JP2004287270A - Image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどで、電子写真法、静電記録法等に用いられる静電荷現像用トナーにより、形成された画像を記録材に加熱加圧定着する画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法など静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法に於いては帯電、露光工程により感光体上に静電荷像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像し、転写、定着工程を経て可視化される。ここで用いられる現像剤には、トナーとキャリアからなる2成分現像剤と、磁性トナー又は非磁性トナーを単独で用いる1成分現像剤とが知られている。それらのトナーの製造は、通常、熱可塑性樹脂を顔料、帯電制御剤、ワックスなどの離型剤とともに溶融混練し、冷却後、微粉砕・分級する混練粉砕法が用いられている。これらトナーは、必要に応じて流動性やクリーニング性を改善する目的で無機、有機の微粒子をトナー粒子表面に添加することもある。これらの方法はかなり優れたトナーを製造できるが、次のような問題点を有している。
【0003】
通常の混練粉砕法では、トナー形状及びトナーの表面構造が不定形であり、使用材料の粉砕性や粉砕工程の条件により微妙に変化し、トナー形状及び表面構造を積極的に制御することは困難である。また、混練粉砕法では材料の選択範囲に制約がある。具体的には、樹脂・着色剤分散体が十分に脆く、経済的に可能な製造装置で微粉砕されるものでなければならない。ところが、樹脂・着色剤分散体を脆くすると、現像機中で機械的せん断力などを受けて微粉を発生させたり、トナー形状に変化をきたすことがある。その結果、2成分現像剤では微粉がキャリア表面に固着して現像剤の帯電性の劣化を加速したり、1成分現像剤では粒度分布が拡大してトナー飛散を生じたり、トナー形状の変化による現像性の低下により画質の劣化を生じさせやすくなる。
【0004】
また、現在最も一般的に用いられている定着方法である、熱ローラーによる圧着加熱方式は熱効率が極めて良好で、迅速に定着を行うことができ、高速度電子写真複写機において非常に有効である。この方式で、トナーを定着させる場合、定着器の信頼性や装置の簡素化のために、トナー中にワックス等の離型剤を含有させたトナーを用いる方法が用いられている。このように、ワックスなどの離型剤を多量に内添したトナーは、熱可塑性樹脂との組み合せによっては、トナー表面への離型剤の露出に影響が出ることが多い。特に高分子量成分により弾性が増して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の組み合せでは、トナー表面にポリエチレンの露出が多く見られる。これ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、表層のポリエチレンが機械力で簡単に移行して現像ロールや感光体、キャリアを汚染しやすくなり、信頼性の低下につながる。
【0005】
さらに、トナー形状が不定形になると、流動性助剤を添加しても流動性を十分に確保することができず、使用中に機械的せん断力でトナー表面の微粒子がトナー凹部分に移動して経時的に流動性を低下させたり、流動性助剤のトナー内部への埋没を起こして現像性、転写性、クリーニング性が悪化してしまう。また、クリーニングにより回収されたトナーを再び現像機に戻して使用すると、さらに画質を低下しやすくなる。これらを防ぐために、流動性助剤をさらに増加させると感光体上に黒点が発生したり助剤粒子が飛散するなどの問題が生じてしまう。
【0006】
近年、トナー形状及び表面構造を積極的に制御する方法として、乳化重合凝集法によるトナーの製造方法が提案されている。これらは、一般に乳化重合などにより樹脂微粒子分散液を調製し、一方、溶媒に着色剤を分散した着色剤分散液を調製して両者を混合し、トナー粒径に対応する凝集粒子を形成し、これを加熱することによって融合・合一してトナーを製造する方法である。この乳化重合凝集法によると、加熱温度条件を選択することにより、トナー形状を不定形から球形まで任意に制御することができ、混練粉砕法により製造されるトナーの様に、離型剤が表面に多量に偏在することもない(例えば、特許文献1及び2参照。)。
【0007】
さらに、樹脂、着色剤、離型剤の凝集粒子を形成後に、樹脂微粒子分散液を追加添加することにより、粒子表面に樹脂層を形成することで、着色剤、離型剤の表面露出を更に抑制する方法も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
【0008】
しかし、これらの方法のトナーでも、オイルレス定着時のオフセット性、耐巻き付性、低温定着性を十分に獲得し、高い発色性やOHP透明性を得るためには、定着器の加熱ロールと加圧ロール間に高い圧力をかけ、定着時に離型剤の溶出を促進させ、加熱ロールとトナー層の離型性を高める必要がある。このように、加熱ロールと加圧ロール間に高い圧力をかけた場合、ロール表面にかかるストレスが大きくなり、表面の磨耗を促進するため、定着器の維持性に問題が出る。さらに、オイルレス定着を行うために、離型性の高いフッ素樹脂を表面層に用いる場合、樹脂自体が比較的柔らかいため、磨耗が顕著になる。また、加熱ロールに弾性層を有する場合は、熱と高圧によるストレスのため、弾性劣化が進行しやすくなり、経時で定着ニップ部の圧力が減少したり、弾性層に亀裂が入ったりして、定着器の信頼性が損なわれてしまう。特に、フルカラートナーを定着させる場合は、単色トナーを定着させる場合と異なり、複数のカラートナーを十分混色させ、発色性を高める必要がある。この場合、低温で発色性を高めるためには、定着時のニップ圧力をさらに高くする必要があり、定着器の信頼性がさらに低下する(例えば、特許文献4参照。)。
【0009】
前記定着器の信頼性に関する課題に対して、ロール表面に、オフセット防止剤及びローラー表面の疲労を防止するためにシリコーンオイルの如き離型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが行われているが、オフセット防止用液体を供給するための装置が必要なため、定着装置が複雑になる等の問題点を有している。
また、最近では、高画質化への要求が高まり、特にカラー画像形成においては、高精細な画像を実現するためにトナーの小径化傾向が著しい。しかし、従来の粒度分布のままでの単純な小径化では、微粉側トナーの存在により、キャリアや感光体の汚染、トナー飛散などの問題が顕著になり、高画質と高信頼性を同時に実現することが困難であった。これを解決するためには、粒度分布をシャープにし、かつ小粒径化を図ることが重要になる。
【0010】
更に、デジタルフルカラー複写機やプリンターにおいては色画像原稿をB(ブルー)、R(レッド)、G(グリーン)の各フィルターで色分解した後にオリジナル原稿に対応した20〜70μmのドット径からなる潜像をY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(黒)の各現像剤を用いて減色混合作用を利用して現像する。従来の白黒複写機に比し、デジタルフルカラー複写機等は多量の現像剤を転写させる必要があり、かつ小径のドット径に対応する必要がある。このため、高精細な画像再現性を得るためには、電子写真プロセスでの画像乱れ、特に色重ね時においてトナー層厚が大きくなった場合の画像乱れを抑制する必要がある。このため、均一帯電性、持続性、トナー強度、粒度分布のシャープネス、小粒径化、トナー形状の球形化、がますます重要になる。また、これらのマシンの高速化や省エネルギー性能等に応えるために一層の低温定着性が必要になる。特に、デジタルフルカラー複写機等の原稿読み取り装置を持つ場合は、多色読み取り装置の消費電力が比較的大きいため、定着装置のよりいっそうの低電力化が必要となり、低温定着性能の向上が望まれる。これらの点を考慮すると、粒度分布がシャープで小粒子径の製造に適した凝集・融合合一法で製造されたトナーが優れた特性を有している。
【0011】
上述のように電子写真プロセスにおいては、様々な機械的ストレスの下でもトナーが安定して特性を維持するために、トナー表面への離型剤の露出を抑制する必要がある。さらに、定着器の信頼性と低温定着性を得るために、低温低圧下においても、十分な定着性を有し、耐巻き付性、耐ホットオフセット性を維持するために、トナーの溶融特性や離型剤の染み出し性を制御する必要がある。さらに、フルカラーの高画質化のためには、トナーの粒度分布のシャープ化、小粒径化、球形化が必要となる。
【0012】
【特許文献1】
特開昭63−282752号公報
【特許文献2】
特開平6−250439号公報
【特許文献3】
特許第3141783号公報
【特許文献4】
特開平4−356057号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記課題を解決することを目的とする。即ち、低温定着性、耐巻き付性及び定着器の信頼性に優れ、フルカラー画像の発色性、OHP画像の透明性、高精細な画像再現に優れ、耐ブロッキング性に優れ、現像器内のストレス等によるトナー性状の変化による画像欠陥が生じない画像形成方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の本発明により、上記の課題を解決した。即ち、本発明は、
<1> 表面層がフッ素樹脂であり、表面層とコアの間にゴム弾性層を有する加熱定着ロールと、該加熱定着ロールに圧接させることにより、トナーを画像担持体上に定着させる定着ニップを形成する加圧部材と、を有する画像定着装置を用い、少なくとも、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーを用いて画像を形成する画像形成方法であって、前記定着ニップ部にかかる圧力の平均値が0.8kg/cm2〜2.0kg/cm2であり、更に、前記トナーが、トナーTgが45℃〜55℃、前記離型剤の吸熱ピーク温度が65℃〜90℃、及び前記離型剤の吸熱ピークの吸熱量が8J/g〜30J/gの各条件を満たすトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
【0015】
<2> 前記トナーの100℃におけるフローテスタ−粘度が、10000Pa・s〜30000Pa・sであることを特徴とする<1>に記載の画像形成方法である。
<3> 前記離型剤が、パラフィン系ワックスであることを特徴とする<1>又は<2>に記載の画像形成方法である。
【0016】
<4> 前記トナーが、体積平均粒子径が4〜9μm、及び平均円形度が0.978以上の条件を満たすトナーであることを特徴とする<1>〜<3>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
<5> 前記トナーが、体積粒度分布指数(GSDv)が1.25以下、個数粒度分布指数(GSDp)が1.3以下の条件を満たすトナーであることを特徴とする<1>〜<4>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
【0017】
<6> 少なくとも、前記結着樹脂の微粒子からなる微粒子分散液と、前記着色剤からなる着色剤分散液と、離型剤分散液とを混合し、樹脂微粒子と着色剤の凝集粒子分散液を形成した後、これを前記離型剤の吸熱ピーク温度以上の温度に加熱せしめ融合・合一する工程を有する製造法により製造されるトナーであることを特徴とする<1>〜<5>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
<7> 前記加熱定着ロールの表面層が、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であることを特徴とする<1>〜<6>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
【0018】
<8> 前記加圧部材が、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の表面層を有し、基材がポリイミド樹脂からなるエンドレスベルトであることを特徴とする<1>〜<7>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
<9> 定着ニップ部の圧力分布において、出口側の圧力が入り口側の圧力よりも高いことを特徴とする<1>〜<8>の何れか1つに記載の画像形成方法である。
【0019】
【発明の実施形態】
本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法は、表面層がフッ素樹脂であり、表面層とコアの間にシリコーンゴム弾性層を有する加熱定着ロールと、該加熱定着ロールに圧接させることにより、トナーを画像担持体上に定着させる定着ニップを形成する加圧部材と、を有する画像定着装置を用い、少なくとも、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナーを用いて画像を形成する画像形成方法であって、前記定着ニップ部にかかる圧力の平均値が0.8kg/cm2〜2.0kg/cm2であり、前記トナーが、Tgが45℃〜55℃、吸熱ピーク温度が65℃〜90℃、及び吸熱ピークの吸熱量が8J/g〜30J/gの各条件を満たすトナーであることを特徴とする。
【0020】
本発明に係る加熱定着ロールは、表面層がフッ素樹脂であり、表面層とコアの間にゴム弾性層を有する。トナーを画像担持体上に定着させる場合、トナーの加熱定着ロールへの付着を抑制する必要があるが、フッ素樹脂は表面エネルギーが低いため、フッ素樹脂を表面層に用いることにより、耐ホットオフセット性が向上する。前記フッ素樹脂の中でも、テトラフルオロエチレン共重合体やテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体は表面エネルギーが特に低いので好ましい。更にテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体は、高温域で連続使用する場合の耐久性に優れ、加工性にも優れるのでより好ましい。特に重合末端をフッ化処理したテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が好ましい。
【0021】
また、前記表面層の厚さは、耐摩耗性や、表面層の強度の点から10μm以上であることが好ましく、定着時のトナー像への密着がより良好となり、より効率的に熱伝達を行える点で50μm以下であることがより好ましい。
【0022】
前記加熱定着ロールにゴム弾性層を設けることにより、トナーに加熱ロールを圧接する際の密着性が向上し、トナーへの均一に熱供与ができる。本発明においてはゴム弾性層は、耐熱性の点から、シリコーンゴムを用いるシリコーンゴム弾性層であることが好ましい。前記ゴム弾性層に用いられるゴム硬度(JIS−A)は、低圧でも十分に変形し圧力ストレスによる耐久性の点から、15度〜45度が好ましい。また、熱伝導性の点から、シリコーンゴム弾性層等のゴム弾性層中にアルミナ等の熱伝導材料を分散させたものが好ましい。前記ゴム弾性層の厚さは、効率的な熱伝達と、トナー層への密着性の点から、0.2mm〜1.0mmであることが好ましい。
【0023】
前記加熱定着ロールにおけるコアの材料としては、強度と熱容量、熱伝導率の点から、アルミニウム合金、鉄合金、銅合金等の材料を用いることができる。定着装置のウオームアップ時間の点と強度の点から、コアの材料としては、肉厚が0.1mm〜0.5mmの高張力鋼管を用いることが好ましい。
【0024】
前記加圧部材は、加圧ロール、加圧ベルト、加圧パッド等を用いることができるが、エンドレスベルトを加圧ベルトとして用い、加圧ベルトの内側からパッドによりニップを形成する方式が、前記加熱定着ロールが小径であっても、広いニップ幅を該加熱定着ロールとの組合せで得ることが可能となり、更に定着器の小型軽量化が可能となる点で好ましい。また、パッドの設計により圧力分布を自由に制御できる点でも、エンドレスベルトを加圧ベルトとして用いることが好ましい。
【0025】
前記エンドレスベルトの材質としては、耐熱性、機械的強度の点からポリイミド系材料が好ましい。また、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の表面層を有し、基材がポリイミド樹脂からなる加圧部材が好ましい。上述の構成にすることにより、両面定着時の裏面オフセットを抑制する効果が顕著となる。
【0026】
本発明においては、定着ニップ部にかける圧力は、0.8kg/cm2〜2kg/cm2であり、好ましくは1.0〜1.8kg/cm2である。前記定着ニップ部にかける圧力が0.8kg/cm2未満になると、定着ニップ部でのトナーの溶融が不十分となり、発色性が悪化したり、画像にムラが現れたりする。一方、前記定着ニップ部にかける圧力が2kg/cm2を超えると、定着ニップ部で受ける加熱ロール表面層やゴム弾性層のストレス、加圧部材表面の受けるストレスにより、表面層の磨耗が急激に促進されたり、ゴム弾性層の劣化を引き起こしたりする。
【0027】
また、前記定着ニップ部の圧力分布は、ニップ中心に対して、出口側の圧力を入り口側の圧力より高く設定することにより、用紙の排出方向と加熱ロールの回転方向との角度を広く取れるため、耐巻き付性の点で好ましい。より好ましくは、出口側の圧力が入り口側の圧力に対して、2倍以上であることが好ましい。また、弾性層への局所的なストレスが大きくなるため、出口側の圧力は、入り口側の圧力に対して、5倍以下であることがより好ましい。
【0028】
本発明に係るトナーは、トナーTg(ガラス転移温度)が45℃〜55℃である。前記トナーTgが45℃より低くなると、低温定着性は良好だが、耐ブロッキング性が悪化してしまう。一方、前記トナーTgが55℃より高くなると、最低定着温度が高くなってしまう。耐ブロッキング性と最低定着温度の関係から、好ましいトナーTgは48℃〜53℃である。
【0029】
本発明に係るトナーは、該トナーに内添される離型剤の吸熱ピーク温度が65℃〜90℃である。前記吸熱ピーク温度が65℃未満であると、離型剤のトナー内部の分散ドメインが大きくなり、OHP透明性や、耐ブロッキング性が悪化してしまう。また、吸熱ピーク温度が90℃を超えると、長期走行時に発生する加熱ロールのコントロール温度の実効振れ幅の低温側で、耐巻き付性が悪化してしまう。この傾向は初期的には顕著ではないが、長期走行により加熱ロールの表面層がストレスを受けた場合に顕著になる。好ましい前記吸熱ピーク温度は、70℃〜80℃の範囲である。
【0030】
また、前記離型剤の吸熱ピークの吸熱量は、8J/g〜30J/gである。前記吸熱量が8J/g未満であると、離型剤の効果を定着時に十分に発揮できず、耐巻き付性や耐ホットオフセット性が悪化してしまう。一方、前記吸熱量が30J/gを超えると、トナー中での離型剤ドメインの占める割合が大きくなりすぎ、OHP透過性や、発色性を阻害してしまう。好ましい前記吸熱量の範囲は、13J/g〜23J/gである。
【0031】
本発明に係るトナーにおける100℃でのフローテスター粘度は、10000Pa・s〜30000Pa・sであることが好ましい。前記フローテスター粘度が10000Pa・sより低い場合は、トナー自体の高温域での自己凝集性が低下するため、耐ホットオフセット性が悪化してしまう場合がある。一方、前記フローテスター粘度が30000Pa・sより高くなると、長期走行時に発生する加熱ロールのコントロール温度の実効振れ幅の低温側で、離型剤の染み出し性が十分でないため、耐巻き付性が悪化してしまう場合がある。この傾向は、初期的には現れないが、長期走行により加熱ロールの表面層がストレスを受けた場合に現れる場合がある。
【0032】
本発明に係るトナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有する。以下、本発明に係るトナーについて説明する。
本発明に係るトナーは、体積平均粒子径が4〜9μm、及び平均円形度が0.978以上の条件を満たすトナーであることが好ましい。
前記体積平均粒径が4μm以上であると、遊離離型剤発生を抑制し、トナーの流動性や耐ブロッキング性がより向上する。また、前記体積平均粒径が9μm以下であると、より高精細な画像再現が得られる。特に、レーザー又は、LED等により、高解像度の書き込み潜像を忠実に再現するためには、感光体潜像書き込みスポットの長径の1/4以下の体積平均粒径が好ましい。
また、前記平均円形度が0.978以上であると、現像時や転写時に発生する画像乱れを抑制する効果がより顕著となる。前記平均円形度は0.980以上が0.980より好ましい。
【0033】
更に、本発明に係るトナーは、体積粒度分布指数(GSDv)が1.25以下、個数粒度分布指数(GSDp)が1.3以下の条件を満たすトナーであることが好ましい。
前記トナーの体積粒度分布指数は、1.23以下がより好ましい。前記体積粒度分布指数が1.25以下であると、滑らかな画像再現や、細線の再現性が得られるという効果が顕著となる。
一方、本発明に係るトナーにおける個数粒度分布指数は、1.28以下がより好ましい。前記個数粒度分布指数が1.30以下であると、現像時のキャリヤ汚染や現像器のスリーブ汚染を抑制できるという効果が顕著となる。
【0034】
前記結着樹脂としては、例えば熱可塑性結着樹脂などが挙げられ、具体的には、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の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);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の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系単量体とのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの樹脂の中でも、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン系樹脂が好ましく、スチレンとアクリル酸n−ブチルとの共重合体、アクリル酸n−ブチル、ビスフェノールA・フマル酸共重合体、スチレンとオレフィンとの共重合体が分散液の安定性の点から特に好ましい。
【0035】
また、前記結着樹脂成分として、ビニル系単量体を用いる場合は、イオン性界面活性剤などを用い、乳化重合を実施して樹脂粒子分散液を作製することができ、その他の樹脂を用いる場合は、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、樹脂をそれらの溶剤に解かして水中にイオン性の界面活性剤や高分子電解質とともにホモジナイザーなどの分散機で水中に微粒子に分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂分散液を作製することができる。得られた樹脂微粒子分散液の粒子径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定される。
【0036】
前記離型剤としては、トナーに添加したときの吸熱ピーク温度が65℃〜90℃の範囲にあるものであれば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により融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ような脂肪酸アミド類;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、ホホバ油等のような植物系ワックス;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、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、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ような鉱物、石油系ワックス;及びそれらの変性物等が使用できる。これらのワックスの中でも、パラフィン系ワックスが、トナー定着温度領域で、適切な粘性を有するため、染み出し性に優れ、トナーの低温域の巻き付性、高温域での耐ホットオフセット性の面で好ましい。
【0037】
前記着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。例えば、黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等が挙げられる。黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエローNCG等が挙げられる。
【0038】
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、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、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK等が挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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クサレートなどが挙げられる。
【0039】
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。緑色顔料としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。また、染料としては、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。
【0040】
そして、これらの着色剤は単独又は混合し、さらには固溶体の状態でも使用できる。また、これらの着色剤は、水中にイオン性界面活性剤、高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに公知の方法で分散液中に分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。また、得られた着色剤粒子分散液の粒子径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定される。
【0041】
前記着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対する固形分換算で1〜20質量部の範囲が好ましい。また、黒色着色剤に磁性体を用いた場合は、他の着色剤とは異なり、30〜100質量部の範囲で含有させるのが好ましい。
更に、トナーを磁性トナーとして用いる場合は、磁性粉を含有させてもよい。このような磁性粉としては、磁場中で磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性の粉末、もしくはフェライト、マグネタイト等の化合物などが用いられる。なお、本発明では、水相中でトナーを製造するため、磁性体の水相への移行性に注意を払う必要があり、磁性体表面を疎水化処理等を施して表面を改質することが好ましい。
【0042】
本発明にかかるトナーは、帯電性を一層向上安定化させるために、帯電制御剤を使用することができる。帯電制御剤としては4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料など、通常使用される帯電制御剤を使用することができるが、凝集や合一時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染の低減の点から、水に溶解しにくい材料が好適である。
【0043】
更に、本発明にかかるトナーは、帯電性を安定にするために湿式で無機微粒子を添加することができる。添加する無機微粒子の例としては、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など、通常トナー表面に外添して使うものを、イオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基に分散させて使用することができる。
【0044】
また、トナーへの流動性付与やクリーニング性向上の目的で、通常のトナーと同様にトナーを乾燥させた後、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウムなどの無機粒子やビニル系樹脂微粒子、ポリエステル、シリコーンなどの樹脂微粒子を乾燥状態でせん断をかけてトナー表面に添加して用いることもできる。
【0045】
本発明に係るトナーの製造法としては、乳化重合凝集法が好ましい。該乳化重合凝集法によるトナーの製造法とは、少なくとも、前記結着樹脂の微粒子からなる微粒子分散液と、前記着色剤からなる着色剤分散液と、離型剤分散液とを混合し、樹脂微粒子と着色剤の凝集粒子分散液を形成した後、これを前記離型剤の吸熱ピーク温度以上の温度に加熱せしめ融合・合一する工程を有する製造法である。
【0046】
前記乳化重合凝集法において、前記結着樹脂の微粒子からなる樹脂微粒子分散液の樹脂平均分散径は、着色剤や離型剤の内部分散性がより向上できる点で、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。前記着色剤分散液における着色剤平均分散径は、発色性、OHP透過性がより向上する点から、0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下がより好ましい。また、凝集粒子作製の効率の点から、0.05μm以上が更に好ましい。前記離型剤分散液の離型剤平均分散径は、発色性、OHP透過性の点から、0.5μm以下が好まく、0.3μm以下がより好ましい。また、凝集粒子作製の効率の点からは、0.05μm以上が更に好ましい。
以上の点から、本発明に係るトナーの製造法としては、少なくとも、平均分散径が1μm以下の前記結着樹脂の微粒子からなる微粒子分散液と、平均分散径が0.5μm以下の前記着色剤からなる着色剤分散液と、平均分散径が0.5μm以下の離型剤分散液とを混合し、樹脂微粒子と着色剤の凝集粒子分散液を形成した後、これを前記離型剤の吸熱ピーク温度以上の温度に加熱せしめ融合・合一する工程を有する製造法であることがより好ましい。
【0047】
また、前記乳化重合凝集法において、前記樹脂微粒子分散液、前記着色剤分散液及び前記離型剤分散を、混合し、凝集粒子を形成した後に、樹脂微粒子分散液を追加添加することで、トナー粒子表面を樹脂微粒子で被覆することができる。この方法は、表面の着色剤濃度及び離型剤濃度をより低く抑えることができるため好ましい。凝集粒子を形成した後に、十分に粒子を融合し、粒子内部に離型剤が染み出しやすいように、適切な離型剤ドメイン構造を得るためには、トナーの離型剤吸熱ピーク温度以上に加熱し、融合させることが好ましい。より好ましくは、離型剤の吸熱ピーク温度よりも、10℃以上高い温度で融合させることが好ましい。
【0048】
前記離型剤(ワックス類等)分散液は、水中にイオン性界面活性剤、高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに公知の方法で分散し、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機などを用いて、融点以上に加熱しながら強い剪断をかけて微粒子化し、1μm以下の微粒子の分散液を作製することができる。また、得られた離形剤粒子分散液の平均分散径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定される。
【0049】
本発明にかかるトナーの製造方法において、乳化重合、着色剤分散、樹脂微粒子分散、離型剤分散、凝集、又はその安定化などに用いる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性界面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤、また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性界面活性剤などを併用することも効果的である。分散手段としては、回転せん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、ダイノミルなどを使用することができる。
【0050】
また、樹脂と着色剤からなる複合体を用いる場合、樹脂と着色剤を溶剤中に溶解分散した後、前記の適当な分散剤と共に水中に分散し、加熱、減圧により溶剤を除去して得る方法や、乳化重合により作製された樹脂微粒子表面に機械的せん断力で付与する方法や、電気的に吸着、固定化する方法により作製、準備することができる。これらの方法は、追加粒子としての着色剤の遊離を抑制したり、帯電性の着色剤依存性を改善するのに有効である。
【0051】
重合終了後、任意の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望のトナーを得るが、洗浄工程は、帯電性の点からイオン交換水で十分に置換洗浄を施すことが好ましい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましい。乾燥工程も特に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
【0052】
以上のように、本発明の画像形成方法は、前記定着ニップ部にかかる圧力の平均値が0.8kg/cm2〜2.0kg/cm2とし、トナーTgが45℃〜55℃、前記離型剤の吸熱ピーク温度が65℃〜90℃、及び前記離型剤の吸熱ピークの吸熱量が8J/g〜30J/gの各条件を満たすトナーを用いることにより、画像定着装置の信頼性と、高画質な画像の両立が可能となる。
【0053】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(樹脂微粒子分散液1の調製)
スチレン:300質量部
n−ブチルアクリレート:100質量部
アクリル酸:6質量部
ドデカンチオール:20質量部
四臭化炭素:4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)6g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)10gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解した。更にイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子の中心粒径210nm、ガラス転移点53℃、重量平均分子量Mw32000のアニオン性樹脂微粒子分散液1を得た。
樹脂粒子の中心粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定した。ガラス転移温度は、示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC−50)を用い、昇温速度3℃/分の条件下で測定した。重量平均分子量は、ゲルパーミッションクロマトグラフィーで測定した。
尚、以下の樹脂分散液も同様の測定を行った。
【0054】
(樹脂微粒子分散液2の調製)
スチレン:330質量部
n−ブチルアクリレート:70質量部
アクリル酸:6質量部
ドデカンチオール:20質量部
四臭化炭素:4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)6g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)10gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子の中心粒径240nm、ガラス転移点50℃、重量平均分子量Mw38500のアニオン性樹脂微粒子分散液2を得た。
【0055】
(樹脂微粒子分散液3の調製)
スチレン:370質量部
n−ブチルアクリレート:30質量部
アクリル酸:8質量部
ドデカンチオール:30質量部
四臭化炭素:4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)6g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)10gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子の中心粒径180nm、ガラス転移点60℃、重量平均分子量Mw19000のアニオン性樹脂微粒子分散液3を得た。
【0056】
(樹脂微粒子分散液4の調製)
スチレン:340質量部
n−ブチルアクリレート:60質量部
アクリル酸:8質量部
ドデカンチオール:25質量部
四臭化炭素:4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)4g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)8gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子の中心粒径430nm、ガラス転移点55.2℃、重量平均分子量Mw22000のアニオン性樹脂微粒子分散液4を得た。
【0057】
(樹脂微粒子分散液5の調製)
スチレン:300質量部
n−ブチルアクリレート:100質量部
アクリル酸:8質量部
ドデカンチオール:30質量部
四臭化炭素:4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)4g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)8gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子の中心粒径250nm、ガラス転移点45℃、重量平均分子量Mw19500のアニオン性樹脂微粒子分散液5を得た。
【0058】
(着色剤分散液1(Cyan)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3):50質量部
非イオン性界面活性剤(花王社製、ノニポール400):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により10分間分散し、中心粒径168nmの着色剤分散液1を得た。
着色剤粒子の中心粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定した。以下の着色剤分散液も同様の測定を行った。
【0059】
(着色剤分散液2(Yellow)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、黄色顔料(クラリアントジャパン社製、C.I.Pigment Yellow 180)を同量用いた以外は着色剤分散液1の調製と同様にして、中心粒径が177nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液2を得た。
【0060】
(着色剤分散液3(Magenta)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、マゼンタ顔料(大日インキ化学社製、C.I.Pigment Red 122)を同量用いた以外は着色剤分散液1の調製と同様にして、中心径が186nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液3を得た。
【0061】
(着色剤分散液4(Black)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、黒顔料(キャボット社製、カーボンブラック)を同量用いた以外は着色剤分散液1の調製と同様にして、中心径が159nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液4を得た。
【0062】
(着色剤分散液5(Cyan)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3):50質量部
非イオン性界面活性剤(花王社製、ノニポール400):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により5分間分散し、中心粒径が420nmの着色剤分散液5を得た。
【0063】
(着色剤分散液6(Yellow)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、黄色顔料(クラリアントジャパン社製、C.I.Pigment Yellow 180)を同量用いた以外は着色剤分散液5の調製と同様にして、中心径が320nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液6を得た。
【0064】
(着色剤分散液7(Magenta)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、マゼンタ顔料(大日インキ化学社製、C.I.Pigment Red 122)を同量用いた以外は着色剤分散液5の調製と同様にして、中心径が350nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液7を得た。
【0065】
(着色剤分散液8(Black)の調製)
シアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニンC.I.Pigment Blue 15:3)の代わりに、黒顔料(キャボット社製、カーボンブラック)を同量用いた以外は着色剤分散液5の調製と同様にして、中心径が380nmの着色剤粒子を含有する着色剤分散液8を得た。
【0066】
(離型剤分散液1の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP09、融点77℃):50質量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を95℃に加熱して、IKA 社製ウルトラタラックスT50で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を施し、中心径160nmの離型剤粒子を含有する離型剤分散液1を得た。
離型剤粒子の中心粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700堀場製作所製)で測定した。以下の離型剤分散液も同様の測定を行った。
【0067】
(離型剤分散液2の調製)
ポリエチレンワックス(東洋ペトロライト製、ポリワックス1000、融点113℃):50質量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を加圧容器内で120℃で加熱攪拌した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を施し、中心径が20nmの離型剤粒子を含有する離型剤分散液2を得た。
【0068】
(離型剤分散液3の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP11、融点66℃):50質量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を95℃に加熱して、IKA 社製ウルトラタラックスT50 で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を施し、中心径が180nmの離型剤粒子を含有する離型剤分散液3を得た。
【0069】
(離型剤分散液4の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP0190、融点88℃):50質量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50):5質量部
イオン交換水:200質量部
上記の成分を98℃に加熱して、IKA 社製ウルトラタラックスT50 で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を施し、中心径が350nmの離型剤粒子を含有する離型剤分散液4を得た。
【0070】
(離型剤分散液5の調製)
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP05 、融点64℃):50質量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50 ) 5質量部
イオン交換水 200質量部
前記成分を85℃に加熱して、IKA 社製ウルトラタラックスT50 で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を施し、中心径150nm
の離型剤粒子を含有する離型剤分散液5を得た。
【0071】
(トナー1(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液1:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液1:37質量部(固形分換算)
ポリ塩化アルミニウム:1.23質量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度50℃まで加熱した。その後、50℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液1を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱した。その後、pHを3.8まで低下して6時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー1を得た。
【0072】
(トナー2(Magenta)の製造)
トナー1の製造において、離型剤分散液1の添加量を8.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.1とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー1の製造と同様に操作してトナー2を得た。
【0073】
(トナー3(Cyan)の製造)
トナー1の製造において、離型剤分散液1の添加量を9.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に変更し、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.0に、それぞれ変更した以外はトナー1の製造と同様に操作してトナー3を得た。
【0074】
(トナー4(Black)の製造)
トナー1の製造において、離型剤分散液1の添加量を7.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.0に、それぞれ変更した以外はトナー1の製造と同様に操作してトナー4を得た。
【0075】
(トナー5(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液2:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液1:42質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.23質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度48℃まで加熱した。その後、48℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液2を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱した。その後、pHを3.8まで低下して6時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー5を得た。
【0076】
(トナー6(Magenta)の製造)
トナー5の製造において、離型剤分散液1の添加量を9.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.1とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー5の製造と同様に操作してトナー6を得た。
【0077】
(トナー7(Cyan)の製造)
トナー5の製造において、離型剤分散液1の添加量を10.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.0に、それぞれ変更した以外はトナー5の製造と同様に操作してトナー7を得た。
【0078】
(トナー8(Black)の製造)
トナー5の製造において、離型剤分散液1の添加量を9.0質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.0に、それぞれ変更した以外はトナー5の製造と同様に操作してトトナー8を得た。
【0079】
(トナー9(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液3:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液2:85質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度61℃まで加熱した。その後、54℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液1を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら97℃まで加熱した。その後、pHを6.0まで低下して2時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー9を得た。
【0080】
(トナー10(Magenta)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液2の添加量を18質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の97℃到達時の系内pHを6.2に、それぞれ変更した以外はトナー9の製造と同様に操作してトナー10を得た。
【0081】
(トナー11(Cyan)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液2の添加量を17質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に、凝集停止後の97℃到達時の系内pHに、それぞれ変更した以外はトナー9の製造と同様に操作してトナー11を得た。
【0082】
(トナー12(Black)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液2の添加量を18質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを6.8に、それぞれ変更した以外はトナー9の製造と同様に操作してトナー12を得た。
【0083】
(トナー13(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液4:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液3:25質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度51℃まで加熱した。その後、51℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液4を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0 に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱した。その後、pHを4.3まで低下して5時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー13を得た。
【0084】
(トナー14(Magenta)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液3の添加量を6.5質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.4とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー13の製造と同様に操作してトナー14を得た。
【0085】
(トナー15(Cyan)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液3の添加量を6質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に変更し、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.5に、それぞれ変更した以外はトナー13の製造と同様に操作してトナー15を得た。
【0086】
(トナー16(Black)の製造)
トナー9の製造において、離型剤分散液3の添加量を7質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.2に、それぞれ変更した以外はトナー13の製造と同様に操作してトナー16を得た。
【0087】
(トナー17(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液1:200質量部
着色剤分散液6:28質量部
離型剤分散液1:70質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度53℃まで加熱した。その後、53℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液4を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱した。その後、pHを4.2まで低下して5時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー17を得た。
【0088】
(トナー18(Magenta)の製造)
トナー17の製造において、離型剤分散液1の添加量を15質量部に、着色剤分散液6 28質量部を着色剤分散液7 7.5質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.4とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー17の製造と同様に操作してトナー18を得た。
【0089】
(トナー19(Cyan)の製造)
トナー17の製造において、離型剤分散液1の添加量を11質量部に、着色剤分散液6 28質量部を着色剤分散液5 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.5に、それぞれ変更した以外はトナー17の製造と同様に操作してトナー19を得た。
【0090】
(トナー20(Black)の製造)
トナー17の製造において、離型剤分散液1の添加量を7質量部に、着色剤分散液6 28質量部を着色剤分散液8 5.0質量部に、凝集停止後の90℃到達時の系内pHを4.2に、それぞれ変更した以外はトナー17の製造と同様に操作してトナー20を得た。
【0091】
(トナー21(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液1:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液4:45質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度48℃まで加熱した。その後、48℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液1を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱した。その後、pHを4.2まで低下して5時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー21を得た。
【0092】
(トナー22(Magenta)の製造)
トナー21の製造において、離型剤分散液4の添加量を7質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の95℃到達時の系内pHを4.4とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー22を得た。
【0093】
(トナー23(Cyan)の製造)
トナー21の製造において、離型剤分散液4の添加量を8質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に変更し、凝集停止後の95℃到達時の系内pHを4.5に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー23を得た。
【0094】
(トナー24(Black)の製造)
トナー21の製造において、離型剤分散液4の添加量を8質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の95℃到達時の系内pHを4.3に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー24を得た。
【0095】
(トナー25(Yellow)の製造)
樹脂微粒子分散液5:200質量部
着色剤分散液2:28質量部
離型剤分散液5:15質量部
ポリ塩化アルミニウム:1.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKE 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら凝集温度43℃まで加熱した。その後、43℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液1を30質量部追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら85℃まで加熱した。その後、pHを3.7まで低下して5時間保持した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水による十分な洗浄を行った後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。さらに、40℃のイオン交換水3Lに再度分散し、15分300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してイエロートナー25を得た。
【0096】
(トナー26(Magenta)の製造)
トナー25の製造において、離型剤分散液5の添加量を4質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液3 7.5質量部に、凝集停止後の85℃到達時の系内pHを4.0とし、融合・合一時間を5時間に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー26を得た。
【0097】
(トナー27(Cyan)の製造)
トナー25の製造において、離型剤分散液5の添加量を4質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液1 5.0質量部に、凝集停止後の85℃到達時の系内pHを3.6に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー27を得た。
【0098】
(トナー28(Black)の製造)
トナー25の製造において、離型剤分散液5の添加量を5質量部に、着色剤分散液2 28質量部を着色剤分散液4 5.0質量部に、凝集停止後の85℃到達時の系内pHを3.8に、それぞれ変更した以外はトナー21の製造と同様に操作してトナー28を得た。
【0099】
得られたトナー1〜28のTg、吸熱ピーク、ピーク吸熱量、100℃での溶融粘度、トナー体積平均粒子径、体積粒度分布指数(GSDv)、個数粒度分布指数(GSDp)、平均円形度を測定した。その結果を表1に示す。
尚、Tg、吸熱ピーク、ピーク吸熱量は、示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC−50)を用い、昇温速度3℃/分の条件下で測定した。100℃での溶融粘度は、フローテスター(島津製作所製、ノズル1×1mm、荷重10kg)で、溶融粘度の温度依存を測定し、その内挿により求めた。トナーの体積平均粒子径D50、体積粒度分布指標及び個数粒度分布指標は、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。ここで体積粒度分布指標GSDvおよび、個数粒度分布指標GSDp(D84p/D16p)は、粒子径の累積分布の小径側から累積16%となる粒径(D16%)、累積84%となる粒径D84%、を用いて、それぞれ、(体積D84%/体積D16%)0.5、(個数D84%/個数D16%)0.5、で表される。平均円形度は、スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、50個以上のトナーの〔(4×投影面積/π)0.5/周囲長〕を計算し、平均値を求めて得た。
【0100】
【表1】
【0101】
(現像剤の調整)
得られたトナー1〜28それぞれに、トナー100質量部に対して、1.5質量部の疎水性シリカ(TS720)を、ヘンシェルミキサーで混合した。この外添トナーを、メタアクリレート(綜研化学社製)を1質量%被覆した平均粒径50μmのフェライトキャリアに対してトナー濃度が5質量%になるように秤量し、ボールミルで5分間攪拌・混合して現像剤1〜28を得た。
【0102】
(定着器1)
DPC 2200定着器を改造し、定着ニップ部の平均圧力が1.6kg/cm2になるように、エンドレスベルトの加熱ロールへの応圧加重を調整した。また、エンドレスベルト内部に配置した、加圧パッドは、2分割してあり、入り口側のパッドには、シリコーンゴムを用い、出口側のパッドには、アルミニウムを用い、その高さを調整することで、出口側の圧力を、入り口側の圧力に対して2.5倍に設定した。また、加熱ロールは、鉄製の0.5mmのコア上に、厚さ0.3mmのシリコーンゴム弾性層を設け、その上にPFAチューブ(厚さ20μm)を被覆したものを用い、行った。加圧ベルトは、100μmの厚さのポリイミド基材上に、PFAを粉体コートし焼成する事により、厚さ40μmの表面層を設けたエンドレスベルトを使用し、定着器1とした。
【0103】
(定着器2)
DPC 2200定着器を改造し、定着ニップ部の平均圧力が0.7kg/cm2になるように、エンドレスベルトの加熱ロールへの応圧加重を調整した。また、エンドレスベルト内部に配置した、加圧パッドは、シリコーンゴムを用い、出口側と入口側の圧力が等しくなるように設定した。加熱ロールは、鉄製の0.5mmのコア上に、PFAチューブ(厚さ20μm)を被覆したものを用い、行った。加圧ベルトは、100μmの厚さのポリイミドのエンドレスベルトを使用し、定着器2とした。
【0104】
(定着器3)
定着ニップ部の平均圧力が2.4kg/cm2になるように、エンドレスベルトの加熱ロールへの応圧加重を調整した以外は、定着器1と同様の設定にし、定着器3とした。
【0105】
(定着器4)
定着ニップ部の平均圧力が1.8kg/cm2になるように、エンドレスベルトの加熱ロールへの応圧加重を調整し、出口側の圧力を、入り口側の圧力に対して4倍に設定した以外は、定着器1と同様の設定にし、定着器4とした。
【0106】
(定着器5)
定着ニップ部の平均圧力が1.0kg/cm2になるように、エンドレスベルトの加熱ロールへの応圧加重を調整し、出口側の圧力を、入り口側の圧力に対して1.5倍に設定した以外は、定着器1と同様の設定にし、定着器5とした。
尚、出口側の圧力の、入り口側の圧力に対する倍率は、タクタイルセンサー(ニッタ製)を用い、定着ニップ部の圧力分布相対値を測定し、定着ニップの中心位置から入り口側ニップ開始位置までの平均値(Pin)と、定着ニップの中心位置から出口側ニップ終了位置までの平均値(Pout)を用い、Pout/Pinであらわされる。
【0107】
<実施例1>
得られた現像剤1〜4を用い、定着器1による、最低定着試験、ホットオフセット開始温度、定着装置の耐久性試験、定着ロールへの巻付き性試験、画出し試験を行った。又、得られた現像剤1〜4から、2次色(Red)、2次色(Green)、2次色(Blue)及び3次色(Black)についても同様に評価した。
尚、2次色(Red)は、画像密度100%のYellowトナー像の上に、画像密度100%のMagentaトナー像を重ねる事により、画像を作成した。2次色(Green)画像密度100%のYellowトナー像の上に、画像密度100%のCyanトナー像を重ねることにより、画像を作成した。2次色(Blue)は、画像密度100%のMagentaトナー像上に、画像密度100%のCyanトナー像を重ねることにより、画像を作成した。3次色(Black)は、画像密度100%のYellowトナー像の上に、画像密度100%のMagentaトナー像を重ね、さらに画像密度100%のCyanトナー像を重ねることり、画像を作成した。
【0108】
最低定着温度とホットオフセット開始温度は、110℃〜200℃の温度範囲で5℃おきに、温度調整し、富士ゼロックス製P紙に対する定着性試験により測定した。尚、最低定着温度は、得られた定着画像をP紙で摺擦し、摺擦したP紙側にトナーの転移が無い最低温度とした。ホットオフセット開始温度は、定着像の残像の発生を観察することにより行った。
定着装置の耐久性試験、定着ロールへの巻付き性試験、画出し試験は、定着器の加熱ロールの表面温度を、ロール軸方向の中心位置に温度センサーを配置しその情報から、フィードバックにより、145℃となるように制御し、富士ゼロックス製、DPC 2200改造機を用いて、P紙上に逐次作製した未定着画像を、連続で定着器から出力することにより実施した。その結果を表2に示す
【0109】
尚、前記画出し試験として、下記の基準で発色性、OHP透明性、画像欠陥、細線の再現性、両面プリント時の裏面の画質の試験を行なった。
(発色性)
◎:紙上に、所望の色が鮮やかに再現される。
○:紙上に、所望の色が再現される。
△:わずかに色に濁りがあり、紙上で所望の色が再現されにくい。
×:色に濁りがあり、紙上で所望の色が再現されない。
【0110】
(OHP透明性)
◎:OHP透過像が、所望の色で鮮やかに再現される。
○:OHP透過像が、所望の色で再現される。
×:OHP透過像に濁りがあり、所望の色が再現されない。
【0111】
(細線の再現性)
◎:解像度600dpiの1dotライン細線が、鮮明に再現する。
○:解像度600dpiの1dotライン細線が、再現する。
×:解像度600dpiの1dotライン細線が、かすれ再現しない。
【0112】
(両面プリント時の裏面の画質)
○:オフセットが発生せず、表面と裏面の画像の光沢差がほとんど無い。
△:表面と裏面の画像の光沢差が発生する。
×:オフセットが発生した。
【0113】
【表2】
【0114】
<実施例2>
現像剤1〜4を現像剤5〜8に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。
その結果を表3に示す。
【0115】
【表3】
【0116】
<実施例3>
現像剤1〜4を現像剤13〜16に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表4に示す。
【0117】
【表4】
【0118】
<実施例4>
現像剤1〜4を現像剤17〜20に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表5に示す。
【0119】
【表5】
【0120】
<実施例5>
現像剤1〜4を、現像剤21〜24に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表6に示す。
【0121】
【表6】
【0122】
<実施例6>
定着器1を定着器4に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表7に示す。
【0123】
【表7】
【0124】
<実施例7>
定着器1を定着器5に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表8に示す。
【0125】
【表8】
【0126】
<実施例8>
現像剤1〜4を現像剤5〜8に、定着器1を定着器5に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表9に示す。
【0127】
【表9】
【0128】
<比較例1>
現像剤1〜4を現像剤9〜12に、定着器1を定着器2に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表10に示す。
【0129】
【表10】
【0130】
<比較例2>
定着器1を定着器3に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表11に示す。
【0131】
【表11】
【0132】
<比較例3>
現像剤1〜4を現像剤25〜28に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表12に示す。
【0133】
【表12】
【0134】
<比較例4>
現像剤1〜4を現像剤9〜12に変更すること以外、実施例1と同様に評価した。その結果を表13に示す。
【0135】
【表13】
【0136】
表2〜表13より、前記定着ニップ部にかかる圧力の平均値が0.8kg/cm2〜2.0kg/cm2であり、トナーTgが45℃〜55℃、前記離型剤の吸熱ピーク温度が65℃〜90℃、及び前記離型剤の吸熱ピークの吸熱量が8J/g〜30J/gの各条件を満たすトナーを用いた本発明の画像形成方法は、最低定着試験、ホットオフセット開始温度、定着装置の耐久性試験、定着ロールへの巻付き性試験、画出し試験の全てが良好であることがわかる。
【0137】
【発明の効果】
本発明は、低温定着性、耐巻き付性及び定着器の信頼性に優れ、フルカラー画像の発色性、OHP画像の透明性、高精細な画像再現に優れ、耐ブロッキング性に優れ、現像器内のストレス等によるトナー性状の変化による画像欠陥が生じない画像形成方法を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method in which a formed image is heated and pressed on a recording material using a toner for electrostatic charge development used in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, or the like in a copying machine, a printer, a facsimile, or the like.
[0002]
[Prior art]
Methods for visualizing image information via an electrostatic image, such as electrophotography, are currently used in various fields. In electrophotography, an electrostatic image is formed on a photoreceptor by a charging and exposing process, an electrostatic latent image is developed with a developer containing a toner, and visualized through a transfer and fixing process. As the developer used here, a two-component developer including a toner and a carrier, and a one-component developer using a magnetic toner or a non-magnetic toner alone are known. For the production of such toners, usually, a kneading and pulverizing method is used in which a thermoplastic resin is melt-kneaded together with a releasing agent such as a pigment, a charge controlling agent, and wax, and after cooling, finely pulverized and classified. In these toners, inorganic or organic fine particles may be added to the surface of the toner particles, if necessary, for the purpose of improving fluidity and cleaning properties. Although these methods can produce excellent toners, they have the following problems.
[0003]
With the ordinary kneading and pulverizing method, the toner shape and the surface structure of the toner are indefinite, and they vary subtly depending on the pulverizability of the materials used and the conditions of the pulverizing process, making it difficult to actively control the toner shape and the surface structure It is. In addition, in the kneading and pulverizing method, there is a limitation on a selection range of materials. Specifically, the resin / colorant dispersion must be sufficiently brittle and finely pulverized by an economically feasible manufacturing apparatus. However, if the resin / colorant dispersion is made brittle, it may be subjected to mechanical shearing force or the like in a developing machine to generate fine powder or change the shape of the toner. As a result, in the case of the two-component developer, the fine powder adheres to the carrier surface to accelerate the deterioration of the chargeability of the developer, and in the case of the one-component developer, the particle size distribution is enlarged and toner scattering occurs, or the toner shape changes. Deterioration in image quality is likely to occur due to a decrease in developability.
[0004]
Also, the pressure heating method using a heat roller, which is the most commonly used fixing method at present, has extremely good thermal efficiency, can perform fixing quickly, and is very effective in high-speed electrophotographic copying machines. . When fixing a toner by this method, a method using a toner containing a release agent such as wax in the toner is used for the reliability of the fixing device and the simplification of the device. As described above, the toner in which a large amount of a release agent such as a wax is internally added often affects the exposure of the release agent to the toner surface depending on the combination with the thermoplastic resin. In particular, in the case of a combination of a resin whose elasticity is increased due to a high molecular weight component and is hardly pulverized and a brittle wax such as polyethylene, polyethylene is often exposed on the toner surface. Although this is advantageous for releasability at the time of fixing and cleaning of untransferred toner from the photoreceptor, the polyethylene on the surface layer is easily transferred by mechanical force and easily contaminates the developing roll, photoreceptor, and carrier. , Leading to lower reliability.
[0005]
Further, if the toner shape becomes irregular, even if a flow aid is added, sufficient fluidity cannot be ensured, and fine particles on the toner surface move to the toner concave portion due to mechanical shearing force during use. As a result, the fluidity is reduced with time, or the fluidity aid is buried in the toner, thereby deteriorating the developability, transferability and cleaning property. Further, when the toner collected by the cleaning is returned to the developing machine and used again, the image quality is further likely to deteriorate. If the flow aid is further increased to prevent these problems, problems such as generation of black spots on the photoreceptor and scattering of the aid particles will occur.
[0006]
In recent years, a method for producing a toner by an emulsion polymerization aggregation method has been proposed as a method for positively controlling the toner shape and surface structure. These generally prepare a resin fine particle dispersion by emulsion polymerization or the like, on the other hand, prepare a colorant dispersion liquid in which a colorant is dispersed in a solvent and mix both to form aggregated particles corresponding to the toner particle size, This is a method in which the toner is fused and united by heating to produce a toner. According to this emulsion polymerization aggregation method, the toner shape can be arbitrarily controlled from an irregular shape to a spherical shape by selecting a heating temperature condition. (See, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0007]
Further, after forming the aggregated particles of the resin, the colorant, and the release agent, by additionally adding a resin fine particle dispersion, a resin layer is formed on the particle surface, thereby further exposing the surface of the colorant and the release agent. A suppression method has also been proposed (for example, see Patent Document 3).
[0008]
However, even with the toners of these methods, in order to sufficiently obtain offset properties, wrap resistance, and low-temperature fixing properties at the time of oilless fixing, and to obtain high color developing properties and OHP transparency, it is necessary to use a heating roll of a fixing device. It is necessary to apply a high pressure between the pressure rolls to promote the release of the release agent at the time of fixing, and to enhance the releasability between the heating roll and the toner layer. As described above, when a high pressure is applied between the heating roll and the pressure roll, the stress applied to the roll surface increases, and the abrasion of the surface is promoted, so that there is a problem in the maintainability of the fixing device. Further, when a fluororesin having a high releasability is used for the surface layer in order to perform oilless fixing, the resin itself is relatively soft, so that abrasion becomes remarkable. In addition, when the heating roll has an elastic layer, elasticity is likely to progress due to stress caused by heat and high pressure, and the pressure of the fixing nip decreases over time, or the elastic layer is cracked, The reliability of the fixing device is impaired. In particular, when fixing a full-color toner, unlike the case of fixing a single-color toner, it is necessary to sufficiently mix a plurality of color toners to enhance the color developing property. In this case, in order to enhance the color developability at a low temperature, it is necessary to further increase the nip pressure at the time of fixing, and the reliability of the fixing device is further reduced (for example, see Patent Document 4).
[0009]
To solve the problem of the reliability of the fixing device, it is necessary to coat the roller surface with a thin film of an anti-offset agent and a liquid having good releasability such as silicone oil in order to prevent fatigue of the roller surface. However, since a device for supplying the liquid for preventing offset is required, there is a problem that the fixing device becomes complicated.
In recent years, there has been an increasing demand for higher image quality, and in particular, in color image formation, the toner tends to have a smaller diameter in order to realize a high-definition image. However, in the case of a simple size reduction with the conventional particle size distribution, problems such as carrier and photoconductor contamination and toner scattering become remarkable due to the presence of the fine powder side toner, thereby realizing high image quality and high reliability at the same time. It was difficult. In order to solve this, it is important to sharpen the particle size distribution and reduce the particle size.
[0010]
Further, in a digital full-color copying machine or printer, a color image original is subjected to color separation by B (blue), R (red), and G (green) filters, and then a latent image having a dot diameter of 20 to 70 μm corresponding to the original original. The image is developed using the subtractive color mixing action using each of the Y (yellow), M (magenta), C (cyan) and Bk (black) developers. Compared to a conventional black-and-white copying machine, a digital full-color copying machine or the like needs to transfer a large amount of developer and needs to correspond to a small dot diameter. For this reason, in order to obtain high-definition image reproducibility, it is necessary to suppress image disturbance in the electrophotographic process, particularly when the toner layer thickness becomes large during color superposition. For this reason, uniform chargeability, persistence, toner strength, sharpness of particle size distribution, small particle size, and spherical toner shape become more and more important. Further, in order to respond to speeding up and energy saving performance of these machines, further low-temperature fixing property is required. In particular, when a document reading device such as a digital full-color copying machine is provided, the power consumption of the multi-color reading device is relatively large, so that it is necessary to further reduce the power of the fixing device, and it is desired to improve the low-temperature fixing performance. . In consideration of these points, the toner produced by the agglomeration / fusion coalescence method, which has a sharp particle size distribution and is suitable for producing small particle diameters, has excellent characteristics.
[0011]
As described above, in the electrophotographic process, it is necessary to suppress the exposure of the release agent to the toner surface in order to stably maintain the characteristics even under various mechanical stresses. Furthermore, in order to obtain the reliability of the fixing device and the low-temperature fixing property, the toner has sufficient fixing property even under low temperature and low pressure, and in order to maintain the winding resistance and the hot offset resistance, the toner melting property and the like. It is necessary to control the exudation of the release agent. Further, to achieve full-color high image quality, it is necessary to sharpen the particle size distribution of the toner, reduce the particle size, and make the toner spherical.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-63-282752
[Patent Document 2]
JP-A-6-250439
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3141783
[Patent Document 4]
JP-A-4-35657
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems. That is, it has excellent low-temperature fixability, wrap resistance and reliability of the fixing device, excellent color development of a full-color image, transparency of an OHP image, high-definition image reproduction, excellent blocking resistance, and stress in a developing device. It is an object of the present invention to provide an image forming method which does not cause an image defect due to a change in toner properties due to the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has solved the above problems by the following present invention. That is, the present invention
<1> A heat fixing roll having a surface layer made of a fluororesin and having a rubber elastic layer between the surface layer and the core, and a fixing nip for fixing the toner on the image carrier by pressing the heat fixing roll against the heat fixing roll. A pressure member to be formed, and an image forming method for forming an image using at least a binder resin, a toner containing a colorant and a release agent, the image forming method including: The average value of the pressure is 0.8 kg / cm 2 ~ 2.0kg / cm 2 Further, the toner has a toner Tg of 45 ° C. to 55 ° C., an endothermic peak temperature of the release agent of 65 ° C. to 90 ° C., and an endothermic amount of an endothermic peak of the release agent of 8 J / g to 30 J. / G which is a toner satisfying each condition.
[0015]
<2> The image forming method according to <1>, wherein the toner has a flow tester viscosity at 100 ° C of 10000 Pa · s to 30000 Pa · s.
<3> The image forming method according to <1> or <2>, wherein the release agent is a paraffin-based wax.
[0016]
<4> The toner according to any one of <1> to <3>, wherein the toner satisfies the conditions of a volume average particle diameter of 4 to 9 μm and an average circularity of 0.978 or more. It is an image forming method described in the above.
<5> The toner according to any one of <1> to <4, wherein the toner satisfies a condition that a volume particle size distribution index (GSDv) is 1.25 or less and a number particle size distribution index (GSDp) is 1.3 or less. > The image forming method according to any one of the above.
[0017]
<6> At least, a dispersion of fine particles of the binder resin, a dispersion of the colorant of the colorant, and a dispersion of the release agent are mixed, and a dispersion of aggregated particles of the resin fine particles and the colorant is mixed. The toner according to any one of <1> to <5>, wherein the toner is produced by a production method having a step of fusing and coalescing, after forming, heating this to a temperature not lower than the endothermic peak temperature of the release agent. An image forming method according to any one of the above.
<7> The image forming method according to any one of <1> to <6>, wherein the surface layer of the heat fixing roll is a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.
[0018]
<8> The method according to any one of <1> to <7>, wherein the pressing member has a surface layer of a tetrafluoroethylene perfluoroalkylvinyl ether copolymer, and the base member is an endless belt made of a polyimide resin. An image forming method according to any one of the above.
<9> The image forming method according to any one of <1> to <8>, wherein in the pressure distribution of the fixing nip, the pressure on the outlet side is higher than the pressure on the inlet side.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming method of the present invention will be described.
In the image forming method of the present invention, the surface layer is made of a fluororesin, and a heat-fixing roll having a silicone rubber elastic layer between the surface layer and the core; An image forming method for forming an image using a toner containing at least a binder resin, a colorant, and a release agent, using an image fixing device having a pressure member that forms a fixing nip for fixing the toner to the toner. The average value of the pressure applied to the fixing nip is 0.8 kg / cm. 2 ~ 2.0kg / cm 2 Wherein the toner satisfies each condition of Tg of 45 ° C. to 55 ° C., endothermic peak temperature of 65 ° C. to 90 ° C., and endothermic peak endothermic amount of 8 J / g to 30 J / g. And
[0020]
The heat fixing roll according to the present invention has a surface layer made of a fluororesin, and has a rubber elastic layer between the surface layer and the core. When fixing the toner on the image carrier, it is necessary to suppress the adhesion of the toner to the heat fixing roll. However, since the surface energy of the fluororesin is low, by using the fluororesin for the surface layer, the hot offset resistance is reduced. Is improved. Among the fluororesins, tetrafluoroethylene copolymers and tetrafluoroethylene perfluoroalkylvinyl ether copolymers are preferred because of their particularly low surface energy. Further, a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer is more preferable because it has excellent durability when used continuously in a high temperature range and also has excellent workability. Particularly, a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer in which a polymerization end is fluorinated is preferable.
[0021]
Further, the thickness of the surface layer is preferably 10 μm or more from the viewpoint of abrasion resistance and the strength of the surface layer, and the adhesion to the toner image at the time of fixing becomes better, so that heat transfer can be performed more efficiently. It is more preferable that the thickness be 50 μm or less from the viewpoint of the capability.
[0022]
By providing a rubber elastic layer on the heat fixing roll, the adhesiveness when the heat roll is pressed against the toner is improved, and heat can be uniformly supplied to the toner. In the present invention, the rubber elastic layer is preferably a silicone rubber elastic layer using silicone rubber from the viewpoint of heat resistance. The rubber hardness (JIS-A) used for the rubber elastic layer is preferably 15 to 45 degrees from the viewpoint of sufficient deformation under low pressure and durability due to pressure stress. From the viewpoint of thermal conductivity, a material in which a heat conductive material such as alumina is dispersed in a rubber elastic layer such as a silicone rubber elastic layer is preferable. The rubber elastic layer preferably has a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm from the viewpoint of efficient heat transfer and adhesion to the toner layer.
[0023]
As the material of the core in the heat fixing roll, a material such as an aluminum alloy, an iron alloy, and a copper alloy can be used in view of strength, heat capacity, and thermal conductivity. From the viewpoint of the warm-up time and strength of the fixing device, it is preferable to use a high-tensile steel pipe having a wall thickness of 0.1 mm to 0.5 mm as the core material.
[0024]
The pressure member can use a pressure roll, a pressure belt, a pressure pad, and the like.However, a method in which an endless belt is used as a pressure belt and a nip is formed by a pad from the inside of the pressure belt, Even if the heat fixing roll has a small diameter, a wide nip width can be obtained in combination with the heat fixing roll, which is preferable in that the fixing device can be reduced in size and weight. It is also preferable to use an endless belt as a pressure belt in that the pressure distribution can be freely controlled by designing the pad.
[0025]
As a material of the endless belt, a polyimide-based material is preferable in terms of heat resistance and mechanical strength. Further, a pressing member having a surface layer of a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and having a substrate made of a polyimide resin is preferable. With the above configuration, the effect of suppressing the back surface offset at the time of double-sided fixing becomes remarkable.
[0026]
In the present invention, the pressure applied to the fixing nip is 0.8 kg / cm. 2 ~ 2kg / cm 2 And preferably 1.0 to 1.8 kg / cm 2 It is. The pressure applied to the fixing nip is 0.8 kg / cm 2 When the value is less than the above range, the melting of the toner in the fixing nip portion becomes insufficient, so that the color developability is deteriorated and the image becomes uneven. On the other hand, the pressure applied to the fixing nip is 2 kg / cm. 2 When the value exceeds the above, the wear of the surface layer is rapidly promoted or the rubber elastic layer is deteriorated due to the stress of the heating roll surface layer and the rubber elastic layer received at the fixing nip portion and the stress of the pressing member surface.
[0027]
Further, the pressure distribution of the fixing nip portion is set such that the pressure on the exit side is set higher than the pressure on the entrance side with respect to the nip center, so that the angle between the paper discharge direction and the rotation direction of the heating roll can be widened. It is preferable from the viewpoint of winding resistance. More preferably, the pressure on the outlet side is preferably at least twice the pressure on the inlet side. Further, since local stress on the elastic layer increases, the pressure on the outlet side is more preferably 5 times or less the pressure on the inlet side.
[0028]
The toner according to the present invention has a toner Tg (glass transition temperature) of 45C to 55C. When the toner Tg is lower than 45 ° C., the low-temperature fixability is good, but the blocking resistance is deteriorated. On the other hand, when the toner Tg is higher than 55 ° C., the minimum fixing temperature becomes higher. From the relationship between the blocking resistance and the minimum fixing temperature, the preferred toner Tg is 48 ° C. to 53 ° C.
[0029]
In the toner according to the present invention, the endothermic peak temperature of the release agent internally added to the toner is 65 ° C to 90 ° C. When the endothermic peak temperature is less than 65 ° C., the dispersion domain of the release agent inside the toner becomes large, and the OHP transparency and the blocking resistance deteriorate. On the other hand, if the endothermic peak temperature exceeds 90 ° C., the winding resistance deteriorates on the low temperature side of the effective swing width of the control temperature of the heating roll generated during long-term running. This tendency is not remarkable at first, but becomes remarkable when the surface layer of the heating roll receives stress due to long-term running. The preferred endothermic peak temperature is in the range of 70C to 80C.
[0030]
The endothermic amount of the endothermic peak of the release agent is 8 J / g to 30 J / g. When the heat absorption is less than 8 J / g, the effect of the release agent cannot be sufficiently exhibited at the time of fixing, and the winding resistance and the hot offset resistance deteriorate. On the other hand, if the heat absorption exceeds 30 J / g, the ratio of the release agent domain in the toner becomes too large, which impairs OHP permeability and color development. The preferable range of the endothermic amount is 13 J / g to 23 J / g.
[0031]
The viscosity of the flow tester at 100 ° C. of the toner according to the present invention is preferably 10,000 Pa · s to 30,000 Pa · s. When the viscosity of the flow tester is lower than 10,000 Pa · s, the self-aggregation property of the toner itself in a high temperature range is reduced, so that the hot offset resistance may be deteriorated. On the other hand, when the flow tester viscosity is higher than 30,000 Pa · s, the release resistance of the release agent is not sufficient on the low temperature side of the effective swing width of the control temperature of the heating roll generated during long-term running, so that the winding resistance is low. May worsen. This tendency does not appear initially, but may appear when the surface layer of the heating roll is stressed by long-term running.
[0032]
The toner according to the present invention contains at least a binder resin, a colorant, and a release agent. Hereinafter, the toner according to the present invention will be described.
The toner according to the present invention preferably satisfies the conditions that the volume average particle diameter is 4 to 9 μm and the average circularity is 0.978 or more.
When the volume average particle size is 4 μm or more, generation of a free release agent is suppressed, and the fluidity and blocking resistance of the toner are further improved. When the volume average particle size is 9 μm or less, higher definition image reproduction can be obtained. In particular, in order to faithfully reproduce a high-resolution latent image for writing by using a laser or an LED, a volume average particle diameter of 1/4 or less of the major axis of the photosensitive image writing spot is preferable.
Further, when the average circularity is 0.978 or more, the effect of suppressing image disturbance occurring at the time of development or transfer becomes more remarkable. The average circularity is preferably 0.980 or more, more preferably 0.980.
[0033]
Further, the toner according to the present invention preferably satisfies the conditions that the volume particle size distribution index (GSDv) is 1.25 or less and the number particle size distribution index (GSDp) is 1.3 or less.
The volume particle size distribution index of the toner is more preferably 1.23 or less. When the volume particle size distribution index is 1.25 or less, the effect of obtaining smooth image reproduction and fine line reproducibility is remarkable.
On the other hand, the number particle size distribution index of the toner according to the present invention is more preferably 1.28 or less. When the number particle size distribution index is 1.30 or less, the effect of suppressing carrier contamination during development and sleeve contamination of the developing device becomes remarkable.
[0034]
Examples of the binder resin include a thermoplastic binder resin, and specifically, homopolymers or copolymers of styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene (styrene-based resins). Methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, methacryl Homopolymers or copolymers of vinyl group-containing esters such as 2-ethylhexyl acid (vinyl resin); Homopolymers or copolymers of vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile (vinyl resin); Vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether Homopolymer or copolymer (vinyl resin); Homopolymer or copolymer of vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone (vinyl resin); ethylene, propylene, butadiene, isoprene Homopolymers or copolymers of olefins (olefin resins) such as epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, non-vinyl condensation resins such as polyether resins, and non-vinyl condensation thereof And a graft polymer of a vinyl resin and a vinyl monomer. These resins may be used alone or in combination of two or more.
Among these resins, styrene-based resins, vinyl-based resins, polyester resins, and olefin-based resins are preferable, and copolymers of styrene and n-butyl acrylate, n-butyl acrylate, and bisphenol A / fumaric acid copolymer A copolymer of styrene and olefin is particularly preferred from the viewpoint of the stability of the dispersion.
[0035]
When a vinyl monomer is used as the binder resin component, a resin particle dispersion can be prepared by performing emulsion polymerization using an ionic surfactant or the like, and using other resins. If the solvent is oily and soluble in a solvent with relatively low solubility in water, dissolve the resin into those solvents and mix it with water using a homogenizer or other dispersing machine together with an ionic surfactant or polymer electrolyte. The resin dispersion can be prepared by dispersing the solvent into fine particles and then evaporating the solvent by heating or reducing the pressure. The particle size of the obtained resin fine particle dispersion is measured by, for example, a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.).
[0036]
As the release agent, a low-molecular-weight polyolefin such as low-molecular-weight polyethylene, low-molecular-weight polypropylene, and low-molecular-weight polybutene as long as the endothermic peak temperature when added to the toner is in the range of 65 ° C to 90 ° C; Silicones having a melting point depending on the type; fatty acid amides such as oleamide, erucamide, ricinoleamide, and stearamide; carnauba wax, rice wax, candelilla wax, wood wax, jojoba oil, etc. Vegetable wax; animal wax such as beeswax; minerals such as montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, petroleum wax; and modified products thereof. use Kill. Among these waxes, paraffin-based wax has an appropriate viscosity in a toner fixing temperature region, so that it excels in exuding property, and has a toner winding property in a low temperature range and a hot offset resistance in a high temperature range. preferable.
[0037]
The colorant is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP permeability, and dispersibility in a toner. For example, examples of the black pigment include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, nonmagnetic ferrite, and magnetite. Examples of the yellow pigment include yellow lead, zinc yellow, yellow iron oxide, cadmium yellow, chrome yellow, Hanza yellow, Hanza yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, sllen yellow, quinoline yellow, and permanent yellow NCG.
[0038]
Examples of the orange pigment include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, benzidine orange G, induslen brilliant orange RK, induslen brilliant orange GK and the like.
Red pigments include red, red, cadmium red, lead red, mercury sulfide, watch young red, permanent red 4R, lithol red, brilliantamine 3B, brilliantamine 6B, Dupont oil red, pyrazolone red, rhodamine B lake, lake red C, Rose Bengal, Eoxin Red, Alizarin Lake and the like. Blue pigments include navy blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, fast sky blue, induslen blue BC, aniline blue, ultramarine blue, calco oil blue, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, malachite green oxa. Rates and the like.
[0039]
Examples of the purple pigment include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake. Examples of the green pigment include chromium oxide, chrome green, pigment green, malachite green lake, final yellow green G, and the like.
Examples of the white pigment include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide. Examples of the extender include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. Examples of the dye include various dyes such as basic, acidic, dispersion, and direct dyes, for example, nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, ultramarine blue, and the like.
[0040]
These colorants can be used alone or as a mixture, or even in the form of a solid solution. These colorants are dispersed in a dispersion in a known manner together with an ionic surfactant, a polymer acid or a polymer electrolyte such as a polymer base in water, for example, a rotary shearing homogenizer or a ball mill. , A sand mill, an attritor and the like, and a high pressure opposed collision type disperser are preferably used. The particle size of the obtained colorant particle dispersion is measured by, for example, a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.).
[0041]
The content of the colorant is preferably in the range of 1 to 20 parts by mass in terms of solid content based on 100 parts by mass of the binder resin. When a magnetic material is used as the black colorant, it is preferable that the magnetic material be contained in the range of 30 to 100 parts by mass, unlike other colorants.
Further, when the toner is used as a magnetic toner, a magnetic powder may be contained. As the magnetic powder, a substance magnetized in a magnetic field is used, and a ferromagnetic powder such as iron, cobalt, and nickel, or a compound such as ferrite and magnetite is used. In the present invention, since the toner is manufactured in the aqueous phase, it is necessary to pay attention to the transferability of the magnetic substance to the aqueous phase, and the surface of the magnetic substance is subjected to a hydrophobic treatment to modify the surface. Is preferred.
[0042]
In the toner according to the present invention, a charge control agent can be used in order to further improve and stabilize the chargeability. As the charge control agent, a commonly used charge control agent such as a quaternary ammonium salt compound, a nigrosine compound, a dye composed of a complex of aluminum, iron, chromium or the like, or a triphenylmethane pigment can be used. From the viewpoint of controlling the ionic strength that affects the stability at the time of mixing and reducing the pollution of wastewater, a material that is difficult to dissolve in water is preferable.
[0043]
Further, the toner according to the present invention may contain inorganic fine particles in a wet manner in order to stabilize the charging property. Examples of the inorganic fine particles to be added include silica, alumina, titania, calcium carbonate, magnesium carbonate, and tricalcium phosphate, which are usually added externally to the toner surface, and are used with an ionic surfactant, a polymer acid, It can be used by being dispersed in a molecular base.
[0044]
Further, for the purpose of imparting fluidity to the toner and improving the cleaning property, after drying the toner in the same manner as a normal toner, inorganic particles such as silica, alumina, titania, calcium carbonate, fine particles of a vinyl resin, polyester, silicone Resin fine particles such as the above can be used by adding to the toner surface by shearing in a dry state.
[0045]
As a method for producing the toner according to the present invention, an emulsion polymerization aggregation method is preferable. The method for producing a toner by the emulsion polymerization coagulation method, at least, a fine particle dispersion comprising fine particles of the binder resin, a colorant dispersion comprising the colorant, a mixture of a release agent dispersion, the resin This is a production method comprising a step of forming an aggregated particle dispersion of fine particles and a colorant, heating the same to a temperature equal to or higher than the endothermic peak temperature of the release agent, and fusing and coalescing.
[0046]
In the emulsion polymerization coagulation method, the resin average dispersion diameter of the resin fine particle dispersion liquid including the binder resin fine particles is preferably 1 μm or less, since the internal dispersibility of the colorant and the release agent can be further improved. 5 μm or less is more preferable. The average dispersion diameter of the colorant in the colorant dispersion is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, from the viewpoint of further improving the color developability and OHP permeability. Further, from the viewpoint of the efficiency of producing the aggregated particles, the thickness is more preferably 0.05 μm or more. The average dispersion diameter of the release agent of the release agent dispersion is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, from the viewpoints of color development and OHP permeability. Further, from the viewpoint of the efficiency of producing the aggregated particles, the thickness is more preferably 0.05 μm or more.
From the above points, the method for producing the toner according to the present invention includes at least a fine particle dispersion comprising fine particles of the binder resin having an average dispersion diameter of 1 μm or less, and a colorant having an average dispersion diameter of 0.5 μm or less. Is mixed with a release agent dispersion having an average dispersion diameter of 0.5 μm or less to form an aggregated particle dispersion of fine resin particles and a colorant, which is then absorbed by the release agent. It is more preferable that the production method has a step of heating to a temperature equal to or higher than the peak temperature and fusing / unifying.
[0047]
Further, in the emulsion polymerization and aggregation method, the resin fine particle dispersion, the colorant dispersion and the release agent dispersion are mixed, and after forming aggregated particles, the resin fine particle dispersion is additionally added, so that toner is added. The particle surface can be coated with resin fine particles. This method is preferable because the concentration of the colorant and the concentration of the release agent on the surface can be suppressed lower. After the aggregated particles are formed, the particles are sufficiently fused, and the release agent easily leaks out into the particles.To obtain an appropriate release agent domain structure, the release agent endothermic peak temperature of the toner must be higher than the temperature. It is preferred to heat and fuse. More preferably, the fusion is performed at a temperature higher by at least 10 ° C. than the endothermic peak temperature of the release agent.
[0048]
The dispersion of the release agent (eg, waxes) is dispersed in water together with an ionic surfactant, a polymer electrolyte such as a polymer acid or a polymer base by a known method, and a homogenizer or a pressure discharge type disperser is used. The particles can be finely divided by applying strong shearing while heating to a temperature higher than the melting point, and a dispersion of fine particles of 1 μm or less can be prepared. The average dispersion diameter of the obtained release agent particle dispersion is measured by, for example, a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.).
[0049]
In the method for producing a toner according to the present invention, examples of surfactants used for emulsion polymerization, colorant dispersion, resin fine particle dispersion, release agent dispersion, aggregation, or stabilization thereof include, for example, a sulfate ester salt and a sulfonate. Surfactants, phosphate ester-based, soap-based anionic surfactants, cationic surfactants such as amine salt type and quaternary ammonium salt type, polyethylene glycol-based, alkylphenol ethylene oxide adduct-based, polyhydric alcohol-based It is also effective to use a nonionic surfactant such as the above in combination. As a dispersing means, a rotary shearing homogenizer, a ball mill having a media, a sand mill, a dyno mill, or the like can be used.
[0050]
When using a composite comprising a resin and a colorant, a method of dissolving and dispersing the resin and the colorant in a solvent, dispersing the resin and the appropriate dispersant in water, and removing the solvent by heating and reducing the pressure. Alternatively, it can be prepared and prepared by a method of applying a mechanical shear force to the surface of resin fine particles prepared by emulsion polymerization, or a method of electrically adsorbing and fixing. These methods are effective for suppressing the release of the colorant as additional particles and improving the colorant dependence of the chargeability.
[0051]
After completion of the polymerization, a desired toner is obtained through an optional washing step, solid-liquid separation step, and drying step. In the washing step, it is preferable to perform sufficient replacement washing with ion-exchanged water from the viewpoint of chargeability. The solid-liquid separation step is not particularly limited, but suction filtration, pressure filtration and the like are preferred from the viewpoint of productivity. The drying step is not particularly limited, but freeze drying, flash jet drying, fluidized drying, vibration type fluidized drying and the like are preferably used from the viewpoint of productivity.
[0052]
As described above, according to the image forming method of the present invention, the average value of the pressure applied to the fixing nip is 0.8 kg / cm. 2 ~ 2.0kg / cm 2 The toner Tg satisfies the conditions of 45 ° C. to 55 ° C., the endothermic peak temperature of the release agent of 65 ° C. to 90 ° C., and the endothermic amount of the endothermic peak of the release agent of 8 J / g to 30 J / g. By using the toner, it is possible to achieve both the reliability of the image fixing device and a high-quality image.
[0053]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
(Preparation of resin fine particle dispersion 1)
Styrene: 300 parts by mass
n-butyl acrylate: 100 parts by mass
Acrylic acid: 6 parts by mass
Dodecanethiol: 20 parts by mass
Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, while 6 g of nonionic surfactant Nonipol 400 (manufactured by Kao Corporation) and 10 g of anionic surfactant Neogen SC (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were dissolved in 500 g of ion-exchanged water. Was placed in a flask, and the above mixed solution was added to disperse and emulsify. 4 g of ammonium persulfate was dissolved while slowly stirring and mixing for 10 minutes. Further, 50 g of an ion exchange aqueous solution was added. Next, after sufficiently replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. in an oil bath while stirring, and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. Thus, an anionic resin particle dispersion liquid 1 having a center particle diameter of the resin particles of 210 nm, a glass transition point of 53 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 32,000 was obtained.
The central particle diameter of the resin particles was measured with a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.). The glass transition temperature was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC-50) at a heating rate of 3 ° C./min. The weight average molecular weight was measured by gel permission chromatography.
The same measurement was performed for the following resin dispersions.
[0054]
(Preparation of resin fine particle dispersion liquid 2)
Styrene: 330 parts by mass
n-butyl acrylate: 70 parts by mass
Acrylic acid: 6 parts by mass
Dodecanethiol: 20 parts by mass
Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, while 6 g of nonionic surfactant Nonipol 400 (manufactured by Kao Corporation) and 10 g of anionic surfactant Neogen SC (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were dissolved in 500 g of ion-exchanged water. Was placed in a flask, and the above-mentioned mixed solution was added to disperse and emulsify. While slowly stirring and mixing for 10 minutes, 50 g of an ion exchange aqueous solution in which 4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. in an oil bath while stirring, and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. Thus, an anionic resin particle dispersion liquid 2 having a resin particle center particle diameter of 240 nm, a glass transition point of 50 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 38500 was obtained.
[0055]
(Preparation of resin fine particle dispersion 3)
Styrene: 370 parts by mass
n-butyl acrylate: 30 parts by mass
Acrylic acid: 8 parts by mass
Dodecanethiol: 30 parts by mass
Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, while 6 g of nonionic surfactant Nonipol 400 (manufactured by Kao Corporation) and 10 g of anionic surfactant Neogen SC (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were dissolved in 500 g of ion-exchanged water. Was placed in a flask, and the above-mentioned mixed solution was added to disperse and emulsify. While slowly stirring and mixing for 10 minutes, 50 g of an ion exchange aqueous solution in which 4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. in an oil bath while stirring, and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. Thus, an anionic resin particle dispersion liquid 3 having a resin particle center diameter of 180 nm, a glass transition point of 60 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 19000 was obtained.
[0056]
(Preparation of resin fine particle dispersion 4)
Styrene: 340 parts by mass
n-butyl acrylate: 60 parts by mass
Acrylic acid: 8 parts by mass
Dodecanethiol: 25 parts by mass
Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, while 4 g of nonionic surfactant Nonipol 400 (manufactured by Kao Corporation) and 8 g of anionic surfactant Neogen SC (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were dissolved in 500 g of ion-exchanged water. Was placed in a flask, and the above-mentioned mixed solution was added to disperse and emulsify. While slowly stirring and mixing for 10 minutes, 50 g of an ion exchange aqueous solution in which 4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. in an oil bath while stirring, and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. Thus, an anionic resin particle dispersion liquid 4 having a resin particle center diameter of 430 nm, a glass transition point of 55.2 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 22,000 was obtained.
[0057]
(Preparation of resin fine particle dispersion liquid 5)
Styrene: 300 parts by mass
n-butyl acrylate: 100 parts by mass
Acrylic acid: 8 parts by mass
Dodecanethiol: 30 parts by mass
Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, while 4 g of nonionic surfactant Nonipol 400 (manufactured by Kao Corporation) and 8 g of anionic surfactant Neogen SC (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) were dissolved in 500 g of ion-exchanged water. Was placed in a flask, and the above-mentioned mixed solution was added to disperse and emulsify. While slowly stirring and mixing for 10 minutes, 50 g of an ion exchange aqueous solution in which 4 g of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. in an oil bath while stirring, and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. Thus, an anionic resin particle dispersion liquid 5 having a center particle diameter of the resin particles of 250 nm, a glass transition point of 45 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 19,500 was obtained.
[0058]
(Preparation of Colorant Dispersion 1 (Cyan))
Cyan pigment (copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.): 50 parts by mass
Nonionic surfactant (Niopol 400, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, and dispersed with a homogenizer (Ultra Turrax, manufactured by IKA) for 10 minutes to obtain Colorant Dispersion Liquid 1 having a center particle size of 168 nm.
The central particle size of the colorant particles was measured by a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.). The same measurement was performed for the following colorant dispersions.
[0059]
(Preparation of Colorant Dispersion 2 (Yellow))
A colorant except that the same amount of a yellow pigment (CI Pigment Yellow 180, Clariant Japan Co., Ltd.) was used instead of the cyan pigment (Dainichi Seika Co., Ltd., copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3). In the same manner as in the preparation of the dispersion 1, a colorant dispersion 2 containing a colorant particle having a center particle diameter of 177 nm was obtained.
[0060]
(Preparation of Colorant Dispersion 3 (Magenta))
Instead of using a cyan pigment (manufactured by Dainichi Seika, copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3), an equal amount of a magenta pigment (manufactured by Dainichi Ink Chemical Company, CI Pigment Red 122) was used. In the same manner as in the preparation of the colorant dispersion 1, a colorant dispersion 3 containing colorant particles having a center diameter of 186 nm was obtained.
[0061]
(Preparation of Colorant Dispersion 4 (Black))
Preparation of Colorant Dispersion Liquid 1 except that the same amount of a black pigment (manufactured by Cabot Corporation, carbon black) was used in place of the cyan pigment (manufactured by Dainichi Seika, copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3). Similarly, a colorant dispersion liquid 4 containing colorant particles having a center diameter of 159 nm was obtained.
[0062]
(Preparation of Colorant Dispersion 5 (Cyan))
Cyan pigment (copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.): 50 parts by mass
Nonionic surfactant (Niopol 400, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
The above components were mixed and dissolved, and dispersed with a homogenizer (Ultra Turrax, manufactured by IKA) for 5 minutes to obtain a colorant dispersion liquid 5 having a central particle diameter of 420 nm.
[0063]
(Preparation of Colorant Dispersion 6 (Yellow))
A colorant except that the same amount of a yellow pigment (CI Pigment Yellow 180, Clariant Japan Co., Ltd.) was used instead of the cyan pigment (Dainichi Seika Co., Ltd., copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3). A colorant dispersion 6 containing colorant particles having a center diameter of 320 nm was obtained in the same manner as in the preparation of the dispersion 5.
[0064]
(Preparation of Colorant Dispersion 7 (Magenta))
Instead of using a cyan pigment (manufactured by Dainichi Seika, copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3), an equal amount of a magenta pigment (manufactured by Dainichi Ink Chemical Company, CI Pigment Red 122) was used. In the same manner as in the preparation of the colorant dispersion 5, a colorant dispersion 7 containing colorant particles having a center diameter of 350 nm was obtained.
[0065]
(Preparation of Colorant Dispersion 8 (Black))
Preparation of Colorant Dispersion Liquid 5 except that the same amount of a black pigment (Cabot, carbon black) was used in place of the cyan pigment (Dainichi Seika Co., copper phthalocyanine CI Pigment Blue 15: 3). Similarly, a colorant dispersion 8 containing colorant particles having a center diameter of 380 nm was obtained.
[0066]
(Preparation of release agent dispersion liquid 1)
Paraffin wax (manufactured by Nippon Seiro, HNP09, melting point 77 ° C): 50 parts by mass
Cationic surfactant (Sanisol B50, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
After heating the above components to 95 ° C. and sufficiently dispersing with an Ultra Turrax T50 manufactured by IKA, the dispersion was subjected to a dispersion treatment using a pressure discharge type homogenizer, and a release agent dispersion containing release agent particles having a center diameter of 160 nm was dispersed. Liquid 1 was obtained.
The center particle size of the release agent particles was measured by a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.). The same measurement was performed for the following release agent dispersions.
[0067]
(Preparation of release agent dispersion liquid 2)
Polyethylene wax (Toyo Petrolite, polywax 1000, melting point 113 ° C): 50 parts by mass
Cationic surfactant (Sanisol B50, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
After the above components were heated and stirred at 120 ° C. in a pressurized container, they were subjected to dispersion treatment with a pressure discharge type homogenizer to obtain a release agent dispersion liquid 2 containing release agent particles having a center diameter of 20 nm.
[0068]
(Preparation of release agent dispersion 3)
Paraffin wax (HNP11, melting point 66 ° C, manufactured by Nippon Seiro): 50 parts by mass
Cationic surfactant (Sanisol B50, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
After heating the above components to 95 ° C. and sufficiently dispersing with an Ultra Turrax T50 manufactured by IKA, the dispersion was subjected to a dispersion treatment using a pressure discharge homogenizer, and a release agent containing release agent particles having a center diameter of 180 nm. Dispersion 3 was obtained.
[0069]
(Preparation of release agent dispersion liquid 4)
Paraffin wax (manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd., HNP0190, melting point: 88 ° C.): 50 parts by mass
Cationic surfactant (Sanisol B50, manufactured by Kao Corporation): 5 parts by mass
Ion exchange water: 200 parts by mass
After heating the above components to 98 ° C. and sufficiently dispersing them in Ultra Turrax T50 manufactured by IKA, the components were subjected to dispersion treatment with a pressure discharge type homogenizer, and release agents containing release agent particles having a center diameter of 350 nm were used. Dispersion 4 was obtained.
[0070]
(Preparation of release agent dispersion liquid 5)
Paraffin wax (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., HNP05, melting point 64 ° C.): 50 parts by mass
5 parts by mass of a cationic surfactant (Sanisol B50, manufactured by Kao Corporation)
200 parts by mass of ion-exchanged water
The above-mentioned components were heated to 85 ° C. and sufficiently dispersed in Ultra Turrax T50 manufactured by IKA Co., Ltd., and then subjected to dispersion treatment using a pressure discharge type homogenizer to obtain a center diameter of 150 nm.
The release agent dispersion liquid 5 containing the release agent particles of the above was obtained.
[0071]
(Production of Toner 1 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 1: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion 1: 37 parts by mass (in terms of solid content)
Polyaluminum chloride: 1.23 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the mixture was heated to a coagulation temperature of 50 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Thereafter, the mixture was kept at 50 ° C. for 60 minutes, and then 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion 1 was further added and gently stirred. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with a 0.5 Mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 90 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 3.8 and maintained for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 1.
[0072]
(Production of Toner 2 (Magenta))
In the production of the toner 1, the amount of the release agent dispersion 1 added to 8.0 parts by mass, the colorant dispersion 228 parts by mass to the colorant dispersion 3 7.5 parts by mass, and 90 ° C. Toner 2 was obtained in the same manner as in the production of Toner 1 except that the pH in the system at the time of arrival was set to 4.1, and the coalescence / coalescence time was changed to 5 hours.
[0073]
(Production of Toner 3 (Cyan))
In the production of the toner 1, the addition amount of the release agent dispersion liquid 1 was changed to 9.0 parts by mass, and the colorant dispersion liquid 228 parts by mass was changed to 5.0 parts by mass of the colorant dispersion liquid 1. Toner 3 was obtained in the same manner as in the production of Toner 1 except that the in-system pH at 90 ° C. was changed to 4.0.
[0074]
(Manufacture of Toner 4 (Black))
In the production of the toner 1, the addition amount of the release agent dispersion liquid 1 was set to 7.0 parts by mass, the colorant dispersion liquid 228 parts by mass was added to the colorant dispersion liquid 45.0 parts by mass, and 90 ° C. after stopping the aggregation. Toner 4 was obtained in the same manner as in the production of Toner 1 except that the pH in the system at the time of arrival was changed to 4.0.
[0075]
(Production of Toner 5 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 2: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion 1: 42 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.23 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the flask was heated to a coagulation temperature of 48 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Thereafter, the mixture was kept at 48 ° C. for 60 minutes, and then 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion liquid 2 was further added, followed by gentle stirring. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with a 0.5 Mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 90 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 3.8 and maintained for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 5.
[0076]
(Production of Toner 6 (Magenta))
In the production of the toner 5, the amount of the release agent dispersion 1 added to 9.0 parts by mass, the colorant dispersion 228 parts by mass to the colorant dispersion 3 7.5 parts by mass, and 90 ° C. Toner 6 was obtained in the same manner as in the production of toner 5, except that the pH in the system at the time of arrival was 4.1, and the coalescence / coalescence time was changed to 5 hours.
[0077]
(Production of Toner 7 (Cyan))
In the production of the toner 5, the amount of the release agent dispersion liquid 1 added to 10.0 parts by mass, the colorant dispersion liquid 228 parts by mass to the colorant dispersion liquid 1 5.0 parts by mass, and 90 ° C. Toner 7 was obtained in the same manner as in the production of Toner 5, except that the pH in the system at the time of arrival was changed to 4.0.
[0078]
(Production of Toner 8 (Black))
In the production of the toner 5, the amount of the release agent dispersion 1 added to 9.0 parts by mass, the colorant dispersion 228 parts by mass to the colorant dispersion 4 5.0 parts by mass, and 90 ° C. Toner 8 was obtained in the same manner as in the production of toner 5, except that the pH in the system at the time of arrival was changed to 4.0.
[0079]
(Production of Toner 9 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 3: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion 2: 85 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.5 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the flask was heated to a coagulation temperature of 61 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Thereafter, the mixture was kept at 54 ° C. for 60 minutes, and then 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion 1 was further added and gently stirred. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with a 0.5 Mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 97 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 6.0 and maintained for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 9.
[0080]
(Production of Toner 10 (Magenta))
In the production of the toner 9, when the addition amount of the release agent dispersion liquid 2 is 18 parts by mass, the colorant dispersion liquid 2 28 parts by mass is the colorant dispersion liquid 3 7.5 parts by mass, and the temperature reaches 97 ° C. after stopping the aggregation. The toner 10 was obtained in the same manner as in the production of the toner 9 except that the in-system pH was changed to 6.2.
[0081]
(Production of Toner 11 (Cyan))
In the production of the toner 9, when the addition amount of the release agent dispersion liquid 2 is 17 parts by mass, and the colorant dispersion liquid 2 is 28 parts by mass and the colorant dispersion liquid 1 is 5.0 parts by mass. The toner 11 was obtained in the same manner as in the production of the toner 9 except that the pH in the system was changed.
[0082]
(Manufacture of Toner 12 (Black))
In the production of the toner 9, when the amount of the release agent dispersion liquid 2 added to 18 parts by mass and the colorant dispersion liquid 228 parts by mass to the colorant dispersion liquid 4 5.0 parts by mass reach 90 ° C. after stopping the aggregation. The toner 12 was obtained in the same manner as in the production of the toner 9 except that the in-system pH was changed to 6.8.
[0083]
(Production of Toner 13 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 4: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion 3: 25 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.5 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the flask was heated to a coagulation temperature of 51 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Then, after maintaining at 51 ° C. for 60 minutes, 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion 4 was further added and gently stirred. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 7.0 with a 0.5 Mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 90 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 4.3 and maintained for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 13.
[0084]
(Manufacture of Toner 14 (Magenta))
In the production of the toner 9, the amount of the release agent dispersion 3 added to 6.5 parts by mass, the colorant dispersion 228 to 28 parts by mass, the colorant dispersion 3 to 7.5 parts by mass, and 90 ° C. Toner 14 was obtained in the same manner as in the production of toner 13 except that the pH in the system at the time of arrival was 4.4 and the fusing / union time was changed to 5 hours.
[0085]
(Production of Toner 15 (Cyan))
In the production of the toner 9, the addition amount of the release agent dispersion 3 was changed to 6 parts by mass and the colorant dispersion 228 was changed to 15.0 parts by mass of the colorant dispersion 1. The toner 15 was obtained in the same manner as in the production of the toner 13 except that the pH in the system at the time of arrival was changed to 4.5.
[0086]
(Manufacture of Toner 16 (Black))
In the production of the toner 9, when the addition amount of the release agent dispersion 3 is 7 parts by mass and the colorant dispersion 228 is 28 parts by mass and the colorant dispersion 4 is 5.0 parts by mass, the temperature reaches 90 ° C. after the aggregation is stopped. The toner 16 was obtained in the same manner as in the production of the toner 13 except that the in-system pH was changed to 4.2.
[0087]
(Production of Toner 17 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 1: 200 parts by mass
Colorant dispersion 6: 28 parts by mass
Release agent dispersion 1: 70 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.5 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the flask was heated to an aggregation temperature of 53 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Then, after maintaining at 53 ° C. for 60 minutes, 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion 4 was further added and gently stirred. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with a 0.5 Mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 90 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 4.2 and maintained for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 17.
[0088]
(Production of Toner 18 (Magenta))
In the production of the toner 17, when the addition amount of the release agent dispersion liquid 1 is 15 parts by mass, the colorant dispersion liquid 628 parts by mass is added to the colorant dispersion liquid 7 7.5 parts by mass, and the temperature reaches 90 ° C. after stopping the aggregation. Was adjusted to 4.4 and the coalescence / coalescing time was changed to 5 hours, and a toner 18 was obtained in the same manner as in the production of the toner 17.
[0089]
(Production of Toner 19 (Cyan))
In the production of the toner 17, when the addition amount of the release agent dispersion 1 is 11 parts by mass, the colorant dispersion 628 parts by mass is added to the colorant dispersion 5 5.0 parts by mass, and the temperature reaches 90 ° C. after the aggregation is stopped. Toner 19 was obtained in the same manner as in the production of Toner 17, except that the in-system pH was changed to 4.5.
[0090]
(Production of Toner 20 (Black))
In the production of the toner 17, the addition amount of the release agent dispersion liquid 1 was set to 7 parts by mass, the colorant dispersion liquid 628 parts by mass was added to the colorant dispersion liquid 8 5.0 parts by mass, and the temperature reached 90 ° C. after the aggregation was stopped. The toner 20 was obtained in the same manner as in the production of the toner 17 except that the pH in the system was changed to 4.2.
[0091]
(Production of Toner 21 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 1: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion liquid 4:45 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.5 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the flask was heated to a coagulation temperature of 48 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Thereafter, the mixture was kept at 48 ° C. for 60 minutes, and then 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion liquid 1 was further added, followed by gentle stirring. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with an aqueous 0.5 Mol / L sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed, and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 4.2 and maintained for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Next, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 21.
[0092]
(Production of Toner 22 (Magenta))
In the production of the toner 21, when the addition amount of the release agent dispersion 4 is 7 parts by mass, the colorant dispersion 228 is 28 parts by mass, and the colorant dispersion 3 is 7.5 parts by mass. Was adjusted to 4.4 and the fusing / union time was changed to 5 hours, except that the operation was the same as in the production of toner 21. Thus, a toner 22 was obtained.
[0093]
(Production of Toner 23 (Cyan))
In the production of the toner 21, the addition amount of the release agent dispersion 4 was changed to 8 parts by mass, and the colorant dispersion 228 was changed to 5.0 parts by mass of the colorant dispersion 1, and 95 ° C. after stopping the aggregation. The toner 23 was obtained in the same manner as in the production of the toner 21 except that the pH in the system at the time of arrival was changed to 4.5.
[0094]
(Production of Toner 24 (Black))
In the production of the toner 21, when the addition amount of the release agent dispersion 4 is 8 parts by mass and the colorant dispersion 228 is 28 parts by mass and the colorant dispersion 4 is 5.0 parts by mass, the temperature reaches 95 ° C. after the aggregation is stopped. The toner 24 was obtained in the same manner as in the production of the toner 21 except that the in-system pH was changed to 4.3.
[0095]
(Production of Toner 25 (Yellow))
Resin fine particle dispersion 5: 200 parts by mass
Colorant dispersion 2: 28 parts by mass
Release agent dispersion 5: 15 parts by mass
Polyaluminum chloride: 1.5 parts by mass
After the above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask with a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKE), the mixture was heated to a coagulation temperature of 43 ° C. while stirring the flask in a heating oil bath. Thereafter, the mixture was kept at 43 ° C. for 60 minutes, and then 30 parts by mass of the resin fine particle dispersion 1 was further added and gently stirred. Thereafter, the pH in the system was adjusted to 7.0 with an aqueous 0.5 Mol / L sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed, and heated to 85 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal. Thereafter, the pH was lowered to 3.7 and maintained for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, filtered, and sufficiently washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. Further, the resultant was dispersed again in 3 L of ion exchange water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. After repeating this washing operation five times, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using No. 5A filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain a yellow toner 25.
[0096]
(Production of Toner 26 (Magenta))
In the production of the toner 25, when the addition amount of the release agent dispersion 5 is 4 parts by mass, the colorant dispersion 228 is 28 parts by mass, and the colorant dispersion 3 is 7.5 parts by mass. Was adjusted to 4.0 and the coalescence / coalescence time was changed to 5 hours, except that the operation was the same as in the production of the toner 21 to obtain a toner 26.
[0097]
(Production of Toner 27 (Cyan))
In the production of the toner 25, when the addition amount of the release agent dispersion 5 is 4 parts by mass, and the colorant dispersion 228 is 28 parts by mass and the colorant dispersion 1 is 5.0 parts by mass. The toner 27 was obtained in the same manner as in the production of the toner 21 except that the in-system pH was changed to 3.6.
[0098]
(Manufacture of Toner 28 (Black))
In the production of the toner 25, when the addition amount of the release agent dispersion liquid 5 is 5 parts by mass, the colorant dispersion liquid 228 parts by mass is added to the colorant dispersion liquid 45.0 parts by mass, and the temperature reaches 85 ° C. after stopping the aggregation. The toner 28 was obtained in the same manner as in the production of the toner 21 except that the pH in the system was changed to 3.8.
[0099]
The Tg, endothermic peak, peak endothermic amount, melt viscosity at 100 ° C., toner volume average particle diameter, volume particle size distribution index (GSDv), number particle size distribution index (GSDp), and average circularity of the obtained toners 1 to 28 are shown below. It was measured. Table 1 shows the results.
In addition, Tg, endothermic peak, and peak endothermic amount were measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC-50) at a heating rate of 3 ° C./min. The melt viscosity at 100 ° C. was determined by measuring the temperature dependence of the melt viscosity with a flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, nozzle 1 × 1 mm, load 10 kg) and interpolating the same. Volume average particle diameter D of toner 50 The volume particle size distribution index and the number particle size distribution index were measured using a Coulter counter (TA2, manufactured by Coulter Co., Ltd.). Here, the volume particle size distribution index GSDv and the number particle size distribution index GSDp (D 84p / D 16p ) Is the (volume D) using the particle size (D16%) that becomes 16% cumulative from the smaller diameter side of the cumulative particle size distribution and the particle size D84% that becomes 84% cumulative, respectively. 84% / Volume D 16% ) 0.5 , (Number D 84% / Number D 16% ) 0.5 , Represented by The average circularity was determined by taking an optical microscopic image of the toner scattered on a slide glass into a Luzex image analyzer through a video camera, and measuring [(4 × projected area / π) of 50 or more toners. 0.5 / Perimeter] was calculated and the average value was obtained.
[0100]
[Table 1]
[0101]
(Adjustment of developer)
To each of the obtained toners 1 to 28, 1.5 parts by mass of hydrophobic silica (TS720) was mixed with a Henschel mixer with respect to 100 parts by mass of the toner. This externally added toner is weighed to a ferrite carrier coated with 1% by mass of methacrylate (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) and having an average particle size of 50 μm so that the toner concentration becomes 5% by mass, and stirred and mixed in a ball mill for 5 minutes. Thus, Developers 1 to 28 were obtained.
[0102]
(Fusing unit 1)
The DPC 2200 fixing unit was modified and the average pressure at the fixing nip was 1.6 kg / cm. 2 The pressure applied to the heating roll of the endless belt was adjusted so that The pressure pad, which is located inside the endless belt, is divided into two parts. The height of the pressure pad is adjusted by using silicone rubber for the pad on the entrance side and aluminum for the pad on the exit side. The pressure on the outlet side was set to be 2.5 times the pressure on the inlet side. The heating roll was prepared by providing a 0.3 mm thick silicone rubber elastic layer on a 0.5 mm iron core, and covering the PFA tube (20 μm thick) thereon. As the pressure belt, an endless belt provided with a surface layer having a thickness of 40 μm was formed by applying a powder coating of PFA on a polyimide substrate having a thickness of 100 μm and baking it.
[0103]
(Fusing unit 2)
The DPC 2200 fixing unit was modified and the average pressure at the fixing nip was 0.7 kg / cm. 2 The pressure applied to the heating roll of the endless belt was adjusted so that The pressure pad arranged inside the endless belt was made of silicone rubber, and was set so that the pressures on the outlet side and the inlet side were equal. The heating roll was formed by covering a 0.5 mm iron core with a PFA tube (thickness: 20 μm). As the pressure belt, a polyimide endless belt having a thickness of 100 μm was used, and the fixing device 2 was used.
[0104]
(Fusing unit 3)
The average pressure of the fixing nip is 2.4 kg / cm 2 The fixing unit 3 was set in the same manner as the fixing unit 1 except that the pressure applied to the heating roll by the endless belt was adjusted so that
[0105]
(Fusing unit 4)
The average pressure of the fixing nip is 1.8 kg / cm 2 The same settings as in the fixing device 1 were adopted except that the pressure applied to the heating roll of the endless belt was adjusted so that the pressure on the outlet side was set to be four times the pressure on the inlet side. The container 4 was used.
[0106]
(Fusing unit 5)
The average pressure of the fixing nip is 1.0 kg / cm 2 The same setting as that of the fixing device 1 was adopted except that the pressure applied to the heating roll of the endless belt was adjusted so that the pressure on the outlet side was set to 1.5 times the pressure on the inlet side. And a fixing device 5.
The ratio of the pressure on the exit side to the pressure on the entrance side is determined by measuring the relative value of the pressure distribution in the fixing nip portion using a tactile sensor (manufactured by Nitta), and measuring the relative value from the center position of the fixing nip to the entrance side nip start position. It is expressed as Pout / Pin using an average value (Pin) and an average value (Pout) from the center position of the fixing nip to the exit nip end position.
[0107]
<Example 1>
Using the obtained developers 1 to 4, a minimum fixing test, a hot offset start temperature, a durability test of a fixing device, a winding property test on a fixing roll, and an image output test were performed by the fixing device 1. Further, from the obtained developers 1 to 4, secondary colors (Red), secondary colors (Green), secondary colors (Blue) and tertiary colors (Black) were similarly evaluated.
For the secondary color (Red), an image was created by overlaying a 100% image density Magenta toner image on a 100% image density Yellow toner image. An image was created by overlaying a 100% image density Cyan toner image on a secondary color (Green) image density 100% Yellow toner image. For the secondary color (Blue), an image was created by superimposing a cyan toner image having an image density of 100% on a magenta toner image having an image density of 100%. For the tertiary color (Black), an image was created by superimposing a 100% image density Magenta toner image on a 100% image density Yellow toner image, and further superimposing a 100% image density Cyan toner image.
[0108]
The minimum fixing temperature and the hot offset start temperature were adjusted in steps of 5 ° C. in a temperature range of 110 ° C. to 200 ° C., and measured by a fixing property test on Fuji Xerox P paper. The minimum fixing temperature was determined to be the lowest temperature at which the obtained fixed image was rubbed with P paper and there was no toner transfer on the rubbed P paper side. The hot offset start temperature was determined by observing the occurrence of an afterimage of a fixed image.
In the durability test of the fixing device, the test of winding property around the fixing roll, and the image output test, the surface temperature of the heating roll of the fixing device is measured by a temperature sensor placed at the center position in the roll axis direction, and the information is fed back. The temperature was controlled to 145 ° C., and an unfixed image sequentially formed on P paper was continuously output from a fixing device using a DPC 2200 modified machine manufactured by Fuji Xerox. Table 2 shows the results.
[0109]
In addition, as the above-mentioned image forming test, tests of color development, OHP transparency, image defects, reproducibility of fine lines, and image quality of the back surface during double-sided printing were performed on the following criteria.
(Color development)
A: The desired color is reproduced vividly on paper.
:: A desired color is reproduced on paper.
Δ: The color is slightly turbid, and the desired color is hardly reproduced on paper.
X: The color is turbid and the desired color is not reproduced on paper.
[0110]
(OHP transparency)
A: OHP transmission image is vividly reproduced in a desired color.
:: OHP transmission image is reproduced in a desired color.
X: OHP transmission image has turbidity and desired color is not reproduced.
[0111]
(Reproducibility of fine lines)
:: One dot thin line of 600 dpi resolution is clearly reproduced.
:: A one-dot thin line with a resolution of 600 dpi is reproduced.
×: One dot thin line with a resolution of 600 dpi is not reproduced faintly.
[0112]
(Image quality of the back side when printing on both sides)
:: No offset was generated, and there was almost no difference in gloss between the front and back images.
Δ: Difference in gloss between front and rear images occurs.
X: Offset occurred.
[0113]
[Table 2]
[0114]
<Example 2>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 5 to 8.
Table 3 shows the results.
[0115]
[Table 3]
[0116]
<Example 3>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 13 to 16. Table 4 shows the results.
[0117]
[Table 4]
[0118]
<Example 4>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 17 to 20. Table 5 shows the results.
[0119]
[Table 5]
[0120]
<Example 5>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 21 to 24. Table 6 shows the results.
[0121]
[Table 6]
[0122]
<Example 6>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the fixing device 1 was changed to the fixing device 4. Table 7 shows the results.
[0123]
[Table 7]
[0124]
<Example 7>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the fixing device 1 was changed to the fixing device 5. Table 8 shows the results.
[0125]
[Table 8]
[0126]
Example 8
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the developers 1 to 4 were changed to the developers 5 to 8 and the fixing device 1 was changed to the fixing device 5. Table 9 shows the results.
[0127]
[Table 9]
[0128]
<Comparative Example 1>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the developers 1 to 4 were changed to the developers 9 to 12 and the fixing device 1 was changed to the fixing device 2. Table 10 shows the results.
[0129]
[Table 10]
[0130]
<Comparative Example 2>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the fixing device 1 was changed to the fixing device 3. Table 11 shows the results.
[0131]
[Table 11]
[0132]
<Comparative Example 3>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 25 to 28. Table 12 shows the results.
[0133]
[Table 12]
[0134]
<Comparative Example 4>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that developers 1 to 4 were changed to developers 9 to 12. Table 13 shows the results.
[0135]
[Table 13]
[0136]
From Tables 2 to 13, the average value of the pressure applied to the fixing nip is 0.8 kg / cm. 2 ~ 2.0kg / cm 2 Where the toner Tg is 45 ° C. to 55 ° C., the endothermic peak temperature of the release agent is 65 ° C. to 90 ° C., and the endothermic amount of the endothermic peak of the release agent is 8 J / g to 30 J / g. In the image forming method of the present invention using the toner that satisfies, all of the minimum fixing test, the hot offset start temperature, the durability test of the fixing device, the winding property test on the fixing roll, and the image output test are good. Understand.
[0137]
【The invention's effect】
The present invention is excellent in low-temperature fixing property, wrap resistance and reliability of a fixing device, excellent in color development of a full-color image, transparency of an OHP image, high-definition image reproduction, excellent in blocking resistance, and excellent in a developing device. It is possible to provide an image forming method in which an image defect does not occur due to a change in toner properties due to stress or the like.
Claims (1)
前記定着ニップ部にかかる圧力の平均値が0.8kg/cm2〜2.0kg/cm2であり、
更に、前記トナーが、トナーTgが45℃〜55℃、前記離型剤の吸熱ピーク温度が65℃〜90℃、及び前記離型剤の吸熱ピークの吸熱量が8J/g〜30J/gの各条件を満たすトナーであることを特徴とする画像形成方法。A heat-fixing roll having a surface layer made of fluororesin and having a rubber elastic layer between the surface layer and the core, and a fixing nip for fixing the toner on the image carrier by pressing the heat-fixing roll against the heat-fixing roll. Pressure member, using an image fixing device having, at least, a binder resin, an image forming method for forming an image using a toner containing a colorant and a release agent,
The average value of pressure applied to the fixing nip portion is 0.8kg / cm 2 ~2.0kg / cm 2 ,
Further, the toner has a toner Tg of 45 ° C. to 55 ° C., an endothermic peak temperature of the release agent of 65 ° C. to 90 ° C., and an endothermic amount of an endothermic peak of the release agent of 8 J / g to 30 J / g. An image forming method, wherein the toner satisfies each condition.
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