JP2002082482A - 静電潜像現像用トナーとそれを用いた画像形成方法 - Google Patents

静電潜像現像用トナーとそれを用いた画像形成方法

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JP2002082482A
JP2002082482A JP2000270122A JP2000270122A JP2002082482A JP 2002082482 A JP2002082482 A JP 2002082482A JP 2000270122 A JP2000270122 A JP 2000270122A JP 2000270122 A JP2000270122 A JP 2000270122A JP 2002082482 A JP2002082482 A JP 2002082482A
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electrostatic latent
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fixing device
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Hideaki Morita
英明 森田
Hiroshi Yamazaki
弘 山崎
Hiroyuki Yamada
裕之 山田
Takeshi Omura
大村  健
Akizo Shirase
明三 白勢
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重合法トナーにおいて熱定着時の臭気の発生
を抑え、又、小粒径トナーで、定着性に優れた、広い色
再現範囲を有するカラー画像を形成することのできる静
電潜像現像用トナー及び画像形成方法を提供する。 【解決手段】 感光体上に形成された静電潜像を、静電
潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上
に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写
されたトナー像を熱ローラー定着装置により定着する工
程を含む画像形成方法において、定着装置の加熱ローラ
ーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を有し、且
つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記トナーは少
なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素からなる重
合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製された樹脂
粒子を水系媒体中で塩析/融着させて作製された画像形
成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成に用いられる静電潜像現
像用トナーとそれを用いた画像形成方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、静電潜像現像用のトナーは、高画
質化を達成するとの観点から小粒径化が望まれている。
小粒径トナーを製造する方法としては、いわゆる重合法
トナーが最近注目されている。
【0003】この重合法トナーの製造方法にも幾つかの
やり方があり、例えば、樹脂粒子と着色剤粒子とを会合
あるいは塩析/融着させて不定形化しトナーを調製する
方法や、ラジカル重合性モノマーと着色剤とを分散し、
ついで水系媒体などに所望のトナー粒径になるように液
滴分散し、懸濁重合する方法等がある。
【0004】何れの方法にしろ、トナー用樹脂は、定着
性の観点から分子量分布を制御することが必要とされて
いる。例えば高温オフセットを抑制するためには高温時
の弾性率を向上することが必要であり、高分子量成分を
増加することが好ましい。一方、紙等の画像形成支持体
(記録材、記録紙等ともいう)への接着性を向上するた
めには低分子量成分を増加することが好ましい。このよ
うに相反する機能を樹脂で満足するためには分子量分布
を拡大することが必要とされている。
【0005】一方、特に三原色のトナー層を積層(色重
ね)することにより所望の色を構成するカラートナー像
では、色再現性の向上を図る観点から、各色のトナー層
の表面(界面)をできるだけ平滑化させて色合わせを行
うことが必要とされる。トナー層の界面を平滑化させる
ためには、定着時における溶融粘度の低いトナーを使用
することが有利である。更に、カラートナー像を定着す
る方式としては、多くは熱ローラー定着方式が利用され
ている。この場合、色再現性を拡大する目的で、加熱ロ
ーラーおよび加圧ローラーの表面を低硬度(低弾性率)
の弾性体で形成することにより、ニップ幅を広くするこ
とが行われている。これにより定着時におけるトナーの
溶融状態を長く維持することができ、平滑化された界面
のトナー層を容易に形成することができる。
【0006】一方、上記熱ローラー定着方式をはじめと
する圧接加熱定着方式では、オフセット現象の発生を防
止するために、ローラーの表面に多量のシリコーンオイ
ルを塗布してきた。しかし、このような方式では、シリ
コーンオイルが転写紙(画像形成支持体)にしみ込んで
当該転写紙の加筆性が損なわれたり、当該ローラーに最
初に当接する転写紙の先端部分にオイルが付着したりす
る問題がある。また、画像形成支持体として、OHPの
ようなPETシートを使用した場合には、PETシート
の表面にオイルが存在し、ベタつきがでる問題もある。
【0007】これを防ぐ為、シリコーンオイルを供給し
ない、または、シリコーンオイルの供給量がきわめて低
い定着装置を用いる傾向も出てきている。しかしなが
ら、溶融粘度の低いトナーによるカラートナー像を上記
熱ローラー定着方式により定着する場合において、シリ
コーンオイルによる弊害がなく、耐オフセット性(シリ
コーンオイルを供給しない、または、供給量がきわめて
低い定着装置における離型性)を満足する手段は知られ
ていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き熱ローラー
定着方式によってカラー定着画像を形成する場合におい
て、良好な定着性と、定着画像の色再現性とを共に満足
することができるトナーを、いわゆる重合方法で分子量
分布を制御することにより達成することは一応できる。
【0009】一例としては、結着樹脂中に離型剤を含有
させた樹脂粒子を着色剤粒子とともに水系媒体中で塩析
/融着させた会合型トナーを使用することである。これ
により、オフセット現象を効果的に抑制することができ
るとともに、広い定着性を確保することができ、トナー
間の接着性を向上させることができる。
【0010】上記「塩析/融着」とは、塩析(粒子の凝
集)と融着(粒子間の界面消失)とが同時に起こるこ
と、または、塩析と融着とを同時に起こさせる行為をい
う。塩析と融着とを同時に行わせるためには、例えば樹
脂粒子を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の
温度条件下において粒子(樹脂粒子、着色剤粒子)を凝
集させる方法がある。
【0011】上記のトナーにおいて、定着性・カラー色
再現性を向上するためにトナー用樹脂の分子量分布を調
整することが必要であるが、分子量分布を制御するため
に連鎖移動剤を使用し低分子量化を図る場合、好適な連
鎖移動剤としてメルカプタン系、特にドデシルメルカプ
タンが使用されている。しかし、これらの素材は特有の
臭気を有しており、熱定着時に残存する連鎖移動剤が揮
発し、臭気が発生する問題が有ることがわかった。
【0012】特に、三原色のトナー層を積層(色重ね)
することにより所望の色を構成するカラートナー像を前
記熱ローラー定着方式により定着する場合、カラー画像
では一般的にトナー付着量が多く(特に文字画像より絵
画像でこの傾向が強い)、更に前記定着装置では、カラ
ー定着画像の色再現性を高くする目的で、加熱ローラー
および加圧ローラーの表面を低硬度(低弾性率)の弾性
体で形成することにより、ニップ幅を広くしているた
め、トナーと加熱部材との接触が大きくなり、より臭気
が発生し易くなる問題を有している。
【0013】この臭気の問題は樹脂と着色剤とを溶融混
練、粉砕してなるいわゆる粉砕法トナーでは特に問題視
されていなかったが、いわゆる重合法トナーでは大きな
問題であることがわかった。
【0014】本発明は、上記問題の解決のために成され
た。即ち、本発明の目的は、いわゆる重合法トナーにお
いて、熱定着時の臭気の発生を抑え、臭気問題を発生す
ることの無い小粒径トナー及び画像形成方法を提供する
ことにある。又、小粒径トナーで、定着性に優れた、広
い色再現範囲を有するカラー画像を形成することのでき
るトナー及び画像形成方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、鋭
意検討した結果、本発明の目的は下記構成の何れかを採
ることにより、達成されることがわかった。
【0016】〔1〕 感光体上に形成された静電潜像
を、静電潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記
感光体上に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写
し、転写されたトナー像を熱ローラー定着装置により定
着する工程を含む画像形成方法において、定着装置の加
熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を
有し、且つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記ト
ナーは少なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素か
らなる重合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製さ
れた樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着させて作製され
たことを特徴とする画像形成方法。
【0017】〔2〕 前記定着装置を構成するローラー
へのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であ
ることを特徴とする〔1〕記載の画像形成方法。
【0018】〔3〕 感光体上に形成された静電潜像
を、トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成
されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写された
トナー像を熱ローラー定着装置により定着する工程を含
む画像形成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおい
て、前記定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れ
もが弾性体の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜1
0mmであり、前記トナーは少なくともラジカル重合性
単量体と四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中
で重合せしめて調製された樹脂粒子を水系媒体中で塩析
/融着させて作製されたことを特徴とする静電潜像現像
用トナー。
【0019】〔4〕 前記定着装置を構成するローラー
へのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であ
ることを特徴とする〔3〕記載の静電潜像現像用トナ
ー。
【0020】〔5〕 感光体上に形成された静電潜像
を、静電潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記
感光体上に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写
し、転写されたトナー像を熱ローラー定着装置により定
着する工程を含む画像形成方法において、定着装置の加
熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を
有し、且つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記ト
ナーは少なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素か
らなる重合性組成物を水系媒体中で懸濁重合せしめて作
製されたことを特徴とする画像形成方法。
【0021】〔6〕 前記定着装置を構成するローラー
へのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であ
ることを特徴とする〔5〕記載の画像形成方法。
【0022】〔7〕 感光体上に形成された静電潜像
を、トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成
されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写された
トナー像を熱ローラー定着装置により定着する工程を含
む画像形成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおい
て、前記定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れ
もが弾性体の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜1
0mmであり、前記トナーは少なくともラジカル重合性
単量体と四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中
で懸濁重合せしめて作製されたことを特徴とする静電潜
像現像用トナー。
【0023】〔8〕 前記定着装置を構成するローラー
へのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であ
ることを特徴とする〔7〕記載の静電潜像現像用トナ
ー。
【0024】
〔9〕 感光体上に形成された静電潜像
を、静電潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記
感光体上に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写
し、転写されたトナー像を熱ローラー定着装置により定
着する工程を含む画像形成方法において、定着装置の加
熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を
有し、且つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記ト
ナーは少なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素か
らなる重合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製さ
れた樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて得られる二次
粒子を融着させて作製されたことを特徴とする画像形成
方法。
【0025】〔10〕 前記定着装置を構成するローラ
ーへのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下で
あることを特徴とする
〔9〕記載の画像形成方法。
【0026】〔11〕 感光体上に形成された静電潜像
を、トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成
されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写された
トナー像を熱ローラー定着装置により定着する工程を含
む画像形成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおい
て、前記定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れ
もが弾性体の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜1
0mmであり、前記トナーは少なくともラジカル重合性
単量体と四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中
で重合せしめて調製された樹脂粒子と着色剤粒子とを凝
集させて得られる二次粒子を融着させて作製されたこと
を特徴とする静電潜像現像用トナー。
【0027】〔12〕 前記定着装置を構成するローラ
ーへのシリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下で
あることを特徴とする〔11〕記載の静電潜像現像用ト
ナー。
【0028】本発明者等の検討により、混練法と重合法
での本質的な製造法の違いを解明することにより本発明
を完成することが出来た。
【0029】即ち、いわゆる粉砕法トナーは樹脂と着色
剤とを溶融混練した後に粉砕・分級することでトナー化
される。この工程では樹脂を溶融温度以上に加熱すると
同時に二軸押し出し機等の混練装置により大きなシェア
をかけている。このため、樹脂中に存在している連鎖移
動剤は混練時の熱で気化し、最終的なトナー中には殆ど
単体では存在することがなくなっている。
【0030】一方、いわゆる重合法トナーではこの溶融
混練工程を経ることがなく、ラジカル重合法で調製され
る場合には最大でも水の沸点である100℃程度までの
加熱にとどまっている。その結果、微量の連鎖移動剤が
残存し、定着時の温度で気化し臭気の問題を発生してい
るものと推定された。
【0031】その結果、重合時に分子量分布を充分制御
し、定着時臭気発生の少ない連鎖移動剤を使用すること
が重合法トナーでは必須であることが見出された。
【0032】分子量を調整することを目的として、四臭
化炭素を連鎖移動剤として用いることが良好な結果をも
たらす。四臭化炭素は沸点が190℃であり、融点が8
0℃と高く、固体可塑剤としても機能することから定着
性の向上も期待できる。
【0033】その使用量は、全ラジカル重合性単量体に
対し0.01〜5質量%である。
【0034】
【発明の実施の形態】本発明のトナーは、懸濁重合法
や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳
化重合し、微粒の重合体粒子を製造し、その後に、有機
溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造すること
ができる。
【0035】即ち、前記トナーは少なくともラジカル重
合性単量体と四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒
体中で重合せしめて調製された樹脂粒子を水系媒体中で
塩析/融着させて作製する方法を用いることが出来る。
又、少なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素から
なる重合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製され
た樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて得られる二次粒
子を融着させて作製する方法を用いることが出来る。更
に、本発明のトナーは少なくともラジカル重合性単量体
と四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中で懸濁
重合せしめて作製する方法を用いることが出来る。
【0036】ここで融着とは樹脂粒子および着色剤粒子
が複数個会合することを示す。尚、本発明でいうところ
の水系媒体とは、少なくとも水が50質量%以上含有さ
れたものを示す。
【0037】尚、懸濁重合では、重合性単量体中に着色
剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始
剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンド
ミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性
単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この
各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を
分散安定剤及び連鎖移動剤を含有した水系媒体中にホモ
ミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての
所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が
後述の攪拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重
合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去
し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナ
ーを調製する。
【0038】又、本発明のトナーを製造する方法として
樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製す
る方法も挙げることができる。この方法としては、特に
限定されるものではないが、例えば、特開平5−265
252号公報や特開平6−329947号公報、特開平
9−15904号公報に示す方法を挙げることができ
る。
【0039】即ち、樹脂粒子と着色剤粒子などの構成材
料の分散粒子、あるいは樹脂および着色剤等より構成さ
れる微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこ
れらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上
の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体
自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子
を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となっ
たところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに
加熱、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御
し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥する
ことにより、本発明のトナーを形成することができる。
【0040】なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対
して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。
【0041】本発明において、ラジカル重合性単量体と
して使用されるものは、スチレン、o−メチルスチレ
ン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メ
チルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロ
スチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレ
ン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチル
スチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチ
ルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシル
スチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレンあ
るいはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イ
ソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t
−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2
−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジ
エチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸
イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−
エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラ
ウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル
誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレ
フィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、
フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル
類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニ
ル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニ
ルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチル
ケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等
のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニ
ルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化
合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化
合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アク
リルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体
がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わ
せて使用することができる。
【0042】又、樹脂を構成する重合性単量体としてイ
オン性解離基を有するものを組み合わせて用いることが
さらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン
酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有す
るもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイ
ン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエ
ステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク
酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォ
ン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3
−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリ
レート等が挙げられる。
【0043】更に、ジビニルベンゼン、エチレングリコ
ールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレ
ート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチ
レングリコールジアクリレート、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリ
レート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネ
オペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニ
ル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。
【0044】これら重合性単量体はラジカル重合開始剤
を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法
では油溶性重合開始剤を用いることができる。
【0045】この油溶性重合開始剤としては、2,2′
−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−ア
ゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,
2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレ
ロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系ま
たはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、
メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペ
ルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、
t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペル
オキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロ
ロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイ
ド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシ
クロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオ
キシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化
物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができ
る。
【0046】又、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラ
ジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合
開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾ
ビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等を挙げる
ことができる。
【0047】分散安定剤としては、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、アルミナ等を挙げることができ
る。さらに、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フォン酸ナトリウ
ム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナ
トリウム等の界面活性剤として一般的に使用されている
ものを分散安定剤として使用することができる。
【0048】使用される凝集剤としては特に限定される
ものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使
用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリ
ウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価
の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアル
カリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、
鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具
体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸
マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。
これらは組み合わせて使用してもよい。
【0049】これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加す
ることが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物
の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が
発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、
乳化された成分および分散剤自体によって大きく変化す
るものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学1
7、601(1960)日本高分子学会編」等に記述さ
れており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。
また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の
塩を濃度を変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)電
位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度と
して求めることもできる。
【0050】本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度
以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2
倍以上、さらに好ましくは、1.5倍以上添加すること
がよい。
【0051】無限溶解する溶媒とは、すなわち水に対し
て無限溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明におい
ては形成された樹脂を溶解させないものが選択される。
具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノー
ル、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニト
リル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類を挙げ
ることができる。特に、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノールが好ましい。
【0052】この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤
を添加した重合体含有分散液に対して1〜100体積%
が好ましい。
【0053】尚、形状を均一化させるためには、着色粒
子を調製し、濾過した後に粒子に対して10質量%以上
の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好まし
いが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが好
ましい。この理由としては、極性基が存在している重合
体に対して、存在している水が多少膨潤する効果を発揮
するために、形状の均一化が特に図られやすいものと考
えられる。
【0054】本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤
を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤で
ある離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。さ
らに、上記樹脂と着色剤を主成分とする着色粒子に対し
て、無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添
加し、トナーとして用いるのが好ましい。
【0055】本発明のトナーに使用する着色剤としては
カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用
することができ、カーボンブラックとしてはチャンネル
ブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、
サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁
性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、
これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等
の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理
する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−
アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と
呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができ
る。
【0056】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1
22、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同7
7、同79、同81、同82、同93、同98、同10
3、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9
5等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事
ができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、
同48:1、同53:1、同57:1、同122、同1
39、同144、同149、同166、同177、同1
78、同222、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14、同17、同9
3、同94、同138、同156、同158、同18
0、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.
I.ピグメントブルー15:3、同60等を用いる事が
でき、これらの混合物も用いる事ができる。数平均一次
粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200n
m程度が好ましい。
【0057】着色剤の添加方法としては、乳化重合法で
調製した重合体粒子を、凝集剤を添加することで凝集さ
せる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量体を重
合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色粒子とす
る方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合
体を調製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻
害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用す
ることが好ましい。
【0058】さらに、定着性改良剤としての低分子量ポ
リプロピレン(数平均分子量=1500〜9000)や
低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。
【0059】さらに、本発明においては、下記構造で表
されるエレクトール系の離型剤を主体として、単量体重
合時に添加する方法を好ましく用いることが出来る。
【0060】R1−(OCO−R2n nは1〜4の整数、好ましくは2〜4、さらに好ましく
は3〜4、特に好ましくは4である。
【0061】R1、R2は置換基を有しても良い炭化水素
基を示す。R1は炭素数1〜40、好ましくは1〜2
0、さらに好ましくは2〜5である。R2は炭素数1〜
40、好ましくは16〜30、さらに好ましくは18〜
26である。
【0062】具体的には下記例示化合物を挙げることが
出来る。
【0063】
【化1】
【0064】
【化2】
【0065】添加量としては、トナー全体に対して1〜
30質量%、好ましくは2〜20質量%、さらに好まし
くは3〜15質量%である。
【0066】荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、
且つ水中に分散することができるものを使用することが
できる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸ま
たは高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4
級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸
金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【0067】なお、これら荷電制御剤や定着性改良剤の
粒子は、分散した状態で数平均一次粒子径が10〜50
0nm程度とすることが好ましい。
【0068】いわゆる重合性単量体中に着色剤などのト
ナー構成成分を分散あるいは溶解したものを水系媒体中
に懸濁し、ついで重合せしめてトナーを得る懸濁重合法
トナーでは、重合反応を行う反応容器中での媒体の流れ
を制御することによりトナー粒子の形状を制御してもよ
い。
【0069】即ち、球形化されたトナーが必要な場合に
は特に制御は不要であるが、不定形化するためには反応
容器中での媒体の流れを乱流とし、重合が進行して懸濁
状態で水系媒体中に存在している油滴が次第に高分子化
することで油滴が柔らかい粒子となった時点で、粒子の
衝突を行うことで粒子の合一を促進させ、形状が不定形
となった粒子とすることができる。
【0070】一方、樹脂粒子を水系媒体中で会合あるい
は融着させる重合法トナーでは、融着段階での反応容器
内の媒体の流れおよび温度分布を制御することで、さら
には融着後の形状制御工程において加熱温度、攪拌回転
数、時間を制御することで、トナー全体の形状分布およ
び形状を任意に変化させることができる。
【0071】即ち、樹脂粒子を会合あるいは融着させる
重合法トナーでは、反応装置内の流れを層流とし、内部
の温度分布を均一化することができる攪拌翼および攪拌
槽を使用して、融着工程および形状制御工程での温度、
回転数、時間を制御することにより、本発明の形状係数
および均一な形状分布を有するトナーを形成することが
できる。この理由は、層流を形成させた場で融着させる
と、凝集および融着が進行している粒子(会合あるいは
凝集粒子)に強いストレスが加わらず、かつ流れが加速
された層流においては攪拌槽内の温度分布が均一である
結果、融着粒子の形状分布が均一になると推定される。
さらに、その後の形状制御工程での加熱、攪拌により融
着粒子は徐々に球形化し、トナー粒子の形状を任意に制
御できる。
【0072】本発明のトナーを構成する結着樹脂は、G
PC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によ
り測定される分子量分布で100,000〜1,00
0,000の領域にピークまたは肩を有する高分子量成
分と、1,000〜20,000の領域にピークまたは
肩を有する低分子量成分とを含有する樹脂であることが
好ましい。
【0073】更に、これら樹脂としてはGPCにより測
定される分子量が数平均分子量(Mn)で1000〜1
00000、重量平均分子量(Mw)で2000〜10
00000のものが好ましい。さらに、分子量分布とし
て、Mw/Mnが1.5〜100、特に1.8〜70の
ものが好ましい。
【0074】GPCによる樹脂の分子量測定方法は、テ
トラヒドロフラン(THF)を溶媒としたGPCによる
測定である。すなわち、測定試料0.5〜5mg、より
具体的には1mgに対してTHFを1ml加え、室温に
てマグネチックスターラーなどを用いて撹拌を行い、充
分に溶解させる。ついで、ポアサイズ0.45〜0.5
0μmのメンブランフィルターで処理した後に、GPC
へ注入する。GPCの測定条件は、40℃にてカラムを
安定化させ、THFを毎分1mlの流速で流し、1mg
/mlの濃度の試料を約100μl注入して測定する。
カラムは、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わ
せて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製の
Shodex GPC KF−801、802、80
3、804、805、806、807の組合せや、東ソ
ー社製のTSKgelG1000H、G2000H、G
3000H、G4000H、G5000H、G6000
H、G7000H、TSK guard column
の組合せなどをあげることができる。また、検出器とし
ては、屈折率検出器(IR検出器)、あるいはUV検出
器を用いるとよい。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
作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリ
スチレンとしては10点程度用いるとよい。
【0075】本発明において優れた樹脂としては、ガラ
ス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が8
0〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱
量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フ
ローテスターで測定することができる。
【0076】又、本発明での好ましいトナーの形状は、
下記式で示される形状係数の平均値(平均円形度)が
0.930〜0.990、好ましくは0.940〜0.
980、さらに好ましくは0.940〜0.975であ
る。
【0077】形状係数=(円相当径から求めた円の周囲
長)/(粒子投影像の周囲長) 形状係数の分布がシャープであることが好ましく、円形
度の標準偏差は0.10以下がよく、下記式で算出され
るCV値は20%未満が好ましく、さらに10%未満が
好ましい。
【0078】CV値={(円形度の標準偏差)/(平均
円形度)}×100 この平均円形度を0.930〜0.990とすること
で、トナーが有する形状をある程度不定形化することが
でき、熱の伝達を効率化することができ、定着性をより
向上することができる。すなわち、平均円形度を0.9
90以下とすることで定着性を向上することができる。
また、0.930以上の平均円形度とすることで、粒子
の不定形度合いを抑制し、長期に亘る使用時のストレス
による粒子の破砕性を抑制することができる。
【0079】更に、形状係数の分布がシャープであるこ
とが好ましく、円形度の標準偏差は0.10以下とする
ことで形状が揃ったトナーとすることができ、トナー間
での定着性能差を少なくすることができるため、定着率
の向上及びオフセット性の低減による定着装置の汚染防
止効果がより発揮される。また、CV値も20%未満と
することで、同様にシャープな形状分布とすることがで
き、定着性向上効果をより顕著に発揮することができ
る。
【0080】尚、上記形状係数の測定方法は限定される
ものではないが、例えばトナー粒子を電子顕微鏡で50
0倍に拡大した写真を撮影し、画像解析装置を使用し、
500個のトナーについて円形度を測定し、その算術平
均値を求めることで、平均円形度を算出することができ
る。また、簡便な測定方法としては、FPIA−100
0(東亜医用電子社製)により測定することができる。
【0081】この形状に制御するためには会合などの工
程で形状を制御されつつあるトナー粒子(着色粒子)の
特性をモニタリングしながら適正な工程終了時期を決め
てもよい。
【0082】尚、上記の如き特性は、着色粒子を測定し
ても、さらに外添剤等が加えられたトナー粒子を測定し
ても、実質的な差違はない。
【0083】モニタリングするとは、インラインに測定
装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件の制
御をするという意味である。すなわち、形状などの測定
をインラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体
中で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナ
ーでは、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しな
がら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反
応を停止する。
【0084】モニタリング方法としては、特に限定され
るものではないが、フロー式粒子像分析装置FPIA−
2000(東亜医用電子社製)を使用することができ
る。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像
処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適で
ある。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時
モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形
状などになった時点で反応を停止するものである。
【0085】本発明のトナーの体積平均粒径はコールタ
ーカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザ
ー(コールター社製)で測定されるものである。本発明
においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布
を出力するインターフェース(日科機社製)、パーソナ
ルコンピューターを接続して使用した。前記コールター
マルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては
100μmのものを用いて、2μm以上のトナーの体積
分布を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。
【0086】本発明のトナーの粒径は、好ましくは体積
平均粒径で3〜8μmのものである。この粒径は、重合
法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃
度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合
体自体の組成によって制御することができる。
【0087】体積平均粒径が3〜8μmであることによ
り、定着工程において、飛翔して加熱部材に付着しオフ
セットを発生させる付着力の大きいトナー微粒子が少な
くなり、また、転写効率が高くなってハーフトーンの画
質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。
【0088】〔測定条件〕 (1)アパーチャー:100μm (2)サンプル調製法:電解液〔ISOTON R−1
1(コールターサイエンティフィックジャパン社製)〕
50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加え
て攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。こ
の系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより
調製する。
【0089】本発明のトナーには、流動性、帯電性の改
良およびクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる
外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤
としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒
子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。
【0090】無機微粒子としては、従来公知のものを使
用することができる。具体的には、シリカ、チタン、ア
ルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら
無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。
【0091】具体的には、シリカ微粒子として、例えば
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−6
10、H−5、MS−5等が挙げられる。
【0092】チタン微粒子としては、例えば、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−5
00BS、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−5
10T、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。
【0093】アルミナ微粒子としては、例えば、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。
【0094】さらに、これら無機微粒子はシランカップ
リング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理
されていることが好ましい。疎水化処理の程度としては
特に限定されるものでは無いが、メタノールウェッタビ
リティーとして40〜95のものが好ましい。メタノー
ルウェッタビリティーとは、メタノールに対する濡れ性
を評価するものである。この方法は、内容量200ml
のビーカー中に入れた蒸留水50mlに、測定対象の無
機微粒子を0.2g秤量し添加する。メタノールを先端
が液体中に浸せきされているビュレットから、ゆっくり
撹拌した状態で無機微粒子の全体が濡れるまでゆっくり
滴下する。この無機微粒子を完全に濡らすために必要な
メタノールの量をa(ml)とした場合に、下記式によ
り疎水化度が算出される。
【0095】疎水化度={a/(a+50)}×100 又、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜20
00nm程度の球形の有機微粒子を使用することができ
る。このものとしては、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。
【0096】滑剤には、例えば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、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の
金属塩が挙げられる。
【0097】これら外添剤の添加量は、トナーに対して
0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%で
ある。外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサ
ー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、V型混合
機などの種々の公知の混合装置を使用することができ
る。
【0098】また、外添剤としては種々のものを組み合
わせて使用してもよい。本発明のトナーは、例えば磁性
体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、
いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用す
る場合、非磁性トナーを単独で使用する場合等が考えら
れ、いずれも好適に使用することができるが、本発明で
はキャリアと混合して使用する二成分現像剤として使用
することが好ましい。
【0099】二成分現像剤を構成するキャリアとして
は、磁性粒子としては、鉄、フェライト、マグネタイト
等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属と
の合金等の従来から公知の材料を用いることができる。
特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その
体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましく
は25〜60μmのものが良い。キャリアの体積平均粒
径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折
式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパ
ティック(SYMPATEC)社製)により測定するこ
とができる。
【0100】キャリアは、さらに樹脂により被覆されて
いるもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわ
ゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の
樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフ
ィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン/アクリル系樹
脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂あるいはフッ素
含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キ
ャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず
公知のものを使用することができ、例えば、スチレンア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノ
ール樹脂等を使用することができる。
【0101】以下、本発明の定着装置及び画像形成方法
に適用される画像形成装置ついて説明する。
【0102】本発明のトナーは、特定の定着装置による
定着工程を含む画像形成方法(本発明の画像形成方法)
に使用される。
【0103】図1は、本発明において使用する定着装置
の一例を示す断面図であり、図1に示す定着装置は、加
熱ローラー10と、これに当接する加圧ローラー20と
を備えている。なお、図1において、Tは転写紙(画像
形成支持体)上に形成されたトナー像である。
【0104】加熱ローラー10は、弾性体からなる被覆
層12が芯金11の表面に形成されてなり、線状ヒータ
ーよりなる加熱部材13を内包している。
【0105】芯金11は、金属から構成され、その内径
は10〜70mmとされる。芯金11を構成する金属と
しては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アル
ミニウム、銅等の金属あるいはこれらの合金を挙げるこ
とができる。
【0106】芯金11の肉厚は0.1〜2mmとされ、
省エネルギーの要請(薄肉化)と、強度(構成材料に依
存)とのバランスを考慮して決定される。例えば、0.
57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウ
ムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8
mmとする必要がある。
【0107】被覆層12を構成する弾性体としては、L
TV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコーン
ゴムおよびシリコーンスポンジゴムを用いることが好ま
しい。
【0108】被覆層12を構成する弾性体のアスカーC
硬度は、70°未満とされ、好ましくは60°未満とさ
れる。
【0109】また、被覆層12の厚みは0.5〜30m
mとされ、好ましくは0.7〜20mmとされる。
【0110】被覆層12を構成する弾性体のアスカーC
硬度が70°以上の場合、および被覆層12の厚みが
0.5mm未満である場合には、定着のニップを大きく
することができず、ソフト定着の効果(平滑化された界
面のトナー層による色再現性の向上効果)を発揮するこ
とができないことがある。
【0111】加熱部材13としては、ハロゲンヒーター
を好適に使用することができる。加圧ローラー20は、
弾性体からなる被覆層22が芯金21の表面に形成され
てなる。被覆層22を構成する弾性体としては特に限定
されるものではなく、ウレタンゴム、シリコーンゴムな
どの各種軟質ゴムおよびスポンジゴムを挙げることがで
き、被覆層12を構成するものとして例示したシリコー
ンゴムおよびシリコーンスポンジゴムを用いることが好
ましい。
【0112】被覆層22を構成する弾性体のアスカーC
硬度は、70°未満とされ、好ましくは60°未満とさ
れる。
【0113】また、被覆層22の厚みは0.5〜30m
mとされ、好ましくは0.7〜20mmとされる。
【0114】被覆層22を構成する弾性体のアスカーC
硬度が70°以上の場合、および被覆層22の厚みが
0.5mm未満である場合には、定着のニップを大きく
することができず、ソフト定着の効果を発揮することが
できないことがある。
【0115】芯金21を構成する材料としては特に限定
されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金
属またはそれらの合金を挙げることができる。
【0116】加熱ローラー10と加圧ローラー20との
当接荷重(総荷重)としては、通常40〜350Nとさ
れ、好ましくは50〜300N、さらに好ましくは50
〜250Nとされる。この当接荷重は、加熱ローラー1
0の強度(芯金11の肉厚)を考慮して規定され、例え
ば0.3mmの鉄よりなる芯金を有する加熱ローラーに
あっては、250N以下とすることが好ましい。
【0117】また、耐オフセット性および定着性の性能
確保の観点から、そのニップ幅は3〜10mmであり、
好ましくは3〜8mmであることが必要である。3mm
未満では定着性が劣り、10mmを超えると臭気特性が
問題となる。なお、ニップ幅とは、加熱ローラーと加圧
ローラーが実際に密着している長さをいう。
【0118】当該ニップの面圧は0.6×105Pa〜
1.5×105 Paであることが好ましい。
【0119】図1に示した定着装置による定着条件の一
例を示せば、定着温度(加熱ローラー10の表面温度)
が150〜210℃とされ、定着線速が80〜640m
m/secとされる。
【0120】本発明において使用する定着装置には、必
要に応じてクリーニング機構を付与してもよい。この場
合には、シリコーンオイルを定着部の上ローラー(加熱
ローラー)に供給する方式として、シリコーンオイルを
含浸したパッド、ローラー、ウェッブ等で供給し、クリ
ーニングする方法が使用できる。
【0121】シリコーンオイルとしては耐熱性の高いも
のが使用され、ポリジメチルシリコーン、ポリフェニル
メチルシリコーン、ポリジフェニルシリコーン等が使用
される。粘度の低いものは使用時に流出量が大きくなる
ことから、20℃における粘度が1〜100Pa・sの
ものが好適に使用される。
【0122】但し、本発明による効果は、シリコーンオ
イルを供給しない、または、シリコーンオイルの供給量
がきわめて低い定着装置により、カラー定着画像を形成
する工程を含む場合に特に顕著に発揮される。従って、
シリコーンオイルを供給する場合であっても、その供給
量は2mg/A4以下とすることが好ましい。
【0123】シリコーンオイルの供給量を2mg/A4
以下とすることにより、定着後の転写紙(画像形成支持
体)に対するシリコーンオイルの付着量が少なくなり、
転写紙へ付着したシリコーンオイルによるボールペン等
の油性ペンの記入しづらさがなく、加筆性が損なわれる
ことはない。
【0124】ここに、シリコーンオイルの供給量は、所
定温度に加熱した定着装置(ローラー間)に転写紙(A
4サイズの白紙)を連続して100枚通過させ、通紙前
後における定着装置の質量変化(Δw)を測定して算出
される(Δw/100)。
【0125】本発明において、画像形成方法としては、
一例として図2に示す電子写真方式を用いた画像形成装
置を用いることが出来る。
【0126】図2に於いて、31はキャリア輸送層を上
層とする負帯電性OPC感光体からなる像形成体であ
り、矢印方向に回転する。32は画像入力部であり、こ
の画像入力部32は、照明光源33と、例えばブルー、
グリーン、レッド、NDのフィルターからなりそれぞれ
が交換可能な色分解フィルター34と、反射ミラー35
と、レンズ36と、一次元CCDイメージセンサー37
とにより構成されている。38は色分解情報を補色情報
に変換するインバーターを含む画像処理部、39は多色
原稿、Lはレーザー光学系40から出力されるレーザー
ビーム、41はスコロトロン帯電極からなる負帯電用帯
電器である。42は転写用コロナ放電器、43は分離電
極、44は定着装置(図1に示したような構成の定着装
置)、45はクリーニング前除電器、46はクリーニン
グ装置である。また、A、B、C、Dは、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤が収納された現像
器である。
【0127】画像入力部32へ入力された反射光は色分
解フィルター34で色分解され、CCDイメージセンサ
ー37により色分解情報が読み取られ、電気信号に変換
される。この電気信号は、画像処理部38で記録に適し
たデータに変換される。この様にして得られた画像デー
タを基に、像形成体31の1回目の回転に於いては、前
記画像データのうち、例えば黄色成分の記録データに従
ったレーザービームLが、レーザー光学系40によっ
て、負帯電用帯電器41により表面が均一に負に帯電さ
れた像形成体31上に照射され、像形成体31上には当
該記録データに対応した静電潜像が形成される。
【0128】この静電潜像は、イエロートナーが収納さ
れている現像器Aにより現像処理される。同様に、マゼ
ンタ、シアン、ブラックのトナー像が重ね合わせられ
て、4つの基本色からなるカラートナー像が形成され
る。この様にして得られたカラートナー像は、転写用コ
ロナ放電極42により画像形成支持体P上に一括して転
写され、次いで画像形成支持体が分離電極43により像
形成体31から分離された後、定着装置44により定着
処理されてカラー画像が形成される。
【0129】一方、像形成体31はカラートナー像の転
写後にクリーニング前除電器45により除電された上
で、クリーニング装置46によりクリーニングされ、次
のカラー画像の形成に供される。
【0130】
【実施例】次に、本発明の実施態様を具体的に説明する
が、無論本発明はこれらの態様に限定されるものではな
い。
【0131】ラテックス調製例 (ラテックス調製例1)撹拌装置、温度センサー、冷却
管、窒素導入装置を付けた5000mlのセパラブルフ
ラスコに予めアニオン系活性剤(ドデシルベンゼンスル
フォン酸ナトリウム:DBS)7.08gをイオン交換
水(2760g)に溶解させた溶液を添加する。窒素気
流下230rpmの撹拌速度で撹拌しつつ、内温を80
℃に昇温させた。一方で例示化合物(19)72.0g
をスチレン115.1g、n−ブチルアクリレート4
2.0g、メタクリル酸10.9gからなる単量体に加
え、80℃に加温し溶解させ、単量体溶液を作製した。
ここで循環経路を有する機械式分散機により上記の加熱
溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒
子を作製した。ついで、重合開始剤(過硫酸カリウム:
KPS)0.84gをイオン交換水200gに溶解させ
た溶液を添加し80℃にて3時間加熱、撹拌することで
ラテックス粒子を作製した。引き続いて更に重合開始剤
(KPS)7.73gをイオン交換水240gに溶解さ
せた溶液を添加し、15分後、80℃でスチレン38
3.6g、n−ブチルアクリレート140.0g、メタ
クリル酸36.4g、四臭化炭素24.7gの混合液を
126分かけて滴下した。滴下終了後60分加熱撹拌さ
せた後40℃まで冷却しラテックス粒子を得た。このラ
テックス粒子を「ラテックス1」とする。
【0132】(ラテックス調製例2)ラテックス調製例
1において、例示化合物(19)の代わりに(18)を
120.0g使用した他は同様にしてラテックス粒子を
得た。これを「ラテックス2」とする。
【0133】(ラテックス調製例3)ラテックス調製例
1において、四臭化炭素24.7gの代わりに34.5
gを使用した他は同様にしてラテックス粒子を得た。こ
れを「ラテックス3」とする。
【0134】(ラテックス調製例4)ラテックス調製例
1において、四臭化炭素の代わりにt−ドデシルメルカ
プタンを15.0g使用した他は同様にしてラテックス
粒子を得た。これを「ラテックス4」とする。
【0135】(トナー調製例) 着色粒子1Bkの製造 n−ドデシル硫酸ナトリウム9.2gをイオン交換水1
60gに撹拌溶解する。この液に、撹拌下、リーガル3
30R(キャボット社製カーボンブラック)20gを徐
々に加え、ついで、クレアミックスを用いて分散した。
大塚電子社製の電気泳動光散乱光度計ELS−800を
用いて、上記分散液の粒径を測定した結果、重量平均径
で112nmであった。この分散液を「着色剤分散液B
k」とする。
【0136】前述の「ラテックス1」1250gとイオ
ン交換水2000g及び「着色剤分散液Bk」を、温度
センサー、冷却管、窒素導入装置、攪拌装置を付けた5
リットルの四つ口フラスコに入れ撹拌する。30℃に調
整した後、この溶液に5モル/リットル(M/L)の水
酸化ナトリウム水溶液を加え、pHを10.0に調整し
た。ついで、塩化マグネシウム6水和物52.6gをイ
オン交換水72gに溶解した水溶液を攪拌下、30℃に
て10分間で添加した。その後、3分間放置した後に、
昇温を開始し、液温度90℃まで6分で昇温する(昇温
速度=10℃/分)。その状態で粒径をコールターカウ
ンターTA−IIにて測定し、体積平均粒径が6.5μm
になった時点で塩化ナトリウム115gをイオン交換水
700gに溶解した水溶液を添加し粒子成長を停止さ
せ、さらに継続して液温度90℃±2℃にて、6時間加
熱撹拌し、塩析/融着させる。その後、6℃/minの
条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加し、pHを2.0
に調整し、撹拌を停止した。
【0137】生成した着色粒子を濾過し、イオン交換水
で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥し、着
色粒子を得た。以上のようにして得られた着色粒子を
「着色粒子1Bk」とする。
【0138】着色粒子1Yの製造 カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロ
ー185を使用した他は同様にして着色粒子を得た。こ
れを「着色粒子1Y」とする。
【0139】着色粒子1Mの製造 カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド
122を使用した他は同様にして着色粒子を得た。これ
を「着色粒子1M」とする。
【0140】着色粒子1Cの製造 カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー
15:3を使用した他は同様にして着色粒子を得た。こ
れを「着色粒子1C」とする。
【0141】着色粒子2Bk〜4Cの製造 同様にして、その他の「ラテックス2」〜「ラテックス
4」を使用し、表1に示すカーボンブラック及び着色剤
に変更した他は同様にして「着色粒子2Bk」〜「着色
粒子4C」を得た。
【0142】なお、「着色粒子1群」とは、「ラテック
ス1」を使用し製造された「着色粒子1(Bk/Y/M
/C)」を示す。その他の「ラテックス2」〜「ラテッ
クス4」を使用し製造された着色粒子群を、「着色粒子
2群」〜「着色粒子4群」とする。
【0143】
【表1】
【0144】着色粒子5Bkの製造(懸濁重合法の例) 高速攪拌装置(TKホモミキサー)を備えた4つ口フラ
スコにイオン交換水710質量部と0.1モル/リット
ルの燐酸三ナトリウム水溶液450質量部を加え、65
℃に加温し、回転数12000rpmの攪拌条件下に
1.0モル/リットルの塩化カルシウム水溶液68質量
部を徐々に加え、コロイド状燐酸三カルシウムを含む分
散液を含む水系分散媒体を調製した。ついで、スチレン
モノマー165質量部、n−ブチルアクリレート35質
量部にカーボンブラック(リーガル330R)14質量
部を加えサンドグラインダーで分散した分散液にエステ
ルワックス(19)を30質量部加え、80℃にて溶解
させた。ついで四臭化炭素2質量部及び重合開始剤とし
て、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル)10質量部を加えたものを前記水系分散媒体中に
回転数12000rpmの攪拌条件下で徐々に加え、水
中にモノマーを含む溶液を分散させた。
【0145】次いで、攪拌翼の構成を中央にスリットを
持つものを2段重ねとした反応装置を使用し、窒素気流
下、65℃、200rpm攪拌条件下で10時間重合反
応を行った。重合反応終了時に塩酸を加え、分散安定剤
である燐酸三カルシウムを除去し、濾過、洗浄乾燥し、
着色粒子を調製した。このものを「着色粒子5Bk」と
する。なお、前記重合時にモニタリングを行い、液温
度、攪拌回転数、および加熱時間を制御することによ
り、形状および形状係数の変動係数を制御し、さらに液
中分級により、粒径および粒度分布の変動係数を任意に
調整した。
【0146】着色粒子6Bkの製造(懸濁重合法の例) 着色粒子5Bkの製造において、四臭化炭素の代わりに
t−ドデシルメルカプタンを使用した他は同様にして着
色粒子を得た。これを「着色粒子6Bk」とする。 着色粒子の形状、分子量 「着色粒子1(Bk/Y/M/C)」〜「着色粒子4
(Bk/Y/M/C)」および「着色粒子5Bk、6B
k」の平均円形度と円形度の標準偏差、円形度CV値、
体積平均粒径を表2に示す。
【0147】「着色粒子1群」〜「着色粒子4群」およ
び「着色粒子5Bk、6Bk」の高分子量成分のピーク
分子量と低分子量成分ピーク分子量、数平均分子量、重
量平均分子量を表3に示す。
【0148】
【表2】
【0149】*上記円形度はFPIA−1000を使用
し、試料分析量=0.3μリットル、検出粒子数=15
00〜5000個の条件で測定したものである。 *なお、「着色粒子4(Bk/Y/M/C)」及び「着
色粒子6Bk」は比較例である。
【0150】
【表3】
【0151】トナー及び現像剤を調製 ついで上記「着色粒子1(Bk/Y/M/C)」〜「着
色粒子4(Bk/Y/M/C)」、「着色粒子5B
k」、「着色粒子6Bk」にそれぞれ疎水性シリカ(数
平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1質量
%及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20n
m、疎水化度=63)を添加し、ヘンシェルミキサーに
より混合してトナーを得た。これらを「トナー1(Bk
/Y/M/C)」〜「トナー4(Bk/Y/M/
C)」、「トナー5Bk」、「トナー6Bk」とする。
【0152】なお、形状及び粒径等の物性に関しては着
色粒子及びトナーのいずれも差異は無い。
【0153】上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂
を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリア
を混合し、トナー濃度が6%の現像剤を調製した。
【0154】これらをトナーに対応して、「現像剤1
(Bk/Y/M/C)」〜「現像剤4(Bk/Y/M/
C)」、「現像剤5Bk」、「現像剤6Bk」とする。
【0155】実写評価 ここで調製した現像剤を使用し、図2に示す画像形成装
置とほぼ同様な構成のデジタルカラー複写機Konic
a3015を用い定着装置の構成を下記に示す構成に変
更して実写評価を実施した。
【0156】定着方式としては図1に示すごとき圧接方
式の加熱定着装置を用いた。具体的構成は下記の如くで
ある。
【0157】中央部にヒーターを内蔵するアルミ合金か
らなる円筒状(内径=30mm、肉厚=1.0mm、全
幅=310mm)の芯金表面を、スポンジ状シリコーン
ゴム(アスカーC硬度30°、厚み8mm)で被覆する
ことにより加熱ローラー(上ローラー)を構成し、鉄か
らなる円筒状(内径=40mm、肉厚=2.0mm)の
芯金表面を、スポンジ状シリコーンゴム(アスカーC硬
度30°、厚み2mm)で被覆することにより加圧ロー
ラー(下ローラー)を構成し、当該加熱ローラーと当該
加圧ローラーとを150Nの総荷重により当接させて
6.6mm幅のニップを形成させた。この定着装置を使
用して、印字の線速を180mm/secに設定した。
なお、定着装置のクリーニング機構として、ポリジフェ
ニルシリコーン(20℃の粘度が10Pa・sのもの)
を含浸したウェッブ方式の供給方式を使用した。定着温
度は加熱ローラーの表面温度で制御した(設定温度17
5℃)。なお、シリコーンオイルの塗布量は0.6mg
/A4とした。これを「定着装置1」とする。
【0158】又、加熱ローラーと加圧ローラーの表面被
覆層のアスカーC硬度、被覆層の厚みおよび当接荷重
(総荷重)を変えたが、その他は上記と同一にして、ニ
ップ幅が2.5、3.2、8.0、9.5、10.5m
mの「定着装置2〜6」を作製した。
【0159】特性評価 上記実写評価において、フルカラー画像(画素率=50
%)の画像を形成し、グリーンの二次色のクロマを評価
した。測定器は「マクベスカラーアイ」を使用し、光源
視野ASTM−D65 2°、SCEモードで評価し
た。この値は高い方がよく、60以上あることが実用上
望ましい。
【0160】また、フルカラー画像の形成における初期
の複写画像(1サイクルの1枚目)について、下記方法
に従って、標準光沢度を測定した。この値は17〜37
の範囲で、カラー画像における色再現性を確保するため
に必要な光沢性(表面平滑性)と、オフィス文書などに
要求される表面反射成分の抑制(マット性)とを兼ね備
えたものである。更に好ましくは、17〜27とされて
いる。
【0161】標準光沢度の測定は、画像形成支持体上に
おけるトナーの被覆割合が90面積%となる領域におい
て行う。ここに、トナーの被覆割合は、高速カラー画像
解析装置「SPICCA」(日本アビオニクス社製)を
使用して測定する。ここに、トナーの被覆割合は、高速
カラー画像解析装置「SPICCA」(日本アビオニク
ス社製)を使用して測定する。上記の測定領域につい
て、グロスメーターVGS−1D(日本電色工業株式会
社製)を使用し、JIS−Z8741−1983に記載
の方法2により、入射角75°にて測定する。
【0162】定着性の評価は、Y/M/C/Bkがそれ
ぞれ単色で印字されているA4のハーフトーン画像(画
像濃度が紙の濃度を「0」としたときの相対反射濃度で
1.0のもの)を印字し、定着率を測定した。定着率と
は、定着画像を「サラシ布」を巻いた1kgのおもりで
擦り、その前後の画像濃度変化を百分率で算出したもの
である。
【0163】定着率(%)=(擦り後の画像濃度)/
(擦り前の画像濃度)×100 尚、加熱ローラーの表面温度はセンター値で175℃と
した。
【0164】又、175℃の設定温度にて画素率が50
%のフルカラー画像を連続で千枚印字し、1晩休止した
後に、画像を出力する操作を10回繰り返した。その
際、休止後の画像の1枚目の裏面汚れを観察した。汚れ
の有無を目視で判定し、下記ランクに分類した。10回
の繰り返しでランクCが発生した回数と、ランクCに到
達しない場合には10回目の汚れ状況を観察した。
【0165】ランクA:まったく汚れ無し、 ランクB:かすかな汚れが発生するが、実用上問題無
し、 ランクC:汚れが目視で観察でき、実用上問題となる。
【0166】又、床が5m×5m、高さが2mの密閉さ
れた部屋中で175℃の設定温度にて画素率が50%の
フルカラー画像を連続で千枚印字し、臭気の有無を官能
評価にて実施した。臭気の有無については20名の評価
員を使用し、臭気を感じた人数を評価した。
【0167】
【表4】
【0168】表4に記載された結果から明らかな如く、
本発明内の実施例1、2、3及び4は何れの特性も優れ
ていることがわかった。本発明外の比較例1及び2は少
なくとも特性に問題があることがわかる。特に臭気特性
は問題がある。
【0169】次に、上記の条件では現像剤群1〜3及び
現像剤5はいずれも良い特性を示したが、特に臭気につ
いてはより過酷な条件も実際には考えられる。そこで、
密閉された部屋の大きさを2.5m×2.5m(ほぼ4
畳半の大きさ)、高さは2mにして装置稼働時に入室可
能な5名の評価員にて上記同様な性能テストを行った。
これとニップ幅が2.5、3.2、8.0、9.5、1
0.5mmの定着装置を用いた場合につき、定着率テス
ト(方法は上記と同じ)との関係を下記に示す。
【0170】
【表5】
【0171】上記結果から、ニップ幅は3mm以上、1
0mm以下の範囲にすると良いことがわかる。
【0172】
【発明の効果】本発明により、いわゆる重合法トナーに
おいて、熱定着時の臭気の発生を抑え、臭気問題を発生
することの無い小粒径トナー及び画像形成方法を提供す
ることが出来る。又、小粒径トナーで、定着性に優れ
た、広い色再現範囲を有するカラー画像を形成すること
のできるトナー及び画像形成方法を提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する定着装置の一例を示す
断面図である。
【図2】本発明の画像形成方法を実施するための画像形
成装置の構成断面図である。
【符号の説明】
10 加熱ローラー 11 芯金 12 被覆層 13 加熱部材 20 加圧ローラー 21 芯金 22 被覆層 31 像形成体 32 画像入力部 33 照明光源 34 色分解フィルター 35 反射ミラー 36 レンズ 37 CCDイメージセンサー 38 画像処理部 39 多色原稿 40 レーザー光学系 41 負帯電用帯電器 42 転写用コロナ放電器 43 分離電極 44 定着装置 45 クリーニング前除電器 46 クリーニング装置 A イエロー現像器 B マゼンタ現像器 C シアン現像器 D ブラック現像器 L レーザービーム P 画像形成支持体 T 転写紙(画像形成支持体)上に形成されたトナー像
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/20 107 G03G 9/08 384 (72)発明者 大村 健 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 白勢 明三 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Fターム(参考) 2H005 AA06 AB06 CA04 CA30 FB02 2H033 AA02 AA09 AA16 BA42 BA46 BA58 BB14 BB30 BB33 4J011 JA04 NA04 NB04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体上に形成された静電潜像を、静電
    潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上
    に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写
    されたトナー像を熱ローラー定着装置により定着する工
    程を含む画像形成方法において、定着装置の加熱ローラ
    ーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を有し、且
    つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記トナーは少
    なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素からなる重
    合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製された樹脂
    粒子を水系媒体中で塩析/融着させて作製されたことを
    特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 前記定着装置を構成するローラーへのシ
    リコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であること
    を特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 感光体上に形成された静電潜像を、トナ
    ーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成されたト
    ナー像を画像形成支持体に転写し、転写されたトナー像
    を熱ローラー定着装置により定着する工程を含む画像形
    成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおいて、前記定
    着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性体
    の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜10mmであ
    り、前記トナーは少なくともラジカル重合性単量体と四
    臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中で重合せし
    めて調製された樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着させ
    て作製されたことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
  4. 【請求項4】 前記定着装置を構成するローラーへのシ
    リコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であること
    を特徴とする請求項3記載の静電潜像現像用トナー。
  5. 【請求項5】 感光体上に形成された静電潜像を、静電
    潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上
    に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写
    されたトナー像を熱ローラー定着装置により定着する工
    程を含む画像形成方法において、定着装置の加熱ローラ
    ーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を有し、且
    つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記トナーは少
    なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素からなる重
    合性組成物を水系媒体中で懸濁重合せしめて作製された
    ことを特徴とする画像形成方法。
  6. 【請求項6】 前記定着装置を構成するローラーへのシ
    リコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であること
    を特徴とする請求項5記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 感光体上に形成された静電潜像を、トナ
    ーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成されたト
    ナー像を画像形成支持体に転写し、転写されたトナー像
    を熱ローラー定着装置により定着する工程を含む画像形
    成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおいて、前記定
    着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性体
    の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜10mmであ
    り、前記トナーは少なくともラジカル重合性単量体と四
    臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中で懸濁重合
    せしめて作製されたことを特徴とする静電潜像現像用ト
    ナー。
  8. 【請求項8】 前記定着装置を構成するローラーへのシ
    リコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であること
    を特徴とする請求項7記載の静電潜像現像用トナー。
  9. 【請求項9】 感光体上に形成された静電潜像を、静電
    潜像現像用トナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上
    に形成されたトナー像を画像形成支持体に転写し、転写
    されたトナー像を熱ローラー定着装置により定着する工
    程を含む画像形成方法において、定着装置の加熱ローラ
    ーと加圧ローラーの何れもが弾性体の被覆層を有し、且
    つそのニップ幅が3〜10mmであり、前記トナーは少
    なくともラジカル重合性単量体と四臭化炭素からなる重
    合性組成物を水系媒体中で重合せしめて調製された樹脂
    粒子と着色剤粒子とを凝集させて得られる二次粒子を融
    着させて作製されたことを特徴とする画像形成方法。
  10. 【請求項10】 前記定着装置を構成するローラーへの
    シリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であるこ
    とを特徴とする請求項9記載の画像形成方法。
  11. 【請求項11】 感光体上に形成された静電潜像を、ト
    ナーを含む現像剤で現像し、前記感光体上に形成された
    トナー像を画像形成支持体に転写し、転写されたトナー
    像を熱ローラー定着装置により定着する工程を含む画像
    形成方法に用いる静電潜像現像用トナーにおいて、前記
    定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの何れもが弾性
    体の被覆層を有し、且つそのニップ幅が3〜10mmで
    あり、前記トナーは少なくともラジカル重合性単量体と
    四臭化炭素からなる重合性組成物を水系媒体中で重合せ
    しめて調製された樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて
    得られる二次粒子を融着させて作製されたことを特徴と
    する静電潜像現像用トナー。
  12. 【請求項12】 前記定着装置を構成するローラーへの
    シリコーンオイルの供給量が2mg/A4以下であるこ
    とを特徴とする請求項11記載の静電潜像現像用トナ
    ー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008133348A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Konica Minolta Business Technologies Inc 樹脂微粒子、樹脂微粒子の製造方法、静電荷像現像用トナー、及び、静電荷像現像用トナーの製造方法
US7838163B2 (en) 2004-11-16 2010-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell

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