JP5481835B2 - トナーの製造方法および画像形成方法 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、
『少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなるトナーの製造方法であって、
前記結着樹脂の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記結着樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であり、
重合性単量体として少なくともスチレン単量体と(メタ)アクリル単量体を水系媒体中に分散させ、前記分散させた重合性単量体を前記水系媒体中で下記一般式(1)で表される重合体の存在下で重合することにより、少なくとも一般式(1)の重合体、スチレン単量体、(メタ)アクリル単量体を反応させて形成した樹脂を含有する樹脂粒子を形成する工程と、
前記樹脂粒子を、予め分散処理させて形成した着色剤粒子と混合させた後、前記樹脂粒子と前記着色剤粒子とを凝集、融着させる工程と、を少なくとも経てトナーを作製するものであり、
前記一般式(1)で表される重合体の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記一般式(1)で表される重合体の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
『前記一般式(1)で表される重合体が、リビングラジカル重合で合成された重合体であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。』というものである。
『前記樹脂粒子が、前記一般式(1)で表される重合体を用いて形成した樹脂を0.5質量%以上20質量%以下含有するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトナーの製造方法。』というものである。
『少なくとも、電子写真感光体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記電子写真感光体表面に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持されたトナーより構成される現像剤で現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記トナー画像を転写体表面に転写する転写工程と、前記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、を有し、
前記トナーの結着樹脂が、少なくとも下記一般式(1)で表される重合体、スチレン単量体、(メタ)アクリル単量体を反応させて形成した樹脂を用いて形成されたものであり、
前記結着樹脂の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記結着樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であり、
前記一般式(1)で表される重合体の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記一般式(1)で表される重合体の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であることを特徴とする画像形成方法。
(1)コバルトポルフィリン錯体やニトロキシド化合物等のラジカル捕捉剤を用いるもの(たとえば、J.Am.Chem.Soc.1994,116,7943、Macromolecules,1994,27,7228参照)
(2)有機ハロゲン化物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization)等。
(1)Matyjaszewski等の文献
・J.Am.Chem.Soc.1995,117,5614
・Macromolecules 1995,28,7901
・Science 1996,272,866
(2)Sawamoto等の文献
・Macromolecules 1995,28,1721、
・WO96/30421及びWO97/18247、特開2005−240048号公報等。
装置:HLC−8020(東ソー社製)
カラム:GMHXLx2、G2000HXLx1
検出器:RI及びUVの少なくともいずれか一方
溶出液流速:1.0ml/分
試料濃度:0.01g/20ml
試料量:100μl
検量線:標準ポリスチレンにて作製
本発明に係るトナーを構成する結着樹脂は、前述した様に、一般式(1)で表される重合体を用いて形成された樹脂を含有するものである。上記一般式(1)で表される重合体を用いて形成された樹脂の結着樹脂中への添加量は、結着樹脂に対して0.5質量%〜20質量%が好ましく、0.5質量%〜15質量%がより好ましい。
先ず、一般式(1)で表される重合体を重合性単量体に混合、溶解させた後、前記重合体を溶解させた重合性単量体を界面活性剤溶液中に添加し、高速撹拌や超音波照射等の物理手段により重合性単量体を乳化微分散処理する。その後、所定温度下でラジカル重合開始剤を添加して重合反応を行う。この手順により一般式(1)で表される重合体を含有する結着樹脂粒子を作製することができる。
一般式(1)で表される重合体を必要に応じて加熱して界面活性剤溶液中に添加し、これを高速撹拌や超音波照射等の物理手段により乳化微分散処理する。作製した粒子をコア粒子として、これに重合性単量体を滴下した後、ラジカル重合開始剤を添加することにより、一般式(1)で表される重合体の粒子表面でシード重合を行う。この様にして、一般式(1)で表される重合体の周りに樹脂が形成され、前記重合体を含有した結着樹脂粒子が得られる。また、一般式(1)で表される重合体をワックスとともに溶解させたものを乳化微分散処理し、これをコア粒子にして前述したシード重合を行って前記重合体を含有する結着樹脂粒子を形成することも可能である。
重合性単量体を乳化重合して作製した樹脂微粒子に、膨潤助剤、重合性単量体、一般式(1)で表される重合体を混合、溶解させて前記樹脂微粒子に吸収操作を行う。その後で重合を行うことにより一般式(1)で表される重合体を結着樹脂粒子中に導入するものである。
(2)着色剤粒子分散液の作製工程
(3)樹脂粒子等の凝集・融着工程
(4)熟成工程
(5)冷却工程
(6)洗浄工程
(7)乾燥工程
(8)外添剤処理工程
以下、各工程について説明する。
この工程では、樹脂粒子を形成する重合性単量体として、少なくともスチレン単量体と(メタ)アクリル単量体を水系媒体中に投入して分散させておき、一般式(1)で表される重合体の存在下で重合を行って、100nm程度の大きさの樹脂粒子を形成する工程である。本発明では、この工程で一般式(1)で表される重合体を用いて形成した樹脂を含有させてなる樹脂粒子が作製される。一般式(1)で表される重合体を用いて形成した樹脂を含有する樹脂粒子の具体的な作製方法としては、前述したミニエマルジョン重合、シード重合、2段階膨潤法が挙げられる。
前述した手順により、水系媒体中に着色剤を分散させて、着色剤粒子分散液を作製する工程である。特に、本発明では、数平均1次粒径が30nm〜200nmの着色剤を用いて着色剤粒子分散液を作製するものである。そして、当該着色剤粒子分散液を用いてトナーを作製することにより、トナー粒子中における着色剤の数平均粒径が数平均1次粒径の1.1倍〜2.5倍になるものである。
この工程は、水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させて粒子を形成し、凝集により形成した粒子を融着させてトナーの母体粒子、すなわち、外添処理をする前のトナーの母体となる粒子(以下、着色粒子ともいう)を作製する工程である。つまり、この工程は、本発明でいう「樹脂粒子を凝集させる工程」に該当するものである。
この工程は、上記凝集・融着工程に引き続き、反応系を加熱処理することにより着色粒子の形状を所望の平均円形度になるまで熟成するいわゆる形状制御工程とも呼ばれる工程である。熟成工程では、前述の凝集・融着工程で形成された着色粒子を構成する結着樹脂のガラス転移温度以上に加熱することにより、着色粒子の形状制御が行える。
この工程は、前記着色粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/分の冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
この工程は、上記工程で所定温度まで冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離する工程と、固液分離されたウェット状態の着色粒子表面より界面活性剤や凝集剤等の付着物を除去する洗浄工程からなる。
この工程は、洗浄処理された着色粒子を乾燥処理し、乾燥された着色粒子を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤ、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。
この工程は、乾燥処理した着色粒子に後述する様な外添剤や滑剤を添加することにより画像形成に使用可能なトナー粒子を作製する工程である。なお、前記乾燥工程を経た着色粒子をそのままトナー粒子として使用するケースもあるが、外添剤を添加することによりトナーの帯電性や流動性、クリーニング性を向上させることができる。これら外添剤には、後述する様な無機微粒子や有機微粒子、脂肪族金属塩を使用することができ、その添加量はトナー全体に対して0.1〜10.0質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%である。また、外添剤は種々のものを組み合わせて添加することができる。なお、外添剤を添加する際に使用する混合装置としては、たとえば、タービュラミキサ、ヘンシェルミキサ、ナウターミキサ、V型混合機、コーヒーミル等の公知の機械式の混合装置がある。
(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−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等
(9)その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体等。
(1)ポリオレフィン系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等
(2)長鎖炭化水素系ワックス
パラフィンワックス、サゾールワックス等
(3)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(4)エステル系ワックス
カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリス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
(5)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
ワックスの融点は、通常40〜125℃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コールドオフセットなどを起こさずに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。
(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)電子写真感光体表面に潜像を形成する潜像形成工程
(2)電子写真感光体表面に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持させた現像剤で現像してトナー画像を形成する現像工程
(3)トナー画像を転写体表面に転写する転写工程
(4)転写体表面に転写させたトナー画像を熱定着する定着工程。
下記表1に示す一般式(1)で表される「重合体(両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマー)1〜9」を公知の方法により作製した。作製した一般式(1)で表される「重合体1〜9」の構造、構造中のn、数平均分子量、ガラス転移温度を表1に示す。
2−1.「コア用樹脂粒子1〜19」の作製
以下に示す様に、「コア用樹脂粒子1〜19」を作製した。以下、作製したコア用樹脂粒子の粒径を「平均粒径」と呼ぶが、これは一般に「体積基準メディアン径」と呼ばれるものと同じものである。「平均粒径」は、「MICROTRAC UPA−150(HONEYWELL社製)」により下記条件下で測定したものである。
サンプル比重 1.05 (球状粒子換算)
溶媒屈折率 1.33
溶媒粘度 0.797(30℃)、1.002(20℃)
0点調整 測定セルにイオン交換水を投入し調製した。
下記手順により下記化合物より構成されるモノマー乳化液を調製した。
n−ブチルアクリレート 100質量部
メタクリル酸 18質量部
重合体2 17質量部
ベヘン酸ベヘニル 172質量部
上記化合物を混合する際、重合体2及びベヘン酸ベヘニルを公知の方法で重合性単量体であるスチレン、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸に溶解させている。上記化合物を混合液に調製した。
純水 1005質量部
樹脂粒子分散液
(平均粒径130nm、Mw=15,000、固形分30%、メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/イタコン酸=78.5/16.5/5(質量比))
237質量部
を投入し、内部の温度を70℃に昇温させて、窒素気流下で撹拌を行っている状態で、上記モノマー乳化液を添加した。
スチレン 366質量部
n−ブチルアクリレート 179質量部
n−オクチルメルカプタン 9質量部
の混合液を1時間にわたり滴下し、さらに1時間重合を行い、室温まで冷却して「コア用樹脂粒子1」を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体2」を用いて形成した「コア用樹脂粒子1」は、平均粒径が210nm、数平均分子量18,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、モノマー乳化液を調製する際に使用するn−ブチルアクリレートの添加量を84質量部、「重合体2」の添加量を34質量部に変更した。また、重合開始剤溶液を過硫酸カリウム11.5質量部を純水220質量部に溶解させたものに変更した。その他は同様の手順で「コア用樹脂粒子2」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体2」を用いて形成した「コア用樹脂粒子2」は、平均粒径が220nm、数平均分子量が19,500であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体6」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子3」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体6」を用いて形成した「コア用樹脂粒子3」は、平均粒径が200nm、数平均分子量が22,400であった。
前記「コア用樹脂粒子3」の作製において、モノマー乳化液を調製する際に使用するn−ブチルアクリレートの添加量を110質量部、「重合体6」の添加量を8質量部に変更した他は同様の手順で「コア用樹脂粒子4」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体6」を用いて形成した「コア用樹脂粒子4」は、平均粒径が205nm、数平均分子量が23,200であった。
前記「コア用樹脂粒子4」の作製において、モノマー乳化液を調製する際に使用するn−ブチルアクリレートの添加量を115質量部、「重合体6」の添加量を2質量部に変更した他は同様の手順で「コア用樹脂粒子5」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体6」を用いて形成した「コア用樹脂粒子5」は、平均粒径が215nm、数平均分子量が23,900であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体7」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子6」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体7」を用いて形成した「コア用樹脂粒子6」は、平均粒径が230nm、数平均分子量が28,500であった。
前記「コア用樹脂粒子分散液1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体8」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子7」の分散液を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体8」を用いて形成した「コア用樹脂粒子7」は、平均粒径が240nm、数平均分子量が25,300であった。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を装着した反応容器に、アニオン界面活性剤「エマールE27C(花王(株)製)」11質量部を純水950質量部に溶解させて温度を80℃に昇温して、
重合体2 100質量部
を投入し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(エムテクニック社製)」で高速撹拌を行うことにより平均粒径110nmの重合体2の粒子分散液を調製した。
n−ブチルアクリレート 100質量部
メタクリル酸 18質量部
ベヘン酸ベヘニル 172質量部
反応容器内の温度を80℃に維持しながら撹拌を行い、過硫酸カリウム(KPS)10質量部を純水190質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、さらに5分間にわたりn−オクチルメルカプタン5質量部を滴下後、同温度で40分間重合処理を行った。
スチレン 350質量部
n−ブチルアクリレート 165質量部
n−オクチルメルカプタン 9質量部
の混合液を1時間にわたり滴下し、さらに1時間重合を行い、室温まで冷却して「コア用樹脂粒子8」を作製した。両末端(メタ)アクリロイルテレケリックポリマーである「重合体2」粒子存在下に上記重合性単量体混合液を滴下してシード重合を行って形成した「コア用樹脂粒子8」は、平均粒径が220nm、数平均分子量19,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、モノマー乳化液を調製する際、「重合体2」を添加せず、「n−ブチルアクリレート」の添加量を117質量部に変更した他は同様の手順で「コア用樹脂粒子9」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子9」は、平均粒径が210nm、数平均分子量17,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「1,4−ブタンジオールジアクリレート」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子10」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子10」は、平均粒径が230nm、数平均分子量が18,200であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体4」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子11」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子11」は、平均粒径が245nm、数平均分子量が18,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、使用した重合開始剤溶液を過硫酸カリウム2.5質量部を純水190質量部に溶解させたものに変更するとともに、モノマー乳化液添加後の重合処理時間を60分、後半の重合処理時間を90分に延長した。他は同様の手順で「コア用樹脂粒子12」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子12」は、平均粒径が225nm、数平均分子量が50,000であった。
前記「コア用樹脂粒子12」の作製において、モノマー乳化液添加後の重合処理時間を80分、後半の重合処理時間を120分に延長した他は同様の手順で「コア用樹脂粒子13」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子13」は、平均粒径が220nm、数平均分子量が65,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、使用した重合開始剤溶液を過硫酸カリウム20質量部を純水190質量部に溶解させたものに変更するとともに、モノマー乳化液添加後の重合処理時間を30分、後半の重合処理時間を45分に短縮した。他は同様の手順で「コア用樹脂粒子14」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子14」は、平均粒径が215nm、数平均分子量が5,000であった。
前記「コア用樹脂粒子14」の作製において、モノマー乳化液添加後の重合処理時間を20分、後半の重合処理時間を30分に短縮した他は同様の手順で「コア用樹脂粒子15」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子15」は、平均粒径が215nm、数平均分子量が4,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体1」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子16」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子16」は、平均粒径が210nm、数平均分子量が17,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体3」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子10」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子10」は、平均粒径が235nm、数平均分子量が50,200であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体9」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子18」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子18」は、平均粒径が245nm、数平均分子量が45,000であった。
前記「コア用樹脂粒子1」の作製において、「重合体2」に代えて「重合体5」を用いた他は同様の手順で「コア用樹脂粒子19」の分散液を作製した。作製した「コア用樹脂粒子19」は、平均粒径が245nm、数平均分子量が63,000であった。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を装着した反応容器に、純水2948質量部、アニオン界面活性剤「エマール2FG(花王(株)製)」2.3質量部を投入、溶解させて温度を80℃にした。反応容器内の温度を80℃に維持しながら窒素気流下で撹拌を行い、過硫酸カリウム(KPS)10質量部を純水218質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加した。前記重合開始剤溶液を添加後、窒素気流下で撹拌を継続している状態で、下記化合物より構成されるモノマー混合液を反応容器中に3時間かけて滴下した。
n−ブチルアクリレート 184質量部
メタクリル酸 96質量部
n−オクチルメルカプタン 22質量部
上記モノマー混合液を滴下後、80℃の温度下で1時間重合反応を行って室温まで冷却することにより「シェル用樹脂粒子」を作製した。形成された「シェル用樹脂粒子」は、平均粒径82nm、重量平均分子量が13,200であった。
n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160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。この界面活性剤水溶液中に、C.I.ピグメントブルー15:3を25質量部徐々に添加し、「クリアミックス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って、「着色剤粒子分散液C」を調製した。得られた「着色剤粒子分散液C」中の「着色剤粒子C」は、平均粒径が98nmであった。
下記手順により、コアシェル構造を有する「トナー1〜19」の母体粒子となる「着色粒子1〜19」を作製した。
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、
コア用樹脂粒子1 1420質量部(固形分換算)
純水 820質量部
着色剤粒子C 150質量部(固形分換算)
を投入、撹拌した。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10に調整した。
前記「着色粒子1」の作製において、「コア用樹脂粒子1」に代えて後述する表2に示す様に「コア用樹脂粒子2〜19」を用いた他は同様の手順を経て「着色粒子2〜19」を作製した。
上記手順により作製した「着色粒子1〜19」に下記外添剤を添加し、ヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)にて外添剤処理を行うことにより「トナー1〜19」を作製した。
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1次粒径24nm)
0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添剤処理は、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ものである。
(1)「現像剤1〜19」の作製
フェライト粒子にスチレン−アクリル樹脂で被覆してなる平均粒径35μmのキャリアと、前記「トナー1〜19」をそれぞれ混合処理して、トナー濃度が8%の「現像剤1〜19」を作製した。
前記「現像剤1〜19」及び「比較用現像剤1〜4」を、市販のデジタル複写機「bizhub PRO C500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)製)」の定着装置を改造した評価機に搭載して、定着オフセット性能と定着性能を評価した。ここで、「現像剤1〜8、12、14〜16、18」を用いたものを「実施例1〜13」、「現像剤9〜11、13、17、19」を用いたものを「比較例1〜6」として、定着オフセット性能、定着性能及びトナーの耐熱保管性について評価した。なお、定着装置は、定着用ヒートローラの表面温度を105℃〜210℃の範囲で変化させることができる様に改造したものである。
105℃〜210℃の範囲で5℃刻みで温度変化させ、各温度下でベタ帯状画像を有するA4画像を縦送りで搬送定着させて定着オフセットによる画像汚れの発生を評価した。試料は、搬送方向に対し垂直に5mm幅のベタ帯画像と20mm幅のハーフトーン画像を有するA4画像で、これを縦送りで搬送、定着させて、低温側及び高温側で画像汚れが発生した定着温度を評価した。高温側は200℃以上で画像汚れが発生せず、かつ、低温側は150℃以下で画像汚れが発生しなかったものを合格とした。
前記「定着オフセット性能の評価」と同様に105℃〜210℃の範囲で5℃刻みで定着ヒートローラの温度を変化させて定着画像の評価を行った。評価は転写紙上へのトナー付着量が11mg/cm2となる条件で現像を行いトナー画像が形成された転写紙を温度10℃、湿度10%RHの環境下で定着処理を行った。
ランク5:折れ目が全くなし
ランク4:一部折れ目にしたがって若干の剥離がみられる
ランク3:折れ目にしたがって細い線状剥離がみられるが実用上問題なし
ランク2:折れ目にしたがって太い剥離が認められ実用上問題あり
ランク1:画像上に大きな剥離が発生している。
また、トナーの耐熱保管性を以下の手順で評価した。先ず、前記各トナー0.5gをそれぞれ内径21mmの10mlガラス瓶に取り、蓋を閉めてタップデンサー「KYT−2000(セイシン企業社製)」で600回振とうした後、蓋を取り、温度57℃、湿度35%RHの環境下に2時間放置した。次いで、前記トナーを48メッシュ(目開き350μm)の篩上に解砕しない様に載せ、「パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)」にセットし、押さえバー、ノブナットで固定した。
トナー凝集率(質量%)=〔(篩上の残存トナー質量(g))/0.5(g)〕×100
耐熱保管性の評価は以下の基準に基づいて行った。すなわち、
◎:トナー行収率が15質量%未満(耐熱保管性が極めて良好)
○:トナー凝集率が15質量%以上20質量%以下(耐熱保管性が良好)
×:トナー凝集率が20質量%を超える(トナーの耐熱保管性が悪く使用不可)
上記基準のうち、◎と○を合格とした。
2(2Y、2M、2C、2K) 帯電手段
3(3Y、3M、3C、3K) 像露光手段
4(4Y、4M、4C、4K) 現像手段
5 転写手段
5Y、5M、5C、5K 1次転写ロール
6(6Y、6M、6C、6K) クリーニング手段
7 中間転写体ユニット
70 中間転写ベルト
10(10Y、10M、10C、10K) 画像形成部
50 定着手段(熱ロール式定着装置)
A 画像読取部
B 画像処理部
C 画像形成部
D 転写紙転送部
P 転写紙(記録部材)
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなるトナーの製造方法であって、
前記結着樹脂の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記結着樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であり、
重合性単量体として少なくともスチレン単量体と(メタ)アクリル単量体を水系媒体中に分散させ、前記分散させた重合性単量体を前記水系媒体中で下記一般式(1)で表される重合体の存在下で重合することにより、少なくとも一般式(1)の重合体、スチレン単量体、(メタ)アクリル単量体を反応させて形成した樹脂を含有する樹脂粒子を形成する工程と、
前記樹脂粒子を、予め分散処理させて形成した着色剤粒子と混合させた後、前記樹脂粒子と前記着色剤粒子とを凝集、融着させる工程と、を少なくとも経てトナーを作製するものであり、
前記一般式(1)で表される重合体の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記一般式(1)で表される重合体の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
一般式(1):X−(−Y−)n−X
〔式中、Xはアクリロイル基及びメタアクリロイル基の少なくともいずれかを表し、Yはラジカル重合性単量体ユニットを表す。nは25以上1000以下の整数を表す。〕 - 前記一般式(1)で表される重合体が、リビングラジカル重合で合成された重合体であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子が、前記一般式(1)で表される重合体を用いて形成した樹脂を0.5質量%以上20質量%以下含有するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトナーの製造方法。
- 少なくとも、電子写真感光体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記電子写真感光体表面に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持されたトナーより構成される現像剤で現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記トナー画像を転写体表面に転写する転写工程と、前記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、を有し、
前記トナーの結着樹脂が、少なくとも下記一般式(1)で表される重合体、スチレン単量体、(メタ)アクリル単量体を反応させて形成した樹脂を用いて形成されたものであり、
前記結着樹脂の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記結着樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であり、
前記一般式(1)で表される重合体の数平均分子量Mnが5,000以上50,000以下であり、かつ、前記一般式(1)で表される重合体の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.0以上1.2以下であることを特徴とする画像形成方法。
一般式(1):X−(−Y−)n−X
〔式中、Xはアクリロイル基及びメタアクリロイル基の少なくともいずれかを表し、Yはラジカル重合性単量体ユニットを表す。nは25以上1000以下の整数を表す。〕
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