JP4019765B2 - Toner and image forming method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法等によって形成される静電潜像を現像するためのトナー及びこのトナーを用いる画像形成方法に関する。特に長期間に亘って高速で耐久印刷を行っても、転写性が良く、印字濃度の低下やカブリの発生がないトナー及びこのトナーを用いる画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置において、感光体上に形成される静電潜像は、先ず、トナーにより現像される。次いで、形成されたトナー像は、必要に応じて紙等の転写材上に転写された後、加熱、加圧または溶剤蒸気など種々の方式により定着される。更に感光体上に転写されずに残ったトナーは、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニング等の方法によりクリーニングされた後、上述の画像形成の工程が繰り返される。
【0003】
近年、このような画像形成装置に対して、小型化、軽量化及び高速化への要求が高くなっている。これらの小型化や軽量化の要求に応えるために、前記クリーニング方法で使用される装置を省略する、所謂クリーナーレス方式が提案されている。クリーナーレス方式では、帯電工程を通過した後、帯電された感光体の表面電位と現像バイアスの差異によって、トナーを静電気力で現像装置に吸引して回収する。従って、回収したトナーを次回の画像形成工程で使用することができるので、廃トナーをなくすことができる。このクリーナーレス方式を採用するためには、トナーにおいては高い流動性を有することが必要になってくる。
また、画像形成装置の高速化に応えるためには、高速で回転する現像ロールや感光体にトナーが追従ようにするために、トナーの流動性が必要となる。
【0004】
流動性を向上させるために、疎水性シリカ微粒子等の無機微粒子を流動化剤(以下、「外添剤」と呼ぶこともある。)として添加することが有効であることは知られている。この流動性を表す指標として、安息角が用いられている。安息角は、数値が小さいほど流動性がよいとされているが、流動性が良すぎると転写性は向上するが、カブリが発生する等他のトナー特性が低下することがある。
特開平8−15904号公報には、平均粒径が8〜14μm、安息角が30〜45°及び補正嵩比重が0.25〜0.40g/ccである磁性一成分トナーが、特開平10−10771号公報には、安息角が28〜38°、体積平均粒径3〜10μmであることを含む特定の条件を満たす静電潜像現像用トナーが、特開2000−352840号公報には、体積平均粒径が6.0μm以上であり、安息角が35°以下である電子写真用トナーが記載されている。これらのトナーは、画像形成装置において、トナー粒子間の接触、供給ロールと現像ロール間、現像ロールと感光体間等の様々な状態で応力が掛かったときに、トナーが割れることがあり、これにより流動性が低下したり、印字濃度が低下したりする問題があった。
【0005】
特開平9−197713号公報には、現像剤担持体に担持した一成分現像剤により、像担持体に形成した潜像を非接触で現像する現像装置において、体積平均粒径が9μm、安息角が42°であり、且つ安息角の経時的な変化量が8度以下である球形化トナーが記載されている。
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記のトナーを用いると、高速で画像を形成した場合、印字濃度が低下したり、カブリが発生したりすることが分かった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、長期間に亘って高速で耐久印刷を行っても、転写性が良く、印字濃度の低下やカブリの発生がないトナー及びこのトナーを用いる画像形成方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、この目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、幾つかのトナー特性を特定範囲に制御することにより、上記目的が達成されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、体積平均粒径(dv)が8.5〜10.0μmであり、粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であり、且つ粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる平均球形度(Sc/Sr)が1.0〜1.3であるコアシェル型着色粒子と、外添剤とからなる、安息角が15〜30°であり、且つゆるみ見掛け比重が0.40〜0.45g/ccであるトナー及びこのトナーを用いる画像形成方法が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
本発明のトナーは、着色粒子と外添剤とを含有する。
着色粒子は、結着樹脂、着色剤及び帯電制御剤を必須成分として含有しており、必要に応じて、離型剤、磁性材料等を含有していてもよい。
【0009】
結着樹脂の具体例としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の従来からトナーに広く用いられている樹脂を挙げることができる。
【0010】
着色剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、磁性粉、オイルブラック、チタンホワイトの他、あらゆる顔料および/または染料を用いることができる。黒色のカーボンブラックは、一次粒径が20〜40nmであるものが好適に用いられる。粒径がこの範囲にあることにより、カーボンブラックをトナー中に均一に分散でき、カブリも少なくなるので好ましい。
【0011】
フルカラートナーを得る場合、通常、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤およびシアン着色剤を使用する。
イエロー着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはC.I.ピグメントイエロー3、12、13、14、15、17、62、65、73、83、90、93、97、120、138、155、180、181、185および186等が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはC.I.ピグメントレッド48、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、149、163、170、184、185、187、202、206、207、209、251、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物等が利用できる。具体的にはC.I.ピグメントブルー2、3、6、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17、および60等が挙げられる。
こうした着色剤の量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜10重量部である。
【0012】
帯電制御剤としては、従来からトナーに使用されている帯電制御剤を用いることができる。例えば、ボントロンN−01(オリエント化学工業社製)、ニグロシンベースEX(オリエント化学工業社製)、スピロンブラックTRH(保土ケ谷化学工業社製)、T−77(保土ケ谷化学工業社製)、ボントロンS−34(オリエント化学工業社製)、ボントロンE−81(オリエント化学工業社製)、ボントロンE−84(オリエント化学工業社製)、COPY CHARGE NX(クラリアント社製)、COPY CHARGE NEG (クラリアント社製)等の帯電制御剤が挙げられ、また、特開昭63−60458号公報、特開平3−175456号公報、特開平3−243954号公報、特開平11−15192号公報などの記載に準じた4級アンモニウム(塩)基含有共重合体や、特開平1−217464号公報、特開平3−15858号公報などの記載に準じたスルホン酸(塩)基含有共重合体を合成して、帯電制御剤(以下、「帯電制御樹脂」という。)として用いることもできる。
【0013】
これらの中でも、帯電制御樹脂を使用することが好ましい。帯電制御樹脂は、結着樹脂との相溶性が高く、無色であり高速でのカラー連続印刷においても帯電性が安定したトナーを得ることができるので好ましい。
帯電制御樹脂のガラス転移温度は、通常40〜80℃、好ましくは45〜75℃、さらに好ましくは45〜70℃である。ガラス転移温度がこの範囲にあることにより、トナーの保存性と定着性をバランスよく向上させることができる。
帯電制御剤の量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。
【0014】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレンなどのポリオレフィンワックス類;キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木ロウ、ホホバなどの植物系天然ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラクタムなどの石油系ワックスおよびその変性ワックス;フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス;ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ジペンタエリスリトールヘキサミリステートなどの多官能エステル化合物;などが挙げられる。
これらは1種あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0015】
これらのうち、合成ワックス、末端変性ポリオレフィンワックス類、石油系ワックス、多官能エステル化合物などが好ましい。多官能エステル化合物のなかでも示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、昇温時の吸熱ピーク温度が30〜200℃、好ましくは40〜160℃、更に好ましくは50〜120℃の範囲にあるペンタエリスリトールエステルや、同吸熱ピーク温度が50〜80℃の範囲にあるジペンタエリスリトールエステルなどの多官能エステル化合物が、トナーとしての定着−剥離性バランスの面で特に好ましい。昇温時の吸熱ピーク温度が30〜200℃の範囲にあるペンタエリスリトールエステルや同吸熱ピーク温度が50〜80℃の範囲にあるジペンタエリスリトールエステルなどの多官能エステル化合物の中でも、分子量が1000以上であり、スチレン100重量部に対し、25℃で5重量部以上溶解し、酸価が10mg/KOH以下のものは定着温度低下に顕著な効果を示すので更に好ましい。吸熱ピーク温度は、ASTM D3418−82によって測定された値である。
上記離型剤の量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜50重量部、好ましくは1〜20重量部である。
【0016】
また、磁性材料としては、例えば、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト、鉄過剰型フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物等が挙げられる。
【0017】
本発明に用いる着色粒子は、粒子の内部(コア層)と外部(シェル層)に異なる二つの重合体を組み合わせて得られる型、所謂コアシェル型(または、「カプセル型」ともいう。)の粒子とする。コアシェル型粒子では、内部(コア層)の低軟化点物質をそれより高い軟化点を有する物質で内包化することにより、定着温度の低温化と保存時の凝集防止とのバランスを取ることができるので好ましい。
【0018】
コアシェル型粒子の場合、コア粒子の体積平均粒径は8.5〜10.0μm、好ましくは9.0〜10.0μmである。また、体積平均粒径(dv)と個数平均粒径(dp)の比である粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であると好ましく、1.0〜1.2であると更に好ましい。
【0019】
コアシェル型粒子のコア層とシェル層との重量比率は特に限定されないが、通常80/20〜99.9/0.1で使用される。
シェル層の割合を上記割合にすることにより、トナーの保存性と低温での定着性を兼備することができる。
【0020】
コアシェル型粒子のシェル層の平均厚みは、通常0.001〜1.0μm、好ましくは0.003〜0.5μm、より好ましくは0.005〜0.2μmであると考えられる。厚みが大きくなると定着性が低下し、小さくなると保存性が低下する恐れがある。なお、コアシェル型のトナー粒子を形成するコア粒子はすべての表面がシェル層で覆われている必要はなく、コア粒子の表面の一部がシェル層で覆われていればよい。
コアシェル型粒子のコア粒子径およびシェル層の厚みは、電子顕微鏡により観察できる場合は、その観察写真から無作為に選択した粒子の大きさおよびシェル厚みを直接測ることにより得ることができ、電子顕微鏡でコアとシェルとを観察することが困難な場合は、コア粒子の粒径およびトナー製造時に用いたシェルを形成する単量体の量から算定することができる。
【0021】
本発明に用いる着色粒子は、体積平均粒径(dv)が8.5〜10.0μmであり、好ましくは9.0〜10.0μmである。粒径が小さいと流動性が低下して、転写性が低下したり、カスレが発生したりし、また印字濃度が低下する。逆に大きいとカブリやトナー飛散が発生し、画像の解像度が低下する。
体積平均粒径(dv)と個数平均粒径(dp)の比である粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であり、1.0〜1.2であると更に好ましい。粒径分布が大きいとカスレが発生したり、転写性、印字濃度及び解像度の低下が起こったりする。
上記の体積平均粒径及び粒径分布は、例えば、分級することによって上記範囲とすることができる。
着色粒子の体積平均粒径及び粒径分布は、例えば、マルチサイザー(ベックマン・コールター社製)などを用いて測定することができる。
【0022】
本発明に用いる着色粒子は、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる平均球形度(Sc/Sr)が1〜1.3であり、1.0〜1.2であるとより好ましく、1.0〜1.15であると更に好ましい。平均球形度が1.3より大きくなると、転写性が低下することがある。
この平均球形度は、例えば、転相乳化法、溶解懸濁法及び重合法等を用いることにより上記範囲とすることができる。
ここで、平均球形度は、着色粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、その写真を画像処理解析装置ルーゼックスIID(ニレコ社製)により、フレーム面積に対する粒子の面積率を最大2%、トータル処理粒子数を100個の条件で測定し、得られた100個の着色粒子の球形度を平均した値である。
【0023】
色粒子は、その製法によって特に限定されない。例えば、(1)結着樹脂成分となる熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶融混合して均一に分散させて組成物とした後、該組成物を粉砕、分級することにより得られる着色粒子、(2)結着樹脂原料である重合性単量体中に着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶解あるいは懸濁させ、重合開始剤を添加後、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分散させ、所定温度まで加温して懸濁重合を開始し、重合終了後に濾過、洗浄、脱水及び乾燥することにより得られる着色粒子、(3)乳化重合により得た極性基を含有する結着樹脂の一次粒子を、着色剤並びに帯電制御剤を添加することで凝集させ二次粒子とし、更に結着樹脂のガラス転移温度より高い温度で攪拌して会合させた粒子を、濾過、乾燥することにより得られる着色粒子(特開昭63−186253)、(4)親水性基含有樹脂を結着樹脂とし、それに着色剤等を添加して有機溶媒に溶解させた後、該樹脂を中和して転相、その後乾燥することにより得られる着色粒子等が挙げられる。これらの中でも、高解像度の画質や印刷の高速化に対応できるトナーを得る観点から(2)の懸濁重合法により得られた実質的に球状の着色粒子が好ましい。
【0024】
以下、懸濁重合法によるトナーの製造方法について説明する。
結着樹脂を得るための重合性単量体として、モノビニル単量体、架橋性単量体、マクロモノマー等を挙げることができる。この重合性単量体が重合され、結着樹脂成分となる。
モノビニル単量体としては、具体的にはスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリル酸の誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン等のモノオレフィン単量体;等が挙げられる。
モノビニル単量体は、単独で用いても、複数の単量体を組み合わせて用いても良い。これらモノビニル単量体のうち、芳香族ビニル単量体単独、芳香族ビニル単量体と(メタ)アクリル酸の誘導体との併用などが好適に用いられる。
【0025】
モノビニル単量体と共に、架橋性単量体及び重合体を用いるとホットオフセットが有効に改善される。架橋性単量体は、2個以上のビニル基を有する単量体である。具体的には、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、およびこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル;N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等のビニル基を2個有する化合物、ペンタエリスリトールトリアリルエーテルやトリメチロールプロパントリアクリレート等のビニル基を3個以上有する化合物等を挙げることができる。架橋性重合体は、重合体中に2個以上のビニル基を有する重合体のことであり、具体的には、分子内に2個以上の水酸基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル及びポリエチレングリコール等の重合体と、アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸単量体を縮合反応することにより得られるエステルを挙げることができる。これらの架橋性単量体及び架橋性重合体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。使用量は、モノビニル単量体100重量部当たり、通常10重量部以下、好ましくは、0.1〜2重量部である。
【0026】
また、モノビニル単量体と共に、マクロモノマーを用いると、保存性と低温での定着性とのバランスが良好になるので好ましい。マクロモノマーは、分子鎖の末端に重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合を有するもので、数平均分子量が、通常、1,000〜30,000のオリゴマーまたはポリマーである。数平均分子量が上記範囲にあると、マクロモノマーの溶融性を損なうことなく、定着性および保存性が維持できるので好ましい。
マクロモノマー分子鎖の末端に有る重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合としては、アクリロイル基、メタクリロイル基などを挙げることができ、共重合のし易さの観点からメタクリロイル基が好ましい。
【0027】
マクロモノマーは、前記モノビニル単量体を重合して得られる重合体のガラス転移温度よりも、高いガラス転移温度を有する重合体を与えるものが好ましい。
本発明に用いるマクロモノマーの具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を単独でまたは2種以上を重合して得られる重合体、ポリシロキサン骨格を有するマクロモノマーなどを挙げることができるが、その中でも、親水性のもの、特にメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルを単独でまたはこれらを組み合わせて重合して得られる重合体が好ましい。
マクロモノマーを使用する場合、その量は、モノビニル単量体100重量部に対して、通常、0.01〜10重量部、好適には0.03〜5重量部、さらに好適には0.05〜1重量部である。マクロモノマーの使用量が上記範囲にあると、保存性を維持したままで、定着性が低下することがないので好ましい。
【0028】
分散安定剤としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどの硫酸塩;炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩;リン酸カルシウムなどのリン酸塩;酸化アルミニウム、酸化チタン等の金属酸化物;などの金属化合物や、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化第二鉄等の金属水酸化物;ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ゼラチン等水溶性高分子;アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等を挙げることができ、これらは、単独で用いても、2種類以上を組み合わせても良い。
これらのうち、金属化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドを含有する分散安定剤は、重合体粒子の粒径分布を狭くすることができ、また分散安定剤の洗浄後の残存性が少なく、画像を鮮明に再現できるので好ましい。
【0029】
難水溶性金属水酸化物のコロイドは、その粒径分布において、小粒径側から起算した個数累計が50%である粒径Dp50が0.5μm以下で、90%である粒径Dp90が1μm以下であることが好ましい。コロイドの粒径が大きくなると重合の安定性が崩れ、またトナーの保存性が低下する。
【0030】
分散安定剤は、重合性単量体100重量部に対して、通常、0.1〜20重量部の割合で使用する。この割合が上記範囲にあることで、充分な重合安定性が得られ、重合凝集物の生成が抑制され、所望の粒径のトナーを得ることができるので好ましい。
【0031】
重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ジ−t−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の過酸化物類などを例示することができる。また、これら重合開始剤と還元剤とを組み合わせたレドックス開始剤を挙げることができる。
【0032】
こうした中でも特に、使用される重合性単量体に可溶な油溶性の重合開始剤を選択することが好ましく、必要に応じて水溶性の重合開始剤をこれと併用することもできる。上記重合開始剤は、重合性単量体100重量部に対して、0.1〜20重量部、好ましくは0.3〜15重量部、更に好ましくは0.5〜10重量部用いる。
重合開始剤は、重合性単量体組成物中に予め添加することができるが、懸濁重合の場合は重合性単量体組成物の液滴形成工程終了後の懸濁液、乳化重合の場合は乳化工程終了後の乳化液に、直接添加することもできる。
【0033】
また、重合に際して、分子量調整剤を使用することが好ましい。分子量調整剤としては、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン−4−チオール等のメルカプタン類;四塩化炭素、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類;などを挙げることができる。これらの分子量調整剤は、重合開始前、あるいは重合途中に添加することができる。分子量調整剤は、重合性単量体100重量部に対して、通常、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の割合で用いられる。
【0034】
上述した、コアシェル型着色粒子を製造する方法としては、スプレイドライ法、界面反応法、in situ重合法、相分離法などの方法が挙げられる。具体的には、粉砕法、重合法、会合法又は転相乳化法により得られた着色粒子をコア粒子として、それに、シェル層を被覆することによりコアシェル型着色粒子が得られる。この製造方法の中でも、in situ重合法や相分離法が、製造効率の点から好ましい。
【0035】
in situ重合法によるコアシェル型トナーの製造方法を以下に説明する。
コア粒子が分散している水系分散媒体中に、シェルを形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)と重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型トナーを得ることができる。
シェルを形成する具体的な方法としては、コア粒子を得るために行った重合反応の反応系にシェル用重合性単量体を添加して継続的に重合する方法、または別の反応系で得たコア粒子を仕込み、これにシェル用重合性単量体を添加して段階的に重合する方法などを挙げることができる。
シェル用重合性単量体は反応系中に一括して添加しても、またはプランジャポンプなどのポンプを使用して連続的もしくは断続的に添加してもよい。
【0036】
シェル用重合性単量体としては、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートなどのガラス転移温度が80℃を超える重合体を形成する単量体をそれぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0037】
シェル用重合性単量体を添加する際に、水溶性の重合開始剤を添加することがコアシェル型トナーを得やすくなるので好ましい。シェル用重合性単量体の添加の際に水溶性重合開始剤を添加すると、シェル用重合性単量体が移行したコア粒子の外表面近傍に水溶性重合開始剤が進入し、コア粒子表面に重合体(シェル)を形成しやすくなると考えられる。
【0038】
水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;2,2’−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、2,2’−アゾビス−(2−メチル−N−(1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル)プロピオンアミド)等のアゾ系開始剤などを挙げることができる。水溶性重合開始剤の量は、シェル用単量体100重量部に対して、通常、0.1〜50重量部、好ましくは1〜30重量部である。
【0039】
外添剤は、一次粒子の体積平均粒径が5〜18nm、好ましくは7〜16nmのシリカ微粒子(A)から成る。好ましい外添剤は、一次粒子の体積平均粒径が0.1〜1μm、好ましくは0.2〜0.8μmである微粒子(C)として、有機微粒子(C−1)または無機微粒子(C−2)を更に含有する。また、外添剤には、一次粒子の体積平均粒径が20〜60nm、好ましくは25〜50nmのシリカ微粒子(B)を含有していてもよい。
【0040】
シリカ微粒子(A)は、体積平均粒径が小さいと感光体がフィルミングを起し易く、逆に大きいと流動性が低下してカスレ易くなる。シリカ微粒子(B)は、体積平均粒径が小さいと感光体がフィルミングを起し易く、逆に大きいと流動性が低下してカスレ易くなることがある。微粒子(C)は、体積平均粒径が小さいと研磨性が低下し、大きいと流動性が低下することがある。
【0041】
これらのシリカ微粒子(A)あるいはシリカ微粒子(B)は、疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理されたシリカ微粒子は一般にも市販されているが、その他シランカップリング剤、高級脂肪酸金属塩やシリコーンオイルなどで疎水化処理して得ることもできる。
疎水化処理の方法としては、この微粒子を高速で攪拌しながら、処理剤であるシリコーンオイル等を滴下又は噴霧する方法、処理剤を溶解して攪拌している有機溶媒中に微粒子を添加混合後、熱処理する方法等が挙げられる。前者の場合、処理剤は有機溶媒等で希釈しても構わない。
疎水化の程度はメタノール法で測定される疎水化度が20〜90%、好ましくは40〜80%である。疎水化度が小さいと高湿度下で吸湿し易く、疎水化度が高すぎると充分な研磨性が得られないことがある。
【0042】
有機微粒子(C−1)は、粒子同士のブロッキングを抑制するという点から、微粒子を構成する化合物のガラス転移温度又は融点が、通常80〜250℃、好ましくは90〜200℃である。
有機微粒子を構成する化合物として、メタクリル酸メチル重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が挙げられる。
また、有機微粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割った平均球形度(Sc/Sr)は、特に限定されないが、通常1〜1.3、好ましくは1〜1.2である。平均球形度が大きいと転写性が低下することがある。
【0043】
無機微粒子(C−2)としては、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、またそれらに錫やアンチモンを表面処理することによって導電性を付与したものなどが挙げられる。
【0044】
シリカ微粒子(A)の添加量は特に限定されないが、着色粒子100重量部に対して、通常0.1〜3重量部、好ましくは0.2〜2重量部である。この量が少ないと流動性が低下しカスレが発生することがあり、逆に多くなると流動性が高くなって、カブリ易くなることがある。
シリカ微粒子(B)の添加量は特に限定されないが、着色粒子100重量部に対して、通常0.1〜3重量部、好ましくは0.2〜2重量部である。この量が少ないと研磨性が低下しフィルミングが発生することがあり、逆に多くなると流動性が低下して、カスレ易くなることがある。
微粒子(C)の添加量は特に限定されないが、着色粒子100重量部に対して、通常0.1〜2重量部で、好ましくは0.2〜1重量部である。この量より少ないとフィルミングが発生することがあり、逆に多いと流動性が低下して、カスレ易くなることがある。
【0045】
本発明のトナーは、上記した着色粒子と外添剤とを、ヘンシェルミキサーなどの混合機に入れて撹拌することによって、着色粒子の表面に外添剤を付着または一部埋め込ませて製造する。これにより、帯電性、流動性及び、保存性等に優れるトナーとすることができる。
【0046】
本発明のトナーは、安息角が15〜30°、好ましくは15〜25°である。安息角が小さいとカブリやトナー飛散が発生し、逆に大きいとカスレが発生し、転写性や印字濃度の低下が起こる。ゆるみ見掛け比重が0.4〜0.45g/ccである。ゆるみ見掛け比重が小さいとカスレが発生し、転写性や印字濃度の低下が起こり、逆に大きいとカブリやトナー飛散が発生する。この安息角とゆるみ見掛け比重は、例えば、粉体計測機(ホソカワミクロン社製、商品名「パウダーテスター」)を使用して測定する。
【0047】
本発明のトナーにおいて、安息角やゆるみ見掛け比重を上記範囲にするためには、着色粒子の体積平均粒径、粒径分布及び平均球形度を上述した範囲とし、添加する外添剤を適宜選択して、上記のような粉体計測機を使用して制御すればよい。
【0048】
以下、本発明の画像形成方法を、図面に基づき、詳細に説明する。本発明の画像形成方法は、一様に帯電させた感光体の表面上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによってトナー像に現像し、得られたトナー像を転写ロールによって転写材に転写した後、定着するにあたり、トナーとして、体積平均粒径(dv)が8.5〜10.0μmであり、粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であり、且つ粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる平均球形度(Sc/Sr)が1.0〜1.3であるコアシェル型着色粒子と、外添剤とからなり、安息角が15〜30°であり、且つゆるみ見掛け比重が0.4〜0.45g/ccであるトナーを使用する。
【0049】
図1は、本発明の画像形成方法を適用することができる画像形成装置の一例を示す図である。図1に示すように、画像形成装置は、感光体としての感光ドラム1を有し、これを矢印A方向に回転自在に装着してある。
感光ドラム1は、導電性支持ドラム体の上に光導電層を設けたものであり、光導電層は、たとえば有機感光体、セレン感光体、酸化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体などがあるが、好ましくは有機感光体で構成される。光導電性層を導電性支持ドラムに結着させる樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、水素化ポリスチレン樹脂等が挙げられるが、その中でもポリカーボネート樹脂が耐磨耗性の点から好ましい。
【0050】
感光ドラム1の周囲には、その周方向に沿って、帯電ロール3、露光装置としてのレーザー光照射装置4、現像装置11、転写ロール5およびクリーニング装置2が配置してある。
帯電は、帯電部材により、感光ドラム1の表面を、プラスまたはマイナスに帯電させることである。帯電部材での帯電方式としては、図1で示した帯電ロール3の他に、ファーブラシ、磁気ブラシ、ブレード等で帯電させる接触帯電方式と、コロナ放電によるスコロトロン型の非接触帯電方式があり、これらに置き換えることも可能である。
【0051】
露光は、露光装置で、帯電されている感光体に光を照射することであり、例えば、露光装置として、図1に示すようなレーザー光照射装置4を用いて、画像信号に対応した光を感光ドラムの表面に照射し、帯電されたドラムの表面に静電潜像を形成することができる。レーザー光照射装置4は、たとえばレーザー照射装置と光学系レンズとで構成される。この他にも、露光装置としては、LED照射装置がある。
【0052】
図1に示す現像装置11は、一成分接触現像方式に用いられる現像装置であり、トナー10が収容されるケーシング12内に、現像ロール7と供給ロール9とを有する。現像ロール7は、感光ドラム1に一部接触するように配置され、感光ドラム1と反対方向Bに回転するようになっている。供給ロール9は、現像ロール7に接触して現像ロール7と同じ方向Cに回転し、現像ロール7の外周にトナー10を供給するようになっている。この他の現像方式としては、一成分非接触現像方式がある。
【0053】
現像は、供給ロール9によって現像ロール7にトナーを供給し、その供給されたトナーを前述した層厚規制ブレード8によりトナー層厚を調節し、現像ロール上のトナーによって、感光体上に形成された静電潜像に、これに対応したトナーを付着させることである。このとき、反転現像においては光照射部にのみトナーを付着させ、正規現像においては、光非照射部にのみトナーを付着させることができるように、現像ロール7と感光ドラム1との間にバイアス電圧が印加される。
【0054】
現像装置のケーシング内には、現像ロールの外周面にトナーを良好に付着させるために供給ロールを、現像ロールに近接して回転自在に配置しても良い。現像ロールの導電性シャフトには、バイアス電圧が印加されるように構成することが好ましい。
反転現像の場合には、現像ロールの導電性シャフトには、感光体の静電潜像と同じ極性の電圧が印加される。
【0055】
転写とは、現像装置11により形成された感光ドラム表面のトナー像を、紙などの転写材6に前記転写ロール5でトナーと逆極性の転写電圧を印加して転写することである。このとき、感光ドラムに対する転写ロールの押圧力が200〜1000g/cm、好ましくは300〜800g/cmである。押圧力が小さいと、ニップ巾が狭くなり、転写率が低下することがあり、逆に大きいと、現像したトナーが付着し、白抜けすることがある
【0056】
定着とは、紙などの転写材6に転写されたトナー像を、転写材から剥離することの無いように定着することである。通常、図1に示すような2本のロール(加熱ロール13と加圧ロール14)により加熱定着が行なわれているが、その他にも加熱ロール13の代わりに加圧ロールをもう1本使用して行なう加圧定着、ロールを全く使用することなく、キセノンランプを使用して行なうフラッシュ定着あるいは有機溶剤を使用して行なう溶剤定着がある。
【0057】
現像と同時にクリーニングを行なう場合は必要ではないが、転写ロールと帯電部材との間には、クリーニング装置2により、感光ドラムの表面に残留しているトナーを取り除くクリーニング工程を有することが好ましい。通常このクリーニング装置には、クリーニングブレードが使用されるが、その他にもファーブラシ、磁気ブラシ、クリーニングロール、静電気等によるクリーニングも提案されている。
【0058】
図1に示す画像形成装置では、感光ドラム1は、帯電ロール3によりその表面が負極性に全面均一に帯電されたのち、レーザー光照射装置4により静電潜像が形成され、さらに、現像装置11によりトナー像が現像される。
続いて、感光ドラム1上のトナー像は転写ロール5により、紙などの転写材6に転写され、2本の定着ロール(加熱ロール13と加圧ロール14)によって、転写材に定着される。必要があれば、感光ドラムの表面に残留する転写残トナーは、クリ−ニング装置2によりクリ−ニングされ、この後、次の画像形成サイクルに入る。
【0059】
図1に示す画像形成装置は、モノクロ用のものであるが、本発明の画像形成方法は、カラー画像を形成する複写機やプリンター等のカラー画像形成装置にも適用できる。
カラー画像形成装置としては、感光体上で多色のトナー像を現像させ、それを転写材に一括転写させる多重現像方式、感光体上には単色のトナー像のみを現像させた後、転写材に転写させることをカラートナーの色の数だけ繰り返し行なう多重転写方式がある。また、多重転写方式には、転写ドラムに転写材を巻きつけ、各色ごとに転写を行なう転写ドラム方式、中間転写体上に各色毎に一次転写を行い、中間転写体上に多色の画像を形成させた後、一括して二次転写を行なう中間転写方式、感光体廻りに現像装置をタンデムに配置させ、転写材を転写搬送ベルトで吸着搬送させて、順次各色を転写材に転写を行なうタンデム方式がある。これらの中でも、画像形成を高速で行なうことのできるタンデム方式の画像形成装置が好ましい。
【0060】
図2は、本発明の画像形成方法が適用できるタンデム方式のカラー画像形成装置の一例を示す模式図である。タンデム方式のカラー画像形成装置には、レーザー光照射装置4、感光ドラム1、現像装置11、クリーニング装置2がセットとなった画像形成部が、使用するトナーの色の数だけ設けられている。各画像形成部は、搬送ベルト15に沿って、通常、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で配置されており、各画像形成部によって形成された画像は、搬送ベルトに吸着されて搬送される転写材7に転写ロール5によって順次重ね合わせて転写され、定着される。上述したように、転写材は通常、搬送ベルトによる搬送が一般的であるが、転写ドラムに吸着して搬送することもできる。この場合、各画像形成部は、転写ドラムに沿って順に配置されている。
尚、図2中に示されているアルファベットのY、M、C、Kは、各画像形成部のトナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにそれぞれ対応している。
【0061】
本発明の画像形成方法により、感光体や帯電ロールにクリーニング不良が発生しない画像が得られることから、カラー画像形成方法に適用した場合、トナーが混色することなく、鮮明な画像を得ることができる。
【0062】
【実施例】
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、部および%は、特に断りのない限り重量基準である。
本実施例では、以下の方法で評価した。
【0063】
1.着色粒子特性
(1)トナーの平均粒径と粒径分布
着色粒子の体積平均粒径(dv)及び粒径分布即ち体積平均粒径と個数平均粒径(dp)との比(dv/dp)は、マルチサイザー(ベックマン・コールター社製)により測定した。このマルチサイザーによる測定は、アパーチャー径:100μm、媒体:イソトンII、濃度10%、測定粒子個数:100000個の条件で行った。
(2)平均球形度
粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる値である平均球形度(Sc/Sr)は、各粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、その写真を画像処理解析装置ルーゼックスIID(ニレコ社製)により、フレーム面積に対する粒子の面積率:最大2%、トータル処理粒子数:100個の条件で測定し、計算した100個についての平均値である。
【0064】
2.トナー特性
(1)安息角
粉体計測機(ホソカワミクロン社製、商品名「パウダーテスターPT−E」)を用い、この装置のスタンドに、サンプルロートを乗せ、さらに目開き250μmの標準篩を重ね、固定後、振動させ、サンプルロートを通じ、直径8cmの円形テーブル上にトナーを落下させ、トナーの山を形成させた。山の稜線と水平線との角度を安息角としてレーザー光で測定した。振動はトナーの山が崩れない程度に振幅巾調整し、トナーの落下速度を調整した。
(2)ゆるみ見掛け比重
上記した粉体計測機を用い、この装置のスタンドに、サンプルシュートを乗せ、さらに目開き250μmの標準篩を重ね、固定後、振動させ、落下させ、規定容器(カップ100ml)に受ける。時間20〜30秒でカップが山盛りになるように落下速度を調整し、終了後、山をカッターで平らにし、パウダーの重量を測定して、体積当たりの重量を換算してゆるみ見掛け比重を測定した。
【0065】
3.画質評価
(1)カブリ及び印字濃度
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(沖データ社製、商品名「マイクロライン24DX」)にコピー用紙をセットし、前述したプリンターを用いて、温度10℃、湿度20%の(L/L)環境下及び温度35℃、湿度80%の(H/H)環境下で一昼夜放置後、5%濃度で連続印字を行い、1,000枚毎に、ベタ印字を行い、印字を途中で停止させ、現像後の感光体上にある非画像部のトナーを粘着テープ(住友スリーエム社製、スコッチメンディングテープ810−3−18)で剥ぎ取り、それを新しいコピー用紙に貼り付けた。その粘着テープを貼り付けた印字用紙の白色度(B%)を、白色度計(日本電色社製)で測定し、同様にして、粘着テープだけを貼り付けた印字用紙の白色度(A%)を測定した。その白色度(A%)と白色度(B%)の差ΔYを算出して、この値が15%を超えた枚数でカウントし、同時に印字濃度を測定した。20,000枚まで連続印字して、カブリが発生しなかったものについては、印字を20,000枚で終了させて、印字濃度を測定した。
印字濃度は、McBeth透過式画像濃度測定機を用いて測定した。
【0066】
(2)解像度
前述したカブリ及び印字濃度を評価するために行った黒ベタ印字と同時に、2ドット及び4ドットのラインと、2ドット及び4ドットのホワイトラインを印刷し、それらの画質が再現できているかを光学顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。
○:2ドットのライン及び2ドットのホワイトラインを再現している。
△:2ドットのライン及び2ドットのホワイトラインを再現していないが、4ドットのライン及び4ドットのホワイトラインは再現している。
×:4ドットのライン及び4ドットのホワイトラインも再現していない。
【0067】
(実施例1)
スチレン80部、n−ブチルアクリレート20部、ジビニルベンゼン0.6部及びポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、商品名「AA6」、Tg=94℃)0.25部からなるコア用重合性単量体、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25B」)7部、帯電制御樹脂(藤倉化成社製、商品名「FCA−626−NS」;重量平均分子量24,000、ガラス転移温度60℃)2部、t−ドデシルメルカプタン1部、およびジペンタエリスリトールヘキサミリステート10部を室温下、ビーズミルで分散させ、コア用重合性単量体組成物を得た。
【0068】
他方、イオン交換水250部に塩化マグネシウム9.9部を溶解した水溶液に、イオン交換水50部に水酸化ナトリウム6.0部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイドの分散液を調製した。生成した上記コロイドの粒径分布をSALD粒径分布測定器(島津製作所社製)で測定したところ、小粒径側から起算した個数累計が50%である粒径Dp50が0.36μmで、同90%であるDp90が0.68μmであった。
一方、メチルメタクリレート2部と水65部を超音波乳化機にて微分散化処理して、シェル用重合性単量体の水分散液を得た。シェル用重合性単量体の液滴は、Dp90が1.6μmであった。
【0069】
上記により得られた水酸化マグネシウムコロイド分散液に、コア用重合性単量体組成物を投入し、液滴が安定するまで攪拌し、そこにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂社製、商品名「パーブチルO」)5部を添加した後、次いで、15,000rpmで回転するエバラマイルダー(荏原製作所社製、商品名「MDN303V」)を総滞留時間3秒で通過させ、通過させた分散液を、インナーノズルを経て、元の撹拌槽内に噴出速度0.5m/sで戻し循環させ単量体組成物の液滴を形成した。なお、インナーノズル先端が撹拌槽中の分散液面下50mmに位置するように調整し、循環回数10回で液滴を形成した。エバラマイルダーの周囲には冷却用ジャケットが取り付けてあり、約15℃の冷却水を流通させた。
【0070】
上記コア用単量体組成物が分散されて液滴が形成された水酸化マグネシウムコロイド分散液に四ホウ酸ナトリウム十水和物を1部添加し、攪拌翼を装着した反応器に入れ、85℃で重合反応を開始させ、重合転化率がほぼ100%に達した後、前記シェル用重合性単量体の水分散液に水溶性開始剤(和光純薬社製、商品名「VA−086」=2,2’−アゾビス(2−メチル−N(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド))0.2部を溶解し、それを反応器に添加した。4時間重合を継続した後、反応を停止し、コアシェル型着色粒子の水分散液を得た。
上記により得た着色粒子の水分散液を攪拌しながら、硫酸を添加しpHを4以下にして酸洗浄を行い、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水500部を加えて再スラリー化し水洗浄を行った。その後、再度、脱水と水洗浄を数回繰り返し行って、固形分を濾過分離した後、乾燥機にて45℃で2昼夜乾燥を行い、体積平均粒径(dv)が9.7μm、粒径分布(dv/dp)が1.10、平均球形度が1.12のコアシェル型着色粒子を得た。
【0071】
得られたコアシェル型着色粒子100部に、外添剤として疎水化度45%で体積平均粒径12nmのシリカ(日本アエロジル社製、商品名「R104」)0.7部及び体積平均粒径0.4μmのスチレン−メタクリル酸メチル共重合体粒子0.3部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて10分間、回転数1400rpmで混合し、トナーを得た。
得られたトナーは、安息角が16°、ゆるみ見掛け比重が0.43g/ccであった。また、得られたトナーの画質評価を行い、その結果を表1に示す。
【0072】
(実施例2)
実施例1において、水酸化マグネシウムコロイドを作製する際に、塩化マグネシウム量を9.9から10.6部に、水酸化ナトリウム量を6.0から6.4部に変更した以外は、実施例1と同様にしてコアシェル型着色粒子及びトナーを得た。得られた着色粒子及びトナーの特性、画質評価の結果を表1に示す。
【0073】
(比較例1)
スチレンアクリレート共重合体(軟化点145℃、ガラス転移点64℃)100部、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25」)7部、離型剤として低分子量ポリプロピレン(三洋化成株式会社製「ビスコール550P」)1部、帯電制御剤(保土ヶ谷化学工業社製、商品名「スピロンブラックTRH」)2部を配合して着色粒子原料を調製し、溶融押出機にて混練し、冷却ベルト上に板状に押し出して冷却固化した。
次いで、冷却固化された着色粒子原料をハンマーミルにて粉砕し、重量平均粒径300μm前後に粗粉砕した後、エアージェット粉砕機で粉砕し、分級機にて上記の粉砕されたトナー原料を分級し、体積平均粒径9.3μm、粒径分布(dv/dp)が1.23、平均球形度が1.38の着色粒子を得た。
【0074】
得られた着色粒子100部に、外添剤として疎水化度45%で体積平均粒径12nmのシリカ(日本アエロジル社製、商品名「R104」)0.7部及び体積平均粒径0.4μmであるスチレン−メタクリル酸メチル共重合体粒子0.3部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて10分間、回転数1400rpmで混合し、トナーを得た。
得られたトナーは、安息角が41°、ゆるみ見掛け比重が0.38g/ccであった。また、得られたトナーの画質評価を行った結果、連続印字を行なっている途中で、カブリが大量に発生したので、印字を止め、印字濃度と解像度の評価行わなかった。
【0075】
(比較例2)
実施例1において、水酸化マグネシウムコロイドを作製する際に、塩化マグネシウム量を9.9から12.9部に、水酸化ナトリウム量を6.0から7.8部に変更した以外は、実施例1と同様にしてコアシェル型着色粒子及びトナーを得た。得られた着色粒子及びトナーの特性、画質評価の結果を表1に示す。
【0076】
(比較例3)
実施例1において、水酸化マグネシウムコロイドを作製する際に、塩化マグネシウム量を9.9から7.9部に、水酸化ナトリウム量を6.0から4.8部に変更した以外は、実施例1と同様にしてコアシェル型着色粒子及びトナーを得た。得られた着色粒子及びトナーの特性、画質評価の結果を表1に示す。
【0077】
(比較例4)
スチレン80部、n−ブチルアクリレート20部、ジビニルベンゼン0.6部及びポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、商品名「AA6」、Tg=94℃)0.25部からなる重合性単量体、カーボンブラック(三菱化学社製、商品名「#25」)、上述した帯電制御樹脂6部、t−ドデシルメルカプタン1部、およびジペンタエリスリトールヘキサミリステート10部からなる重合性単量体組成物を70℃に加温して、溶解分散させた。次いで、これを高剪断力混合装置(特殊機化工業株式会社製、商品名「TKホモミキサー」)を備えた容器中で、60℃に加熱しながら5分間混合した後、アゾビスイソブチロニトリル3部を溶解させた。
別途、イオン交換水500部に、分散剤としてシリカ微粒子(日本アエロジル社製、商品名「#200」)2部添加して、60℃に加温した後、上記TKホモミキサーの攪拌下に上記重合性単量体組成物を添加し、更に8000rpmで1時間攪拌した。その後、この混合液を、攪拌翼を装着した反応器に入れ、攪拌してながら重合を完結させて、着色粒子の水分散液を得た。得られた水分散液に水酸化ナトリウム溶液を添加して、分散剤を溶解させ、濾過と洗浄を繰り返した後、乾燥して体積平均粒径(dv)が9.0μm、粒径分布(dv/dp)が1.48、平均球形度が1.12の着色粒子を得た。
【0078】
得られた着色粒子100部に、外添剤として疎水化度45%で体積平均粒径12nmのシリカ(日本アエロジル社製、商品名「R104」)0.2部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて10分間、回転数1400rpmで混合し、トナーを得た。
得られたトナーは、安息角が43°、ゆるみ見掛け比重が0.37g/ccであった。また、得られたトナーの画質評価を行い、その結果を表1に示す。
【0079】
【表1】

Figure 0004019765
【0080】
表1のトナーの評価結果から、以下のことがわかる。本発明で規定する範囲より着色粒子の球形度が大きく、トナーの安息角が大きく、ゆるみ見掛け比重が小さい比較例1のトナーは、H/H環境及びL/L環境のいずれにおいても、耐久印字の途中で大量のカブリが発生した。本発明で規定する範囲よりコアシェル型着色粒子の体積平均粒径が小さく、安息角が大きく、ゆるみ見掛け比重が小さい比較例2のトナーは、H/H環境及びL/L環境のいずれにおいても、耐久印字後の印字濃度が低く、カブリも発生し易い。本発明で規定する範囲よりコアシェル型着色粒子の体積平均粒径が大きく、トナーの安息角が小さい比較例3のトナーは、H/H環境及びL/L環境のいずれにおいても、耐久印字後にカブリが発生し易く、解像度も悪い。本発明で規定する範囲より着色粒子の粒径分布が大きく、トナーの安息角が大きくゆるみ見掛け比重が小さい比較例4のトナーは、H/H環境及びL/L環境のいずれにおいても、耐久印字後の印字濃度が低く、カブリも発生し易い。これに対して、本発明の実施例1〜2のトナーは、20,000枚の耐久印字を行なった後でも、H/H環境及びL/L環境のいずれにおいても、印字濃度が高く、カブリが発生し難く、得られる画質の解像度も高いことが分かる。
【0081】
【発明の効果】
本発明によれば、長期間に亘って高速で耐久印刷を行っても、転写性が良く、印字濃度の低下やカブリの発生がなく、且つ解像度の高い優れた画像を得ることができるトナー及びこのトナーと用いる画像形成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図2】 図2は本発明の一実施形態に係るタンデム方式のカラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
1・・感光ドラム
2・・クリーニング装置
3・・帯電ロール
4・・レーザー光照射装置
5・・転写ロール
7・・現像ロール
8・・層厚規制ブレード
9・・供給ロール
10・・トナー
11・・現像装置
13・・加熱ロール
14・・加圧ロール
15・・搬送ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for developing an electrostatic latent image formed by electrophotography, electrostatic recording, or the like, and an image forming method using the toner. In particular, the present invention relates to a toner having good transferability even when performing durable printing at a high speed over a long period of time and causing no reduction in print density or fogging, and an image forming method using this toner.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, an electrostatic latent image formed on a photoreceptor is first developed with toner. Next, the formed toner image is transferred onto a transfer material such as paper as necessary, and then fixed by various methods such as heating, pressurization, or solvent vapor. Further, the toner remaining without being transferred onto the photoreceptor is cleaned by a method such as blade cleaning or fur brush cleaning, and then the above-described image forming process is repeated.
[0003]
In recent years, there has been an increasing demand for such an image forming apparatus to be reduced in size, weight, and speed. In order to meet these demands for reduction in size and weight, a so-called cleaner-less method has been proposed in which an apparatus used in the cleaning method is omitted. In the cleanerless system, after passing through the charging process, toner is attracted to the developing device and collected by electrostatic force due to the difference between the surface potential of the charged photoreceptor and the developing bias. Therefore, since the collected toner can be used in the next image forming process, waste toner can be eliminated. In order to employ this cleaner-less method, the toner needs to have high fluidity.
Further, in order to respond to the increase in the speed of the image forming apparatus, the fluidity of the toner is required so that the toner follows the developing roll and the photosensitive member that rotate at high speed.
[0004]
In order to improve fluidity, it is known that it is effective to add inorganic fine particles such as hydrophobic silica fine particles as a fluidizing agent (hereinafter also referred to as “external additive”). The angle of repose is used as an index representing this fluidity. The angle of repose is said to be such that the smaller the value, the better the fluidity. However, if the fluidity is too good, the transferability is improved, but other toner characteristics such as fogging may be deteriorated.
JP-A-8-15904 discloses a magnetic one-component toner having an average particle diameter of 8 to 14 μm, an angle of repose of 30 to 45 °, and a corrected bulk specific gravity of 0.25 to 0.40 g / cc. JP-A No. 107771 discloses an electrostatic latent image developing toner satisfying specific conditions including an angle of repose of 28 to 38 ° and a volume average particle size of 3 to 10 μm. And an electrophotographic toner having a volume average particle size of 6.0 μm or more and an angle of repose of 35 ° or less. In an image forming apparatus, these toners may break when stress is applied in various states such as contact between toner particles, between a supply roll and a development roll, and between a development roll and a photoreceptor. As a result, there is a problem that the fluidity is lowered or the printing density is lowered.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-197713 discloses a developing device that develops a latent image formed on an image carrier in a non-contact manner with a one-component developer carried on the developer carrier, and has a volume average particle size of 9 μm and an angle of repose. Describes a spheroidizing toner having an angle of repose of 42 ° and an angle of repose change of 8 degrees or less.
However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that when the above toner is used, when an image is formed at a high speed, the print density decreases or fog occurs.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner that has good transferability and does not cause a decrease in print density or fog even when durable printing is performed at high speed for a long period of time, and an image forming method using this toner. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of intensive studies to achieve this object, the present inventor has found that the above object can be achieved by controlling several toner characteristics within a specific range. It came to be completed.
  Thus, according to the present invention, the volume average particle size (dv) is 8.5 to 10.0 μm, the particle size distribution (dv / dp) is 1.0 to 1.3, and the absolute maximum of the particles The average sphericity (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of a circle having a diameter as a length by the actual projected area (Sr) of the particle is 1.0 to 1.3.Core shell typeProvided are a toner comprising colored particles and an external additive and having an angle of repose of 15 to 30 ° and a loose apparent specific gravity of 0.40 to 0.45 g / cc, and an image forming method using the toner. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The toner of the present invention contains colored particles and an external additive.
The colored particles contain a binder resin, a colorant, and a charge control agent as essential components, and may contain a release agent, a magnetic material, and the like as necessary.
[0009]
Specific examples of the binder resin include conventionally widely used resins such as polystyrene, styrene-butyl acrylate copolymer, polyester resin, and epoxy resin.
[0010]
As the colorant, any pigment and / or dye other than carbon black, titanium black, magnetic powder, oil black, and titanium white can be used. As the black carbon black, those having a primary particle diameter of 20 to 40 nm are suitably used. When the particle size is within this range, carbon black can be uniformly dispersed in the toner and fogging is reduced, which is preferable.
[0011]
When obtaining a full-color toner, a yellow colorant, a magenta colorant and a cyan colorant are usually used.
As the yellow colorant, compounds such as azo pigments and condensed polycyclic pigments are used. Specifically, C.I. I. Pigment yellow 3, 12, 13, 14, 15, 17, 62, 65, 73, 83, 90, 93, 97, 120, 138, 155, 180, 181, 185 and 186.
As the magenta colorant, compounds such as azo pigments and condensed polycyclic pigments are used. Specifically, C.I. I. Pigment Red 48, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 163, 170, 184, 185, 187, 202, 206, 207, 209, 251 and C.I. I. Pigment violet 19 and the like.
As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, and the like can be used. Specifically, C.I. I. Pigment blue 2, 3, 6, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 17, and 60.
The amount of such a colorant is usually 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0012]
As the charge control agent, a charge control agent conventionally used in toners can be used. For example, Bontron N-01 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Nigrosine Base EX (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), T-77 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Bontron S -34 (manufactured by Orient Chemical Industries), Bontron E-81 (manufactured by Orient Chemical Industries), Bontron E-84 (manufactured by Orient Chemical Industries), COPY CHARGE NX (manufactured by Clariant), COPY CHARGE NEG (manufactured by Clariant) ) And the like, and in accordance with the description in JP-A-63-60458, JP-A-3-175456, JP-A-3-243594, JP-A-11-15192, etc. Quaternary ammonium (salt) group-containing copolymers, JP-A-1-217464, JP-A-3 A sulfonic acid (salt) group-containing copolymer according to the description of JP-A-15858 can be synthesized and used as a charge control agent (hereinafter referred to as “charge control resin”).
[0013]
Among these, it is preferable to use a charge control resin. The charge control resin is preferable because it has high compatibility with the binder resin, is colorless, and can obtain a toner having stable chargeability even in color continuous printing at high speed.
The glass transition temperature of the charge control resin is usually 40 to 80 ° C., preferably 45 to 75 ° C., more preferably 45 to 70 ° C. When the glass transition temperature is within this range, the storability and fixability of the toner can be improved in a balanced manner.
The amount of the charge control agent is usually 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0014]
Examples of mold release agents include polyolefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and low molecular weight polybutylene; plant-based natural waxes such as candelilla, carnauba, rice, wood wax, jojoba; paraffin, microcrystalline, petrolactam, etc. And other modified waxes; synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax; polyfunctional ester compounds such as pentaerythritol tetramyristate, pentaerythritol tetrapalmitate, dipentaerythritol hexamyristate; and the like.
These can be used alone or in combination of two or more.
[0015]
Of these, synthetic waxes, terminal-modified polyolefin waxes, petroleum waxes, polyfunctional ester compounds and the like are preferable. Among polyfunctional ester compounds, in the DSC curve measured by a differential scanning calorimeter, the endothermic peak temperature at the time of temperature rise is in the range of 30 to 200 ° C, preferably 40 to 160 ° C, more preferably 50 to 120 ° C. A polyfunctional ester compound such as pentaerythritol ester or dipentaerythritol ester having the same endothermic peak temperature in the range of 50 to 80 ° C. is particularly preferable from the viewpoint of fixing-releasability balance as a toner. Among polyfunctional ester compounds such as pentaerythritol ester having an endothermic peak temperature in the range of 30 to 200 ° C. and dipentaerythritol ester having the endothermic peak temperature in the range of 50 to 80 ° C., the molecular weight is 1000 or more. It is more preferable that 5 parts by weight or more dissolve at 25 ° C. with respect to 100 parts by weight of styrene, and that the acid value is 10 mg / KOH or less, since it has a remarkable effect on lowering the fixing temperature. The endothermic peak temperature is a value measured by ASTM D3418-82.
The amount of the release agent is usually 0.5 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0016]
Examples of the magnetic material include iron oxides such as magnetite, γ-iron oxide, ferrite, and iron-rich ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, and magnesium. And alloys with metals such as tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
[0017]
  Used in the present inventionThe colored particles are particles of a so-called core-shell type (also referred to as “capsule type”) obtained by combining two different polymers inside (core layer) and outside (shell layer) of the particle.TheIn core-shell type particles, the low softening point material in the interior (core layer) is encapsulated with a material having a higher softening point, so that it is possible to balance the reduction in fixing temperature and the prevention of aggregation during storage. Therefore, it is preferable.
[0018]
In the case of the core-shell type particles, the volume average particle size of the core particles is 8.5 to 10.0 μm, preferably 9.0 to 10.0 μm. The particle size distribution (dv / dp), which is the ratio of the volume average particle size (dv) to the number average particle size (dp), is preferably 1.0 to 1.3, preferably 1.0 to 1.2. More preferably.
[0019]
The weight ratio between the core layer and the shell layer of the core-shell type particle is not particularly limited, but is usually 80/20 to 99.9 / 0.1.
By setting the ratio of the shell layer to the above ratio, both the storage stability of the toner and the fixing property at a low temperature can be achieved.
[0020]
The average thickness of the shell layer of the core-shell type particles is considered to be usually 0.001 to 1.0 μm, preferably 0.003 to 0.5 μm, and more preferably 0.005 to 0.2 μm. When the thickness is increased, the fixability is lowered, and when the thickness is reduced, the storage stability may be lowered. Note that the core particles forming the core-shell type toner particles do not have to be entirely covered with the shell layer, and only a part of the surface of the core particles may be covered with the shell layer.
When the core particle diameter and the thickness of the shell layer of the core-shell type particle can be observed with an electron microscope, it can be obtained by directly measuring the particle size and the shell thickness randomly selected from the observation photograph. When it is difficult to observe the core and the shell, it can be calculated from the particle size of the core particle and the amount of the monomer that forms the shell used in the production of the toner.
[0021]
The colored particles used in the present invention have a volume average particle diameter (dv) of 8.5 to 10.0 μm, preferably 9.0 to 10.0 μm. If the particle size is small, the fluidity is lowered, the transferability is lowered, the blur is generated, and the printing density is lowered. On the contrary, if it is large, fogging and toner scattering occur, and the resolution of the image decreases.
The particle size distribution (dv / dp), which is the ratio of the volume average particle size (dv) to the number average particle size (dp), is 1.0 to 1.3, more preferably 1.0 to 1.2. . When the particle size distribution is large, blurring occurs, and transferability, print density, and resolution decrease.
Said volume average particle diameter and particle size distribution can be made into the said range by classifying, for example.
The volume average particle size and particle size distribution of the colored particles can be measured using, for example, Multisizer (manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
[0022]
The colored particles used in the present invention have an average sphericity (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of a circle whose diameter is the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle. 3, 1.0 to 1.2 is more preferable, and 1.0 to 1.15 is more preferable. When the average sphericity is larger than 1.3, the transferability may be lowered.
This average sphericity can be brought to the above range by using, for example, a phase inversion emulsification method, a dissolution suspension method, a polymerization method and the like.
Here, the average sphericity is obtained by taking an electron micrograph of colored particles, and using the image processing analysis device Luzex IID (manufactured by Nireco), the average area ratio of the particles to the frame area is 2% at maximum and the total number of processed particles Is an average value of the sphericity of 100 colored particles obtained.
[0023]
  ArrivalThe color particles are not particularly limited by the production method. For example, (1) in a thermoplastic resin as a binder resin component, a colorant, a charge control agent, a release agent and the like are melt-mixed and uniformly dispersed to obtain a composition, and then the composition is pulverized. Colored particles obtained by classification, (2) dissolving or suspending a colorant, a charge control agent, a release agent, etc. in a polymerizable monomer that is a binder resin raw material, and after adding a polymerization initiator, Colored particles obtained by dispersing in an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer, heating to a predetermined temperature to start suspension polymerization, and filtering, washing, dehydrating and drying after completion of the polymerization, (3) emulsification The primary particles of a binder resin containing a polar group obtained by polymerization are aggregated by adding a colorant and a charge control agent to form secondary particles, and further stirred at a temperature higher than the glass transition temperature of the binder resin. Coloring obtained by filtering and drying the associated particles (4) A hydrophilic group-containing resin is used as a binder resin, a colorant or the like is added thereto and dissolved in an organic solvent, and then the resin is neutralized to perform phase inversion. Examples thereof include colored particles obtained by subsequent drying. Among these, substantially spherical colored particles obtained by the suspension polymerization method (2) are preferable from the viewpoint of obtaining a toner that can cope with high resolution image quality and printing speed.
[0024]
Hereinafter, a method for producing toner by suspension polymerization will be described.
Examples of the polymerizable monomer for obtaining the binder resin include a monovinyl monomer, a crosslinkable monomer, and a macromonomer. This polymerizable monomer is polymerized to become a binder resin component.
Specific examples of the monovinyl monomer include aromatic vinyl monomers such as styrene, vinyl toluene, and α-methylstyrene; (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ( Meth) propyl acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, etc. (Meth) acrylic acid derivatives; monoolefin monomers such as ethylene, propylene, butylene; and the like.
Monovinyl monomers may be used alone or in combination of a plurality of monomers. Of these monovinyl monomers, an aromatic vinyl monomer alone or a combination of an aromatic vinyl monomer and a (meth) acrylic acid derivative is preferably used.
[0025]
When a crosslinkable monomer and polymer are used together with a monovinyl monomer, hot offset is effectively improved. A crosslinkable monomer is a monomer having two or more vinyl groups. Specifically, aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; diethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as ethylene glycol dimethacrylate and diethylene glycol dimethacrylate; N, N-divinylaniline, divinyl ether, and the like And a compound having 3 or more vinyl groups such as pentaerythritol triallyl ether and trimethylolpropane triacrylate. The crosslinkable polymer is a polymer having two or more vinyl groups in the polymer, and specifically, polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene glycol, etc. having two or more hydroxyl groups in the molecule. Mention may be made of esters obtained by condensation reaction of a polymer and an unsaturated carboxylic acid monomer such as acrylic acid or methacrylic acid. These crosslinkable monomers and crosslinkable polymers can be used alone or in combination of two or more. The amount used is usually 10 parts by weight or less, preferably 0.1 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
[0026]
Further, it is preferable to use a macromonomer together with the monovinyl monomer because the balance between the storage stability and the fixing property at a low temperature becomes good. The macromonomer has a polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond at the end of the molecular chain, and is usually an oligomer or polymer having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000. When the number average molecular weight is in the above range, it is preferable because fixability and storage stability can be maintained without impairing the meltability of the macromonomer.
Examples of the polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond at the end of the macromonomer molecular chain include an acryloyl group and a methacryloyl group, and a methacryloyl group is preferred from the viewpoint of ease of copolymerization.
[0027]
The macromonomer is preferably one that gives a polymer having a glass transition temperature higher than the glass transition temperature of the polymer obtained by polymerizing the monovinyl monomer.
Specific examples of the macromonomer used in the present invention include polymers obtained by polymerizing styrene, styrene derivatives, methacrylic acid esters, acrylic acid esters, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc., alone or in combination of two or more thereof, and polysiloxane skeletons. Among them, a hydrophilic monomer, particularly a polymer obtained by polymerizing a methacrylic ester or an acrylic ester alone or in combination thereof is preferable.
When using a macromonomer, the amount is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.03 to 5 parts by weight, and more preferably 0.05 to 100 parts by weight of the monovinyl monomer. -1 part by weight. It is preferable that the amount of the macromonomer used be in the above range since the fixability is not lowered while maintaining the storage stability.
[0028]
Examples of the dispersion stabilizer include sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate; carbonates such as barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate; phosphates such as calcium phosphate; metal oxides such as aluminum oxide and titanium oxide; Metal hydroxides, metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and ferric hydroxide; water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, gelatin; anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric Surfactant etc. can be mentioned, These may be used independently or may combine 2 or more types.
Among these, dispersion stabilizers containing colloids of metal compounds, particularly poorly water-soluble metal hydroxides, can narrow the particle size distribution of the polymer particles, and the residual properties after washing of the dispersion stabilizers. This is preferable because the image can be reproduced clearly.
[0029]
The colloid of a hardly water-soluble metal hydroxide has a particle size distribution in which the cumulative number of particles calculated from the small particle size side is 50%, the particle size Dp50 is 0.5 μm or less and the 90% particle size Dp90 is 1 μm. The following is preferable. When the particle size of the colloid is increased, the stability of polymerization is lost and the storage stability of the toner is lowered.
[0030]
The dispersion stabilizer is usually used at a ratio of 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer. It is preferable for this ratio to be in the above-mentioned range since sufficient polymerization stability is obtained, the formation of polymerization aggregates is suppressed, and a toner having a desired particle diameter can be obtained.
[0031]
As a polymerization initiator, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) ) Propionamide), 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile and other azo Compound: di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t -Butyl peroxypivalate, di-isopropyl peroxydicarbonate, di-t-butyl peroxyisophthalate, It can be exemplified 1,3,3-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanoate, and the like peroxides such as t- butyl peroxy isobutyrate. Moreover, the redox initiator which combined these polymerization initiators and reducing agents can be mentioned.
[0032]
Among these, it is particularly preferable to select an oil-soluble polymerization initiator that is soluble in the polymerizable monomer to be used, and a water-soluble polymerization initiator can be used in combination with it, if necessary. The polymerization initiator is used in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.3 to 15 parts by weight, and more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
The polymerization initiator can be added to the polymerizable monomer composition in advance, but in the case of suspension polymerization, the suspension after the droplet formation step of the polymerizable monomer composition, emulsion polymerization In some cases, it can be added directly to the emulsion after completion of the emulsification step.
[0033]
In the polymerization, it is preferable to use a molecular weight modifier. Examples of the molecular weight modifier include mercaptans such as t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, 2,2,4,6,6-pentamethylheptane-4-thiol; carbon tetrachloride, four And halogenated hydrocarbons such as carbon bromide; These molecular weight modifiers can be added before the start of polymerization or during the polymerization. The molecular weight modifier is usually used in a proportion of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0034]
  Mentioned above,Asher typeColored particlesExamples of the method for producing the compound include a spray dry method, an interfacial reaction method, an in situ polymerization method, and a phase separation method. Specifically, obtained by pulverization method, polymerization method, association method or phase inversion emulsification methodColored particlesCore-shell type by coating it with a shell layerColored particlesIs obtained. Among these production methods, an in situ polymerization method and a phase separation method are preferable from the viewpoint of production efficiency.
[0035]
A method for producing a core-shell type toner by an in situ polymerization method will be described below.
A core-shell type toner is obtained by adding a polymerization monomer (polymerization monomer for shell) and a polymerization initiator for forming a shell into an aqueous dispersion medium in which core particles are dispersed and polymerizing. be able to.
As a specific method of forming the shell, a method of continuously polymerizing by adding a polymerizable monomer for the shell to the reaction system of the polymerization reaction performed to obtain the core particles, or by using another reaction system. For example, a method in which core particles are charged and a polymerizable monomer for shell is added thereto to perform polymerization stepwise can be exemplified.
The polymerizable monomer for the shell may be added all at once in the reaction system, or may be added continuously or intermittently using a pump such as a plunger pump.
[0036]
As the polymerizable monomer for the shell, monomers forming a polymer having a glass transition temperature exceeding 80 ° C., such as styrene, acrylonitrile, and methyl methacrylate, can be used alone or in combination of two or more. .
[0037]
When adding the polymerizable monomer for shell, it is preferable to add a water-soluble polymerization initiator because a core-shell type toner is easily obtained. If a water-soluble polymerization initiator is added during the addition of the shell polymerizable monomer, the water-soluble polymerization initiator enters the vicinity of the outer surface of the core particle to which the shell polymerizable monomer has migrated, and the core particle surface. It is thought that it becomes easy to form a polymer (shell).
[0038]
Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide), 2,2′-azobis- An azo initiator such as (2-methyl-N- (1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl) propionamide) can be used. The amount of the water-soluble polymerization initiator is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the shell monomer.
[0039]
The external additive is composed of silica fine particles (A) whose primary particles have a volume average particle diameter of 5 to 18 nm, preferably 7 to 16 nm. Preferred external additives include organic fine particles (C-1) or inorganic fine particles (C-) as fine particles (C) whose primary particles have a volume average particle diameter of 0.1 to 1 μm, preferably 0.2 to 0.8 μm. 2) is further contained. Further, the external additive may contain silica fine particles (B) whose primary particles have a volume average particle diameter of 20 to 60 nm, preferably 25 to 50 nm.
[0040]
When the volume average particle size of the silica fine particles (A) is small, the photoconductor is liable to cause filming. When the volume average particle diameter of the silica fine particles (B) is small, the photoconductor is likely to cause filming. On the other hand, when the silica fine particles (B) is large, the fluidity may be decreased and the silica particles may be easily lost. When the volume average particle size is small, the fine particles (C) have poor polishing properties, and when they are large, the fluidity may decrease.
[0041]
These silica fine particles (A) or silica fine particles (B) are preferably hydrophobized. Hydrophobized silica fine particles are generally commercially available, but can also be obtained by hydrophobizing with other silane coupling agents, higher fatty acid metal salts, silicone oils, and the like.
The hydrophobization method includes a method of dripping or spraying silicone oil as a treatment agent while stirring the fine particles at a high speed, and after adding and mixing the fine particles in an organic solvent in which the treatment agent is dissolved and stirred. And a method of heat treatment. In the former case, the treatment agent may be diluted with an organic solvent or the like.
The degree of hydrophobicity is such that the degree of hydrophobicity measured by the methanol method is 20 to 90%, preferably 40 to 80%. When the degree of hydrophobicity is small, it is easy to absorb moisture under high humidity, and when the degree of hydrophobicity is too high, sufficient polishing properties may not be obtained.
[0042]
The organic fine particles (C-1) usually have a glass transition temperature or melting point of 80 to 250 ° C., preferably 90 to 200 ° C., from the viewpoint of suppressing blocking between particles.
Examples of the compound constituting the organic fine particles include methyl methacrylate polymer and styrene-methyl methacrylate copolymer.
The average sphericity (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of the circle having the absolute maximum length of the organic fine particle as the diameter by the actual projected area (Sr) of the particle is not particularly limited, but is usually 1-1. 3, preferably 1 to 1.2. If the average sphericity is large, the transferability may be lowered.
[0043]
The inorganic fine particles (C-2) are made conductive by surface treatment with silica, calcium carbonate, titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, tin oxide, barium titanate, strontium titanate, and tin or antimony. And those that have been granted.
[0044]
The addition amount of the silica fine particles (A) is not particularly limited, but is usually 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.2 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored particles. If this amount is small, fluidity may be reduced and blurring may occur. Conversely, if the amount is large, fluidity may be high and fogging may occur.
The addition amount of the silica fine particles (B) is not particularly limited, but is usually 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.2 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored particles. If this amount is small, the polishing property may be reduced and filming may occur. Conversely, if the amount is large, the fluidity may be reduced and the film may be easily lost.
The addition amount of the fine particles (C) is not particularly limited, but is usually 0.1 to 2 parts by weight, preferably 0.2 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the colored particles. If the amount is less than this amount, filming may occur. On the other hand, if the amount is more than this amount, the fluidity may be lowered, and the film may be easily distorted.
[0045]
The toner of the present invention is produced by putting the above-described colored particles and the external additive in a mixer such as a Henschel mixer and stirring, thereby attaching or partially embedding the external additive to the surface of the colored particles. As a result, the toner can be excellent in chargeability, fluidity, storage stability, and the like.
[0046]
  The toner of the present invention has an angle of repose of 15 to 30 °, preferably 15 to 25 °. If the angle of repose is small, fogging and toner scattering occur. Conversely, if the angle of repose is large, blurring occurs, and transferability and print density decrease. Loose apparent specific gravity is 0.40~ 0.45 g / cc. When the loose apparent specific gravity is small, blurring occurs and the transferability and print density decrease. Conversely, when the apparent specific gravity is large, fogging and toner scattering occur. The angle of repose and loose apparent specific gravity are measured using, for example, a powder measuring machine (trade name “Powder Tester” manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
[0047]
In the toner of the present invention, in order to make the angle of repose and loose apparent specific gravity within the above ranges, the volume average particle size, particle size distribution and average sphericity of the colored particles are set within the above ranges, and the external additive to be added is appropriately selected. And what is necessary is just to control using the above powder measuring machines.
[0048]
  Hereinafter, the image forming method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The image forming method of the present invention forms an electrostatic latent image on the surface of a uniformly charged photoconductor, develops the electrostatic latent image into a toner image with toner, and transfers the obtained toner image to a transfer roll. The toner has a volume average particle size (dv) of 8.5 to 10.0 μm and a particle size distribution (dv / dp) of 1.0 to 1.3. The average sphericity (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of the circle having the diameter of the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle is 1.0 to 1.3.Core shell typeIt consists of colored particles and an external additive, has an angle of repose of 15 to 30 °, and a loose apparent specific gravity of 0.4.0Use a toner of ~ 0.45 g / cc.
[0049]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an image forming apparatus to which the image forming method of the present invention can be applied. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus has a photosensitive drum 1 as a photosensitive member, which is rotatably mounted in the direction of arrow A.
The photosensitive drum 1 has a photoconductive layer provided on a conductive support drum. Examples of the photoconductive layer include an organic photoconductor, a selenium photoconductor, a zinc oxide photoconductor, and an amorphous silicon photoconductor. , Preferably composed of an organic photoreceptor. Examples of the resin that binds the photoconductive layer to the conductive support drum include polyester resin, acrylic resin, polycarbonate resin, phenol resin, epoxy resin, hydrogenated polystyrene resin, and the like. From the viewpoint of sex.
[0050]
Around the photosensitive drum 1, a charging roll 3, a laser beam irradiation device 4 as an exposure device, a developing device 11, a transfer roll 5, and a cleaning device 2 are arranged along the circumferential direction.
Charging is to charge the surface of the photosensitive drum 1 positively or negatively by a charging member. In addition to the charging roll 3 shown in FIG. 1, there are a charging method using a charging member, a contact charging method for charging with a fur brush, a magnetic brush, a blade, etc., and a scorotron non-contact charging method using corona discharge. It is possible to replace them.
[0051]
Exposure is to irradiate a charged photosensitive member with light by an exposure apparatus. For example, a laser light irradiation apparatus 4 as shown in FIG. 1 is used as the exposure apparatus to emit light corresponding to an image signal. Irradiating the surface of the photosensitive drum, an electrostatic latent image can be formed on the surface of the charged drum. The laser light irradiation device 4 is composed of, for example, a laser irradiation device and an optical system lens. In addition, as an exposure apparatus, there is an LED irradiation apparatus.
[0052]
A developing device 11 shown in FIG. 1 is a developing device used in a one-component contact developing system, and has a developing roll 7 and a supply roll 9 in a casing 12 in which toner 10 is accommodated. The developing roll 7 is disposed so as to partially contact the photosensitive drum 1 and rotates in the direction B opposite to the photosensitive drum 1. The supply roll 9 comes into contact with the developing roll 7 and rotates in the same direction C as the developing roll 7, and supplies the toner 10 to the outer periphery of the developing roll 7. As another development method, there is a one-component non-contact development method.
[0053]
In the development, toner is supplied to the developing roll 7 by the supply roll 9, the toner layer thickness is adjusted by the layer thickness regulating blade 8 described above, and the toner on the developing roll is formed by the toner on the developing roll. In other words, a corresponding toner is attached to the electrostatic latent image. At this time, a bias is applied between the developing roll 7 and the photosensitive drum 1 so that the toner can be attached only to the light irradiation portion in the reverse development and the toner can be attached only to the light non-irradiation portion in the normal development. A voltage is applied.
[0054]
In the casing of the developing device, a supply roll may be disposed so as to be rotatable in the vicinity of the developing roll in order to make toner adhere well to the outer peripheral surface of the developing roll. It is preferable that a bias voltage is applied to the conductive shaft of the developing roll.
In the case of reversal development, a voltage having the same polarity as that of the electrostatic latent image on the photoreceptor is applied to the conductive shaft of the developing roll.
[0055]
  The transfer is to transfer a toner image on the surface of the photosensitive drum formed by the developing device 11 to a transfer material 6 such as paper by applying a transfer voltage having a polarity opposite to that of the toner by the transfer roll 5. At this time, the pressing force of the transfer roll against the photosensitive drum is 200 to 1000 g / cm.2, Preferably 300-800 g / cm2It is. If the pressing force is small, the nip width may be narrowed and the transfer rate may decrease. Conversely, if the pressing force is large, the developed toner may adhere and white spots may occur..
[0056]
Fixing is fixing the toner image transferred to the transfer material 6 such as paper so that the toner image is not peeled off from the transfer material. Normally, heat fixing is performed by two rolls (a heating roll 13 and a pressure roll 14) as shown in FIG. 1, but another pressure roll is used instead of the heating roll 13. There are pressure fixing performed in this manner, flash fixing performed using a xenon lamp without using any roll, or solvent fixing performed using an organic solvent.
[0057]
Although it is not necessary when cleaning is performed at the same time as development, it is preferable to have a cleaning step for removing toner remaining on the surface of the photosensitive drum by the cleaning device 2 between the transfer roll and the charging member. Normally, a cleaning blade is used for this cleaning device. In addition, cleaning using a fur brush, a magnetic brush, a cleaning roll, static electricity or the like has also been proposed.
[0058]
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged negatively by the charging roll 3, and then an electrostatic latent image is formed by the laser beam irradiation device 4. 11 develops the toner image.
Subsequently, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material 6 such as paper by a transfer roll 5 and fixed to the transfer material by two fixing rolls (a heating roll 13 and a pressure roll 14). If necessary, the untransferred toner remaining on the surface of the photosensitive drum is cleaned by the cleaning device 2 and then enters the next image forming cycle.
[0059]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is for monochrome use, but the image forming method of the present invention can also be applied to a color image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms a color image.
As a color image forming apparatus, a multi-development system in which a multi-color toner image is developed on a photosensitive member and transferred to a transfer material at a time, a single-color toner image is developed on the photosensitive member, and then a transfer material There is a multiple transfer system in which the transfer is repeated by the number of colors of the color toner. In addition, the multiple transfer system is a transfer drum system in which a transfer material is wound around a transfer drum and transfer is performed for each color, and primary transfer is performed for each color on an intermediate transfer member, and a multicolor image is formed on the intermediate transfer member. An intermediate transfer system that performs secondary transfer all at once after formation, a developing device is arranged in tandem around the photoconductor, the transfer material is sucked and conveyed by a transfer conveyance belt, and each color is sequentially transferred to the transfer material There is a tandem system. Among these, a tandem image forming apparatus that can perform image formation at high speed is preferable.
[0060]
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a tandem color image forming apparatus to which the image forming method of the present invention can be applied. In the tandem color image forming apparatus, there are provided as many image forming portions as a set of the laser light irradiation device 4, the photosensitive drum 1, the developing device 11, and the cleaning device 2 as many as the number of colors of toner to be used. Each image forming unit is normally arranged in the order of yellow, magenta, cyan, and black along the conveying belt 15, and the image formed by each image forming unit is sucked and conveyed by the conveying belt. The transfer material 5 is sequentially superimposed and transferred onto the transfer material 7 and fixed. As described above, the transfer material is generally transported by a transport belt, but can be transported by being attracted to a transfer drum. In this case, the image forming units are sequentially arranged along the transfer drum.
Note that the alphabets Y, M, C, and K shown in FIG. 2 correspond to yellow, magenta, cyan, and black, which are toner colors of each image forming unit, respectively.
[0061]
According to the image forming method of the present invention, an image in which a cleaning defect does not occur on the photoreceptor or the charging roll can be obtained. Therefore, when applied to a color image forming method, a clear image can be obtained without toner mixing. .
[0062]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited only to these examples. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.
In this example, evaluation was performed by the following method.
[0063]
1. Colored particle characteristics
(1) Average particle size and particle size distribution of toner
The volume average particle size (dv) and the particle size distribution of the colored particles, that is, the ratio (dv / dp) between the volume average particle size and the number average particle size (dp) were measured by Multisizer (manufactured by Beckman Coulter). The measurement with this multisizer was performed under the conditions of an aperture diameter: 100 μm, a medium: Isoton II, a concentration of 10%, and a number of measured particles: 100,000.
(2) Average sphericity
The average sphericity (Sc / Sr), which is a value obtained by dividing the area (Sc) of a circle having the diameter of the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle, is obtained by taking an electron micrograph of each particle. Then, the image was measured with an image processing analyzer Luzex IID (manufactured by Nireco) under the conditions of the area ratio of particles with respect to the frame area: 2% at the maximum and the total number of processed particles: 100. Value.
[0064]
2. Toner characteristics
(1) Angle of repose
Using a powder measuring machine (trade name “Powder Tester PT-E” manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), place a sample funnel on the stand of this device, and stack a standard sieve with an opening of 250 μm, fix it, vibrate, and sample Through the funnel, the toner was dropped onto a circular table having a diameter of 8 cm to form a toner pile. The angle between the ridgeline of the mountain and the horizon was measured with a laser beam as the angle of repose. The amplitude of the vibration was adjusted to such an extent that the toner peak did not collapse, and the falling speed of the toner was adjusted.
(2) Loose apparent specific gravity
Using the powder measuring machine described above, a sample chute is placed on the stand of this apparatus, and a standard sieve having an opening of 250 μm is stacked, fixed, vibrated, dropped, and received in a prescribed container (cup 100 ml). Adjust the drop speed so that the cup reaches a heap in 20-30 seconds, and after completion, level the pile with a cutter, measure the weight of the powder, measure the weight per volume, and measure the loose apparent specific gravity did.
[0065]
3. Image quality evaluation
(1) Fog and print density
Copy paper is set in a commercially available non-magnetic one-component development type printer (trade name “Microline 24DX” manufactured by Oki Data Corporation), and the temperature is 10 ° C. and the humidity is 20% (L / L) using the printer described above. ) In the environment and at a temperature of 35 ° C and humidity of 80% (H / H), leave it all day and night, print continuously at 5% density, perform solid printing every 1,000 sheets, and stop printing halfway Then, the toner in the non-image area on the developed photosensitive member was peeled off with an adhesive tape (manufactured by Sumitomo 3M, Scotch Mending Tape 810-3-18), and this was attached to a new copy sheet. The whiteness (B%) of the printing paper with the adhesive tape attached is measured with a whiteness meter (manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). Similarly, the whiteness (A %). A difference ΔY between the whiteness (A%) and the whiteness (B%) was calculated, and this value was counted when the number exceeded 15%, and simultaneously the print density was measured. With respect to those in which continuous printing was performed up to 20,000 sheets and no fogging occurred, printing was terminated at 20,000 sheets and the print density was measured.
The print density was measured using a McBeth transmission image density measuring machine.
[0066]
(2) Resolution
At the same time as the black solid printing performed to evaluate the above-mentioned fog and print density, 2 dots and 4 dots lines and 2 dots and 4 dots white lines are printed, and whether the image quality can be reproduced optically. It observed with the microscope and evaluated on the following references | standards.
○: A 2-dot line and a 2-dot white line are reproduced.
Δ: The 2-dot line and 2-dot white line are not reproduced, but the 4-dot line and 4-dot white line are reproduced.
X: Neither 4-dot line nor 4-dot white line is reproduced.
[0067]
Example 1
Core consisting of 80 parts of styrene, 20 parts of n-butyl acrylate, 0.6 part of divinylbenzene and 0.25 part of polymethacrylate macromonomer (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., trade name “AA6”, Tg = 94 ° C.) Polymerizable monomer, 7 parts of carbon black (trade name “# 25B” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), charge control resin (trade name “FCA-626-NS” manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.); weight average molecular weight 24,000 2 parts of glass transition temperature 60 ° C.), 1 part of t-dodecyl mercaptan and 10 parts of dipentaerythritol hexamyristate were dispersed with a bead mill at room temperature to obtain a polymerizable monomer composition for core.
[0068]
On the other hand, to an aqueous solution in which 9.9 parts of magnesium chloride was dissolved in 250 parts of ion-exchanged water, an aqueous solution in which 6.0 parts of sodium hydroxide was dissolved in 50 parts of ion-exchanged water was gradually added with stirring. A colloidal dispersion was prepared. When the particle size distribution of the generated colloid was measured with a SALD particle size distribution measuring instrument (manufactured by Shimadzu Corporation), the particle size Dp50 with a cumulative total number of 50% calculated from the small particle size side was 0.36 μm. 90% Dp90 was 0.68 μm.
On the other hand, 2 parts of methyl methacrylate and 65 parts of water were finely dispersed with an ultrasonic emulsifier to obtain an aqueous dispersion of a polymerizable monomer for shell. The droplet of the polymerizable monomer for shell had a Dp90 of 1.6 μm.
[0069]
Into the magnesium hydroxide colloidal dispersion obtained as described above, the core polymerizable monomer composition is charged and stirred until the droplets are stabilized. Then, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate ( After adding 5 parts of Nippon Oil & Fats, trade name “Perbutyl O”, then pass through Ebara Milder (trade name “MDN303V”, manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd.) rotating at 15,000 rpm in a total residence time of 3 seconds. The dispersion liquid passed through was passed through the inner nozzle and returned and circulated into the original stirring tank at an ejection speed of 0.5 m / s to form droplets of the monomer composition. In addition, it adjusted so that the front-end | tip of an inner nozzle might be located 50 mm below the dispersion liquid level in a stirring tank, and the droplet was formed by the frequency | count of circulation 10 times. A cooling jacket was attached around the Ebara milder, and cooling water of about 15 ° C. was circulated.
[0070]
One part of sodium tetraborate decahydrate was added to the magnesium hydroxide colloidal dispersion in which droplets were formed by dispersing the core monomer composition, and the mixture was placed in a reactor equipped with a stirring blade. After the polymerization reaction was started at 0 ° C. and the polymerization conversion rate reached approximately 100%, a water-soluble initiator (trade name “VA-086, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.” was added to the aqueous dispersion of the polymerizable monomer for shell. "= 2,2'-azobis (2-methyl-N (2-hydroxyethyl) -propionamide)) was dissolved and added to the reactor. After the polymerization was continued for 4 hours, the reaction was stopped to obtain an aqueous dispersion of core-shell type colored particles.
While stirring the aqueous dispersion of the colored particles obtained above, sulfuric acid was added to adjust the pH to 4 or less, acid washing was performed, water was separated by filtration, and 500 parts of ion-exchanged water was newly added to reslurry. And washed with water. Then, again, dehydration and water washing were repeated several times, and the solid content was separated by filtration, followed by drying at 45 ° C. for 2 days and nights with a volume average particle diameter (dv) of 9.7 μm and a particle diameter. Core-shell colored particles having a distribution (dv / dp) of 1.10 and an average sphericity of 1.12 were obtained.
[0071]
To 100 parts of the obtained core-shell colored particles, 0.7 parts of silica having a hydrophobicity of 45% and a volume average particle size of 12 nm (trade name “R104” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive and a volume average particle size of 0 0.3 parts of .mu.m styrene-methyl methacrylate copolymer particles were added and mixed using a Henschel mixer for 10 minutes at a rotational speed of 1400 rpm to obtain a toner.
The obtained toner had an angle of repose of 16 ° and a loose apparent specific gravity of 0.43 g / cc. Further, the image quality of the obtained toner was evaluated, and the result is shown in Table 1.
[0072]
(Example 2)
  In Example 1, when preparing the magnesium hydroxide colloid, the example was changed except that the amount of magnesium chloride was changed from 9.9 to 10.6 parts and the amount of sodium hydroxide was changed from 6.0 to 6.4 parts. Same as 1Core shell typeColored particles and toner were obtained. Table 1 shows the characteristics of the obtained colored particles and toner, and the results of image quality evaluation.
[0073]
(Comparative Example 1)
100 parts of a styrene acrylate copolymer (softening point 145 ° C., glass transition point 64 ° C.), 7 parts of carbon black (trade name “# 25” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), low molecular weight polypropylene (Sanyo Chemical Co., Ltd.) as a release agent "Viscol 550P") 1 part and charge control agent (Hodogaya Chemical Co., Ltd., trade name "Spiron Black TRH") 2 parts are blended to prepare a colored particle material, kneaded in a melt extruder and cooled. It was extruded on a belt in a plate shape and cooled and solidified.
Next, the cooled and solidified colored particle raw material is pulverized with a hammer mill, coarsely pulverized to a weight average particle size of about 300 μm, then pulverized with an air jet pulverizer, and the pulverized toner raw material is classified with a classifier. As a result, colored particles having a volume average particle size of 9.3 μm, a particle size distribution (dv / dp) of 1.23, and an average sphericity of 1.38 were obtained.
[0074]
To 100 parts of the obtained colored particles, 0.7 part of silica having a hydrophobization degree of 45% and a volume average particle diameter of 12 nm (trade name “R104” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive and a volume average particle diameter of 0.4 μm. Then, 0.3 part of styrene-methyl methacrylate copolymer particles were added and mixed for 10 minutes at 1400 rpm using a Henschel mixer to obtain a toner.
The obtained toner had an angle of repose of 41 ° and a loose apparent specific gravity of 0.38 g / cc. Further, as a result of evaluating the image quality of the obtained toner, a large amount of fog was generated during continuous printing. Therefore, printing was stopped and printing density and resolution were not evaluated.
[0075]
(Comparative Example 2)
  In Example 1, when producing the magnesium hydroxide colloid, the amount of magnesium chloride was changed from 9.9 to 12.9 parts, and the amount of sodium hydroxide was changed from 6.0 to 7.8 parts. Same as 1Core shell typeColored particles and toner were obtained. Table 1 shows the characteristics of the obtained colored particles and toner, and the results of image quality evaluation.
[0076]
(Comparative Example 3)
  In Example 1, when producing the magnesium hydroxide colloid, the amount of magnesium chloride was changed from 9.9 to 7.9 parts, and the amount of sodium hydroxide was changed from 6.0 to 4.8 parts. Same as 1Core shell typeColored particles and toner were obtained. Table 1 shows the characteristics of the obtained colored particles and toner, and the results of image quality evaluation.
[0077]
(Comparative Example 4)
Polymerization consisting of 80 parts of styrene, 20 parts of n-butyl acrylate, 0.6 part of divinylbenzene and 0.25 part of polymethacrylic acid ester macromonomer (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., trade name “AA6”, Tg = 94 ° C.) Polymerizable monomer comprising carbonaceous monomer, carbon black (trade name “# 25”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 6 parts of the above-described charge control resin, 1 part of t-dodecyl mercaptan, and 10 parts of dipentaerythritol hexamyristate. The monomer composition was heated to 70 ° C. and dissolved and dispersed. Next, this was mixed for 5 minutes while heating to 60 ° C. in a container equipped with a high shear mixing device (trade name “TK Homomixer” manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), and then azobisisobutyro 3 parts of nitrile were dissolved.
Separately, 2 parts of silica fine particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name “# 200”) as a dispersant are added to 500 parts of ion-exchanged water, heated to 60 ° C., and then stirred under the above TK homomixer. The polymerizable monomer composition was added and further stirred at 8000 rpm for 1 hour. Thereafter, this mixed liquid was put into a reactor equipped with a stirring blade, and polymerization was completed while stirring to obtain an aqueous dispersion of colored particles. A sodium hydroxide solution is added to the obtained aqueous dispersion to dissolve the dispersant, and filtration and washing are repeated, followed by drying to obtain a volume average particle size (dv) of 9.0 μm, / dp) was 1.48 and an average sphericity of 1.12 was obtained.
[0078]
To 100 parts of the obtained colored particles, 0.2 part of silica having a hydrophobicity of 45% and a volume average particle size of 12 nm (trade name “R104” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) is added as an external additive, and a Henschel mixer is used. For 10 minutes at a rotational speed of 1400 rpm to obtain a toner.
The obtained toner had an angle of repose of 43 ° and a loose apparent specific gravity of 0.37 g / cc. Further, the image quality of the obtained toner was evaluated, and the result is shown in Table 1.
[0079]
[Table 1]
Figure 0004019765
[0080]
  From the toner evaluation results in Table 1, the following can be understood. The toner of Comparative Example 1 in which the sphericity of the colored particles is larger than the range specified in the present invention, the repose angle of the toner is large, and the loose apparent specific gravity is small is the durable print in both the H / H environment and the L / L environment. A lot of fog occurred on the way. From the scope defined by the present inventionCore shell typeThe toner of Comparative Example 2 in which the volume average particle diameter of the colored particles is small, the angle of repose is large, and the loose apparent specific gravity is small has a low print density after durable printing in both the H / H environment and the L / L environment. Fog is also likely to occur. From the scope defined by the present inventionCore shell typeIn the toner of Comparative Example 3 in which the volume average particle diameter of the colored particles is large and the angle of repose of the toner is small, fogging is likely to occur after durable printing in both the H / H environment and the L / L environment, and the resolution is poor. The toner of Comparative Example 4 in which the particle size distribution of the colored particles is larger than the range defined in the present invention, the angle of repose of the toner is large, and the apparent specific gravity is small is the durability printing in both the H / H environment and the L / L environment. Later printing density is low and fog is likely to occur. On the other hand, the toners of Examples 1 and 2 of the present invention have high print density and fog in both H / H and L / L environments even after 20,000 sheets of durable printing have been performed. It can be seen that the resolution of the obtained image quality is high.
[0081]
【The invention's effect】
According to the present invention, a toner capable of obtaining an excellent image with high transferability, no reduction in print density, no occurrence of fogging, and high resolution even when durable printing is performed at high speed for a long period of time. An image forming method for use with the toner is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a tandem color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Photosensitive drum
2. Cleaning device
3. Charging roll
4. ・ Laser beam irradiation device
5. Transfer roller
7. Development roll
8. Layer thickness regulating blade
9. Supply roll
10. Toner
11. Development device
13. Heating roll
14. Pressurizing roll
15. Conveyor belt

Claims (3)

体積平均粒径(dv)が8.5〜10.0μmであり、粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であり、且つ粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる平均球形度(Sc/Sr)が1.0〜1.3であるコアシェル型着色粒子と、外添剤とからなり、安息角が15〜30°であり、且つゆるみ見掛け比重が0.40〜0.45g/ccであるトナー。The area of a circle having a volume average particle size (dv) of 8.5 to 10.0 μm, a particle size distribution (dv / dp) of 1.0 to 1.3, and the absolute maximum length of the particles as a diameter It consists of core-shell type colored particles having an average sphericity (Sc / Sr) of 1.0 to 1.3 obtained by dividing (Sc) by the substantial projected area (Sr) of the particles and an external additive, and an angle of repose. Is a toner having a slack apparent specific gravity of 0.40 to 0.45 g / cc. 外添剤が、5〜18nmの一次粒子の体積平均粒径を有するシリカ微粒子(A)と、0.1〜1.0μmの一次粒子の体積平均粒径を有する微粒子(C)とを含有する請求項記載のトナー。The external additive contains silica fine particles (A) having a volume average particle size of primary particles of 5 to 18 nm and fine particles (C) having a volume average particle size of primary particles of 0.1 to 1.0 μm. The toner according to claim 1 . 一様に帯電させた感光体の表面上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによってトナー像に現像し、得られたトナー像を転写ロールによって転写材に転写した後、定着する画像形成方法であって、前記トナーが、体積平均粒径(dv)が8.5〜10.0μmであり、粒径分布(dv/dp)が1.0〜1.3であり、且つ粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割って得られる平均球形度(Sc/Sr)が1.0〜1.3であるコアシェル型着色粒子と、外添剤とからなり、安息角が15〜30°であり、且つゆるみ見掛け比重が0.40〜0.45g/ccであることを特徴とする画像形成方法。An electrostatic latent image is formed on the surface of the uniformly charged photoreceptor, the electrostatic latent image is developed into a toner image with toner, and the obtained toner image is transferred to a transfer material by a transfer roll. An image forming method for fixing, wherein the toner has a volume average particle size (dv) of 8.5 to 10.0 μm and a particle size distribution (dv / dp) of 1.0 to 1.3. A core-shell type having an average sphericity (Sc / Sr) of 1.0 to 1.3 obtained by dividing the area (Sc) of a circle having the diameter of the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle An image forming method comprising colored particles and an external additive, an angle of repose of 15 to 30 °, and a loose apparent specific gravity of 0.40 to 0.45 g / cc.
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