JP2006267744A - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 高品位・高画質用の特別紙だけでなく極一般的な普通コピー紙を用いた場合でも、高精細で良好な階調性であり、かつ高光沢で均質な高品質の画像を再現することができる静電荷潜像現像用トナー及びその製造方法、並びに前記静電荷潜像現像用トナーを用いた画像形成方法を提供することである。
【解決手段】 少なくともトナー粒子が2層以上を有してなる静電荷像現像用トナーであって、最内層を構成する樹脂がアクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られたMwが25000〜45000の範囲の重合体を含有し、最外層を構成する樹脂がメタクリル酸エステルを1〜15質量%含む単量体を重合して得られたMwが5000〜10000の範囲の重合体を含有しており、かつトナー粒子を構成する結着樹脂全体の重量平均分子量が25000〜45000の範囲である静電荷像現像用トナーである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真法または静電記録法等により形成される静電荷像を現像剤により現像する際に用いられる静電荷像現像用トナー、該静電荷像現像用トナーの製造方法及び画像形成方法に関する。
電子写真法などにより、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。電子写真法においては、帯電および露光工程により感光体(像担持体)表面に画像情報を静電荷像として形成し、静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」という場合がある)を含む現像剤を用いて静電荷像をトナー像として現像し、このトナー像を直接、あるいは中間転写体等を介して用紙などの被記録体に転写し、さらに、トナー像を被記録体表面に定着させる工程を経て画像として可視化される。
前記電子写真法において、転写工程を経た被記録体上のトナーは、定着工程において定着部材としての加熱部材によりトナーが加熱されることで溶融し、前記被記録体表面へ定着される。前記定着工程では、加熱部材によりトナーだけでなく被記録体をも必要温度に加熱されないとトナーは被記録体上へは定着されないことが知られている。この場合、被記録体への加熱が不十分であると、加熱部材からの熱によりトナーだけが溶融し、加熱部材へ付着するいわゆるコールドオフセットが発生する。また加熱が十分すぎると、トナーの粘度が減少して定着層の一部または全部が加熱部材側に付着するいわゆるホットオフセットが発生する。したがって、トナーには加熱部材からの加熱によりコールドオフセットとホットオフセットが共に発生しない定着温度領域が必要である。
また、前記定着工程で特にカラートナーを用いた場合においては、前記定着温度領域の確保に加えて、被記録体上の出力画像の光沢性、透明性等が高いことがトナーの定着時の必要特性として挙げられる。トナーは定着時に溶融加熱される段階で、粒子同士が互いに融着合一し画像表面が平滑化されることにより、光沢度や透明性が上昇する。これを更に加熱すると、溶融されたトナーは被記録体中へ染み込み、被記録体表面の凹凸の影響を受けたり、画像表面の樹脂の部分的な粘度低下による表面荒れ等により、画像表面の光沢度は低下しやすくなる。
また一方で、近年の省エネルギー化、機械の生産性向上への要求の高まりに伴い、機械内で多くの消費電力を占める定着工程の省電力化と前記定着領域の拡大を実現するための方策として、トナーの定着温度を下げる試みが成されてきている。それは、トナー定着温度を下げることによって前記省電力化と前記定着領域の拡大に加え、同時に生産性向上も可能であり、更に電源入力から最初に定着可能となるまでの待ち時間、いわゆるウォームアップタイムを短縮可能であり、定着ロールを用いた装置では長寿命化が可能となるためである。
しかしながら、トナー自体の定着温度を低下させるためには、トナーにおける結着樹脂のガラス転移点(以下、Tgと略す)を下げたり、あるいは低分子量化が必要となり、これにより高温定着で光沢度が低下したり、カートリッジ内でのトナー保存性等の悪化を招くため、総合的なトナー性能の獲得を困難にする。高温定着時の光沢度低下やトナー保存性を損なうことなく、前記低温定着性能を得るためには、トナーのTgをより高温に保ったままで、ある温度領域でトナーの粘度が急速に低下するいわゆるシャープメルト性を付与することと、高温時においてはトナー粘度の低下が少ないことが必要である。しかし一般的には、シャープメルト性を持つトナーは粘度が低く、反対に高粘性を持つトナーはシャープメルト性を持たないことが多く、これらの特性は相反する性質である。
結着樹脂にシャープメルト性を持たせるために、樹脂の分子量分布を狭くする方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。その他にも、一般的には樹脂の組成を均一にする等の手段によりシャープメルト性を持たせることが可能であり、ポリエステルを樹脂として用いる例が挙げられている(例えば、特許文献3参照)。ポリエステルは重合性単量体である酸成分とアルコール成分との脱水縮合により生成されるため、理論的に樹脂成分は均一になる。これはスチレン−アクリル樹脂に代表されるビニル系単量体のラジカル重合により生成するビニル系樹脂にはない特徴である。このビニル系樹脂の場合、単量体組成による反応性の違いや、重合初期と重合末期とで重合配列が異なるのが一般的なため、重合樹脂組成の偏在を生じ易い。
一方で、一般的に結着樹脂にポリエステル樹脂を用いたトナーは帯電制御が困難になり易く、特に夏場環境と冬場環境とでの帯電量差が大きいという問題がある。この問題を解決するため、現像器内にセンサーを取り付けることにより帯電量をトナー濃度で制御する方法が考案されている(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、このような制御装置の導入は現像機の小型化が難しく形態として好ましくない。前記スチレン−アクリル樹脂のようなビニル系樹脂の場合には帯電制御は比較的容易であるものの、前述のような問題があるのが現状である。
また、最近ではパーソナルコンピューター(PC)の高性能化によるデスクトッププリンティング(DTP)市場の拡大一般化やデジタルカメラの家庭向け普及によって、画像出力装置としてのコピー・プリンターに対しては、一般向けの低価格機であっても高画質化、高速化への要求が強くなってきている。これまで、一般家庭向けの画像出力装置としては、インクジェットプリンターが比較的安価で手軽に高画質を得ることができるために普及してきたが、カラー電子写真方式のプリンターも技術革新によって装置の小型化、低価格化が進められ、装置形態として低速出力域でのインクジェットプリンターとの境界が無くなりつつある。また、水性インクを用いるインクジェットプリンターは機構的に高速化が難しいことに加え、滲みや発色が印刷媒体(主に用紙類)の性能(平滑性や吸水性等)に左右されやすく、特に一般的な普通紙で高画質を得ることが難しい。それに比べ、電子写真方式では、印字可視化に用いるトナーは粉体インクとも呼ばれ、記録機構として印刷媒体の性能にあまり左右されにくいため、高精細で滲みが無く、階調性に優れた高画質を得やすい。今後カラー電子写真方式のコピー・プリンターが、低速・低価格の領域でより普及していくためにはこれらの特徴を活かした上で、更に一般的な普通紙で高画質を得ることが重要であり、特に紙質を問わず写真並みの画像を手軽に出力可能ということが重要である。
写真画像を高画質で出力するためには、印画紙や多くのインクジェットプリンター用紙がそうであるように、被記録体もしくは形成された画像の表面が均一で平滑であり、光沢感があることが重要となる。カラー電子写真方式のコピー・プリンターにおける高精細化については、これまでも画像形成装置への新機構導入や画像形成条件の最適化に加えて、粒子径分布が狭く一様なトナー粒子を作製し得る技術の開発とその採用により、被記録体表面への均質な転写像の形成と、安定した転写率と、を達成し、カラートナーの性能を格段に向上してきた経緯がある。
このようなカラートナーの改良方法の一つとして、樹脂の原料となる単量体および着色剤を溶解させた油相を水相中に分散させた溶液を用いて重合し、トナー粒子を形成することにより、従来のように得られたトナーを分級することなく、重合反応と粒子径分布の両方を精密に制御することが可能なトナーの製造方法が提案されている。
またこの他にも、意図的なトナー形状及びその表面構造の制御を可能とする手段としては、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(例えば、特許文献5、6参照)。
これらは一般に、乳化重合などにより結着樹脂微粒子分散液を作製し、また一方で溶媒に着色剤を分散した着色剤分散液を作製し、これらを混合して凝集することにより、トナー粒径にほぼ相当する凝集粒子を形成し、これを加熱融合することによってトナーとする製造方法である。
このトナーの製造方法は、電子写真プロセスにおいて高い転写性を得るのに有効な狭粒子径分布の制御が容易なこと以外にも、分散液中の粒子から凝集粒子を形成していくという造粒の原理から、トナー中に内包される離型剤含有量の制御性や、特に小粒子径化したトナーの製造に有利である。このようなミクロン単位の粒子毎の精密設計が可能な製造方法等により得られた小粒子径トナーを用いて画像形成を行った場合、高精細な画質を提供するのみならず、トナー消費量を抑制することにより被記録体1枚当たりの画像形成コストの低減を実現することをも可能である。
さらに、重合性単量体を着色剤、離型剤等とともに水系媒体中に分散、懸濁させ、その後重合させることによりトナーを作製するいわゆる懸濁重合法が提案され、離型剤であるワックスを結着樹脂で包含した多層構造を持つトナーの製造方法が提案されている(例えば、特許文献7、8参照)。
これらの方法によれば、トナー粒子の粒度分布を狭くすることができ、画像形成時に文字の端部まで忠実に再現可能であるために高精細かつ良好な階調性を均質な像として得ることが可能であるため高画質な出力が可能であり、同時に従来の混練粉砕法では不可能であった低分子量領域および/または高分子量領域の樹脂を用いたトナーを作製することができるため、トナーに用いる材料の自由度を広げられることから有利である。
しかしその反面、ビニル系樹脂の場合においては、樹脂自体やトナー造粒に用いる材料に由来して、出力画像の光沢感が乏しいために、前記写真のような画像を見栄え良く表現することが難しかった。
特開平5−158282号公報 特開平8−015909号公報 特開平10−097098号公報 特開平5−333699号公報 特開昭63−282752号公報 特開平6−250439号公報 特開平8−044111号公報 特開平8−286416号公報
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。
すなわち、本発明は、高品位・高画質用の特別紙だけでなく極一般的な普通コピー紙を用いた場合でも、高精細で良好な階調性であり、かつ高光沢で均質な高品質の画像を再現することができる静電荷潜像現像用トナー及びその製造方法、並びに前記静電荷潜像現像用トナーを用いた画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、上記の問題点を解消するために鋭意検討した結果、次の構成を採用することにより、上記課題の解決に成功した。すなわち本発明は、
<1> トナー粒子が2層以上を有してなる静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー粒子における最内層を構成する樹脂が、アクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が25000〜45000の範囲の重合体を含有し、前記トナー粒子における最外層を構成する樹脂が、メタクリル酸エステルを1〜15質量%含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が5000〜10000の範囲の重合体を含有しており、かつトナー粒子を構成する結着樹脂全体の重量平均分子量が25000〜45000の範囲である静電荷像現像用トナーである。
<2> <1>に記載の静電荷像現像用トナーを含んでなる静電荷像現像剤である。
<3> <1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
体積平均粒径が1μm以下の第1の樹脂微粒子を分散させてなる第1樹脂微粒子分散液、及び着色剤を分散させてなる着色剤分散液を混合してコア凝集粒子を形成する第1の凝集工程と、該コア凝集粒子を分散させてなる分散液に、第2の樹脂微粒子を分散させてなる第2樹脂微粒子分散液を混合して、前記コア凝集粒子に前記第2の樹脂微粒子を付着させたコア/シェル凝集粒子を形成する第2の凝集工程と、該コア/シェル凝集粒子を加熱して融合・合一させる融合工程と、を含む静電荷像現像用トナーの製造方法である。
<4> 像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記像担持体表面に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像とする現像工程と、前記像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する工程と、被記録体表面に形成されたトナー像を定着部材により被記録体表面に定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
前記被記録体の透気度が30〜100secの範囲、坪量が40〜70g/m2の範囲であり、トナーとして<1>に記載の静電荷像現像用トナーを用い、前記被記録体表面にトナー載り量が1.0〜4.0g/m2の範囲で形成されたソリッド画像部を、表面温度tが170〜200℃の加熱部材に、10〜40msの範囲の接触時間で接触させて前記被記録体表面に定着させたとき、前記表面温度tでの定着画像表面のJIS Z8741:97による光沢度G(t)が、35〜65%の範囲である画像形成方法である。
本発明によれば、高品位・高画質用の特別紙だけでなく極一般的な普通コピー紙においても高精細で良好な階調性であり、かつ高光沢で均質な高品質の画像を再現する静電荷潜像現像用トナー及びその製造方法、並びに前記静電荷像現像用トナーを用いた画像形成方法を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
<静電荷像現像用トナー>
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくともトナー粒子が2層以上を有してなる静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子における最内層を構成する樹脂が、アクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が25000〜45000の範囲の重合体を含有し、前記トナー粒子における最外層を構成する樹脂が、メタクリル酸エステルを1〜15質量%含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が5000〜10000の範囲の重合体を含有しており、かつトナー粒子を構成する結着樹脂全体の重量平均分子量が25000〜45000の範囲であることを特徴とする。
粉体であるトナーは、画像形成工程において感光体上の静電荷像に対応してトナー像として現像され、転写工程を経て被記録体上へ転写される。次いで、定着工程において被記録体上のトナー像は被記録体とともに、定着部材である加熱部材と加圧部材との間に挿通され溶融定着されるが、このときの定着条件によりトナー層の溶融状態は影響を受けやすく、その結果定着像の光沢度も影響を受けやすい。また、被記録体(用紙)の表面性や、高速化による加熱部材との接触時間の低下等により、光沢度はさらに低下しやすい傾向にある。
従来、光沢度の低下を抑制するためには、定着温度を上昇させる、定着部材とトナーとの接触時間を増加させる等の方法があるものの、前者では低温定着性に対応できず、後者としては、例えば接触時間を増加させる方法としてプロセススピードを下げる方法と加熱ロール等の加熱部材の硬度を低下させる方法があるが、プロセススピードを低下させる方法では高速化に対応できず、前記加熱部材の硬度を低下させる方法では定着部材の材料の寿命が短くなりやすく好ましくない。つまり、公知の定着装置を用いて画像部の定着を行う場合には、装置の大型化や高速化と寿命とのバランスを考慮した上で画像品質の最適化を図ることが常套であり、トナー及び定着部材の革新がもたらす画像品質への設計自由度の向上は計り知れない。
一般的に加熱定着で得られる定着画像表面の光沢度は、トナーに用いる結着樹脂の熱特性により大きく左右される。本発明において対象とする透気度が30〜100secの範囲、坪量が40〜70g/m2の範囲の用紙は、極一般的な複写機、プリンター用の用紙であり、その表面は紙繊維の凹凸により比較的平坦ではない。このような表面の被記録体上に光沢感のある画像を形成するためにトナーに要求される性能は、定着時の非オフセット領域を確保しながら、被記録体への染込み性と定着画像表面の平滑性を高めることである。これらを制御するためには、結着樹脂にシャープメルト性を持たせることが重要であるが、それには前述のような難しさが明らかとなっている。
本発明者等は、上記問題に対し、結着樹脂の特性だけでなくトナーの構造との複合化の視点から検討を行い本発明を完成させるに至った。
すなわち、被記録体上に形成されたトナー層としての溶融し易さだけではなく、個々のトナーの定着時の溶融し易さと溶融するまでの形態保持(=保存性)を考慮した場合に、トナー粒子を多層構成(2層以上)として、前記溶融し易さと形態保持とを機能分離させることが有効であることを見出した。
具体的には、トナー粒子表面近傍(最表層)は比較的溶融しやすい低分子量成分でありながらTgが高めとなる樹脂配合とし、ある温度領域でトナーの粘度が急速に低下するいわゆるシャープメルト性を付与し、一方トナー粒子の中心付近(最内層)には、高温時においてはトナー粘度の低下が少なく被記録体への染込み性を制御可能な構造とすることにより、定着時にトナーが加熱部材に接触した瞬間はトナーを被記録体に染み込みやすくし、その後被記録体に馴染んだ状態ではトナー層の形態を一定に保たせ、定着画像の光沢性を高めることができることがわかった。
以下、本発明のトナーの構成を詳細に説明する。
(結着樹脂)
本発明の静電荷像現像用トナーでは、トナー粒子が少なくとも2層以上の層を有してなる。前記のように、トナー粒子の最外層を構成する樹脂は、メタクリル酸エステルを1〜15質量%含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が5000〜10000の範囲の重合体を含有する。
前記メタクリル酸エステルを重合体成分として含むことにより、樹脂のMwが小さくても高いTgを得ることができるため、最外層を構成するトナーのTgを見かけ上高くして、トナーの保存性を向上させることができる。メタクリル酸エステルの含有量としては、1〜15質量%の範囲が必要である。含有量が1質量%未満であると添加の効果が現れ難く、逆に15質量%を超えると、添加効果が増大しすぎTgの制御が難しくなったり、トナー作製時の条件にもよるが、シャープメルト性に悪影響を及ぼしたりするようになる。
上記メタクリル酸エステルの含有量は、重合単量体成分の5〜50質量%の範囲が好ましく、5〜30質量%の範囲がより好ましい。
前記メタクリル酸エステルとしては、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2,2−ジエチルペンチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等を用いることができるが、これらの中では、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルを用いることが好ましい。
また、前記メタクリル酸エステルを含む重合体の重量平均分子量は5000〜10000の範囲である。重量平均分子量(Mw)が5000に満たないと、トナーとしての保存性が確保できない。また10000を超えると、前記定着時のシャープメルト性を得ることができない。
上記重量平均分子量は6000〜9000の範囲であることが好ましく、7000〜9000の範囲であることがより好ましい。
なお前記Mwの測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。測定条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
前記メタクリル酸エステルを含む重合体における他の重合性単量体(共重合成分)としては、メタクリル酸エステル単量体とラジカル重合反応を行うことのできる単量体であれば特に限定はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸、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i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸等のビニル基を有するエステル類等;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン又はイソプレン等のオレフィン類が挙げられる。なお、ビニル基を複数有するモノマーであってもよい。
この中でも、用紙への密着性、樹脂の透明性、帯電制御性等の利点からスチレン類、ビニル基を有するエステル類、ブタジエンの単独、または共重合体が好ましく、より好ましくはスチレン、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−ブチル等が好ましい。
なお、上記重合性単量体はそれぞれ1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記メタクリル酸エステルを含む重合体のTgは50〜70℃の範囲が好ましく、50〜65℃の範囲がより好ましい。また、前記重合体の120℃における溶融粘度η*は、1×103〜1×105Pa・sの範囲であることが好ましく、5×103〜5×104Pa・sの範囲であることがより好ましい。
なお、前記溶融粘度η*の測定は、回転平板型レオメーター(RDA 2RHIOSシステム Ver.4.3.2,レオメトリックス・サイエンテイフィック・エフ・イー(株)製)を用いて、貯蔵粘弾性及び損失弾性率を測定し、ソフトにより溶融粘度(η*)に変化して求めた。測定は、測定対象となる各樹脂(トナー)をサンプルホルダーにセッティングし、昇温速度1℃/min、周波数1rad/sec、歪み1%以下として、測定補償値の範囲内の検出トルクで行った。
前記最外層を構成する樹脂としては、前記メタクリル酸エステルを含む重合体以外に他の樹脂を含んでもよいが、該メタクリル酸エステルを含む重合体を30〜80質量%の範囲で含有することが好ましい。
また、前記最外層の厚さは0.1〜1.0μmの範囲が好ましく、0.2〜0.8μmの範囲がより好ましい。
前記本発明のトナーにおける最内層を構成する樹脂は、前記のように、アクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られた重量平均分子量が25000〜45000の範囲の重合体を含有する。
前記アクリル酸エステルを重合体成分として含むことにより、樹脂の温度変化に対する粘度変化を制御できるため、最内層を比較的低いTgの材料としてもトナーの保管性を維持することができる。上記アクリル酸エステルの含有量は重合単量体成分の10〜50質量%の範囲が好ましく、10〜40質量%の範囲がより好ましい。
前記アクリル酸エステルとしては、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i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等を用いることができるが、これらの中では、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸sec−ブチルを用いることが好ましい。
また、前記アクリル酸エステルを含む重合体の重量平均分子量は25000〜45000の範囲である。重量平均分子量が25000に満たないと、定着時の高い温度に対してトナー粘度を一定以上に高く保持することができない。また45000を超えると、本発明のトナーの構成としても定着性が悪化する。
上記重量平均分子量は30000〜45000の範囲であることが好ましく、30000〜40000の範囲であることがより好ましい。
前記アクリル酸エステルを含む重合体における他の重合性単量体(共重合成分)としては、アクリル酸エステル単量体とラジカル重合反応を行うことのできる単量体であれば特に限定はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン又はイソプレン等のオレフィン類が挙げられる。なお、ビニル基を複数有するモノマーであってもよい。
なお、前記アクリル酸エステルを含む重合体には、共重合成分としてメタクリル酸エステルは含まれない。
これら中でも、用紙への密着性、樹脂の透明性、帯電制御性等の利点からスチレン類、ビニル基を有するエステル類、ブタジエンの単独、または共重合体が好ましく、より好ましくはスチレンが好ましい。
なお、上記重合性単量体はそれぞれ1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アクリル酸エステルを含む重合体のTgは45〜65℃の範囲が好ましく、50〜60℃の範囲がより好ましい。また、前記重合体の120℃における溶融粘度η*は、1×103〜1×105Pa・sの範囲であることが好ましく、5×103〜5×104Pa・sの範囲であることがより好ましい。
前記最内層を構成する樹脂としては、前記アクリル酸エステルを含む重合体以外に他の樹脂を含んでもよいが、該アクリル酸エステルを含む重合体を50〜80質量%の範囲で含有することが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーの製法については後述するが、トナーの構造としては、前記最内層を含む層からなるコアの表面に、前記最外層をシェルとして形成したコア/シェル構造を有する。
このようなコア/シェル構造のトナーの分子量も定着特性に影響を与える。一般的に定着画像の光沢度はトナー分子量(結着樹脂分子量)と相反する関係にあり、高光沢度を得るためには低分子量の方が良い。しかし低分子量の場合には、高温定着時にトナーが柔らかくなり易く、ホットオフセットが生じ易い等の問題が生じる。
そのため、本発明におけるトナー粒子を構成する結着樹脂全体の重量平均分子量は25000〜45000の範囲であることが必要である。好ましくは25000〜40000の範囲、さらに好ましくは26000〜35000の範囲である。結託樹脂全体の重量平均分子量が25000未満であると、トナー樹脂の被記録体への染み込みによって定着画像表面に凹凸ができ、光沢度の低下やホットオフセット等が生じ易くなる場合があり、45000を超えると、トナー層の溶融が不均一になり光沢度が低下する場合がある。
なお、上記構成の本発明におけるトナーのTgは45〜65℃の範囲とすることが好ましいが、Tgを上記範囲とするため、前記メタクリル酸エステルの由来成分及びアクリル酸エステルの由来成分は、結着樹脂全体の1〜40質量%の範囲であることが好ましく、1.5〜35質量%の範囲であることがより好ましく、2〜30質量%の範囲であることがさらに好ましい。
本発明に用いる結着樹脂(前記最内層、最外層を構成する樹脂を含む)は、前述の重合性単量体のラジカル重合により合成される。
ラジカル重合反応に供されるラジカル重合開始剤としては、特に限定はないが、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類;
2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2、4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類;1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
これらの中でも、重合時の反応制御容易性の利点を有する過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類が好ましく、特に過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピルが好ましい。
前記結着樹脂の重合時に連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に制限はないが、チオール成分を有する化合物を用いる。具体的には、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類が好ましい。
本発明において、前記メタクリル酸エステルを含む重合体、アクリル酸エステルを含む重合体の分子量は、重合反応に使用する上記連鎖移動剤量及び開始剤量の制御により行うが、重合開始剤の質量Aと連鎖移動剤Bとの質量比A/Bは、例えば前記メタクリル酸エステルを含む重合体の場合は30/70〜70/30の範囲とすることが好ましく、前記アクリル酸エステルを含む重合体の場合は40/60〜60/40の範囲とすることが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーに用いる結着樹脂には、必要に応じて架橋剤を添加することができる。
架橋剤の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類;ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニル、チオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ、1、3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類、コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類等が挙げられる。
これらの中でも、光沢度の制御の容易性、反応の安定性の利点を有するブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ、1、3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類、コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類が好ましく、特に、ブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ、1、3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類が好ましい。また、前記架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いても良い。
(着色剤)
本発明の静電荷像現像用トナーに用いられる着色剤は、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料から選ばれるいずれかを少なくとも1種以上含有することが好ましい。顔料を1種単独で用いても良いし、同系統の顔料を2種以上混合して用いてもよい。また異系統の顔料を2種以上混合して用いても良い。
着色剤の具体例としては、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、マグネタイト等を挙げることができる。
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、パーメネントイエローNCG等を挙げることができる。
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等を挙げることができる。
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、デイポンオイルレッド、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を挙げることができる。
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ールイド、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レートなどを挙げることができる。
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を挙げることができる。
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 等を挙げることができる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等をあげることができる。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を挙げることができる。
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。さらに、これらの着色剤に透明度を低下させない程度にカーボンブラック等の黒色顔料、染料を混合しても良い。
これらの着色剤は、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を用いて、後述する着色剤粒子の分散液を調製することができる。また、これらの着色剤は極性を有する界面活性剤を用いて、ホモジナイザーにより水系に分散することもできる。
(離型剤)
また、本発明のトナーには、離型剤を添加することができる。前記離型剤の添加により、画像定着装置にシリコーンオイルを塗布することなくトナーを加熱部材から離型することができ、同時に画像定着装置もオイル供給機がなくなるために小型化、軽量化が可能となる。後述する乳化重合凝集法又は懸濁重合法によるトナー粒子の形成時、一般的に疎水性である離型剤は、乳化重合凝集法においては凝集および融合時に、懸濁重合法においては分散時に、凝集粒子内部に引き込まれるため表面に存在しにくい。また、凝集粒子の表面にはよりTgの高いカルボキシル基が多量に存在すると推定されるため、凝集粒子の形成は容易である。
離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類;コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などが挙げられる。
これらの中でも、定着画像の透明性、発色性、混色性への利点を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類が好ましく、特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類が好ましい。
(その他の成分)
その他に、本発明のトナーには、必要により滑剤や帯電制御剤を加えても良い。
使用できる滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げることができる。
前記帯電制御剤は、帯電性をより向上安定化させるために添加するものであり、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することができるが、後述する乳化重合凝集法等によりトナーを作製する場合の凝集工程や融合・合一工程において、凝集粒子の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点から、水に溶解しにくい材料が好適である。
特に、帯電制御剤としては、粉体トナーにおいて使用されている、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩からなる群より選ばれる化合物、さらにこれらを適宣組合せたものが好ましく使用できる。
また、帯電制御剤として、湿式で無機微粒子をトナーに添加する場合、このような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の外添剤として使うすべての無機微粒子を挙げることができる。この場合、これら無機微粒子はイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基等を用いて溶媒中に分散させて利用することができる。
さらに本発明のトナーには、流動性助剤やクリーニング助剤等として用いることを目的として、無機粒体や有機粒体を乾燥状態で剪断力をかけて表面へ添加することができる。
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒体を挙げることができ、また、前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒体を挙げることができる。
上記各材料を外添剤として用いる場合、外添剤の総添加量は、トナー全体の2質量%以上であることが好ましく、より好ましくは3質量%以上である。2質量%未満の場合はトナー粒子間の空隙が足らず、十分な離型剤染み出しが得られないことがある。なお、外添剤の総添加量の上限としては、トナー全体の10質量%以下が好ましく、より好ましくは8質量%以下である。
本発明のトナーの体積平均粒径は4〜10μmの範囲が好ましく、5〜8μmの範囲がより好ましく、5.5〜7.5μmの範囲がさらに好ましい。体積平均粒径が4μm以上であれば、トナーの舞によるクラウドの発生を防止することができる。一方、10μm以下であれば、良質な画像を得ることができる。
また、トナーの粒度分布指標としては、体積平均粒度分布指標GSDvが1.30以下、数平均粒度分布指標GSDpが1.40以下であることが好ましい。また、体積平均粒度分布指標GSDvと数平均粒度分布指標GSDpとの比GSDv/GSDpが0.95以上であることが好ましい。
体積平均粒度分布指標GSDvが1.30を超える、あるいは数平均粒度分布指標GSDpが1.40を超えると画像の解像性が低下し、GSDv/GSDpが0.95未満の場合、トナーの帯電性の低下を発生させることがあると同時に飛び散り、カブリ等の画像欠陥の原因ともなり得る場合がある。
上記体積平均粒径及び粒度分布指標は、まず、コールターウンターTAII(ベックマン−コールター社製)を用いて測定される粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、数をそれぞれ小粒径側から累積分布を引いて、累積16%となる粒径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒径を体積D50v(これを「体積平均粒径」とする)、数D50p、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84pと定義する。そして、前記体積粒度分布指数GSDvは、(D84v/D16v)1/2として算出され、前記数平均粒度分布指数GSDpは、(D84p/D16p)1/2として算出される。
なお、前記測定はトナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行う。
また、本発明のトナーの形状係数SF1は、現像性・転写効率の向上、高画質化の観点から110〜140の範囲にすることが好ましい。この形状係数SF1は下式(1)により求められる。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(1)
上記式(1)において、MLは各々の粒子の最大長(μm)を表し、Aは各々の粒子の投影面積(μm2)を表す。
形状係数SF1が110未満の場合には、転写工程後の残存トナー除去の際にクリーニング不良を引き起こす場合がある。一方、形状係数SF1が140を超えると転写性が損なわれる場合がある。また、トナーを現像剤として使用する場合に、現像器内でのキャリアとの衝突によりトナーが破壊される場合がある。この際、結果として微粉が増加したり、これによってトナー表面に露出した離型剤成分により感光体表面等が汚染され帯電特性を損なったりすることがあるばかりでなく、微粉に起因するかぶりの発生等の問題を起こすことがある。
なお、前記形状係数SF1の平均値は、250倍に拡大した50個以上のトナー像を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX III、ニレコ社製)に取り込み、その最大長及び投影面積から、個々の粒子について前記SF1の値を求め平均したものである。
本発明のトナーの製法としては、特に制限はないが、使用できる材料の選択の自由度、作製されるトナーの特性領域の広さを考慮した場合、混練粉砕法よりも湿式法が好ましく、乳化重合凝集法または懸濁重合法がより好ましく、実際上は以下に説明する方法(乳化重合凝集法)により作製することが望ましい。
<静電荷像現像用トナーの製造方法>
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも、体積平均粒径が1μm以下の第1の樹脂微粒子を分散させてなる第1樹脂微粒子分散液、及び着色剤を分散させてなる着色剤分散液を混合してコア凝集粒子を形成する第1の凝集工程と、該コア凝集粒子を分散させてなる分散液に、第2の樹脂微粒子を分散させてなる第2樹脂微粒子分散液を混合して、前記コア凝集粒子に前記第2の樹脂微粒子を付着させたコア/シェル凝集粒子を形成する第2の凝集工程と、該コア/シェル凝集粒子を加熱して融合・合一させる融合工程と、を含むことを特徴とする。
前記第1の凝集工程においては、前記第1樹脂粒子分散液と、前記着色剤分散液と、必要に応じて離型剤分散液と、を混合し、それぞれに含まれる各成分が凝集してコア凝集粒子を形成する。コア凝集粒子は、ヘテロ凝集等により形成される。コア凝集粒子の安定化、粒度/粒度分布制御を目的として、前記コア凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物を添加することにより凝集粒子が形成される。
なお、本発明における第1樹脂微粒子分散液としては、前記アクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られた重合体を含有する樹脂微粒子分散液が用いられる。
前記第1の凝集工程では、pH変化により凝集を発生させコア凝集粒子を調製することができる。また、粒子の凝集を安定且つ迅速に進行させ、さらに、より狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るために、各分散液に凝集剤を添加しても良い。凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましい。
凝集剤として一価以上の電荷を有する化合物の具体例としては、後述するイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。
この中でも、凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去の容易性を考慮した場合、無機酸の金属塩が性能や取り扱いの点で好ましい。凝集剤の各分散液への添加量は、電荷の価数により異なるが、一価の場合は3質量%以下、二価の場合は1質量%以下、三価の場合は0.5質量%以下が好ましい。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、電荷の価数の多い化合物が好ましい。
また、例えば、樹脂微粒子分散液、着色剤分散液、及び離型剤分散液の分散安定を目的として界面活性剤を用いることができる。
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系界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でもアニオン系界面活性剤及びカチオン系界面活性剤が好ましい。
一般的にはアニオン系界面活性剤は分散力が強く、結着樹脂粒子及び着色剤の分散に優れているため、離型剤を分散させるための界面活性剤としてはカチオン系界面活性剤が有利である。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。これらの中でも、高い分散力、水に対する溶解性の利点を有する脂肪酸セッケン類、硫酸エステル類、スルホン酸塩類が好ましく、特にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリルサルフェートが好ましい。
カチオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。これらの中でも、凝集性、帯電性の利点を有するラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩が好ましく、特に、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩が好ましい。
非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。これらの中でも、帯電制御性、分散の低温領域における安定性の利点を有するアルキルエーテル類;アルキルフェニルエーテル類、アルキルエステル類が好ましく、特に、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルが好ましい。
界面活性剤の各分散液中における含有量としては、本発明の効果を阻害しない程度であれば良く、一般的には少量であり、具体的には0.01質量%〜10質量%であり、より好ましくは0.05〜5質量%であり、さらに好ましくは0.1〜2質量%である。含有量が0.01質量%未満であると樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等の、各分散液が不安定になり、そのため凝集を生じたり、また凝集時に各粒子間の安定性が異なるため、特定粒子の遊離が生じる等の問題がある。また10質量%を越えると粒子の粒度分布が広くなったり、また粒子径の制御が困難になる等の理由から好ましくない。
また、前記融合・合一の工程時にトナーの形状を制御しつつ、トナー同士の融着防止を目的として、多価カルボン酸を用いることができる。以下に挙げるような多価カルボン酸は、トナー形状の制御に必要な値に溶液pHを調整すると同時に、トナー表面に付着してトナー間融着を防ぐ保護膜としても作用していると推測される。
多価カルボン酸の具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、クエン酸、リンゴ酸、トリメリット酸などが挙げられる。
次に、このような本発明のトナーの好適な製造例について詳細について説明する。
前記樹脂微粒子は、例えば乳化重合の場合は、水等の比較的極性の高い溶媒中に、該溶媒とは溶解しない数種の重合性単量体を界面活性剤等の分散安定剤と共に添加することで、該分散媒内にミセル形成させ、更にこれに水溶性の重合開始剤により、重合を開始させ、樹脂微粒子を作製するものである。このとき、前記ミセル内の重合性単量体はより親水性または極性の高いものがミセル表面、言い換えれば溶媒との接触面に偏在することでミセル内部を安定性化させる。
重合開始剤により重合が開始するが、この際重合しやすいのは極性の低い重合性単量体から重合が始まる傾向がある。その理由は、極性が高い重合性単量体は極性基の電子吸引性により、重合性を有する重合性単量体内のπ電子が吸引されるため、重合性が低下するためと考えられる。
第1の凝集工程においては、まず、第1樹脂微粒子分散液と、着色剤分散液と、離型剤分散液とを準備する。第1樹脂微粒子分散液は、公知の転相乳化、あるいは、乳化重合などによって作製した第1の樹脂微粒子を、イオン性界面活性剤を用いて溶媒中に分散させることにより調製することができる。着色剤分散液は、樹脂微粒子分散液の作製に用いたイオン性界面活性剤と反対極性イオン性界面活性剤を用いて、所望の色の着色剤粒子を溶媒中に分散させることにより調製する。また、離型剤分散液は、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散し、融点以上に加熱するとともに強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により微粒子化することにより調製する。
次に、第1樹脂微粒子分散液と、着色剤分散液と、離型剤分散液とを混合し、第1の樹脂微粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ、所望のトナー径にほぼ近い径を持つ、樹脂微粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子(コア凝集粒子)を形成する。
樹脂微粒子、着色剤粒子および離型剤粒子とを混合した場合における、離型剤の添加量としては、0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1から30質量%、更に好ましくは5から15質量%である。0.5質量%未満であると離型剤添加の効果がなく、50質量%以上であると帯電性に影響が現れやすくなることや、現像機内部においてトナー破壊が起こりやすくなり、離型剤のキャリアへのスペント化が生じて、帯電が低下する等の影響が現れるばかりでなく、例えばカラートナーを用いた場合には定着時の画像表面への染み出しが不十分になり、画像中に離型剤が在留しやすくなってしまうため、透明性が悪化し好ましくない。
また、樹脂微粒子、着色剤粒子および離型剤粒子を混合した場合における、着色剤の含有量としては、50質量%以下が好ましく、2〜40質量%が特に好ましい。また、その他の成分の含有量としては、本発明の目的を阻害しない程度であればよく、一般的には極少量であり、具体的には0.01〜5質量%が好ましく、特に0.5〜2質量%が好ましい。
第2の凝集工程は、第1の凝集工程で得られたコア凝集粒子の表面に、第2の樹脂微粒子を含む第2樹脂微粒子分散液を用いて、第2の樹脂微粒子を付着させ、所望の厚みの被覆層(シェル層)を形成することにより、コア凝集粒子表面にシェル層が形成されたコア/シェル構造も持つ凝集粒子(コア/シェル凝集粒子)を得る。なお、この際用いる第2の樹脂微粒子は、前記メタクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られる重合体を含むものである。
また第1及び第2の凝集工程において用いられる、第1の樹脂微粒子、第2の樹脂微粒子、着色剤粒子、離型剤粒子の体積平均粒子径は、トナー径及び粒度分布を所望の値に調整するのを容易とするために、1μm以下であることが好ましく、100〜300nmの範囲内であることがより好ましい。
第1の凝集工程においては、第1非晶性樹脂微粒子分散液や着色剤粒子分散液に含まれる2つの極性のイオン性界面活性剤(分散剤)の量のバランスを予めずらしておくことができる。例えば、硝酸カルシウム等の無機金属塩、もしくはポリ塩化アルミニウム等の無機金属塩の重合体を用いてこれをイオン的に中和し、第1の樹脂微粒子のガラス転移温度以下で加熱してコア凝集粒子を作製することができる。
このような場合、第2の凝集工程においては、上記2つの極性の分散剤のバランスのずれを補填するような極性及び量の分散剤で処理された第2樹脂微粒子分散液を、コア凝集粒子を含む溶液中に添加し、さらに必要に応じてコア凝集粒子又は第2の凝集工程において用いられる第2の樹脂微粒子のガラス転移温度以下でわずかに加熱してコア/シェル凝集粒子を作製することができる。
前記凝集粒子のコア/シェル構造において、シェル層の厚みは特に限定されないが、200〜1000nmの範囲内であることが好ましい。シェル層の厚みが200nm未満であると、トナー表面に離型剤が流出し、流出した離型剤が結果として感光体等を汚染してしまう場合がある。また、シェル層の厚みが1000nmを超えると、コア凝集粒子を形成させる工程のスラリー系内粘度が低下し、シェル形成時に添加される第2の非晶性樹脂微粒子の数が急激に増加するため、系内スラリー粘度が大きく上昇しシェル形成の際に粒子径や粒子径分布が悪化する場合がある。更に、前記シェル形成時に微粒子が生成しやすく、このような残留樹脂微粒子を含むトナースラリーをフィルター等で固液分離、除去する際の目詰まりが発生し易くなる等のトナー製造上の問題が発生する場合がある。
なお、第1及び第2の凝集工程は、段階的に複数回に分けて繰り返し実施したものであってもよい。
次に、融合工程において、第2の凝集工程を経て得られたコア/シェル凝集粒子を、溶液中にて、このコア/シェル凝集粒子中に含まれる樹脂微粒子(シェル層構成樹脂を含む)のガラス転移温度(樹脂の種類が2種類以上の場合は最も高いガラス点移温度を有する樹脂のガラス転移温度)のうち最も高い温度以上に加熱し、融合・合一することによりトナー粒子を得る。
融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナーを、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
なお、洗浄工程は、帯電性の点から十分にイオン交換水による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く用いられる。更に乾燥工程も特に方法に制限はないが、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。
次に、上記本発明の静電荷像現像用トナーを用いた現像剤について説明する。
上記現像剤は、前記本発明の静電潜像現像用トナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。前記現像剤は、本発明の静電潜像現像用トナーを、単独で用いると一成分系の静電潜像現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電潜像現像剤となる。
例えばキャリアを用いる場合のそのキャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアが挙げられる。
キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その体積平均粒径は、30〜200μm程度の範囲である。
また、上記樹脂被覆キャリアの被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類;ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロぺニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマー;などの単独重合体、又は2種類以上のモノマーからなる共重合体、さらに、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等を含むシリコーン樹脂類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上併用してもよい。被覆樹脂の被覆量としては、前記核体粒子100質量部に対して0.1〜10質量部程度の範囲が好ましく、0.5〜3.0質量部の範囲がより好ましい。
キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
二成分系の静電潜像現像剤における前記本発明の静電潜像現像用トナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<画像形成方法>
次に、本発明のトナーを用いた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、少なくとも、像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記像担持体表面に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像とする現像工程と、前記像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する工程と、被記録体表面に形成されたトナー像を定着部材により被記録体表面に定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、前記被記録体の透気度が30〜100secの範囲、坪量が40〜70g/m2の範囲であり、トナーとして請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを用い、前記被記録体表面にトナー付着量が1.0〜4.0g/m2の範囲で形成されたソリッド画像部を、表面温度tが170〜200℃の加熱部材に、10〜40msの範囲の接触時間で接触させて前記被記録体表面に定着させたとき、前記表面温度tでの定着画像表面のJIS Z8741:97における60度鏡面光沢度G(t)が、35〜65%の範囲であることを特徴とする。
本発明の画像形成方法における前記各工程は、それ自体一般的な工程であり、例えば特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。なお本発明の画像形成方法は、それ自体公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。
ここで、前記現像工程は、現像器の現像剤担持体表面に設けられる現像剤層により静電荷像を現像してトナー画像を形成するものであるが、前記現像剤層として本発明のトナーを含有する現像剤を含んでいれば特に制限はない。
本発明の画像形成方法において、定着工程を経て被記録体に定着されたトナー画像の表面の光沢度は、前記加熱部材と被記録体との接触時間、接触圧及び加熱部材の表面温度に依存する。本発明の画像形成方法においては、透気度が30〜100secの範囲、坪量が40〜70g/m2の範囲の用紙(一般紙)を用い、トナー載り量を1.0〜4.0g/m2の範囲とした場合でも、表面温度tが170〜200℃の加熱部材との接触時間を10〜40msの範囲としたときに、光沢度G(t)が35〜65%の範囲の好ましい光沢を持つカラー画像を得ることができる。
本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置は、加熱部材と、前記加熱部材表面に当設配置された加圧部材とを有し、加熱部材と加圧部材との間にトナー像を転写された被記録体を挿通することによりトナー像を定着させることができる。
加熱部材は、中空の金属ロールからなり、その内部にハロゲンランプなどの発熱体が設けられていてもよい。また、加熱部材として、金属ロールの表面付近に電気抵抗の高い抵抗体を配置し、通電することで発熱させる加熱ロールを用いてもよい。加圧部材としては、表面に樹脂を被覆した金属ロールを用いることができる。さらに、加圧部材内部または表面に発熱体を設け、加圧部材自体を発熱させることもできる。この場合、被記録体の挿通時に生じる被記録体の吸熱による加熱部材表面の温度低下を減少させることができるため、定着されたトナー像の画質の低下を抑制することができる。また、加圧部材として樹脂フィルムからなる無端ベルトを用いることもできる。無端ベルトを用いた場合は、加熱部材と加圧部材との接触面積が増加し、トナー像の定着を高速化できるため好ましい。
また、前記加熱部材の表面は、定着されたトナー画像表面の光沢の均一性を得るために、溶融したトナーよりも表面エネルギーの低い含フッ素樹脂で被覆されていることが好ましい。
含フッ素樹脂の具体例としては、フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、パーフロロブチルエチルアクリレート、パーフロロヘキシルエチルアクリレート等の含フッ素重合性単量体の単独または複数種の共重合体を挙げることができる。
さらに、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類;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と前記含フッ素重合性単量体との共重合体であってもよい。
また、含フッ素樹脂とフッ素を含有しない樹脂との混合物を用いることもできる。そのほかに、メチルシリコーン、フェニルシリコーン等のシリコーン類も用いることができる。これらの中でも、フッ素樹脂との共重合の容易性の利点を有するアクリル酸メチル、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が好ましく、特に、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましい。
本発明における加熱部材の表面の水との接触角は70〜120°の範囲とすることが好ましい。なお、表面接触角の測定には、協和界面科学(株)製表面接触角測定機を使用した。具体的には、加熱部材表面にイオン交換水の水滴を滴下し、その水滴と加熱部材表面とのなす接触角を測定した。
画像形成に用いる被記録体としては、極一般的で容易に入手可能な普通複写用紙(PPC)のような、JIS P8111:98に記載の透気度で示される値が30〜100secの範囲で、JIS P8142に記載される坪量が40〜70g/m2の範囲の用紙を用いた場合でも、本発明のトナーを用いることにより画像に光沢を持たせて定着像の高級感を得ることができる。また、前述の規定内であれば用紙表面はそのままでも、ポリエステル等の樹脂を表面に塗布した樹脂コート紙でも構わないが、画像部との光沢度差をなくしてより見栄えを良くしたい場合には樹脂コート紙が好ましい。
本発明においては、前記被記録体表面にトナー載り量が1.0〜4.0g/m2の範囲のソリッド画像が形成される。前記被記録体表面に上記範囲のトナー載り量のソリッド画像を形成し定着させた場合でも、本発明のトナーを用いることによって十分な定着性と好ましい光沢を有する画像を得ることができる。
加熱溶融により前記トナー像を定着する場合、加熱部材表面の熱量の多くは用紙に奪われる。特にプロセスが高速である場合、トナーを溶融させ、ある程度の光沢度を持たせるためには加熱部材の表面温度はある程度高くする必要がある。本発明の画像形成方法の場合、前記加熱部材の表面温度tは170〜200℃の範囲とする。表面温度tが170℃未満においては、低温定着性は有するが、定着画像の保存性が悪化する。また200℃を超えると、消費電力が大きくなるだけでなく、画像定着装置の熱による劣化も生じやすくなる。
前記表面温度は、180〜200℃の範囲とすることが好ましい。
また、前記加熱部材とソリッド画像部との接触時間は、10〜40msecとする必要がある。接触時間が10msec未満では定着性が十分でない。一方、40msecを超えると、画像に対する熱供給が多くなり画像表面に凹凸が生じてしまう。前記接触時間は20〜40msecの範囲が好ましい。
以上の条件において定着された、前記表面温度tでの接触させて前記用紙上に画像を定着した際の、JIS Z8741:97によるt℃において定着された前記画像部の光沢度をG(t)としたとき、G(t)は35〜65%の範囲となる。光沢度がこの範囲であれば、定着時における高光沢度を維持し、同時に連続通紙時における光沢度の低下により生じる品質低下を減少させることが可能となる。前記G(t)が35%未満であると、画像光沢度が低くて用紙部と画像部間の光沢度差が目視で明確にわからなくなるか、逆に用紙部よりも画像部の方が光沢がなくなり、目視で違和感を感じるようになる。一方、G(t)が65%を超えると、定着時に細線部分のつぶれ等が生じやすくなる。そのため画像品質として見栄えがしない定着画像となるという問題を生じる。
なお、G(t)は40〜55%の範囲とすることが好ましい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお以下において、「部」「%」は特に断りのない限り「質量部」「質量%」を意味する。
<各種特性の測定方法>
まず、実施例、比較例で用いたトナー等の物性測定方法について説明する。
(トナー粒度及び粒度分布測定方法)
本発明におけるトナー粒度及び粒度分布測定は、測定装置としてはコールターカウンターTA−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを前記電解液100〜150ml中に添加した。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して、前述のようにして体積平均粒径、GSDv、GSDpを求めた。測定する粒子数は50000であった。
(トナーの形状係数SF1測定方法)
トナー形状係数SF1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、100個のトナーの最大長(ML)の2乗と、投影面積(A)を測定し、以下の式から計算することができる。
SF1=(ML2/A)×(100π/4)
SF1はこれらのトナーにつき個々に測定したものの平均値を求めることにより得られたものである。
(樹脂の分子量、分子量分布測定方法)
本発明において、結着樹脂等の分子量、分子量分布は以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
(樹脂微粒子、着色剤粒子等の体積平均粒径)
樹脂微粒子、着色剤粒子等の体積平均粒子径は、レーザードップラー式粒度分布測定装置(日機装株式会社、マイクロトラックUPA)で測定した。
(樹脂のガラス転移温度の測定方法)
樹脂のガラス転移点(Tg)及び離型剤の融点(Tm)は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(マックサイエンス社製:DSC3110、熱分析システム001)を用い、室温から150℃まで昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移点は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とし、融点は吸熱ピークの頂点の温度とした。
<各分散液の調製>
(樹脂微粒子分散液)
−樹脂微粒子分散液(1)―
A.油層
・スチレン(和光純薬製) 24部
・2−メチルヘキシルアクリレート(和光純薬製) 8部
・βカルボエチルアクリレート(ローディア社製) 1部
・メチルメタクリレート(和光純薬製) 3部
・ドデカンジオールジアクリレート(新中村化学社製)0.1部
・ドデカンチオール(和光純薬製) 3部
B.水層1
・イオン交換水 17部
・アニオン性界面活性剤(DOWFAX2A1、日本乳化剤社製) 0.5部
C.水層2
・イオン交換水 40部
・アニオン性界面活性剤(DOWFAX2A1、日本乳化剤社製) 0.1部
D.開始剤溶液
・過硫酸アンモニウム(和光純薬製) 1.0部
・イオン交換水 3部
上記の油層成分および水層1成分をフラスコ(容器1)中に入れて攪拌混合しエマルジョン溶液1とした。また、別のフラスコ(容器2)に水層2成分を投入し、容器2内を窒素で充分に置換し攪拌をしながら、オイルバスで容器内2が78℃になるまで加熱した。次に、開始剤溶液を滴下した後に、容器1内のエマルジョン溶液1を容器2へ6時間かけて断続的に滴下し乳化重合を行なった。滴下終了後はさらに78℃で3時間の間、容器2内で重合を行ない樹脂微粒子分散液(1)を得た。
得られた樹脂微粒子は、レーザードップラー方式粒度分布測定装置(日機装株式会社、マイクロトラックUPA)で累積個数平均粒径D50nを測定したところ180nmであり、Tgを測定したところ55℃であり、重量平均分子量を測定したところ7300であった。
−樹脂微粒子分散液(2)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を26.5部、メチルメタクリレート量を0.5部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(2)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ190nmであり、Tgは55℃であり、重量平均分子量を測定したところ7200であった。
−樹脂微粒子分散液(3)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を21.5部、メチルメタクリレート量を5.5部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(3)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ160nmであり、Tgは56℃であり、重量平均分子量を測定したところ7500であった。
−樹脂微粒子分散液(4)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を26.7部、メチルメタクリレート量を0.3部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(4)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ180nmであり、Tgは54℃であり、重量平均分子量を測定したところ7400であった。
−樹脂微粒子分散液(5)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を21部、メチルメタクリレート量を6部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(5)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ170nmであり、Tgは56℃であり、重量平均分子量を測定したところ7000であった。
−樹脂微粒子分散液(6)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を23.2部、ドデカンチオール量を3.8部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(6)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ210nmであり、Tgは52℃であり、重量平均分子量を測定したところ5100であった。
−樹脂微粒子分散液(7)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を24.6部、ドデカンチオール量を2.4部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(7)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ170nmであり、Tgは55℃であり、重量平均分子量を測定したところ9800であった。
−樹脂微粒子分散液(8)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を23部、ドデカンチオール量を4.0部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(8)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ230nmであり、Tgは51℃であり、重量平均分子量を測定したところ4800であった。
−樹脂微粒子分散液(9)―
樹脂微粒子分散液(1)において、スチレン量を24.8部、ドデカンチオール量を2.2部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(1)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(9)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ170nmであり、Tgは55℃であり、重量平均分子量を測定したところ10500であった。
−樹脂微粒子分散液(10)−
A.油層
・スチレン(和光純薬製) 30部
・nブチルアクリレート(和光純薬製) 10部
・βカルボエチルアクリレート(ローディア社製) 1.4部
・デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) 0.2部
・ドデカンチオール(和光純薬製) 0.5部
B.水層1
・イオン交換水 17部
・アニオン性界面活性剤(DOWFAX2A1、日本乳化剤社製) 0.5部
C.水層2
・イオン交換水 40部
・アニオン性界面活性剤(DOWFAX2A1、日本乳化剤社製) 0.1部
D.開始剤溶液
・過硫酸アンモニウム(和光純薬製) 0.5部
・イオン交換水 3部
上記の油層成分および水層1成分をフラスコ(容器1)中に入れて攪拌混合しエマルジョン溶液1とした。また、別のフラスコ(容器2)に水層2成分を投入し、容器2内を窒素で充分に置換し攪拌をしながら、オイルバスで容器内2が75℃になるまで加熱した。次に、開始剤溶液を滴下した後に、容器1内のエマルジョン溶液1の半量を容器2へ2時間かけて断続的に滴下し乳化重合を開始した。続いて、残った容器1内のエマルジョン溶液1にドデカンチオール(和光純薬製)0.5部を投入し、10分間攪拌混合しエマルジョン溶液2とした。攪拌混合後直ちに容器1内のエマルジョン溶液2を容器2へ滴下開始し、2時間かけて断続的に滴下して乳化重合を行なった。滴下終了後はさらに75℃で3時間の間、容器2内で重合を行ない樹脂微粒子分散液(10)を得た。
得られた樹脂微粒子は、レーザードップラー方式粒度分布測定装置(日機装株式会社、マイクロトラックUPA)で累積個数平均粒径D50nを測定したところ205nmであり、Tgを測定したところ52℃であり、重量平均分子量を測定したところ32000であった。
−樹脂微粒子分散液(11)―
樹脂微粒子分散液(10)において、スチレン量を29.8部、ドデカンチオール量を0.7部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(10)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(11)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ210nmであり、Tgは52℃であり、重量平均分子量を測定したところ26000であった。
−樹脂微粒子分散液(12)―
樹脂微粒子分散液(10)において、スチレン量を30.2部、ドデカンチオール量を0.3部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(10)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(12)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ210nmであり、Tgは52℃であり、重量平均分子量を測定したところ44000であった。
−樹脂微粒子分散液(13)―
樹脂微粒子分散液(10)において、スチレン量を29.75部、ドデカンチオール量を0.75部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(10)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(13)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ215nmであり、Tgは52℃であり、重量平均分子量を測定したところ22000であった。
−樹脂微粒子分散液(14)―
樹脂微粒子分散液(10)において、スチレン量を30.25部、ドデカンチオール量を0.25部に変更した以外は樹脂微粒子分散液(10)と同様に重合を行ない樹脂微粒子分散液(14)を得た。
得られた樹脂微粒子の累積個数平均粒径D50nを測定したところ210nmであり、Tgは52℃であり、重量平均分子量を測定したところ47000であった。
(着色剤分散液)
−着色剤分散液(1)−
・フタロシアニン顔料(大日精化(株)製:PV FAST BLUE)20部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 2部
・イオン交換水 78部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて3000rpmで2分間攪拌し、顔料を水に馴染ませ、さらに5000回転で10分間分散後、通常の攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡した後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン社製、HJP30006)を用いて、圧力240MPaで1時間分散させてシアン顔料の着色剤分散液(1)を得た。
−着色剤分散液(2)−
・マゼンタ顔料(大日精化(株)製: Pigment・Red122)20部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 1.5部
・イオン交換水 78.5部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて3000rpmで2分間攪拌し顔料を水に馴染ませ、さらに5000回転で10分間分散後、通常の攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡した後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン社製、HJP30006)を用いて、圧力240MPaで2時間分散させてマゼンタ顔料の着色剤分散液(2)を得た。
−着色剤分散液(3)−
・イエロー顔料(クラリアントジャパン社製:Pigment・Yellow180) 15部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 2部
・イオン交換水 83部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて3000rpmで2分間攪拌し顔料を水に馴染ませ、さらに5000回転で10分間分散後、通常の攪拌器で1昼夜攪拌させて脱泡した後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン社製、HJP30006)を用いて、圧力240MPaで3時間分散させてイエロー顔料の着色剤分散液(3)を得た。
−着色剤分散液(4)−
・カーボンブラック(キャボット社製:リーガル330) 15部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 1部
・イオン交換水 84部
上記成分を混合して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて3000rpmで5分間攪拌し顔料を水に馴染ませ、さらに5000回転で60分間分散し、着色剤(カーボンブラック)を分散させてなる着色剤分散液(4)を調製した。
(離型剤分散液)
−離型剤分散液(1)−
・パラフィンワックス(日本精蝋社製、融点:90℃) 30部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 3部
・イオン交換水 67部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で95℃に加熱しながら十分に混合分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザー)で分散処理し、離型剤粒子の累積個数平均粒径D50nが250nmの離型剤分散液(1)を得た。
−離型剤分散液(2)−
・ポリエチレンワックス(東洋ペトロライト社製、ポリワックス725、融点:104℃) 30部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 3部
・イオン交換水 67部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で95℃に加熱しながら十分に混合分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザー)で分散処理し、離型剤粒子の累積個数平均粒径D50nが310nmの離型剤分散液(2)を得た。
<実施例1>
(トナーの作製)
・樹脂微粒子分散液(10) 54.8部
・着色剤分散液(1) 8部
・離型剤分散液(1) 12部
・ポリ塩化アルミニウム(浅田化学社製、PAC100W) 0.2部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れてホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら48℃まで加熱し、その温度で30分間保持した。さらに加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げてその温度で1時間保持することによりコア凝集粒子を得た。次いで、得られたコア凝集粒子の表面被覆用の樹脂微粒子分散液(1)25部をさらに追加して添加し緩やかに攪拌した。
その後、0.5M/Lの水酸化ナトリウム水溶液でフラスコ中のpHを中性域に調節し、攪拌を保ちながら95℃まで加熱し、そのままの温度で5時間保持して加熱融合しコア/シェル凝集粒子とした。終了後、フラスコを冷却しイオン交換水で充分洗浄して、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。次に、40℃のイオン交換水3L中に再分散し、15分間攪拌しながら洗浄した。この洗浄操作を4回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、1000Pa以下で12時間乾燥してトナー粒子(1)を得た。
このトナー粒子(1)の体積平均粒径D50は5.6μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(1)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは53℃であった。
得られたトナー粒子100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)2部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合し外添することにより、本発明のトナー(1)を得た。
(現像剤の作製)
キャリアとしては、ポリメチルメタクリレート重合体(重量平均分子量:80000)0.8部を、トルエン10部に溶解したトルエン溶液に、Mn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:40μm)100部を投入し、加熱攪拌しながら真空乾燥処理することにより、Mn−Mg−Srフェライト粒子にポリメチルメタクリレート重合体を被覆したキャリアを得た。
さらに、トナー粒子(1)8部と、前記キャリア100部とをVブレンダーで混合処理し現像剤(現像剤1)を得た。
(画像評価)
上記の現像剤(1)を使用して、画像形成装置としてDocu Color 1250(富士ゼロックス社製)を改造したテスト機によって、用紙上のトナー載り量が4.0g/m2となるように現像バイアスを調整した。次に、用紙として透気度15sec、秤量70g/m2のA4のリサイクルコピー紙(210mm×297mmサイズ、富士ゼロックスオフィイスサプライ、C2R紙)を用い、30mm×30mmの大きさのソリッド未定着画像を形成した。
−画像定着方法1−
定着装置として、定着ロール温度が自由に設定でき、モニターできるように改造したDocu Color 1250の定着器(外部定着ベンチ)を用いて、定着ロールへの離型剤オイル供給を止めて定着ロール表面に離型剤オイルが存在しない状態、すなわち、オイルレス定着によりテストを行った。前記定着ベンチの加熱ロール(加熱部材)は、アスカーCゴム硬度が24°であり厚さが7.5mmのゴムを用いた弾性層と、この弾性層の表面を厚みが20μmのテフロン(登録商標)(R)チューブで被覆した表面層有するものであり(水との接触角:100度)、加圧ロールとしては、その表面のアスカーCゴム硬度が50度であるものを用いた。また、加熱ロールと加圧ロールとの圧接力を539.3N(55kgf)に設定し、加熱ロールの周速は150mm/sec(接触時間:40msec)に設定した。
−画像定着方法2−
定着装置として、画像定着方法1に用いた定着装置おける加圧ロールの代わりにポリイミドフィルムを用い、加圧パッドにより加熱ロールにポリイミドフィルムをニップ幅8mmとなるように固定し、該ポリイミドフィルムと加熱ロールとの間を通過する用紙の速度が110mm/sec(接触時間:73msec)になるように調整した以外は画像定着方法1と同様の方法で画像定着を行った。
−評価−
定着ロールの表面温度を190℃として定着を行い、画像部の光沢度を測定した。また、定着画像における光沢度むらについて目視にて評価を行った。なお、光沢度の測定は、ソリッド定着画像について光沢度計(村上色材研究所製、GM−26D)により、JIS Z8741:97により、角度60度の光沢度として求めた。
また、光沢ムラは以下の基準により判断した。
○:光沢ムラは認められない。
△:光沢ムラは僅かに認められるが、実用上問題ない。
×:光沢ムラが認められる。
結果を表1に示す。
<実施例2>
(トナーの作製)
実施例1において着色剤分散液(1)を着色剤分散液(2)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(2)を得た。
このトナー粒子(2)の体積平均粒径D50をコールターカウンター(日科機社製、TAII)を用いて測定したところ5.7μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.22であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(2)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(2)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例3>
(トナーの作製)
実施例1において着色剤分散液(1)を着色剤分散液(3)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(3)を得た。
このトナー粒子(3)の体積平均粒径D50は5.8μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(3)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは 54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(3)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例4>
(トナーの作製)
実施例1において着色剤分散液(1)を着色剤分散液(4)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(4)を得た。
このトナー粒子(4)の体積平均粒径D50は5.9μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.22であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(4)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは 54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(4)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例5>
(トナーの作製)
実施例1において表面被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(2)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(5)を得た。
このトナー粒子(5)の体積平均粒径D50は5.8μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.22であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは140nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(5)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは 56℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(5)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例6>
(トナーの作製)
実施例1において表面被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(3)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(6)を得た。
このトナー粒子(6)の体積平均粒径D50は5.6μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは220nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(6)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは 55℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(6)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例7>
(トナーの作製)
実施例1において表面被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(6)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(7)を得た。
このトナー粒子(7)の体積平均粒径D50は5.4μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.21であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは250nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(7)の重量平均分子量を測定したところ29000であり、Tgは 57℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(7)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例8>
(トナーの作製)
実施例1において表面被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(7)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(8)を得た。
このトナー粒子(8)の体積平均粒径D50は5.8μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(8)の重量平均分子量を測定したところ31000であり、Tgは 53℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(8)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例9>
(トナーの作製)
実施例1において樹脂粒子分散液(10)を樹脂粒子分散液(11)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(9)を得た。
このトナー粒子(9)の体積平均粒径D50は6.1μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.24であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは230nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(9)の重量平均分子量を測定したところ24000であり、Tgは 55℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(9)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例10>
(トナーの作製)
実施例1において樹脂粒子分散液(10)を樹脂粒子分散液(12)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(10)を得た。
このトナー粒子(10)の体積平均粒径D50は5.6μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは240nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(10)の重量平均分子量を測定したところ41000であり、Tgは54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(10)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例1>
(トナーの作製)
実施例1において被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(4)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(11)を得た。
このトナー粒子(11)の体積平均粒径D50は5.6μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.24であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは210nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(11)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは55℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(11)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例2>
(トナーの作製)
実施例1において被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(5)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(12)を得た。
このトナー粒子(12)の体積平均粒径D50は5.4μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.25であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは200nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(12)の重量平均分子量を測定したところ30000であり、Tgは56℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(12)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例3>
(トナーの作製)
実施例1において被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(8)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(13)を得た。
このトナー粒子(13)の体積平均粒径D50は5.4μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは230nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(13)の重量平均分子量を測定したところ32000であり、Tgは54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(13)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例4>
(トナーの作製)
実施例1において被覆用の樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(9)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(14)を得た。
このトナー粒子(14)の体積平均粒径D50は5.7μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.22であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは180nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(14)の重量平均分子量を測定したところ29000であり、Tgは54℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(14)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例5>
(トナーの作製)
実施例1において樹脂粒子分散液(10)を樹脂粒子分散液(13)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(15)を得た。
このトナー粒子(15)の体積平均粒径D50は5.4μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは220nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(15)の重量平均分子量を測定したところ21000であり、Tgは56℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(15)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例6>
(トナーの作製)
実施例1において樹脂粒子分散液(10)を樹脂粒子分散液(14)に変更した以外は実施例1に記載のトナー作製と同様の方法でトナーを作製し、トナー粒子(16)を得た。
このトナー粒子(16)の体積平均粒径D50は5.4μmであり、数平均粒度分布指標GSDpは1.23であった。走査型電子顕微鏡でトナー粒子の表面状態を観察すると、結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるコア粒子表面に結着樹脂粒子が融着して連続層を形成していることが確認された。また、透過型電子顕微鏡でトナー断面を観察すると、シェルの厚さは210nmであり、トナー表層への離型剤の露出はほとんど認められなかった。また、トナー粒子(16)の重量平均分子量を測定したところ45000であり、Tgは58℃であった。
(現像剤の作製、画像評価)
得られたトナー粒子(16)を用いて、実施例1と同様にして現像剤を作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
Figure 2006267744
表1に示す結果から、本発明のトナーを用いた画像形成方法によれば、用紙として一般紙を用いた場合でも、高光沢でむらのない良好な画像を形成可能であることがわかる。

Claims (3)

  1. トナー粒子が2層以上を有してなる静電荷像現像用トナーであって、
    前記トナー粒子における最内層を構成する樹脂が、アクリル酸エステルを含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が25000〜45000の範囲の重合体を含有し、前記トナー粒子における最外層を構成する樹脂が、メタクリル酸エステルを1〜15質量%含む単量体を重合して得られた重量平均分子量(Mw)が5000〜10000の範囲の重合体を含有しており、かつトナー粒子を構成する結着樹脂全体の重量平均分子量が25000〜45000の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
    体積平均粒径が1μm以下の第1の樹脂微粒子を分散させてなる第1樹脂微粒子分散液、及び着色剤を分散させてなる着色剤分散液を混合してコア凝集粒子を形成する第1の凝集工程と、該コア凝集粒子を分散させてなる分散液に、第2の樹脂微粒子を分散させてなる第2樹脂微粒子分散液を混合して、前記コア凝集粒子に前記第2の樹脂微粒子を付着させたコア/シェル凝集粒子を形成する第2の凝集工程と、該コア/シェル凝集粒子を加熱して融合・合一させる融合工程と、を含むことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
  3. 像担持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記像担持体表面に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像とする現像工程と、前記像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する工程と、被記録体表面に形成されたトナー像を定着部材により被記録体表面に定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
    前記被記録体の透気度が30〜100secの範囲、坪量が40〜70g/m2の範囲であり、トナーとして請求項1に記載の静電荷像現像用トナーを用い、前記被記録体表面にトナー載り量が1.0〜4.0g/m2の範囲で形成されたソリッド画像部を、表面温度tが170〜200℃の加熱部材に、10〜40msの範囲の接触時間で接触させて前記被記録体表面に定着させたとき、前記表面温度tでの定着画像表面のJIS Z8741:97による光沢度G(t)が、35〜65%の範囲であることを特徴とする画像形成方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009186640A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Konica Minolta Business Technologies Inc 電子写真用トナー
JP2010072357A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置

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