JP2002214843A - 二成分現像剤およびキャリアの製造方法 - Google Patents
二成分現像剤およびキャリアの製造方法Info
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Abstract
リの発生がなく、高濃度鮮明な画像が得られ、さらに長
期に亘りカラー画像形成に使用した場合、色差の劣化が
少なく、色調鮮明なカラー画像が得られる二成分現像剤
及びキャリアの製造方法の提供。 【解決手段】 磁性粒子の表面に樹脂を被覆したキャリ
ア及びトナーからなる二成分現像剤において、該被覆樹
脂がメチルエチルケトン溶媒不溶分を20〜95質量%
含むことを特徴とする二成分現像剤。
Description
トナーとからなる二成分現像剤及び該キャリアの製造方
法に関する。
しては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤がト
ナーの帯電性及び帯電量の制御が容易であること、トナ
ーに付与できる色調の選択の範囲が広く、カラー画像形
成に適していることなどから多く利用されている。この
二成分現像剤に用いられるキャリアは、その耐久性、摩
擦帯電性等の向上を図るため、磁性粒子のキャリアコア
表面を樹脂によりコーティングしたキャリアが好ましく
用いられる。上記キャリアを製造するには、流動層式ス
プレーコーティング法、浸漬式コーティング法等の湿式
コーティング法が知られている。しかしながら、上記湿
式コーティング法は有機溶媒を使用するため環境悪化、
加工装置の大型化、コストアップを招く等の欠点があ
り、また溶媒を蒸発させて樹脂膜をキャリアコアに固着
させる際、樹脂同士が凝集してできた粗大樹脂粒子がキ
ャリア中に混在するようになり、またキャリアの形状が
不規則となり、良好な摩擦帯電性を有するキャリアが得
られないという問題があり、その改良が望まれていた。
そこで、上記湿式コーティング法に代えて乾式コーティ
ング法が提案された。例えば特開昭60−59369、
特開昭60−60656〜60660、特開平2−15
8750、特開平3−269546等の各号公報に乾式
コーティング法の技術が提案され、それらにはキャリア
コア上に樹脂粒子を機械的衝撃力により付着させ、加熱
して固着させる方法が用いられている。
リアは何れもコーティング膜が弱く、現像剤として長期
に使用した際、摩耗または剥離等を生じて帯電不良とな
り、得られる画像にカブリまたは画像濃度低下などを生
じて、耐久性に乏しいという問題が残った。
みて提案されたものであり、その目的とするところは、
長期に亘り繰り返して画像形成に使用した場合でもカブ
リの発生がなく、高濃度鮮明な画像が得られ、さらに長
期にわたりカラー画像形成に使用した場合、色差の劣化
がなく、色調鮮明なカラー画像が得られる二成分現像剤
および該現像剤に用いられるキャリアの製造方法を提供
することにある。
構成により達成される。
リアとトナーとからなる二成分現像剤において、該被覆
樹脂がメチルエチルケトン溶媒不溶分を20〜95質量
%含むことを特徴とする二成分現像剤。
リアの製造方法において、樹脂粒子と磁性粒子を乾式で
混合し、機械的衝撃力及び熱を付与してメチルエチルケ
トン溶媒不溶分を20〜95質量%含む樹脂被覆層を形
成することを特徴とするキャリアの製造方法。
機械的衝撃力及び熱を付与して樹脂被覆層を形成するキ
ャリアの製造方法において、該樹脂粒子が熱硬化型樹脂
を含んでなることを特徴とするキャリアの製造方法。
式で樹脂被覆したキャリアについて鋭意検討を行った結
果、被覆樹脂を架橋構造とするのが好ましいが、単純に
被覆樹脂を架橋構造とするのではなく、ある程度の減耗
性を持たせることが重要であることを見いだすに至り、
本発明を完成したのである。
耗や該層へのトナー材料の付着などがあり、減耗を抑制
することでキャリア自体の帯電性の変動を抑制すること
ができ、寿命を長くすることができる。しかし、トナー
中の微細な成分がキャリア表面に付着することで帯電性
の変動を引き起こすこともよくある現象である。本発明
者等は上記樹脂被覆層の減耗による帯電性の劣化と、ト
ナー中の微細な成分のキャリア表面への付着による帯電
性の劣化とを共に解消する方法について鋭意検討を行っ
た結果、樹脂被覆層の樹脂を適度の架橋構造とすること
により、樹脂被覆層を強くすると共に、微小な減耗性を
付与して樹脂被覆キャリア表面のリフレッシュ効果を発
揮させることで、キャリアの長寿命化を達成することが
できることを見いだしたのである。また、従来、架橋構
造の樹脂を含む樹脂被覆キャリアは湿式法(特開昭60
−59369号公報)でしか知られていなかったが、本
発明ではこれを乾式法により製造する方法を見いだした
のである。
像剤ともいう)は、乾式で樹脂被覆されたキャリア(本
発明のキャリアともいう)とトナーとから構成される現
像剤であり、該キャリア表面に乾式で被覆された樹脂が
メチルエチルケトン溶媒不溶分(以後、MEK不溶分と
もいう)を20〜95質量%含むことを必須の要件とし
ており、20質量%未満では被覆樹脂の物性が弱く、現
像剤として長期に使用した場合に摩耗または膜剥離を生
じ易く、画像形成時の画像濃度の不足を生ずる。また、
95質量%を越えると被覆樹脂の物性が強すぎ、現像剤
として長期に使用した場合に該被覆樹脂表面のリフレッ
シュ効果が不十分となり、画像形成時にキャリア表面が
疲労劣化してカブリが発生する。
上記架橋構造の樹脂被覆のための樹脂成分として、熱で
相互に反応する官能基を有する単量体(モノマーともい
う)が共重合成分として用いられる。上記官能基を有す
るモノマーとしては、例えば下記のものを挙げることが
できる。アクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリ
レート、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、2−アミノエチルアクリ
レート、2−アミノエチルメタクリレート等のアクリル
酸あるいはメタクリル酸またはそれらの誘導体が挙げら
れる。また、上記官能基を有するモノマーの組み合わせ
であってもよい。
するモノマーと共重合してもよいその他のモノマーとし
ては、例えばスチレン、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−t−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、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル
酸ジエチルアミノエチル等のアクリル酸エステル誘導体
等が具体的に樹脂を構成する単量体として挙げられ、こ
れらは単独あるいは組み合わせて使用することができ
る。また、αーエチルアクリル酸、フマル酸、マレイン
酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエス
テル、マレイン酸モノオクチルエステル、ケイ皮酸無水
物、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル等も挙げ
ることができる。
して含有してもよく、架橋する成分が全樹脂組成中好ま
しくは1〜50質量%あればよい。
製造に用いられるキャリアコアとしては代表的にはフェ
ライトおよびマグネタイトがあり、下記一般式(I)で
示されるフェライトキャリアコアが好ましく用いられ
る。
より選択される金属であり、これらは複数であってもよ
い。
気特性の観点より好ましい。また、フェライトキャリア
コア中の(MyOx)成分のモル数としては、15.0〜
40.0モル%、好ましくは20〜30モル%である。
この範囲とすることで、キャリアの磁気特性と軽金属の
使用による研磨効果の両立を計ることができる。また、
その他の金属元素を組み合わせで使用してもよい。その
他の金属元素を組み合わせて使用する場合には10.0
モル%未満が好ましく、10.0モル%以上になると、
その他の金属の影響を受け、例えば磁気特性の不良や研
磨効果の増大に伴う感光体劣化の促進などの問題があ
る。
しくは10〜100μm、より好ましくは25〜80μ
m、さらに好ましくは35〜70μmであり、その測定
は走査型電子顕微鏡観察にて250倍に拡大した写真を
使用し、その粒子の最大長軸径を測定して得られる。そ
の際、500個のキャリア粒子について測定を行い、そ
の平均値をキャリアの粒径とする。
未満のものが15質量%以下、25μm以上37μm未
満が1〜35質量%、37μm以上44μm未満が3〜
70質量%、44μm以上63μm未満が2〜70質量
%、63μm以上75μm未満が45質量%以下、75
μm以上が20質量%以下であることが好ましい。この
分布については開口部が25μm、37μm、44μ
m、63μm、75μmの標準篩を使用し、開口部の大
きい順に篩を重ね、その最上部に100.0gのキャリ
アを入れる。ついで振動機により、水平旋回数=285
回/分、振動回数=150回/分の条件で15分間篩
い、各篩の残量及び最下層より流出した質量を測定する
ことで得られる。
ガラスビーカー中にMEKを50ml入れ、測定するキ
ャリア10gを加える。ついで、室温にて超音波振動を
20分間加え、磁石でキャリアを保持しつつ上澄みを除
去し、MEKを50ml添加し洗浄する。その後、乾燥
しMEK処理前のキャリアからの質量差を求める。この
ものをMEK可溶分(X)とする。別途、キャリアを堀
場製作所製の炭素分析装置「EMAIA−500」を用
いて、キャリアを被覆した樹脂の質量(Y)を求める。
このものと前述のMEK可溶分との差(Y−X)を
(Z)とし、(Z)/(Y)×100%をMEK不溶分
とする。
はキャリアコアに乾式で樹脂を被覆して製造され、樹脂
粒子とキャリアコアとを攪拌混合し、静電的にキャリア
コア表面に樹脂粒子を付着させる。ついで、機械的衝撃
力を繰り返し付与し、樹脂粒子をキャリアコア表面に延
展させ樹脂を被覆する方法である。
脂のガラス転移温度以下の条件とする。その処理時間は
特に限定されるものではないが、10〜30分程度であ
り、攪拌の周速は5〜20m/secの条件が好まし
い。
反応が進行すると同時に粒子間の接着などが発生しない
条件が好ましく、樹脂の軟化点以下とすることがよく、
100〜140℃の温度条件で、反応時間は素材により
選択されるものであるが、10〜90分間加熱処理する
ことが好ましい。その際、攪拌を継続してもよく、別途
静置状態で加熱処理してもよい。
例えば図1の乾式コーティング装置が好ましく用いられ
る。
11には投入弁13が設置され原料投入口12、フィル
ター14、点検口15が設置されている。投入弁13を
経て原料投入口12より、投入された原料は、モーター
22より駆動される水平方向回転体18により、衝撃力
を付与される。
部18a、(18b)、18cよりなる。さらに、翼部
は本体容器10の底部10aに対して35°なる角度を
持つ。このために、原料は上方へかき上げられる。ま
た、水平方向回転体18の翼部の先端は、チャンバー下
部の内壁と同じ向きになっている。
8の中心方向へ傾斜しているチャンバー上部の内壁か、
チャンバー下部の内壁に衝突し、水平方向回転体の翼部
18a、(18b)、18cの回転範囲に落下する。
互いに120℃の間隔で放射状に中心部18dに固定し
て配置されている。なお(18b)は図面上中心部18
dの背部に位置しているため図1への記入を省略した。
水平方向回転体18の上部に具備されている。2枚の翼
部よりなる垂直方向回転体19は、上下方向に回転し
て、チャンバーの内壁を反射した原料に衝突する。な
お、この時、垂直方向回転体の翼部は2枚に限らず、3
枚以上でもよい。こうして、垂直方向回転体19は、原
料の撹拌を促進し、凝集した原料を解砕する。
転体18によっても行われるが、垂直方向回転体を用い
ると効果的である。
転体19、チャンバー内壁との衝突や、原料同士の衝突
により、衝撃力を与えられ、樹脂粒子が芯材表面上に固
着される。成膜されたキャリアは、排出弁21を開き、
製品排出口20より取り出される。
の高さ、すなわち、垂直方向回転体19が装着されてい
る高さまでチャンバー外壁を覆っている。
品温計16は、長さ10cm、直径6.4mmのステン
レス(SUS304)製カバー付きのクロメル−アルメ
ル熱電対(林電工株式会社製、T40−K−2−6.4
−100−U−304KX−G−3000)を用いる。
この品温計は、本体容器10のほぼ1/3の高さの地点
から、本体容器の底部10aに平行に、水平方向回転体
18の中心へ向けて挿入することにより、本体容器10
に装着する。挿入の深さは、品温計の先端が、翼部の先
端側から、ほぼ1/5の長さに位置するように設定して
いる。
を具備しているが、これを具備していなくともよい。
分級工程をへて製造してもよいが、重合法で製造するの
が好ましく、該重合法で製造する場合には重合により得
られた樹脂微粒子を塩析/融着する製造方法が特に好ま
しい。
い特性としては以下の諸特性を挙げることができ、それ
らの諸特性を満足することで、本発明の目的、効果(長
期に亘る画像形成に際して、カブリがなく、高濃度鮮明
な画像が得られ、かつカラー画像形成時に色差劣化を生
ぜず、優れた色調の画像が得られる)をさらに確実なも
のとすることができると共に、後述する効果も奏するこ
とができる。
係数が、1.0〜1.6の範囲であることが好ましく、
1.2〜1.6の範囲であることがより好ましい。本発
明における上記トナーの形状係数は下記式により示され
るものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。
2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大
となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒
子の平面上への投影像の面積をいう。
顕微鏡により2000倍にトナー粒子を拡大した写真を
撮影し、ついでこの写真に基づいて「SCANNING
IMAGE ANALYZER」(日本電子社製)を
使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。こ
の際、上記形状係数は100個のトナー粒子を使用して
測定を行い、上記算式により計算して得られる。
係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合を
65個数%以上とすることが好ましく、より好ましく
は、70個数%以上である。さらに好ましくは、この形
状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合
を65個数%以上とすることであり、より好ましくは、
70個数%以上である。
るトナー粒子の割合が65個数%以上であることによ
り、転写材に転写されたトナー層におけるトナー粒子の
充填密度が高くなって定着性が向上し、オフセットが発
生しにくくなり、また、トナー粒子が破砕しにくくなっ
て帯電付与部材(キャリア)の汚染が減少し、トナーの
帯電性が安定する等の効果も奏することができる。
れるものではない。例えば、トナー粒子を熱気流中に噴
霧する方法、トナー粒子を気相中において衝撃力による
機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、トナーを
溶解しない溶媒中に添加し旋回流を付与する方法等によ
り、形状係数を1.0〜1.6または1.2〜1.6に
したトナー粒子を調製し、これを通常のトナー中へ本発
明の範囲内になるように添加して調製する方法がある。
また、いわゆる重合法トナーを調製する段階で全体の形
状を制御し、形状係数を1.0〜1.6または1.2〜
1.6に調整したトナー粒子を同様に通常のトナーへ添
加して調製する方法がある。
として簡便である点と、粉砕トナーに比較して表面の均
一性に優れる点等で好ましい。
状係数の変動係数は16%以下が好ましく、14%以下
がより好ましく、その形状係数の変動係数は下記式によ
り計算される。
偏差を示し、Kは形状係数の平均値を表す。
数が16%以下であることにより、転写されたトナー層
(粉体層)の空隙が減少して定着性が向上し、オフセッ
トが発生しにくくなり、また、帯電量分布がシャープと
なり、画質が向上する等の効果も奏する。
動係数を、ロットのバラツキなく均一に制御するため
に、本発明のトナーを構成する樹脂粒子(重合体粒子)
を調製(重合)、当該樹脂粒子を融着、形状制御させる
工程において、形成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。
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。
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。
で示されるトナーの個数変動係数が好ましくは27%以
下であることであり、より好ましくは25%以下であ
る。
Dnは個数平均粒径(μm)を示す。個数変動係数が2
7%以下であることにより、転写されたトナー層(粉体
層)の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発
生しにくくなり、また、帯電量分布がシャープとなり、
転写効率が高くなって画質が向上する等の効果も奏され
る。
変動係数はコールターカウンターTAII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
製)、パーソナルコンピューターを接続して使用する。
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、個数を測定して粒度分布および平均粒
径を算出する。個数粒度分布とは、粒子径に対するトナ
ー粒子の相対度数を表すものである。
御する方法は特に限定されるものではない。例えば、ト
ナー粒子を風力により分級する方法も使用できるが、個
数変動係数をより小さくするためには液中での分級が効
果的である。この液中で分級する方法としては、遠心分
離機を用い、回転数を制御してトナー粒子径の違いによ
り生じる沈降速度差に応じてトナー粒子を分別回収し調
製する方法がある。
合、個数粒度分布における個数変動係数を27%以下と
するためには分級操作が必須である。懸濁重合法では、
重合前に重合性単量体を水系媒体中にトナーとしての所
望の大きさの油滴に分散させることが必要である。すな
わち、重合性単量体の大きな油滴に対して、ホモミキサ
ーやホモジナイザーなどによる機械的な剪断を繰り返し
て、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくすること
となるが、このような機械的な剪断による方法では、得
られる油滴の個数粒度分布は広いものとなり、従って、
これを重合してなるトナーの粒度分布も広いものとな
る。このために分級操作が必要となる。
粒子中、角がないトナーの割合が50個数%以上である
ことが好ましく、70個数%以上であることがより好ま
しい。
上であることにより、転写されたトナー層(粉体層)の
空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しに
くくなり、また、摩耗、破断しやすいトナー粒子および
電荷の集中する部分を有するトナー粒子が減少すること
となり、帯電量分布がシャープとなって、帯電性も安定
し、良好な画質を長期にわたって形成できる等の効果も
奏される。
集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすい
ような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、具体
的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。
図2は角がないまたは角があるトナーの模式図である。
具体的には、図2(a)に示すように、トナー粒子Tの
長径をLとするときに、半径(L/10)の円Cで、ト
ナー粒子Tの周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側を
ころがした場合に、当該円CがトナーTの外側に実質的
にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質
的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起
が1箇所以下である場合をいう。また、トナー粒子の長
径とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を2本の平
行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒
子の幅をいう。なお、図2(b)および(c)は、それ
ぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示している。
うにして行う。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒
子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,00
0倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の
角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子
について行う。
るものではない。例えば、形状係数を制御する方法とし
て前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方
法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機
械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはト
ナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与するこ
とによって得ることができる。
ことで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階
では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑で
ないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および
攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角
がないトナーが得られる。これらの条件は、樹脂粒子の
物性により変わるものであるが、例えば、樹脂粒子のガ
ラス転移点温度以上で、より高回転数とすることによ
り、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成でき
る。
子の平均粒径は個数平均粒径で3〜8μmのものが好ま
しい。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、後に詳述するトナーの製造方法において、
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。
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等の効果
も奏することができる。
粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを
横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分
けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、
第一頻度のトナー粒子の相対度数(m1)と、上記第二
頻度のトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が7
0%以上であるトナーであることが好ましい。相対度数
(m1)と相対度数(m2)との和(M)が70%以上
であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭く
なるので、当該トナーを画像形成工程に用いることによ
り選択現像の発生を確実に抑制することができる等の効
果も奏する。
布を示すヒストグラムは、自然対数lnD(D:個々の
トナー粒子の粒径)を0.23間隔で複数の階級(0〜
0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:
0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜
1.38:1.38〜1.61:1.61〜1.84:
1.84〜2.07:2.07〜2.30:2.30〜
2.53:2.53〜2.76・・・)に分けた個数基
準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグ
ラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザ
ーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユ
ニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュー
タにおいて、粒度分布分析プログラムにより作製された
ものである。
ターサイエンティフィックジャッパン社製)〕50〜1
00ml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、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。
性を有するトナーとしては、懸濁重合法または乳化重合
法等の重合法により得られるものが好ましく、特に乳化
重合法により製造するのが好ましい。上記乳化重合法に
より製造するには重合性単量体、連鎖移動剤、重合開始
剤、界面活性剤、その他着色剤、表面改質剤、離型剤等
を水系溶媒中に分散して得られる分散液を重合して樹脂
微粒子を得、得られた樹脂微粒子を会合、融着、塩析し
て着色樹脂粒子を得、該着色樹脂粒子に外添剤を加えて
製造される。
は、ラジカル重合性単量体を構成成分とし、必要に応じ
て架橋剤を使用することができる。また、以下の酸性基
を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有する
ラジカル重合性単量体を少なくとも1種類含有させるこ
とが好ましい。
のではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いるこ
とができる。また、要求される特性を満たすように、1
種または2種以上のものを組み合わせて用いることがで
きる。
アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量
体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量
体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単
量体等を用いることができる。
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、p−メトキシスチレン、p−フェ
ニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレ
ン、p−n−ブチルスチレン、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、2,4−ジメチル
スチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単
量体およびその誘導体が挙げられる。
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシ
ル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアク
リル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられ
る。
ニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げ
られる。
メチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブ
チルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられ
る。
ン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
ン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられ
る。
ル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋
剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、
ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレ
ングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の
不飽和結合を2個以上有するものが挙げられる。
体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体、酸性
基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有す
るラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボキシ
ル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第1級アミ
ン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム
塩等のアミン系の化合物を用いることができる。酸性基
を有するラジカル重合性単量体としては、カルボン酸基
含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、フマー
ル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸
モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル
等が挙げられる。スルホン酸基含有単量体としては、ス
チレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスル
ホコハク酸オクチル等が挙げられる。これらは、ナトリ
ウムやカリウム等のアルカリ金属塩あるいはカルシウム
などのアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。
しては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノ
エチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルア
ミノエチルメタクリレート、および上記4化合物の4級
アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレ
ート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピル
トリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、N−ブチ
ルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、
ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブ
チルメタクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミ
ド;ビニルピリジン、ビニルピロリドン;ビニルN−メ
チルピリジニウムクロリド、ビニルN-エチルピリジニ
ウムクロリド、N,N−ジアリルメチルアンモニウムク
ロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド
等を挙げることができる。
としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または
塩基性基を有するラジカル重合性単量体が単量体全体の
0.1〜15質量%使用することが好ましく、ラジカル
重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性
単量体に対して0.1〜10質量%の範囲で使用するこ
とが好ましい。
的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いること
が可能である。
ではなく例えば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、四臭化炭素
およびスチレンダイマー等が使用される。
ル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。
例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
等)、アゾ系化合物(4,4′−アゾビス4−シアノ吉
草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプ
ロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。
応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とする事
が可能である。レドックス系開始剤を用いる事で、重合
活性が上昇し重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短
縮が期待できる。
成温度以上であればどの温度を選択しても良いが例えば
50℃から90℃の範囲が用いられる。但し、常温開始
の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビ
ン酸等)の組み合わせを用いることで、室温またはそれ
以上の温度で重合することも可能である。
体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用し
て水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使
用することのできる界面活性剤としては特に限定される
ものでは無いが、下記のイオン性界面活性剤を好適なも
のの例として挙げることができる。
塩(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)、硫酸エステル塩(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)、脂肪酸塩
(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)が挙げられる。
とができる。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をあげるこ
とができる。
時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目
的で使用してもよい。
顔料、染料を挙げることができる。
ることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
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、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いら
れる。
は複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加
量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは
3〜15質量%が選択される。
マグネタイトを添加することができる。この場合には所
定の磁気特性を付与する観点から、トナー中に20〜6
0質量%添加することが好ましい。
を用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以
下に例示する。
C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッ
ド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメン
トレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピ
グメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、
C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメン
トレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:
1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメ
ントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、
C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメント
レッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.
I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッ
ド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げら
れる。
は、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメ
ントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、
C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメント
イエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.
I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエ
ロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.
ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロ
ー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.
I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイ
エロー156、等が挙げられる。
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブ
ルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、
C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブ
ルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられ
る。
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19、同44、
同77、同79、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等を用いることができ、またこれらの混合物も用
いることができる。
単独または複数を選択併用することが可能である。また
顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、
好ましくは3〜15質量%が選択される。
することもできる。その表面改質剤としては、従来公知
のものを使用することができ、具体的にはシランカップ
リング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップ
リング剤等が好ましく用いることができる。
ず、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子量ポリ
オレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャ
ートロプシュワックス、エステルワックス等が使用でき
る。好適には、下記一般式で示されるエステルワックス
である。
好ましくは3〜4、特に好ましくは4である。
基を示す。 R1:炭素数=1〜40、好ましくは1〜20、さらに
好ましくは2〜5である。
〜30、さらに好ましくは18〜26である。
合物例を下記に示す。
ー全体に対して好ましくは1〜30質量%、より好まし
くは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%
である。本発明におけるトナーは、重合性単量体中にエ
ステル系離型剤を溶解させたものを水中に分散し、重合
させ、該エステル系離型剤を内包させた粒子を形成さ
せ、着色剤粒子ととも会合/融着/塩析して着色樹脂粒
子を得、これに外添剤加添加して製造されるのが好まし
い。 《トナーの製造工程》本発明のトナーは、エステル系離
型剤、を溶解した重合性単量体の溶液を水系媒体中に分
散し、ついで重合法により該エステル系離型剤を内包し
た樹脂微粒子を調整する工程、前記樹脂微粒子分散液を
用いて水系媒体中で、着色剤粒子とともに樹脂微粒子を
塩析/融着させる工程、得られた粒子を水系媒体中より
濾過し界面活性剤などを除去する洗浄工程、得られた着
色樹脂粒子を乾燥させる工程、さらに乾燥させて得られ
た着色樹脂粒子に外添剤などを添加する外添剤添加工程
などから構成される重合法で製造することが好ましい。
また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの構成要素であ
る荷電制御剤等も本工程で粒子として添加することがで
きる。
からなるもので、水の含有量が50質量%以上であるも
のを示す。水以外のものとしては、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をあげることが
できる。好ましくは樹脂を溶解しない有機溶媒である、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノー
ルのようなアルコール系有機溶媒が特に好ましい。
剤を溶解した重合性単量体溶液を臨界ミセル濃度以下の
界面活性剤を溶解させた水系媒体中に機械的エネルギー
によって油滴分散させた分散液に、水溶性重合開始剤を
加え、ラジカル重合させる方法をあげることができる。
この場合、重合性単量体溶液中に油溶性の重合開始剤を
加えて使用してもよい。
特に限定されるものでは無いが、例えばクレアミック
ス、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴ
ーリンや圧力式ホモジナイザー等をあげることができ
る。
い。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、
その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反
応終了後、ろ過し同一の溶媒で洗浄ろ過を繰り返し乾燥
させ表面改質剤で処理された顔料を得る。
て調製される方法がある。この分散は、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。
が、好ましくはクレアミックス、超音波分散機、機械的
ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイ
ザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、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。ここで使用される界面活性剤は、前述の界面
活性剤を使用することができる。
着色剤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、ついで樹脂微粒子のガラス転移
点以上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。
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。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素
塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。
できるだけ速やかに昇温し、樹脂微粒子のガラス転移温
度以上に加熱する方法を使用することが好ましい。この
昇温までの時間としては30分未満、好ましくは10分
未満である。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、1℃/分以上が好ましい。上限
としては特に明確では無いが、急速な塩析/融着の進行
により粗大粒子の発生を抑制する観点で、15℃/分以
下が好ましい。特に好ましい形態としては、塩析/融着
をガラス転移温度以上になった時点でも継続して進行さ
せる方法をあげることができる。この方法とすること
で、粒子の成長とともに融着を効果的に進行させること
ができ、最終的なトナーとしての耐久性を向上すること
ができる。
材料として種々の機能を付与することのできる材料を加
えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。こ
れらの成分は前述の塩析/融着段階で樹脂微粒子と着色
剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂
微粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加すること
ができる。
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。
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。
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。
融着を同時進行させることが好ましい。凝集粒子を形成
した後に加熱する方法ではその形状に分布を生じやす
く、さらに微粒子の発生を抑制することができない。す
なわち、凝集粒子を水系媒体中で攪拌しながら加熱する
ために凝集粒子の再分断が発生し、小粒径の成分が発生
しやすいものと推定される。
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。
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。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−97
2、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。
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。
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10〜2000n
m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。
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。
0.1〜5質量%が好ましい。外添剤の添加方法として
は、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、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。
が、本発明はこの態様に限定されるものではない。な
お、文中「部」とは「質量部」を表す。
e2O3を78モル%を湿式ボールミルにて2時間粉砕混
合し、乾燥させ、900℃にて2時間保持することで仮
焼成した。このものを再度ボールミルにて3時間粉砕
し、スラリー化した。分散剤及びバインダーを加え、ス
プレードライヤーにより造粒乾燥することで、一次粒子
を調整し、さらに1200℃にて3時間本焼成を行って
平均粒径が63μmのフェライトキャリアコアを得た。
これを「キャリアコア1」とした。
3モル%、Mg(OH)2を7モル%、Fe2O3を70
モル%を使用し、本焼成の温度を1250℃とした他は
キャリアコア製造例1と同様にして平均粒径が53μm
のフェライトキャリアコアを得た。これを「キャリアコ
ア2」とした。
0モル%、MnOを8モル%、Fe2O3を72モル%使
用した他はキャリアコア製造例1と同様にして平均粒径
が45μmのフェライトキャリアコアを得た。これを
「キャリアコア3」とした。
を10モル%、MnOを8モル%、Fe2O3を82モル
%使用し本焼成の温度を1280℃とした他はキャリア
コア製造例1と同様にして平均粒径が55μmのフェラ
イトキャリアコアを得た。これを「キャリアコア4」と
した。
したスチレン:グリシジルメタクリレート:アクリル酸
共重合体(質量比=86:7:7)樹脂微粒子(Tg=
98℃/数平均一次粒子径=0.1μm)2質量部と前
述の「キャリアコア1」100質量部を混合し、図1の
乾式コーティング装置を使用し、90℃の温度条件、水
平方向の回転速度を13m/secとして20分間攪拌
し樹脂被覆を行った。ついで内部の温度を120℃に調
整し攪拌条件を5m/secとし、30分間加熱処理を
行いキャリアを得た。ここで得られたキャリアのMEK
不溶分は40質量%であり、これを「本発明キャリア
1」とした。
1においてキャリアコア1の代わりにキャリアコア2を
使用し、120℃での攪拌時間を15分にした他は同様
にしてキャリアを得た。ここで得られたキャリアのME
K不溶分は35質量%であり、これを「本発明キャリア
2」とした。
1においてキャリアコア1の代わりにキャリアコア3を
使用し、120℃での攪拌時間を45分にした他は同様
にしてキャリアを得た。ここで得られたキャリアのME
K不溶分は59質量%であり、これを「本発明キャリア
3」とした。
1においてキャリアコア1の代わりにキャリアコア4を
使用し、樹脂微粒子として乳化重合法で調製したスチレ
ン:グリシジルメタクリレート:アクリル酸共重合体
(質量比=80:10:10)樹脂微粒子(Tg=97
℃/数平均一次粒子径=0.1μm)を使用し、さらに
120℃での攪拌を130℃とし、攪拌時間を30分に
した他は同様にしてキャリアを得た。ここで得られたキ
ャリアのMEK不溶分は73質量%であり、これを「本
発明キャリア4」とした。
1において、樹脂微粒子として乳化重合法で調製したス
チレン:グリシジルメタクリレート:2エチルヘキシル
アクリレート共重合体(質量比=80:10:10)樹
脂微粒子(Tg=93℃/数平均一次粒子径=0.1μ
m)を使用し、さらに120℃での攪拌時間を45分に
した他は同様にしてキャリアを得た。ここで得られたキ
ャリアのMEK不溶分は36質量%であり、これを「本
発明キャリア5」とした。
1において、キャリアコア1の代わりにキャリアコア4
を使用し、樹脂微粒子として乳化重合法で製造したスチ
レン:グリシジルメタクリレート:ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート:ブチルアクリレート共重合体(質量
比=75:10:10:5)樹脂微粒子(Tg=94℃
/数平均一次粒子径=0.1μm)を使用し、さらに1
20℃での攪拌時間を45分にした他は同様にしてキャ
リアを得た。ここで得られたキャリアのMEK不溶分は
49質量%であり、これを「本発明キャリア6」とし
た。
製造例1において、120℃での攪拌処理をしないもの
を使用した。ここで得られたキャリアのMEK不溶分は
13質量%であり、これを「比較用キャリア1」とし
た。
製造例4において、130℃での攪拌時間を120分と
した。ここで得られたキャリアのMEK不溶分は99質
量%であり、これを「比較用キャリア2」とした。
は、前記したように走査型電子顕微鏡観察にて250倍
に拡大した写真を使用し、その最大長径を500個のキ
ャリアについて測定した時の平均値で示した。また、粒
度分布の測定は篩法により行われた。
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
ルスルフォン酸ナトリウム:SDS)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。一方でスチレン115.1g、
n−ブチルアクリレート42.0g、メタクリル酸1
0.9gからなるモノマー溶液を作製した。ついで、重
合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)0.42gをイオ
ン交換水200gに溶解させた溶液を添加し、その後7
5℃に昇温し、前記モノマー溶液を1時間で滴下し、さ
らに75℃にて2時間撹拌下に加熱、反応させたことで
ラテックス粒子を作製した。このラテックス粒子をHP
−1とした。
ピーク分子量をGPCにて測定したところ、51.8万
であった。
ス製造例1において、反応温度を85℃にした他は同様
にしてラテックス粒子を得た。このラテックス粒子をH
P−2とした。
子量は42.1万であった。 〈MP(中重合)ラテックス製造例1〉攪拌装置を有す
るフラスコにてスチレン383.6g、n−ブチルアク
リレート140.0g、メタクリル酸36.4g、n−
オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル4.6
gの溶液に例示化合物19)72.0gを80℃に加熱
し溶解する。ついで、SDS=1.6gを2000ml
の水に溶解させた溶液を80℃に加熱し、そのSDS水
溶液へ循環経路を有する機械式分散機(クレアミック
ス)により上記モノマーへ例示化合物19)を加熱させ
た溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化
粒子を含む乳化液を作製した。
gをイオン交換水240mlに溶解させた溶液を添加
し、さらに水750mlを添加し、80℃に加熱する。
80℃にて3時間反応させ、ラテックス粒子を得た。こ
こで得られたラテックス粒子をMP−1とした。
10.3万であった。 〈MPラテックス製造例2〉MPラテックス製造例1に
おいて、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エ
ステルの添加量を8.3gとした他は同様にしてラテッ
クス粒子を得た。ここで得られたラテックス粒子をMP
−2とした。
8.1万であった。 〈LP(低重合)ラテックス製造例1〉撹拌装置、温度
センサー、冷却管、窒素導入装置を付けたフラスコに予
めSDS=60gをイオン交換水(5000ml)に溶
解させた溶液を添加した。窒素気流下230rpmの撹
拌速度で攪拌しながら、KPS=22.8gを水200
mlに溶解した溶液を加え、さらに80℃に保った状態
で、スチレン=850g、ブチルアクリレート=252
g、メタクリル酸=98g及びn−オクチル−3−メル
カプトプロピオン酸エステル=32gとを混合した溶液
を1時間かけて滴下する。ついで、2時間反応させ、目
的とするラテックス粒子を得た。ここで得られたラテッ
クス粒子をLP−1とした。ラテックス粒子LP−1の
ピーク分子量は1.8万であった。
硫酸ナトリウム=90gをイオン交換水1600mlに
撹拌溶解した。この液に、撹拌下、モーガルL(キャボ
ット社製カーボンブラック)200g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101nm
であった。この分散液を「着色剤分散液Bk」とした。
−2」、「MP−1」、「MP−2」及び「LP−1」
の5種類のラテックスをそれぞれ表2の如く組み合わせ
で混合し、さらにイオン交換水2000ml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、攪拌装置を付けた反応容器に入れて撹拌した後、3
0℃に調整した後、この溶液に5Mの水酸化ナトリウム
水溶液を加え、pHを11.0に調整した。ついで、塩
化マグネシウム6水和物526gをイオン交換水720
ml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分で昇温した(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、個数平均粒径が6.5μmになった時点
で塩化ナトリウム1150gをイオン交換水7000m
lに溶解した水溶液を添加し粒子成長を停止させ、さら
に継続して液反応温度を80〜95℃の範囲で、また、
攪拌時間(反応時間)を1時間から10時間まで変化さ
せ塩析/融着させた。その後、8℃/minの条件で3
0℃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。生成した着色樹脂粒子を濾過し、
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、種々の形状の異なる表2の8種類の着色樹脂
粒子(着色樹脂粒子1Bk〜着色樹脂粒子8Bk)を
得、該8種類の着色樹脂粒子番号及びそれらの着色樹脂
粒子作製時の液反応温度及び反応時間を表2に示した。
おいて、カーボンブラックの代わりにC.I.ソルベン
トイエロー93を使用した他は同様にしたものを着色樹
脂粒子1Yとし、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たもの
を着色樹脂粒子1Mとし、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
にしたものを着色樹脂粒子1Cとして3種類の着色樹脂
粒子を得、該3種類の着色樹脂粒子(着色樹脂粒子1
Y、着色樹脂粒子1M、着色樹脂粒子1C)の着色樹脂
粒子番号及びそれらの着色樹脂粒子作製時の液反応温度
及び反応時間を表2に示した。
粒子8Bk、着色樹脂粒子1Y、着色樹脂粒子1M及び
着色樹脂粒子1Cの11種類の着色樹脂粒子の形状係
数、形状係数の変動係数、個数平均粒径、個数粒径分布
の個数変動係数を前記測定方法により測定し、その結果
を表3に示した。
係数1.2〜1.6の個数%、角無しトナーの個数比
率、個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおける第
1頻度のトナー粒子の相対度数(m1)と、第2頻度の
トナー粒子の相対度数(m2)との和(個数%)を前記
測定方法により測定し、その結果を表4に示した。
で、上記11種類の着色樹脂粒子にそれぞれ疎水性シリ
カ(数平均一次粒子径=10nm、疎水化度=63)を
1質量%及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=2
5nm、疎水化度=60)1質量%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1Bk」〜「トナー1C」とした。
ては、着色樹脂粒子とトナーとで差異は無い。
1〜6及び比較用キャリア1、2を組み合わせてトナー
濃度が5質量%の24種類の現像剤(本発明用の黒現像
剤1〜13、Y現像剤1、M現像剤1、C現像剤1及び
比較用の黒現像剤1及び2、比較用のY現像剤1及び
2、比較用のM現像剤1及び2、比較用のC現像剤1及
び2)を調製した。表6に上記各現像剤番号と、これら
に対応するトナー番号及びキャリアの番号を示した。
1〜13及び比較用黒現像剤1、2)についてトナーリ
サイクル方式を有するコニカ(株)製デジタル複写機7
030を使用し、実施例1〜13及び比較例1、2の画
像実写テストを行い、実写画像の評価結果を表6に示し
た。定着方式としては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。
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)のチュ
ーブで被覆した(厚み:120μm)内径30mmで全
幅が310mmの、ヒーターを中央部に内蔵した円柱状
の厚み0.8mmのアルミ合金を加熱ローラー(上ロー
ラー)として有し、表面が同様にスポンジ状シリコーン
ゴム(アスカーC硬度=48:厚み2mm)で構成され
た内径30mmの肉厚1.0mmの鉄芯金を有する加圧
ローラー(下ローラー)を有している。ニップ幅は3.
8mmとした。この定着装置を使用して、印字の線速を
180mm/secに設定した。
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。定着の温度は上ロールの表面温度で制御し、180
℃の設定温度とした。なお、シリコーンオイルの塗布量
は、0.1mg/A4とした。
稿を30℃/80%RH環境の高温高湿環境にて20万
枚印字した。その際、初期と20万枚後の画像濃度及び
カブリ濃度を測定した。なお、画像濃度はベタ黒画像を
使用し、その反射濃度をマクベス社製RD−918を使
用し、絶対濃度で評価した。カブリ濃度はベタ白画像を
使用し、マクベス社製RD−918を使用し、紙の反射
濃度を「0」とした相対濃度で評価した。
を用いた実施例1〜13は連続20万枚に及ぶ画像形成
の過程で、カブリがなく、高濃度鮮明な画像が得られた
が、比較例の現像剤1及び2を用いた場合は連続20万
枚に及ぶ画像形成の過程で画像濃度低下またはカブリ発
生の何れかが発生していて、実用性に乏しいことが分か
る。
「C現像剤1」の組み合わせ(実施例14)、「比較用
黒現像剤1」「比較用Y現像剤1」「比較用M現像剤
1」「比較用C現像剤1」の組み合わせ(比較例3)、
「比較用黒現像剤2」「比較用Y現像剤2」「比較用M
現像剤2」「比較用C現像剤2」を使用し、中間転写体
を有するキヤノン社製カラー複写機ピクセル2100を
使用して実施例14及び比較例3、4のカラー画像実写
テストを行い、得られた画像の色差劣化の評価を行い、
その結果を表7に示した。
/Bkの現像器を積層型有機感光体の周囲に配置し、各
色をそれぞれ該有機感光体上に現像した後に中間転写体
上に各色ずつ転写し、中間転写体上にフルカラー画像を
形成した後に画像形成支持体である紙に転写する中間転
写体を有する構成のものを使用した。なお、有機感光体
のクリーニングはブレードクリーニング方式を採用し
た。
を用いた。具体的構成は下記の如くである。
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)のチュ
ーブで被覆した(厚み:120μm)内径40mmで全
幅が310mmの、ヒーターを中央部に内蔵した円柱状
の厚み1.0mmのアルミ合金を加熱ローラー(上ロー
ラー)として有し、表面が同様にスポンジ状シリコーン
ゴム(アスカーC硬度=48:厚み2mm)で構成され
た内径40mmの肉厚2.0mmの鉄芯金を有する加圧
ローラー(下ローラー)を有している。ニップ幅は5.
8mmとした。この定着装置を使用して、印字の線速を
250mm/secに設定した。
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。
し、175℃の設定温度とした。なお、シリコーンオイ
ルの塗布量は、0.6mg/A4とした。
画素率の原稿を25℃/80%RH環境の常温高湿環境
にて5万枚印字した。その際、初期と5万枚後のクロマ
(色度)の差、即ち色差を下記方法により評価した。評
価方法:1枚目の形成画像および5万枚目の形成画像各
々における二次色(レッド、ブルー、グリーン)のソリ
ッド画像部の色を「Macbeth Color−Ey
e7000」により測定し、CMC(2:1)色差式を
用いて色差を算出した。色差の評価において、CMC
(2:1)色差式で求められた色差が5以下であれば、
形成された画像の色味の変化が許容できる程度といえ
る。
を用いて連続5万枚に及ぶカラー画像を形成した場合
は、終始色差の劣化がなく、色調鮮明なカラー画像が得
られたが、比較用のキャリアを含む現像剤を用いて連続
5万枚に及ぶカラー画像を形成した場合はカラー画像の
色差の劣化が著しく実用性に乏しいことが分かる。
の二成分現像剤、特には本発明の製造法により得られた
キャリアを含む現像剤によれば、長期に亘り画像形成に
使用した場合でもカブリの発生がなく、高濃度鮮明な画
像が得られ、さらに長期に亘りカラー画像形成に使用し
た場合、色差の劣化が少なく、色調鮮明なカラー画像が
得られる等優れた効果を有する。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 磁性粒子の表面に樹脂を被覆したキャリ
アとトナーとからなる二成分現像剤において、該被覆樹
脂がメチルエチルケトン溶媒不溶分を20〜95質量%
含むことを特徴とする二成分現像剤。 - 【請求項2】 磁性粒子の表面に樹脂を被覆するキャリ
アの製造方法において、樹脂粒子と磁性粒子を乾式で混
合し、機械的衝撃力及び熱を付与してメチルエチルケト
ン溶媒不溶分を20〜95質量%含む樹脂被覆層を形成
することを特徴とするキャリアの製造方法。 - 【請求項3】 磁性粒子と樹脂粒子を乾式で混合し、機
械的衝撃力及び熱を付与して樹脂被覆層を形成するキャ
リアの製造方法において、該樹脂粒子が熱硬化型樹脂を
含んでなることを特徴とするキャリアの製造方法。
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JP2001007663A JP4292715B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 二成分現像剤およびキャリアの製造方法 |
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JP2006317620A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Dowa Mining Co Ltd | 電子写真現像用キャリア粉および現像剤 |
JP2011090302A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Xerox Corp | 被覆キャリア |
JP2013024955A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 樹脂被覆キャリアの製造方法 |
-
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- 2001-01-16 JP JP2001007663A patent/JP4292715B2/ja not_active Expired - Fee Related
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