JP2011022219A - カプセルトナー - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、高湿環境下における画像濃度が安定したカプセルトナーを提供することである。
【解決手段】 カプセルトナーは、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 カプセルトナーは、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、カプセルトナーに関する。
トナーの製造方法として、従来から混練粉砕法が汎用されているが、粉砕トナーは表面に凹凸の多い不定形状であり、粉砕後の破砕面がそのままトナー粒子表面となるため表面組成が不均一になりやすく、トナー粒子の表面状態を均一に制御するのは難しい。トナー粒子表面が凹凸の多い不定形状であると、トナーの流動性が低下したり、トナー組成の不均一性が原因となり、かぶりやトナー飛散が発生する等の問題が生じる。
このようなトナー粒子表面の不定形状の問題を鑑みて、混練粉砕法に代わり、トナー原料の分散液を混合し、凝集させてトナーを製造する湿式法が種々提案されている。しかしながら、湿式法の場合、分散安定剤や凝集剤を多用するため、それらの成分の一部がトナー粒子表面または内部に残留して耐湿性の低下や帯電特性の悪化を招き、特に帯電特性が著しく不安定になりやすいという欠点がある。
トナーに要求される特性の中で、現像や転写(調色プロセスや転写プロセスの制御等)における挙動や品質に大きな影響を与える帯電特性は、特に重要である。
一方、近年の高画質化の流れに伴い、トナーの小粒径化が進み、微粉である小粒径トナーの、二成分現像剤中における含有率が増加する傾向にある。小粒径トナーを含む二成分現像剤においては、現像装置内でのストレスによる小粒径トナーの割れや形状変化により、キャリアへのトナースペントとそれに伴う現像剤の帯電劣化が生じ、現像や転写プロセスが影響され、画質の劣化を招く要因となっている。
また、近年のカラー化の流れに伴い、カラートナーの低温定着化が進み、トナー成分として低温軟化性のものが用いられる傾向にある。
そこで、流動性、転写性などが良好で、帯電性能が均一であり、耐オフセット性に優れ、またその他の様々な機能を有するトナーとして、トナー母粒子の表面を樹脂層により被覆したカプセルトナーが提案されている。
特許文献1には、トナー粒子に帯電制御樹脂が内部添加され、かつ帯電制御剤が外部より添加含有されたトナーが開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示されるトナーでは、帯電制御剤をトナー表面に均一に被覆することが難しく、特に高湿環境下においては、帯電量や電気抵抗が低下し、画像濃度が不安定になる問題があった。
本発明の目的は、高湿環境下における画像濃度が安定したカプセルトナーを提供することである。
本発明は、結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有することを特徴とするカプセルトナーである。
また本発明は、電荷増強樹脂微粒子が、樹脂被覆層中に30重量%以上50重量%以下含まれることを特徴とする。
また本発明は、電荷増強樹脂微粒子の体積平均粒径が、トナー母粒子の体積平均粒径に対して1%以上6%以下であることを特徴とする。
また本発明は、樹脂微粒子と電荷増強樹脂微粒子とを混合し、得られた微粒子混合物をトナー母粒子表面に付着させる微粒子混合物付着工程と、流動状態にあるトナー母粒子および微粒子混合物に、これらの粒子を可塑化させる液体を噴霧手段からキャリアガスによって噴霧する噴霧工程と、トナー母粒子に付着した微粒子混合物が軟化して膜化するまで回転撹拌手段の回転を続けてトナー母粒子および微粒子混合物を流動させる膜化工程とを含む方法で製造されることを特徴とする。
本発明によれば、樹脂被覆層でトナー母粒子が被覆されているカプセルトナーにおいて、前記樹脂被覆層が、電荷増強樹脂微粒子を含むので、高湿環境下における画像濃度が安定したカプセルトナーが得られる。よって、このようなカプセルトナーを使用することで画像安定性および環境安定性を向上させることができる。
また本発明によれば、電荷増強樹脂微粒子がカプセルトナーの樹脂被覆層中に30重量%以上50重量%以下含まれるので、電荷増強樹脂微粒子をトナー粒子表面に均一に分布させ、トナー粒子表面を均一に帯電させることができる。よって、このようなカプセルトナーを使用することで画像安定性および環境安定性を向上させることができる。
また本発明によれば、カプセルトナーの樹脂被覆層に含まれる電荷増強樹脂微粒子の平均体積粒径が、トナー母粒子の平均体積粒径に対して1%以上6%以下であるので、電荷増強樹脂微粒子が樹脂被覆層内で分散しやすく、電荷増強樹脂微粒子をトナー粒子表面に均一に分布させ、トナー粒子表面を均一に帯電させることができる。よって、このようなカプセルトナーを使用することで画像安定性および環境安定性を向上させることができる。
1、トナーの製造方法
図1は、本発明の実施形態に係るトナーの製造方法の手順の一例を示す工程図である。本発明のトナーの製造方法は、トナー母粒子を作製するトナー母粒子作製工程S1と、樹脂微粒子を調製する樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2と、トナー母粒子に樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子を被覆する被覆工程S3とを含む。
図1は、本発明の実施形態に係るトナーの製造方法の手順の一例を示す工程図である。本発明のトナーの製造方法は、トナー母粒子を作製するトナー母粒子作製工程S1と、樹脂微粒子を調製する樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2と、トナー母粒子に樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子を被覆する被覆工程S3とを含む。
(1)トナー母粒子作製工程S1
トナー母粒子作製工程S1では、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子よりなる樹脂被覆層によって被覆されるべきトナー母粒子を作製する。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含む粒子であり、その作製方法は特に限定されることなく、公知の方法によって行うことができる。トナー母粒子の作製方法としては、たとえば、粉砕法などの乾式法、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法、溶融乳化法などの湿式法が挙げられる。以下、粉砕法によってトナー母粒子を作製する方法を説明する。
トナー母粒子作製工程S1では、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子よりなる樹脂被覆層によって被覆されるべきトナー母粒子を作製する。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含む粒子であり、その作製方法は特に限定されることなく、公知の方法によって行うことができる。トナー母粒子の作製方法としては、たとえば、粉砕法などの乾式法、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法、溶融乳化法などの湿式法が挙げられる。以下、粉砕法によってトナー母粒子を作製する方法を説明する。
(粉砕法によるトナー母粒子作製)
粉砕法によるトナーコア粒子の作製では、結着樹脂、着色剤およびその他の添加剤を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調整を行い、トナー母粒子を得る。
粉砕法によるトナーコア粒子の作製では、結着樹脂、着色剤およびその他の添加剤を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調整を行い、トナー母粒子を得る。
混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。
混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、TEM−100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87、PCM−30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式の混練機が好ましい。
粉砕機としては、たとえば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、および高速で回転する回転子(ロータ)と固定子(ライナ)との間に形成される空間に固化物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機が挙げられる。
分級には、遠心力および風力による分級により過粉砕トナー母粒子を除去できる公知の分級機を使用でき、たとえば、旋回式風力分級機(ロータリー式風力分級機)などを使用できる。
(トナー母粒子原料)
前述のように、トナー母粒子は、結着樹脂と着色剤とを含む。結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナーまたはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができ、たとえば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。結着樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
前述のように、トナー母粒子は、結着樹脂と着色剤とを含む。結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナーまたはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができ、たとえば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。結着樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
上述の結着樹脂の中でも、ポリエステルは、透明性に優れ、トナー粒子に良好な粉体流動性、低温定着性および二次色再現性などを付与できるので、カラートナー用の結着樹脂に好適である。ポリエステルとしては公知のものを使用でき、たとえば多塩基酸と多価アルコールとの重縮合物などが挙げられる。
多塩基酸としては、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリト酸、ピロメリト酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、琥珀酸、アルケニル無水琥珀酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類、これら多塩基酸のメチルエステル化物などが挙げられる。多塩基酸は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
多価アルコールとしても、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどの脂環式多価アルコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族系ジオール類などが挙げられる。多価アルコールは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
多塩基酸と多価アルコールとの重縮合反応は常法に従って実施でき、たとえば、有機溶媒の存在下または非存在下および重縮合触媒の存在下に、多塩基酸と多価アルコールとを接触させることによって行われ、生成するポリエステルの酸価、軟化温度などが所定の値になったところで終了する。これによって、ポリエステルが得られる。
多塩基酸の一部に、多塩基酸のメチルエステル化物を用いると、脱メタノール重縮合反応が行われる。この重縮合反応において、多塩基酸と多価アルコールとの配合比、反応率などを適宜変更することによって、たとえば、ポリエステルの末端のカルボキシル基含有量を調整でき、ひいては得られるポリエステルの特性を変性できる。また多塩基酸として無水トリメリト酸を用いると、ポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を容易に導入することによっても、変性ポリエステルが得られる。ポリエステルの主鎖および/または側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基などの親水性基を結合させ、水中での自己分散性ポリエステルも使用できる。またポリエステルとアクリル樹脂とをグラフト化して用いてもよい。
結着樹脂は、ガラス転移温度が30℃以上80℃以下であることが好ましい。結着樹脂のガラス転移温度が30℃未満であると、画像形成装置内部においてトナーが熱凝集するブロッキングを発生しやすくなり、保存安定性が低下するおそれがある。結着樹脂のガラス転移温度が80℃を超えると、記録媒体へのトナーの定着性が低下し、定着不良が発生するおそれがある。
着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料などを使用できる。
黒色の着色剤としては、たとえば、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、磁性フェライトおよびマグネタイトなどが挙げられる。
黄色の着色剤としては、たとえば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、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、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185などが挙げられる。
橙色の着色剤としては、たとえば、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、インダスレンブリリアントオレンジRK、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GK、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43などが挙げられる。
赤色の着色剤としては、たとえば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などが挙げられる。
紫色の着色剤としては、たとえば、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などが挙げられる。
青色の着色剤としては、たとえば、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、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60などが挙げられる。
緑色の着色剤としては、たとえば、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンB、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。
白色の着色剤としては、たとえば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などの化合物が挙げられる。
着色剤は1種を単独で使用でき、または2種以上の異なる色のものを併用できる。また同色であっても、2種以上を併用できる。着色剤の使用量は特に制限されないが、好ましくは結着樹脂100重量部に対して5重量部以上20重量部以下、さらに好ましくは5重量部以上10重量部以下である。
着色剤は、結着樹脂中に均一に分散させるために、マスターバッチ化して用いてもよい。また2種以上の着色剤を複合粒子化して用いてもよい。複合粒子は、たとえば、2種以上の着色剤に適量の水、低級アルコールなどを添加し、ハイスピードミルなどの一般的な造粒機で造粒し、乾燥させることによって製造できる。マスターバッチおよび複合粒子は、乾式混合の際にトナー組成物に混入される。
トナー母粒子には、結着樹脂および着色剤の他に電荷制御剤が含まれてもよい。電荷制御剤としては、この分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の電荷制御剤を使用できる。
正電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。電荷制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.5重量%以上3重量%以下である。
また、トナー母粒子には、結着樹脂および着色剤の他に離型剤が含まれてもよい。離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)およびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.2重量部〜20重量部、さらに好ましくは0.5重量部〜10重量部、特に好ましくは1.0重量部〜8.0重量部である。
トナー母粒子作製工程S1において得られるトナー母粒子は、体積平均粒径が4μm以上8μm以下であることが好ましい。体積平均粒径が4μm以上8μm以下であると、長期にわたり高精細な画像を安定して形成できる。またトナー母粒子をこの範囲内に小粒径化することによって、付着量が少なくても高い画像濃度が得られ、トナー消費量を削減できる効果も生じる。トナー母粒子の体積平均粒径が4μm未満であると、トナー母粒子の粒径が小さいため、高帯電化および低流動化するおそれがある。トナーが高帯電化、低流動化すると、感光体にトナーを安定して供給できなくなり、地肌かぶりおよび画像濃度の低下などが発生するおそれがある。トナー母粒子の体積平均粒径が8μmを超えると、トナー母粒子の粒径が大きいため形成画像の層厚が大きくなり、粒状性の著しい画像となり、高精細な画像を得られない。またトナー母粒子の粒径が大きくなることによって比表面積が減少し、トナーの帯電量が小さくなる。トナーの帯電量が小さくなると、トナーが感光体に安定して供給されず、トナー飛散による機内汚染が発生するおそれがある。
(2)樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2
樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2は、樹脂微粒子調製工程S2aと、電荷増強樹脂微粒子調製工程S2bとを含む。
樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2は、樹脂微粒子調製工程S2aと、電荷増強樹脂微粒子調製工程S2bとを含む。
(2)−1 樹脂微粒子調製工程S2a
樹脂微粒子調製工程S2aでは、乾燥した樹脂微粒子を調製する。乾燥にはどのような方法を用いてもよく、たとえば熱風受熱式乾燥、伝導伝熱式乾燥、遠赤外線乾燥、マイクロ波乾燥などの方法で乾燥樹脂微粒子を得られる。樹脂微粒子は、後の被覆工程S3において、トナー母粒子を被覆する樹脂被覆層として用いられる。トナー母粒子表面を樹脂微粒子で被覆することによって、たとえばトナー母粒子に含まれる離型剤などの低融点成分の溶融による、保存中のトナー凝集の発生を防止できる。また、たとえば樹脂微粒子を分散させた液体を噴霧してトナー母粒子を被覆した場合、樹脂微粒子の形状がトナー母粒子表面に残るので、表面が平滑なトナーに比べクリーニング性に優れるトナーを得られる。
樹脂微粒子調製工程S2aでは、乾燥した樹脂微粒子を調製する。乾燥にはどのような方法を用いてもよく、たとえば熱風受熱式乾燥、伝導伝熱式乾燥、遠赤外線乾燥、マイクロ波乾燥などの方法で乾燥樹脂微粒子を得られる。樹脂微粒子は、後の被覆工程S3において、トナー母粒子を被覆する樹脂被覆層として用いられる。トナー母粒子表面を樹脂微粒子で被覆することによって、たとえばトナー母粒子に含まれる離型剤などの低融点成分の溶融による、保存中のトナー凝集の発生を防止できる。また、たとえば樹脂微粒子を分散させた液体を噴霧してトナー母粒子を被覆した場合、樹脂微粒子の形状がトナー母粒子表面に残るので、表面が平滑なトナーに比べクリーニング性に優れるトナーを得られる。
樹脂微粒子は、たとえば、樹脂微粒子原料である樹脂をホモジナイザーなどで乳化分散させ細粒化することによって得られる。また樹脂のモノマー成分の重合によっても得られる。
樹脂微粒子原料としては、たとえば、トナー材料に用いられる樹脂を用いることができ、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体などが挙げられる。
樹脂微粒子原料として用いられる樹脂の軟化温度は、トナー母粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移温度よりも高いことが好ましく、60℃以上であることがより好ましい。このことによって、本発明の方法で製造されたトナーは、保存中にトナー同士が融着することを防止でき、保存安定性が向上する。また樹脂微粒子原料として用いられる樹脂の軟化温度は、トナーが使用される画像形成装置にもよるが、80℃以上140℃以下であることが好ましい。このような温度範囲の樹脂を用いることによって、保存安定性と定着性とを兼ね備えたトナーが得られる。
樹脂微粒子の体積平均粒径は、トナー母粒子の平均粒径よりも充分に小さい必要があり、0.05μm以上1μm以下であることが好ましい。また、0.1μm以上0.5μm以下であることがさらに好ましい。樹脂微粒子の体積平均粒径が0.05μm以上1μm以下であることによって、トナー母粒子表面に好適な大きさの突起部が形成される。このことによって本発明の方法で製造されるトナーは、クリーニング時にクリーニングブレードに引っ掛かり易くなり、クリーニング性が向上する。
樹脂微粒子の添加量は、トナー母粒子100重量部に対して3重量部以上であることが好ましい。3重量部未満になると、トナー母粒子を均一に被覆することが難しくなり、トナー母粒子の種類によっては、保存安定性が悪くなるおそれがある。
(2)−2 電荷増強樹脂微粒子調製工程S2b
本発明のトナーの製造法では、樹脂微粒子と共に電荷増強樹脂(CCR)微粒子を添加し、トナー母粒子を被覆する。
本発明のトナーの製造法では、樹脂微粒子と共に電荷増強樹脂(CCR)微粒子を添加し、トナー母粒子を被覆する。
CCR微粒子としては、個数平均粒径が0.05μm以上1μm以下であり、トナー母粒子表面への固定化により、絶対値で10μc/g以上の帯電性をトナー粒子に付与する、公知の樹脂粒子を使用できる。負帯電性トナーに使用する場合は、フッ素化アルキルアクリル系重合体からなる樹脂微粒子が、電気抵抗が高く帯電性に優れている点で好ましい。
フッ素化アルキルアクリル系重合体からなる樹脂微粒子としては、たとえば特公平6−64357号公報に記載されている、フッ素化アルキルアクリルモノマーの重合体からなる樹脂微粒子や、フッ素化アルキルアクリルモノマーと他の樹脂モノマーとの重合体からなる樹脂微粒子など、公知のものを使用できる。
フッ素化アルキルアクリル系重合体を構成するモノマーとしては、たとえば、アクリル酸のエステル化合物またはメタクリル酸のエステル化合物が挙げられる。
具体的なエステル化合物としては、1,1−ジヒドロパーフロロエチル、1,1−ジヒドロパーフロロプロピル、1,1−ジヒドロパーフロロヘキシル、1,1−ジヒドロパーフロロオクチル、1,1−ジヒドロパーフロロデシル、1,1−ジヒドロパーフロロラウリル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロブチル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロヘキシル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロオクチル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロデシル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロラウリル、1,1,2,2−テトラヒドロパーフロロステアリル、2,2,3,3−テトラフロロプロピル、2,2,3,3,4,4−ヘキサフロロブチル、1,1,ω−トリヒドロパーフロロヘキシル、1,1,ω−トリヒドロパーフロロオクチル、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロ−2−プロピル、3−パーフロロノニル−2−アセチルプロピル、3−パーフロロラウリル−2−アセチルプロピル、N−パーフロロヘキシルスルホニル−N−メチルアミノエチル、N−パーフロロヘキシルスルホニル−N−ブチルアミノエチル、N−パーフロロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル、N−パーフロロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル、N−パーフロロオクチルスルホニル−N−ブチルアミノエチル、N−パーフロロデシルスルホニル−N−メチルアミノエチル、N−パーフロロデシルスルホニル−N−エチルアミノエチル、N−パーフロロデシルスルホニル−N−ブチルアミノエチル、N−パーフロロラウリルスルホニル−N−メチルアミノエチル、N−パーフロロラウリルスルホニル−N−エチルアミノエチル、N−パーフロロラウリルスルホニル−N−ブチルアミノエチルなどが挙げられる。
フッ素化アルキルアクリルモノマーと共重合させる他の樹脂モノマーとしては、たとえば、スチレンおよびその誘導体が挙げられる。
具体的には、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレンなどのアルキルスチレン、また、フロロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレンなどのハロゲン化スチレン、あるいはニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン等である。
また、付加重合性不飽和カルボン酸も、フッ素化アルキルアクリルモノマーと共重合させることができる。たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、α−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸、ウンゲリカ酸などの付加重合性不飽和脂肪族モノカルボン酸、あるいは、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、ジヒドロムコン酸などの付加重合性不飽和脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。
本発明に係るCCR微粒子には、これらモノマーの1種または2種以上を重合したものを用いることができる。
CCR微粒子を作製する方法としては、溶媒中に樹脂モノマーを添加し、適当な分散剤、乳化剤等を添加し重合を行なう、乳化重合、懸濁重合方法等の分散重合法、ソープフリー重合法等があり、これらの重合法を適宜用いることができるが、特にソープフリー重合法を用いることが好ましい。
乳化重合法は、水中で水溶性の開始剤を用いて乳化剤の作用下でモノマーの重合を行なう方法であり、乳化剤として、高級アルコール硫酸エステル、ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルジベンゼンスルホン酸ナトリウム、スルホコハク酸ジアルキルエステルナトリウム、脂肪酸ナトリウムまたはカリウム、アルキル(またはアルキルフェニル)エーテル、硫酸エステルナトリウムまたはアンモニウムなどのアニオン性乳化剤、あるいは、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物などのノニオン性乳化剤、あるいは、第4級アンモニウム塩などのカチオン性乳化剤を用いる。
ソープフリー重合法は、従来乳化重合法で使用される乳化剤を用いずに重合するか、あるいは乳化剤に代わるものを用いる乳化重合法である。
また、CCR微粒子の粒度分布の変動係数は、30%以下であることが好ましい。CCR微粒子の粒度分布の変動係数が30%以下であると、トナー粒子表面での帯電分布を均一にすることができ、また、トナー粒子間での帯電特性のばらつきをなくすことができる。
CCR微粒子の体積平均粒径は、トナー母粒子の体積平均粒径に対して1%以上6%以下であることが好ましい。CCR微粒子の体積平均粒径がトナー母粒子の体積平均径に対して1%未満であると、CCR微粒子同士が凝集し,樹脂被覆層内で均一に分散し難くなる。また、体積平均粒径が6%を超えると、CCR微粒子が樹脂被覆層内で局所的に分布し、帯電量が不均一になることが問題となる。
CCR微粒子の添加量は、樹脂微粒子およびCCR微粒子の添加量を100重量%とした場合、30重量%以上50重量%以下であることが好ましい。添加量が30重量%未満であると充分な帯電性能を発揮できず、また、50重量%を超えると、CCR同士が凝集し易く、樹脂被覆層表面に局在するため、帯電量が局所的に高くなるなどの問題が起こる。
(3)被覆工程S3
<トナーの製造装置>
図2は、本発明のカプセルトナーの製造方法で用いるトナーの製造装置201の構成を示す正面図である。図3は、図2に示すトナーの製造装置201を切断面線A200―A200からみた概略断面図である。被覆工程S3では、たとえば図2に示すトナーの製造装置201を用い、トナー母粒子作製工程S1で作製したトナー母粒子に、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2で調製した樹脂微粒子およびCCR微粒子からなる微粒子混合物を付着させ、前記装置内での循環と撹拌の相乗効果による衝撃力でトナー母粒子に樹脂膜を形成させる。トナーの製造装置201は回転撹拌装置であり、粉体流路202と、噴霧手段203と、回転撹拌手段204と、図示しない温度調整用ジャケットと、粉体投入部206と、粉体回収部207とを含んで構成される。回転撹拌手段204と、粉体流路202とは循環手段を構成する。
<トナーの製造装置>
図2は、本発明のカプセルトナーの製造方法で用いるトナーの製造装置201の構成を示す正面図である。図3は、図2に示すトナーの製造装置201を切断面線A200―A200からみた概略断面図である。被覆工程S3では、たとえば図2に示すトナーの製造装置201を用い、トナー母粒子作製工程S1で作製したトナー母粒子に、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2で調製した樹脂微粒子およびCCR微粒子からなる微粒子混合物を付着させ、前記装置内での循環と撹拌の相乗効果による衝撃力でトナー母粒子に樹脂膜を形成させる。トナーの製造装置201は回転撹拌装置であり、粉体流路202と、噴霧手段203と、回転撹拌手段204と、図示しない温度調整用ジャケットと、粉体投入部206と、粉体回収部207とを含んで構成される。回転撹拌手段204と、粉体流路202とは循環手段を構成する。
(粉体流路)
粉体流路202は、撹拌部208と、粉体流過部209とから構成される。撹拌部208は、内部空間を有する円筒形状の容器状部材である。回転撹拌室である撹拌部208には、開口部210、211が形成される。開口部210は、撹拌部208の軸線方向一方側の面208aにおける略中央部において、撹拌部208の面208aを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される。また、開口部211は、撹拌部208の前記軸方向片側の面208aに垂直な側面208bにおいて、撹拌部208の側面208bを含む側壁を厚み方向に貫通するよう形成される。循環管である粉体流過部209は、一端が開口部210と接続され、他端が開口部211と接続される。これによって撹拌部208の内部空間と粉体流過部209の内部空間とが連通され、粉体流路202が形成される。この粉体流路202を、トナー母粒子、微粒子混合物および気体が流過する。粉体流路202は、トナー母粒子および微粒子混合物が流動する方向である粉体流動方向が一定となるよう設けられる。
粉体流路202は、撹拌部208と、粉体流過部209とから構成される。撹拌部208は、内部空間を有する円筒形状の容器状部材である。回転撹拌室である撹拌部208には、開口部210、211が形成される。開口部210は、撹拌部208の軸線方向一方側の面208aにおける略中央部において、撹拌部208の面208aを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される。また、開口部211は、撹拌部208の前記軸方向片側の面208aに垂直な側面208bにおいて、撹拌部208の側面208bを含む側壁を厚み方向に貫通するよう形成される。循環管である粉体流過部209は、一端が開口部210と接続され、他端が開口部211と接続される。これによって撹拌部208の内部空間と粉体流過部209の内部空間とが連通され、粉体流路202が形成される。この粉体流路202を、トナー母粒子、微粒子混合物および気体が流過する。粉体流路202は、トナー母粒子および微粒子混合物が流動する方向である粉体流動方向が一定となるよう設けられる。
粉体流路202内の温度は、トナー母粒子のガラス転移温度以下に設定され、30℃以上トナー母粒子のガラス転移温度以下であることが好ましい。粉体流路202内の温度は、トナー母粒子の流動により、どの部分においてもほぼ均一となる。流路内の温度がトナー母粒子のガラス転移温度を超えると、トナー母粒子が軟化し過ぎ、トナー母粒子の凝集が発生するおそれがある。また温度が30℃未満であると、分散液の乾燥速度が遅くなり生産性が低下する。したがってトナー母粒子の凝集を防止するために、粉体流路202および後述の回転撹拌手段204の温度をトナー母粒子のガラス転移温度以下に維持する必要がある。そのため、内径が粉体流路管の外径よりも大きい、後述の温度調整用ジャケットを粉体流路202および回転撹拌手段204の外側の少なくとも一部に配設する。
(回転撹拌手段)
回転撹拌手段204は、回転軸部材218と、円盤状の回転盤219と、複数の撹拌羽根220とを含む。回転軸部材218は、撹拌部208の軸線に一致する軸線を有しかつ撹拌部208の軸線方向他方側の面208cに、面208cを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される貫通孔221に挿通されるように設けられ、図示しないモータにより軸線回りに回転する円柱棒状部材である。回転盤219は、その軸線が回転軸部材218の軸線に一致するように回転軸部材218に支持され、回転軸部材218の回転に伴い回転する円盤状部材である。複数の撹拌羽根220は、回転盤219の周縁部分により支持され、回転盤219の回転に伴い回転する。
回転撹拌手段204は、回転軸部材218と、円盤状の回転盤219と、複数の撹拌羽根220とを含む。回転軸部材218は、撹拌部208の軸線に一致する軸線を有しかつ撹拌部208の軸線方向他方側の面208cに、面208cを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される貫通孔221に挿通されるように設けられ、図示しないモータにより軸線回りに回転する円柱棒状部材である。回転盤219は、その軸線が回転軸部材218の軸線に一致するように回転軸部材218に支持され、回転軸部材218の回転に伴い回転する円盤状部材である。複数の撹拌羽根220は、回転盤219の周縁部分により支持され、回転盤219の回転に伴い回転する。
被覆工程S3において、回転撹拌手段204の最外周の周速度は、30m/sec以上に設定するのが好ましく、50m/sec以上に設定するのがさらに好ましい。回転撹拌手段204の最外周とは、回転撹拌手段204の回転軸部材218が延びる方向に垂直な方向において、回転軸部材218の軸線との距離がもっとも長い回転撹拌手段204の部分204aである。回転時の回転撹拌手段204の最外周における周速が30m/sec以上に設定することによって、トナー母粒子を孤立流動させることができる。最外周における周速度が30m/sec未満であると、トナー母粒子および微粒子混合物を孤立流動させることができないため、トナー母粒子を樹脂膜で均一に被覆できなくなる。
トナー母粒子および微粒子混合物は、回転盤219に対して垂直に衝突することが好ましい。これによって、トナー母粒子および微粒子混合物が充分に撹拌されるので、トナー母粒子を微粒子混合物でより均一に被覆でき、樹脂被覆層が均一なトナーの収率をより向上させることができる。
(噴霧手段)
噴霧手段203は、粉体流路202の外壁に形成される開口に挿通されて設けられ、粉体流過部209において、トナー母粒子および微粒子混合物の流動方向における開口部211に最も近い側の粉体流過部に設けられる。噴霧手段203は、液体を貯留する液体貯留部と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、液体とキャリアガスとを混合し得られる混合物を粉体流路202内に存在するトナー母粒子に向けて噴射し、液体の液滴をトナー母粒子に噴霧する二流体ノズルとを備える。キャリアガスとしては、圧縮エアなどを用いることができる。送液ポンプによって一定流量で噴霧手段203に送液され、噴霧手段203により噴霧された液体はガス化し、トナー母粒子および微粒子混合物表面にガス化した液体が展延する。これによってトナー母粒子および微粒子混合物が可塑化する。
噴霧手段203は、粉体流路202の外壁に形成される開口に挿通されて設けられ、粉体流過部209において、トナー母粒子および微粒子混合物の流動方向における開口部211に最も近い側の粉体流過部に設けられる。噴霧手段203は、液体を貯留する液体貯留部と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、液体とキャリアガスとを混合し得られる混合物を粉体流路202内に存在するトナー母粒子に向けて噴射し、液体の液滴をトナー母粒子に噴霧する二流体ノズルとを備える。キャリアガスとしては、圧縮エアなどを用いることができる。送液ポンプによって一定流量で噴霧手段203に送液され、噴霧手段203により噴霧された液体はガス化し、トナー母粒子および微粒子混合物表面にガス化した液体が展延する。これによってトナー母粒子および微粒子混合物が可塑化する。
(温度調整用ジャケット)
温度調整手段である図示しない温度調整用ジャケットは、粉体流路202の外側の少なくとも一部に設けられ、ジャケット内部の空間に冷却媒または加温媒を通して粉体流路202内と回転撹拌手段204を所定の温度に調整する。これによって、後述の温度調整工程S3aにおいて、粉体流路内および回転撹拌手段の外側の温度をトナー母粒子および微粒子混合物が軟化変形しない温度以下に制御することができる。また噴霧工程S3cおよび膜化工程S3dにおいて、トナー母粒子、微粒子混合物、および液体にかかる温度のばらつきを少なくし、トナー母粒子および微粒子混合物の安定な流動状態を保つことが可能となる。
温度調整手段である図示しない温度調整用ジャケットは、粉体流路202の外側の少なくとも一部に設けられ、ジャケット内部の空間に冷却媒または加温媒を通して粉体流路202内と回転撹拌手段204を所定の温度に調整する。これによって、後述の温度調整工程S3aにおいて、粉体流路内および回転撹拌手段の外側の温度をトナー母粒子および微粒子混合物が軟化変形しない温度以下に制御することができる。また噴霧工程S3cおよび膜化工程S3dにおいて、トナー母粒子、微粒子混合物、および液体にかかる温度のばらつきを少なくし、トナー母粒子および微粒子混合物の安定な流動状態を保つことが可能となる。
本実施形態において、温度調整用ジャケットは、粉体流路202の外側全体に設けられることが好ましい。トナー母粒子および微粒子混合物は通常粉体流路内の内壁に何度も衝突するが、衝突の際衝突エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、トナー母粒子および微粒子混合物に蓄積される。衝突回数の増加とともに、それらの粒子に蓄積される熱エネルギーが増加し、やがてトナー母粒子および微粒子混合物は軟化して粉体流路の内壁に付着する。温度調整用ジャケットを粉体流路202の外側全体に設けることによって、トナー母粒子および微粒子混合物の粉体流路内壁への付着力が低下し、装置内温度の急上昇による粉体流路202内壁に対するトナー母粒子の付着を確実に防止でき、トナー母粒子および微粒子混合物により粉体流路内が狭くなることを回避できる。したがって、トナー母粒子が微粒子混合物で均一に被覆され、クリーニング性に優れるトナーを高い収率で製造できる。
また、噴霧手段203より下流の粉体流過部209内部では、噴霧された液体が乾燥せず残存状態にあり、温度が適正でないと乾燥速度が遅くなり液体が滞留しやすい。これにトナー母粒子が接触すると、粉体流路202内壁にトナー母粒子が付着しやすくなり、トナーの凝集発生源となる。開口部210付近の内壁では、撹拌部208に流入するトナー母粒子と、回転撹拌手段204による撹拌で撹拌部208内を流動するトナー母粒子とが衝突し、衝突したトナー母粒子が開口部210付近に付着しやすい。したがってこのようなトナー母粒子が付着しやすい部分に温度調整用ジャケットを設けることによって、粉体流路202内壁に対するトナー母粒子の付着をより確実に防止できる。
(粉体投入部および粉体回収部)
粉体流路202の粉体流過部209には、粉体投入部206と、粉体回収部207とが接続される。図4は、粉体投入部206および粉体回収部207まわりの構成を示す側面図である。
粉体流路202の粉体流過部209には、粉体投入部206と、粉体回収部207とが接続される。図4は、粉体投入部206および粉体回収部207まわりの構成を示す側面図である。
粉体投入部206は、トナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子を供給する図示しないホッパと、ホッパと粉体流路202とを連通する供給管212と、供給管212に設けられる電磁弁213とを備える。ホッパから供給されるトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子は、電磁弁213によって供給管212内の流路が開放されている状態において、供給管212を介して粉体流路202に供給される。粉体流路202に供給されるトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子は、回転撹拌手段204による撹拌によって、一定の粉体流動方向に流過する。また電磁弁213によって供給管212内の流路が閉鎖されている状態においては、トナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子が粉体流路202に供給されない。
粉体回収部207は、回収タンク215と、回収タンク215と粉体流路202とを連通する回収管216と、回収管216に設けられる電磁弁217とを備える。電磁弁217により回収管216内の流路が開放されている状態において、粉体流路202を流過するトナー粒子は回収管216を介して回収タンク215に回収される。また電磁弁217により回収管216内の流路が閉鎖されている状態においては、粉体流路202を流過するトナー粒子は回収されない。
上述のようなトナーの製造装置201を用いる被覆工程S3は、温度調整工程S3aと、微粒子混合物付着工程S3bと、噴霧工程S3cと、膜化工程S3dと、回収工程S3eとを含む。
(3)−1 温度調整工程S3a
温度調整工程S3aでは、回転撹拌手段204を回転させながら、粉体流路202内および回転撹拌手段204をこれらの外側に配設した温度調整用ジャケットに媒体を通じて所定の温度に調整する。これによって粉体流路202内の温度を、後述する微粒子混合物付着工程S3bで投入されるトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子が軟化変形しない温度以下に制御できる。
温度調整工程S3aでは、回転撹拌手段204を回転させながら、粉体流路202内および回転撹拌手段204をこれらの外側に配設した温度調整用ジャケットに媒体を通じて所定の温度に調整する。これによって粉体流路202内の温度を、後述する微粒子混合物付着工程S3bで投入されるトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子が軟化変形しない温度以下に制御できる。
(3)−2 微粒子混合物付着工程S3b
微粒子混合物付着工程S3bでは、回転撹拌手段204の回転軸部材218が回転している状態で、粉体投入部206からトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子を粉体流路202に供給する。
微粒子混合物付着工程S3bでは、回転撹拌手段204の回転軸部材218が回転している状態で、粉体投入部206からトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子を粉体流路202に供給する。
粉体流路202に供給されたトナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子は、回転撹拌手段204によって撹拌され、粉体流路202の粉体流過部209を矢符214方向に流動する。これによって、樹脂微粒子およびCCR微粒子からなる微粒子混合物がトナー母粒子表面に付着する。
(3)−3 噴霧工程S3c
噴霧工程S3cでは、流動状態にあるトナー母粒子および微粒子混合物に、これらの粒子を溶解せずに可塑化する効果のある液体を、前述の噴霧手段203からキャリアガスにより噴霧する。
噴霧工程S3cでは、流動状態にあるトナー母粒子および微粒子混合物に、これらの粒子を溶解せずに可塑化する効果のある液体を、前述の噴霧手段203からキャリアガスにより噴霧する。
噴霧された液体は、粉体流路202内が一定のガス濃度になるようにガス化され、ガス化した液体は貫通孔221を通って粉体流路外へ排出されることが好ましい。これによって、粉体流路202内のガス化した液体の濃度を一定に保ち、濃度が一定に保たれていない場合より液体の乾燥速度を上げることができる。よって未乾燥の液体が残存するトナー粒子が他のトナー粒子に付着することを防止し、トナー粒子の凝集をさらに抑制できる。したがって、樹脂被覆層が均一なトナーの収率をより向上できる。
ガス排出部222において濃度センサにより測定されるガス化された液体の濃度は、3重量%以下程度であることが好ましい。濃度が3重量%以下程度であると、液体の乾燥速度を充分に大きくでき、液体が残存する未乾燥のトナー母粒子が他のトナー母粒子に付着することを防止し、トナー母粒子の凝集を防止できる。またガス化された液体の濃度は、0.1重量%以上3.0重量%以下であることがさらに好ましい。噴霧速度がこのような範囲内であると、生産性を低下させることなく、トナー母粒子の凝集を防止できる。
本実施形態では、粉体流路202においてトナー母粒子および微粒子混合物の流動速度が安定してから、噴霧を開始することが好ましい。これによって、トナー母粒子および微粒子混合物に液体を均一に噴霧でき、樹脂被覆層が均一なトナーの収率を向上させることができる。
トナー母粒子および微粒子混合物を溶解せず可塑化させる効果のある液体としては、特に限定されないが、噴霧後にこれらの粒子から除去される必要があるので、蒸発し易い液体であることが好ましい。このような液体としては、低級アルコールを含む液体が挙げられる。低級アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。液体がこのような低級アルコールを含むと、被覆材料である、樹脂微粒子およびCCR微粒子からなる微粒子混合物の、トナー母粒子に対する濡れ性を高めることができ、トナー母粒子の表面全面または大部分にこれらの微粒子を付着させ、さらに変形および膜化させることが容易となる。また低級アルコールは蒸気圧が大きいので、液体を除去する際の乾燥時間をより短縮でき、トナー母粒子同士の凝集を抑制できる。
また噴霧される液体の粘度は、5cP以下であることが好ましい。液体の粘度は、25℃において測定され、たとえば、コーンプレート型回転式粘度計により測定できる。粘度が5cP以下の液体で好ましいものとしてアルコールが挙げられる。アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコールなどが挙げられる。これらのアルコールは粘度が小さく、また蒸発しやすいので、液体がアルコールを含むことによって、噴霧手段203から噴霧される液体の噴霧液滴径が粗大化することなく、微細な液滴径の液体の噴霧が可能となる。また均一な液滴径の液体の噴霧が可能となる。トナー母粒子と液滴との衝突時には、さらに液滴の微細化を促進できる。これによって、トナー母粒子および微粒子混合物の表面を均一に濡らし、馴染ませ、衝突エネルギーとの相乗効果で微粒子混合物を軟化させることができる。その結果、均一性に優れた被覆トナーを得ることができる。
噴霧手段203の二流体ノズルの軸線方向である液体噴霧方向と、粉体流路202においてトナー母粒子および微粒子混合物の流動方向である粉体流動方向との成す角度θは、0°以上45°以下であることが好ましい。θがこのような範囲内であると、液体の液滴が粉体流路202内壁で反跳することが防止され、樹脂膜で被覆されたトナー母粒子の収率をさらに向上させることができる。角度θが45°を超えると、液体の液滴が粉体流路202内壁で反跳し、液体が滞留しやすくなり、トナー粒子の凝集が発生して収率が悪化する。
また噴霧手段203によって噴霧した液体の拡がり角度φは、20°以上90°以下であることが好ましい。拡がり角度φがこの範囲から外れると、トナー母粒子および微粒子混合物に対する液体の均一な噴霧が困難となるおそれがある。
(3)−4 膜化工程S3d
膜化工程S3dでは、トナー母粒子に付着した微粒子混合物が軟化し膜化するまで、所定の温度で回転撹拌手段204の撹拌を続けトナー母粒子および微粒子混合物を流動させ、トナー母粒子を樹脂層で被覆する。
膜化工程S3dでは、トナー母粒子に付着した微粒子混合物が軟化し膜化するまで、所定の温度で回転撹拌手段204の撹拌を続けトナー母粒子および微粒子混合物を流動させ、トナー母粒子を樹脂層で被覆する。
(3)−5 回収工程S3e
回収工程S3eでは、噴霧手段からの液体噴霧と回転撹拌手段204の回転を停止し、粉体回収部207からカプセルトナーを装置外に排出し回収する。
回収工程S3eでは、噴霧手段からの液体噴霧と回転撹拌手段204の回転を停止し、粉体回収部207からカプセルトナーを装置外に排出し回収する。
このようなトナーの製造装置201としては、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、温度調整用ジャケットは粉体流過部209と撹拌部208との外側の全面に設けられてもよく、粉体流過部209または撹拌部208の外側の一部に設けられてもよい。粉体流過部209と撹拌部208との外側の全面に温度調整用ジャケットを設けた場合、トナー母粒子の粉体流路202内壁への付着をより確実に防止することができる。
また、トナーの製造装置は、市販の撹拌装置と噴霧手段とを組合せて構成することもできる。粉体流路および回転撹拌手段を備える市販の撹拌装置としては、たとえば、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)などが挙げられる。このような撹拌装置内に液体噴霧ユニットを取付けることによって、この撹拌装置を本発明のトナーの製造方法に用いるトナーの製造装置として用いることができる。
2、トナー
本発明の実施形態であるトナーは、上記の実施形態であるトナーの製造方法で製造される。上記のトナーの製造方法によって得られるトナーは、トナー1粒子あたりに含まれるCCR粒子の分布が均一であるため、トナー粒子表面での帯電分布が均一になり、個々のトナー粒子間における帯電特性などのトナー特性にばらつきがなくなる。したがってこのようなトナーを画像形成に用いると、高精細で、濃度むらのない画質の良好な画像を得ることができる。
本発明の実施形態であるトナーは、上記の実施形態であるトナーの製造方法で製造される。上記のトナーの製造方法によって得られるトナーは、トナー1粒子あたりに含まれるCCR粒子の分布が均一であるため、トナー粒子表面での帯電分布が均一になり、個々のトナー粒子間における帯電特性などのトナー特性にばらつきがなくなる。したがってこのようなトナーを画像形成に用いると、高精細で、濃度むらのない画質の良好な画像を得ることができる。
本発明のトナーには、外添剤が添加されてもよい。外添剤としては公知のものを使用でき、たとえば、シリカ、酸化チタンなどが挙げられる。またこれらは、シリコン樹脂、シランカップリング剤などによって表面処理されていることが好ましい。外添剤の使用量は、トナー100重量部に対して1〜10重量部であることが好ましい。
3、現像剤
本発明の実施形態である現像剤は、上記の実施形態であるトナーを含む。トナー特性が均一な現像剤とすることができるので、良好な現像性を維持可能な現像剤が得られる。本実施形態の現像剤は、1成分現像剤としても2成分現像剤としても使用できる。1成分現像剤として使用する場合、キャリアを用いることなくトナー単体で使用する。また、ブレードおよびファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させスリーブ上にトナーを付着させることでトナーを搬送し、画像形成を行う。2成分現像剤として使用する場合、上記の実施形態のトナーをキャリアとともに用いる。
本発明の実施形態である現像剤は、上記の実施形態であるトナーを含む。トナー特性が均一な現像剤とすることができるので、良好な現像性を維持可能な現像剤が得られる。本実施形態の現像剤は、1成分現像剤としても2成分現像剤としても使用できる。1成分現像剤として使用する場合、キャリアを用いることなくトナー単体で使用する。また、ブレードおよびファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させスリーブ上にトナーを付着させることでトナーを搬送し、画像形成を行う。2成分現像剤として使用する場合、上記の実施形態のトナーをキャリアとともに用いる。
キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアトナー母粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。
被覆物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの粒径は特に制限されないが、高画質化を考慮すると、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは20〜50μmである。さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは108Ω・cm以上、さらに好ましくは1012Ω・cm以上である。
キャリアの体積抵抗率は、キャリア粒子を断面積0.50cm2の容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に1kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値から得られる値である。体積抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアが帯電し、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、好ましくは10〜60emu/g、さらに好ましくは15〜40emu/gである。一般的な現像ローラの磁束密度条件下では、10emu/g未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また磁化強さが60emu/gを超えると、非接触現像ではキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、像担持体とトナーの非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
2成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。たとえば、樹脂被覆キャリア(密度5〜8g/cm2)と混合する場合、トナーが全現像剤量の2〜30重量重量%、好ましくは2〜20重量重量%含まれるようにすればよい。また、トナーによるキャリアの被覆率は、40〜80重量%であることが好ましい。
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。以下において、「部」および「%」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。実施例および比較例における樹脂のガラス転移温度および軟化温度、離型剤の融点、トナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子の体積平均粒径は、以下のようにして測定した。
[樹脂のガラス転移温度]
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線において、ガラス転移に相当する吸熱ピークより高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Tg)とした。
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線において、ガラス転移に相当する吸熱ピークより高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Tg)とした。
[樹脂の軟化温度]
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)を用い試料1gを昇温速度毎分6℃で加熱し、荷重20kgf/cm2(9.8×105Pa)を与えてダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度(Tm)とした。
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)を用い試料1gを昇温速度毎分6℃で加熱し、荷重20kgf/cm2(9.8×105Pa)を与えてダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度(Tm)とした。
[離型剤の融点]
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、試料1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を離型剤の融点とした。
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、試料1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を離型剤の融点とした。
[トナー母粒子、樹脂微粒子およびCCR微粒子の体積平均粒径および変動係数]
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:卓上型2周波超音波洗浄器VS−D100、アズワン株式会社製)を用い周波数20kHzで3分間分散処理し、測定用試料とした。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:Multisizer3、ベックマン・コールター社製)を用い、アパーチャ径:100μm、測定粒子数:50000カウントの条件下で測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒径および体積粒度分布における標準偏差を求めた。変動係数(CV値、%)は、下記式に基づいて算出した。
CV値(%)=(体積粒度分布における標準偏差/体積平均粒子径)×100
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:卓上型2周波超音波洗浄器VS−D100、アズワン株式会社製)を用い周波数20kHzで3分間分散処理し、測定用試料とした。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:Multisizer3、ベックマン・コールター社製)を用い、アパーチャ径:100μm、測定粒子数:50000カウントの条件下で測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒径および体積粒度分布における標準偏差を求めた。変動係数(CV値、%)は、下記式に基づいて算出した。
CV値(%)=(体積粒度分布における標準偏差/体積平均粒子径)×100
(実施例1)
〔トナー母粒子作製工程S1〕
ポリエステル樹脂(商品名:ダイヤクロン、三菱レイヨン株式会社製、ガラス転移温度55℃、軟化温度130℃) 100部
C.I.Pigment Blue 15:3 5.7部
離型剤(パラフィンワックス、融点75℃) 6.9部
〔トナー母粒子作製工程S1〕
ポリエステル樹脂(商品名:ダイヤクロン、三菱レイヨン株式会社製、ガラス転移温度55℃、軟化温度130℃) 100部
C.I.Pigment Blue 15:3 5.7部
離型剤(パラフィンワックス、融点75℃) 6.9部
上記の原料を、ヘンシェルミキサ(商品名:FM20C、三井鉱山株式会社製)により前混合した後、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)により140℃で溶融混練した。この溶融混練物をカッティングミル(商品名:VM−16、オリエント株式会社製)で粗粉砕した後、ジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製)により微粉砕し、さらに風力分級機(ホソカワミクロン株式会社製)で分級し、体積平均粒径6.5μm、ガラス転移温度56℃、軟化温度125℃、CV値21%のトナー母粒子を作製した。
〔樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子調製工程S2〕
(樹脂微粒子)
スチレンとアクリル酸ブチルとを重合したものを凍結乾燥し、体積平均粒径0.1μmのスチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂微粒子(ガラス転移温度61℃、軟化温度110℃、CV値18%)を得た。
(樹脂微粒子)
スチレンとアクリル酸ブチルとを重合したものを凍結乾燥し、体積平均粒径0.1μmのスチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂微粒子(ガラス転移温度61℃、軟化温度110℃、CV値18%)を得た。
(CCR微粒子A)
イオン交換水2000gを攪拌装置付きの4つ口フラスコに入れ70℃に昇温し、窒素を導入した後、以下の混合液を添加し、攪拌羽根の回転速度150RPMにて、80℃で5時間反応させた。
イオン交換水2000gを攪拌装置付きの4つ口フラスコに入れ70℃に昇温し、窒素を導入した後、以下の混合液を添加し、攪拌羽根の回転速度150RPMにて、80℃で5時間反応させた。
<混合液>
ブチルメタクリレート 120g
1,1−ジヒドロパーフロロエチルメタクリルレート 60g
過硫酸アンモニウム 3g
イオン交換水 200g
ブチルメタクリレート 120g
1,1−ジヒドロパーフロロエチルメタクリルレート 60g
過硫酸アンモニウム 3g
イオン交換水 200g
反応液を100℃に昇温して反応を完了し、減圧加熱炉によってメタノールおよびキシレンを除去し、フッ素化アルキルアクリル系重合体樹脂微粒子であるCCR微粒子Aを得た。CCR微粒子Aは、重量平均分子量Mw=7630(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる)、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.1μm、CV値20%であった。
〔被覆工程S3〕
トナー母粒子100部に対して、樹脂微粒子6部およびCCR微粒子A4部を混合した。なお、CCR微粒子Aの粒子径は、トナー母粒子の粒子径の1.5%であり、CCR微粒子Aの含有量は、樹脂被覆層中40重量%である。
トナー母粒子100部に対して、樹脂微粒子6部およびCCR微粒子A4部を混合した。なお、CCR微粒子Aの粒子径は、トナー母粒子の粒子径の1.5%であり、CCR微粒子Aの含有量は、樹脂被覆層中40重量%である。
図2に示す装置に準ずるハイブリダイゼーションシステム(商品名:NHS−1型、株式会社奈良機械製作所製)に、二流体ノズルを取付けた装置によって、トナー母粒子および微粒子混合物を撹拌、流動させ、そこへエタノールを噴霧した。
液体噴霧ユニットとしては、定量送液が可能となるよう、送液ポンプ(商品名:SP11−12、株式会社フロム製)と二流体ノズルを接続したものを使用できる。液体の噴霧速度および液体ガス排出速度は、市販のガス検知器(商品名:XP−3110、新コスモス電機株式会社製)を用いて観察できる。
温度調整用ジャケットは、粉体流過部および撹拌部壁面の全面に設けた。粉体流路には温度センサを取り付け、粉体流過部および撹拌部の温度が55℃となるよう調整した。前記装置において、トナー母粒子表面への微粒子混合物付着工程で、ハイブリダイゼーションシステムの回転撹拌手段の最外周における周速度を100m/secとした。噴霧工程および膜化工程でも周速度100m/secとした。また液体噴霧方向と、粉体流動方向とのなす角度(以下「噴霧角度」という)が平行(0°)になるよう二流体ノズルの取付け角度を設定した。
エタノールを噴霧速度0.5g/min、エア流量5L/minで30分間噴霧し、微粒子混合物をトナー母粒子表面に膜化させた。エタノール噴霧を停止した後5分間撹拌し、実施例1のカプセルトナーを得た。このとき貫通孔およびガス排出部を通じて排出された液体の排出濃度は約1.4Vol%で安定していた。また装置内へ送るエア流量は、回転軸部から装置内に送るエア流量を5L/minに調節し、二流体ノズルからのエア流量と合計して10L/minとした。
このようにして作製したカプセルトナーに外添剤を外添した。カプセルトナー100部に対し、外添剤として疎水性シリカ(商品名:R−974、日本アエロジル株式会社製)1.2部と、疎水性チタン(商品名:T−805、日本アエロジル株式会社製)1.0部との合計2.2部を加え、ヘンシェルミキサ(商品名:FMミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合し、実施例1のトナーとした。
[二成分現像剤の作製]
キャリアとして、体積平均粒子径が45μmであるフェライトコアキャリアを用いて、キャリアに対するトナーの被覆率が60重量%となるようにV型混合機(商品名:V−5、株式会社特寿工作所製)で20分間混合することによって、実施例1のトナーを含む二成分現像剤を作製した。
キャリアとして、体積平均粒子径が45μmであるフェライトコアキャリアを用いて、キャリアに対するトナーの被覆率が60重量%となるようにV型混合機(商品名:V−5、株式会社特寿工作所製)で20分間混合することによって、実施例1のトナーを含む二成分現像剤を作製した。
(実施例2)
CCR微粒子調製時の反応条件を、82℃、3時間に変更して得られたCCR微粒子B(重量平均分子量Mw=7950、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.1μm、CV値30%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を、82℃、3時間に変更して得られたCCR微粒子B(重量平均分子量Mw=7950、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.1μm、CV値30%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例3)
樹脂微粒子の添加量を7部、およびCCR微粒子Aの添加量を3部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のトナーおよび現像剤を得た。
樹脂微粒子の添加量を7部、およびCCR微粒子Aの添加量を3部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例4)
樹脂微粒子の添加量を5部、およびCCR微粒子Aの添加量を5部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例4のトナーおよび現像剤を得た。
樹脂微粒子の添加量を5部、およびCCR微粒子Aの添加量を5部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例4のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例5)
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数250RPMに変更して得られたCCR微粒子C(重量平均分子量Mw=7550、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.07μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例5のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数250RPMに変更して得られたCCR微粒子C(重量平均分子量Mw=7550、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.07μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例5のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例6)
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数85RPM、および78℃、7時間に変更して得られたCCR微粒子D(重量平均分子量Mw=7500、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.38μm、CV値20%)を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例6のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数85RPM、および78℃、7時間に変更して得られたCCR微粒子D(重量平均分子量Mw=7500、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.38μm、CV値20%)を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例6のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例7)
CCR微粒子調製時の反応条件を、84℃、2.5時間に変更して得られたCCR微粒子E(重量平均分子量Mw=7870、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.1μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例7のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を、84℃、2.5時間に変更して得られたCCR微粒子E(重量平均分子量Mw=7870、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.1μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例7のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例8)
樹脂微粒子の添加量を7.3部、およびCCR微粒子Aの添加量を2.7部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例8のトナーおよび現像剤を得た。
樹脂微粒子の添加量を7.3部、およびCCR微粒子Aの添加量を2.7部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例8のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例9)
樹脂微粒子の添加量を4.7部、およびCCR微粒子Aの添加量を5.3部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例9のトナーおよび現像剤を得た。
樹脂微粒子の添加量を4.7部、およびCCR微粒子Aの添加量を5.3部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例9のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例10)
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数350RPMに変更して得られたCCR微粒子F(重量平均分子量Mw=7620、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.05μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例10のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を、攪拌回転数350RPMに変更して得られたCCR微粒子F(重量平均分子量Mw=7620、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.05μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例10のトナーおよび現像剤を得た。
(実施例11)
CCR微粒子調製時の反応条件を82℃、7時間、および攪拌回転数85RPMに変更して得られたCCR微粒子G(重量平均分子量Mw=7820、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.43μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例11のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子調製時の反応条件を82℃、7時間、および攪拌回転数85RPMに変更して得られたCCR微粒子G(重量平均分子量Mw=7820、ガラス転移温度(Tg)=94℃、粒子径0.43μm、CV値20%)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例11のトナーおよび現像剤を得た。
(比較例1)
CCR微粒子を添加せず、樹脂微粒子の添加量を10部にしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1のトナーおよび現像剤を得た。
CCR微粒子を添加せず、樹脂微粒子の添加量を10部にしたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1のトナーおよび現像剤を得た。
得られた実施例1〜11および比較例1のトナーについて、以下のようにして評価を行った。
〔高湿環境下における画像安定性〕
HH環境下(35℃/湿度80%)において、市販複写機(商品名:MX-4500、シャープ株式会社製)に実施例1〜11および比較例1で得られた2成分現像剤をそれぞれ充填し、感光体上のトナー付着量が0.4mg/cm2となるよう調節して印字したときの初期の画像濃度(ID0)および10,000(以下「10k」と記す)枚印字後の画像濃度(ID10k)を測色色差計(商品名:X−Rite938、X−Rite社製)を用いて測定した。
HH環境下(35℃/湿度80%)において、市販複写機(商品名:MX-4500、シャープ株式会社製)に実施例1〜11および比較例1で得られた2成分現像剤をそれぞれ充填し、感光体上のトナー付着量が0.4mg/cm2となるよう調節して印字したときの初期の画像濃度(ID0)および10,000(以下「10k」と記す)枚印字後の画像濃度(ID10k)を測色色差計(商品名:X−Rite938、X−Rite社製)を用いて測定した。
画像安定率を下記式によって算出し、得られた値に基づいて以下のように高湿環境下における画像安定性を評価した。
画像安定率(%)=(ID10k/ID0)×100
○(良好):画像安定率が90%以上
△(可):画像安定率が80%以上90%未満
×(不良):画像安定率が80%未満
画像安定率(%)=(ID10k/ID0)×100
○(良好):画像安定率が90%以上
△(可):画像安定率が80%以上90%未満
×(不良):画像安定率が80%未満
〔環境安定性〕
NN環境下(25℃/湿度50%)およびHH環境下(35℃/湿度80%)における画像安定率を上記と同様にして算出した。これらの値から環境変動率を下記式により算出し、環境安定性を以下のようにして評価した。
環境変動率(%)=(HH環境下での画像安定率)
/(NN環境下での画像安定率)×100
○(良好):環境変動率が90%以上
△(可):環境変動率が80%以上90%未満
×(不良):環境変動率が80%未満
実施例1〜11および比較例1のトナーおよび各トナーの評価結果を表1に示す。
NN環境下(25℃/湿度50%)およびHH環境下(35℃/湿度80%)における画像安定率を上記と同様にして算出した。これらの値から環境変動率を下記式により算出し、環境安定性を以下のようにして評価した。
環境変動率(%)=(HH環境下での画像安定率)
/(NN環境下での画像安定率)×100
○(良好):環境変動率が90%以上
△(可):環境変動率が80%以上90%未満
×(不良):環境変動率が80%未満
実施例1〜11および比較例1のトナーおよび各トナーの評価結果を表1に示す。
実施例1から6のトナーは、画像安定性、環境安定性いずれの評価も○であった。画像安定性が高いものほど、現像剤を長期間にわたり安定して使用することができる。
実施例7から11のトナーは、画像安定性は○であったが、環境安定性が△であった。実施例7では、CCR微粒子のCV値が大きいことが原因であり、実施例8,9では、樹脂被覆層中のCCR微粒子含量が適切でないためだと考えられる。また、実施例10,11では、CCR微粒子とトナー母粒子との粒径差が大きいことが原因だと考えられ、これらのトナーでは、トナー母粒子表面のCCR微粒子の存在状態が不均一になっていると考えられる。
比較例1のトナーは、画像安定性、環境安定性いずれの評価も×であった。これは、トナー母粒子表面にCCR微粒子が存在しないため、高湿環境下においてトナーの帯電性や電気抵抗が不安定になったためだと考えられる。
201 トナーの製造装置
202 粉体流路
203 噴霧手段
204 回転撹拌手段
206 粉体投入部
207 粉体回収部
220 撹拌羽根
202 粉体流路
203 噴霧手段
204 回転撹拌手段
206 粉体投入部
207 粉体回収部
220 撹拌羽根
Claims (4)
- 結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、樹脂微粒子および電荷増強樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有することを特徴とするカプセルトナー。
- 電荷増強樹脂微粒子が、樹脂被覆層中に30重量%以上50重量%以下含まれることを特徴とする請求項1に記載のカプセルトナー。
- 電荷増強樹脂微粒子の体積平均粒径が、トナー母粒子の体積平均粒径に対して1%以上6%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のカプセルトナー。
- 樹脂微粒子と電荷増強樹脂微粒子とを混合し、得られた微粒子混合物をトナー母粒子表面に付着させる微粒子混合物付着工程と、流動状態にあるトナー母粒子および微粒子混合物に、これらの粒子を可塑化させる液体を噴霧手段からキャリアガスによって噴霧する噴霧工程と、トナー母粒子に付着した微粒子混合物が軟化して膜化するまで回転撹拌手段の回転を続けてトナー母粒子および微粒子混合物を流動させる膜化工程とを含む方法で製造されることを特徴とする請求項1〜3に記載のカプセルトナー。
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JP (1) | JP2011022219A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013195682A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ricoh Co Ltd | トナー |
JP2014041286A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Kyocera Document Solutions Inc | 静電潜像現像用トナー |
JP2014067021A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-04-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー |
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2009
- 2009-07-13 JP JP2009165172A patent/JP2011022219A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013195682A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ricoh Co Ltd | トナー |
JP2014041286A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Kyocera Document Solutions Inc | 静電潜像現像用トナー |
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