、平均粒子径が1μm以下になるように、乳化調製した。その後、10分間ゆっくりと混合しながら、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、7時間そのまま乳化重合を継続して比較樹脂粒子分散液(1)を調製した。
参考例4]
<静電荷現像用トナー(1)の調製>
−着色剤分散液(1)の調製−
フタロシアニン顔料 60部
(大日精化(株)製:PV FAST BLUE)
アニオン性界面活性剤 2部
(三洋化成(株)製:イオネットD−2)
イオン交換水 300部
以上を混合し、溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散し、平均粒径が160nmである着色剤(フタロシアニン顔料)を分散させてなる着色剤分散液(1)を調製した。
−離型剤分散液(1)の調製−
ペンタエリスリトールのベヘン酸エステル 100部
(理研ビタミン社製、リケスターEW−861、HLB=3.2)
アニオン性界面活性剤 6部
(第一工業製薬社製:ネオゲンSC)
イオン交換水 1000部
以上を90℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が330nmである離型剤(ペンタエリスリトールのベヘン酸エステル)を分散させてなる離型剤分散液(1)を調製した。
−凝集粒子の調製(凝集工程)−
樹脂粒子分散液(1) 240部
着色剤分散液(1) 40部
離型剤分散液(1) 100部
カチオン性界面活性剤 2部
(花王(株)製:サニゾールB50)
イオン交換水 300部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で47℃まで加熱した。47℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.1μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の調製(付着工程)−
この凝集粒子分散液中に、樹脂微粒子分散液としての樹脂粒子分散液(1)を緩やかに50部追加し、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて48℃で1時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである付着粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の融合(融合工程)−
ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)6部を追加した後、攪拌を継続しながら94℃まで加熱し、5時間保持した。その後、10℃/分の割合で冷却した後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることにより静電荷現像用トナー(1)を得た。
得られた静電荷現像用トナー(1)の平均粒径は、5.7μmであった。得られた静電荷現像用トナー(1)100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、外添静電荷現像用トナー(1)を得た。
<静電荷像現像剤(1)の作製>
フェライト粒子(パウダーテック社製、平均粒径50μm)100部とメタクリレート樹脂(三菱レイヨン社製、分子量95000)1部とを、トルエン500部と共に加圧式ニーダーに入れ、常温で15分間混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温し、トルエンを留去した後、冷却し、105μmの篩を用いて分粒することにより、フェライトキャリア(樹脂被覆キャリア)を作製した。このフェライトキャリアと、外添静電荷現像用トナー(1)とを混合し、トナー濃度が7質量%である二成分系の静電荷像現像剤(1)を作製した。静電荷像現像剤(1)を用いて上述の通り画像形成を行い、評価を行った。
[実施例5]
<静電荷現像用トナー(2)の製造>
−凝集粒子の調製(凝集工程)−
樹脂粒子分散液(2) 250部
着色剤分散液(1) 40部
離型剤分散液(1) 130部
カチオン性界面活性剤 5部
(花王(株)製:コターミン24P)
イオン交換水 300部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で48℃まで加熱した。48℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の調製(付着工程)−
この凝集粒子分散液中に、樹脂微粒子分散液としての樹脂粒子分散液(2)を緩やかに50部追加し、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて51℃で1時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.3μmである付着粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の融合(融合工程)−
ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)7部を追加した後、攪拌を継続しながら90℃まで加熱し、5時間保持した。その後、40℃/分の割合で室温まで冷却した後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることにより静電荷現像用トナー(2)を得た。
得られた静電荷現像用トナー(2)の平均粒径は、5.6μmであった。得られた静電荷現像用トナー(2)100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、外添静電荷現像用トナー(2)を得た。
外添静電荷現像用トナー(2)を用い、実施例4と同様にして静電荷像現像剤(2)を作製した。静電荷像現像剤(2)を用いて上述の通り画像形成を行い、評価を行った。
[実施例6]
<静電荷現像用トナー(3)の製造>
−凝集粒子の調製(凝集工程)−
樹脂粒子分散液(3) 250部
着色剤分散液(1) 40部
離型剤分散液(1) 130部
カチオン性界面活性剤 5部
(花王(株)製:コターミン24P)
イオン交換水 300部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で48℃まで加熱した。48℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の調製(付着工程)−
この凝集粒子分散液中に、樹脂微粒子分散液としての樹脂粒子分散液(3)を緩やかに50部追加し、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて51℃で1時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.3μmである付着粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の融合(融合工程)−
ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)7部を追加した後、攪拌を継続しながら90℃まで加熱し、5時間保持した。その後、40℃/分の割合で室温まで冷却した後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることにより静電荷現像用トナー(3)を得た。
得られた静電荷現像用トナー(3)の平均粒径は、5.3μmであった。得られた静電荷現像用トナー(3)100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、外添静電荷現像用トナー(3)を得た。
外添静電荷現像用トナー(3)を用い、実施例4と同様にして静電荷像現像剤(3)を作製した。静電荷像現像剤(3)を用いて上述の通り画像形成を行い、評価を行った。
[比較例2]
<比較静電荷現像用トナー(1)の製造>
−凝集粒子の調製(凝集工程)−
比較樹脂粒子分散液(1) 250部
着色剤分散液(1) 40部
離型剤分散液(1) 40部
カチオン性界面活性剤 5部
(花王社製:サニゾールB50)
イオン交換水 300部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で49℃まで加熱した。49℃で20分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の調製(付着工程)−
この凝集粒子分散液中に、樹脂微粒子分散液としての比較樹脂粒子分散液(1)を緩やかに70部追加し、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて50℃で1時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.4μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
−付着粒子の融合(融合工程)−
ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)7部を追加した後、攪拌を継続しながら97℃まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の割合で室温まで冷却した後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、真空乾燥機を用いて40℃で10時間乾燥させることにより比較静電荷現像用トナー(1)を得た。
得られた比較静電荷現像用トナー(1)の平均粒径は、5.7μmであった。得られた比較静電荷現像用トナー(1)100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、比較外添静電荷現像用トナー(1)を得た。
比較外添静電荷現像用トナー(1)を用い、実施例4と同様にして比較静電荷像現像剤(1)を作製した。比較静電荷像現像剤(1)を用いて上述の通り画像形成を行い、評価を行った。
表1に示す結果から以下のことが明らかである。即ち、静電荷像現像剤(1)〜(3)は、比較静電荷像現像剤(1)に比べて、画質においてソリッドの溶融ムラが少なく、均一性に優れ、地被りが生じ難い。また、画質安定性、耐塩ビ付着性においても良好である。

Claims (9)

  1. スチレンを含むビニル系単量体と、下記一般式(1)で表される環状ケテンアセタール化合物と、ラジカル重合開始剤と、を含有する樹脂前駆体組成物を乳化して前記樹脂前駆体組成物の液滴を形成する乳化工程と、
    前記液滴中の前記スチレンを含むビニル系単量体と前記環状ケテンアセタール化合物とを重合してビニル系共重合体を合成する重合工程と、
    を少なくとも有する樹脂粒子の製造方法。

    (一般式(1)中、Rは、鎖状又は環状の、エーテル結合を含んでいてもよい2価の脂肪族基を表す。前記脂肪族基は、置換基を有していてもよい。)
  2. 前記液滴の平均粒径は、1μm以下である請求項1に記載の樹脂粒子の製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載の樹脂粒子の製造方法により製造された樹脂粒子。
  4. 平均粒径が、1μm以下である請求項3に記載の樹脂粒子。
  5. 請求項3又は4に記載の樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液と、着色剤を分散させてなる着色剤分散液と、離型剤を分散させてなる離型剤分散液とを混合して、樹脂粒子と着色剤と離型剤とを含む凝集粒子を形成して凝集粒子分散液を得る凝集工程と、
    前記凝集粒子を加熱して融合させる融合工程と、
    を少なくとも有する静電荷現像用トナーの製造方法。
  6. 請求項5に記載の静電荷現像用トナーの製造方法により製造された静電荷現像用トナー。
  7. 少なくとも、請求項6に記載の静電荷現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
  8. 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程と、を含む画像形成方法であって、
    前記現像剤は、請求項7に記載の静電荷像現像剤である画像形成方法。
  9. 前記転写工程の後に前記潜像保持体表面の残留トナーを回収するクリーニング工程と、前記クリーニング工程において回収された残留トナーを前記現像剤担持体に搬送するリサイクル工程と、をさらに含む請求項8に記載の画像形成方法。
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