JP4026316B2 - Black toner for developing electrostatic latent image, image forming method and image forming apparatus - Google Patents

Black toner for developing electrostatic latent image, image forming method and image forming apparatus Download PDF

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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、静電記録法あるいは静電印刷法などを利用する、複写機、プリンターなどにおいて用いられる静電潜像現像用黒色トナー、並びに、静電潜像現像用黒色トナーを用いた画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法としては、光導電性感光体よりなる静電潜像担持体上に、帯電工程および露光工程により静電潜像を形成し、次いでこの静電潜像を、バインダー樹脂中に着色剤が含有されたトナー組成物によって現像し、これによって得られたトナー像を、転写紙などの画像形成支持体に転写し、加熱定着して可視画像を形成する方法が知られている。
静電潜像を現像するために用いられるトナー組成物としては、一般的に、カーボンブラックなどの、黒色着色剤がバインダー樹脂中に分散されたものが多く用いられている。
【0003】
また、近年、電子写真法においては、複数色のカラートナー組成物を重ね合わせることによりフルカラーの画像形成を行う画像形成方法が採用されているが、このようなフルカラーの画像形成を行う場合にも、複数色のカラートナー組成物による現像後に、ブラックトナーを用いて静電潜像を現像する、いわゆる「墨入れ」が行われる。
【0004】
この「墨入れ」に用いられるブラックトナーとしては、例えばカーボンブラックなどが用いられていたが、墨入れにおいて用いられるブラックトナーには、他のマゼンタトナー、シアントナー、及びイエロートナーなどよりも優れた現像性および転写性が要求され、このブラックトナーにおける現像性および転写性が劣っている場合には、墨入れにより形成される微細画像が貧弱となり、フルカラーの画像における鮮細性を充分に表現することができない。
【0005】
従来、このようなフルカラーの画像形成用のブラックトナーとして、例えば特開平4−204547号公報などにおいてカーボンブラックを着色剤として用いたトナーが提案されている。しかしながら、カーボンブラックにおける電気抵抗が低いことから、得られるブラックトナーにおいて十分な帯電量を得ることが困難であり、特に、低温低湿環境あるいは高温高湿環境などの条件下では安定した帯電量を維持することが困難である、という問題を有していた。
【0006】
このような問題を解決するために、フルカラーの画像の形成技術として、上記のようなブラックトナーの代りに、例えばイエロー、マゼンタおよびシアンなどの複数色の顔料を減色混合法によって混合し、これにより黒色の発色機能を発揮するトナーを用いることが知られており、特開平4−309963号公報には、イエローと、マゼンタと、シアンとの各色毎に、有彩色着色剤と樹脂とを混合したマスターバッチを製造し、これらを溶融混練する黒色トナーの製造方法が提案されており、また、特開平4−356059号公報には、イソインドリン系黄色有機顔料と、キナクリドン/ペリレン系赤色有機顔料と、フタロシアニン系青色有機顔料とを含有する黒色トナーが提案されており、このような黒色トナーによれば、カーボンブラックに比べて高い体積抵抗を有し、帯電の環境変動を抑制させる効果を発揮することが開示されている。
【0007】
しかしながら、上記のような技術においては、得られる黒色トナーによる着色力の程度が、カーボンブラックを用いた場合よりも劣るため、多量の有彩色着色剤をトナー中に含有させる必要があるが、この場合には、有彩色着色剤を添加する量が過多となってしまい、当該黒色トナーにおける帯電制御性が不十分となり易くなるとともに、トナーを構成する樹脂中に、そのような多量の有彩色着色剤を均一に分散させることが困難になる。そして、前記3色の有彩色着色剤における分散性が悪い場合には、形成された画像の黒の色合いが悪くなるばかりでなく、黒色トナーにおける帯電特性も劣化してしまう、という問題を有している。
【0008】
この問題を解決するべく、特開2000−131879号公報では、酸価が規定された結着樹脂と、カーボンブラックと、青色顔料と、黄色顔料と、赤色顔料と、芳香族オキシカルボン酸誘導体の金属化合物とを含有するトナーが提案されており、特開2000−112179号公報では、結着樹脂と、カーボンブラック、シアン顔料、マゼンタ顔料およびイエロー顔料を含有する着色粒子と外添剤とからなる静電潜像現像用黒色トナーが提案されており、更に、着色粒子中のカーボンブラックおよび各顔料の含有濃度と、着色粒子の体積平均粒径とを規定することが提案されている。
【0009】
しかしながら、上記の黒色トナーにおいては、これを、高温高湿の環境下において長期間にわたって使用した場合には、形成される画像にカブリや転写性の不良が見出される、という問題がある。
また、上記のように3種の着色剤を混合することによって黒色を発色させる場合には、照射光の波長により黒色の色目が変化して見える、いわゆる演色性が現れる問題を有し、例えば太陽光の下と、室内における蛍光灯等による照明光の下とでは色目が変化し、とりわけハーフトーンにおける質感が低下してしまう。このような演色性の問題は、黒色トナー粒子中の各有彩色着色剤が均一に分散されずに偏って混合されていることが原因であると考えられている。
【0010】
具体的には、例えば複数の有彩色の顔料を溶融混練した後、これを粉砕することによりトナーを得る製造方法において、前述のように、溶融混練時に添加される顔料の分散の均一性が各顔料毎に異なっており、粉砕時に特定の顔料粒子に粉砕点が集中してしまい、結果として均一な分散性を得ることができず、特に、トナー粒度分布における微粉体側の裾の部分の粒度を有するトナー粒子においては分散性の偏りが大きくて均一な分散性を得ることができず、このことが演色性の原因となっている、という問題がある。
【0011】
更に、黒色トナー中における有彩色着色剤の含有割合を増加させた場合には、当該黒色トナーにおける溶融粘度などの物性が変化し、定着不良の原因となる、という問題がある。
以上のように、着色剤としてカーボンブラック以上の黒色の発色性を有しながら、しかも長期にわたって帯電特性が安定して維持される黒色トナーの開発が要求されている。
【0012】
また、近年、画像のフルカラー化や画像形成装置における解像度の向上などの要求により、静電潜像の細密化が達成され、細密化された静電潜像を忠実に現像することができ、より高画質な画像の形成を成し得るトナーとして、小粒径のトナーが注目されつつある。特に、デジタル潜像を有彩色トナーにより現像、転写、定着する画像形成方法においては、一層の細線再現性の向上や階調再現性の向上といった高解像度化が要求され、この要求に応えるためには、更に小粒径化したトナーが必要となり、このような小粒径トナーを得る方法としては、重合法によって製造される重合トナー技術が提案されている。
【0013】
しかしながら、例えば、重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて得られる重合トナーは、電気抵抗が低く、かつ、カーボンブラックを着色剤として用いた場合にはカーボンブラックの分散径も大きくなる傾向があるという性質を有しているため、高温高湿環境下でのカブリや転写不良の問題を起こし易い問題があり、例えば、上記の技術における複数の有彩色着色剤を用いた黒色トナーのすべてが粉砕法により得られるものであることからも理解されるように、重合法によって複数の有彩色着色剤を用いた黒色トナーを提供する技術は、これまで殆ど検討されてきていなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
すなわち、本発明の第1の目的は、演色性がなくて黒みの安定性の高い静電潜像現像用黒色トナーを提供することにある。
本発明の第2の目的は、適正な画像濃度を得ることができ、かつ、ハーフトーンにおいても質感の安定した画像を得ることができる静電潜像現像用黒色トナーを提供することである。
本発明の第3の目的は、高温高湿下で長期にわたり使用した場合においても、カブリが発生せず、かつ、安定した転写性が維持される静電潜像現像用黒色トナーを提供することである。
本発明の第4の目的は、複数の有彩色着色剤を含有したトナーでありながら、安定したトナー物性と、優れた定着性とを有する静電潜像現像用黒色トナーを提供することである。
本発明の第5の目的は、上記第1〜第4の目的を達成する重合トナーからなる静電潜像現像用黒色トナーを提供することである。
本発明の第6の目的は、上記のような優れた特性のトナーを使用する画像形成方法を提供することにある。
本発明の第7の目的は、上記のような優れた特性のトナーを使用する画像形成装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の静電潜像現像用黒色トナーは、少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて得られる重合体粒子と、複数の有彩色着色剤とを水系媒体中で会合させてなる静電潜像現像用黒色トナーにおいて、
当該有彩色着色剤の80質量%以上の部分が、2種類の有彩色着色剤よりなることを特徴とする。
当該当該2種類の有彩色着色剤が相互に補色の関係を有することが好ましく、更に、当該2種類の有彩色着色剤が緑色着色剤と赤色着色剤とからなること、青色着色剤と橙色着色剤とからなること、または、紫色着色剤と黄色着色剤とからなることが好ましい。
【0016】
本発明の静電潜像現像用黒色トナーにおいて、前記有彩色着色剤は、水系媒体中で10〜600nmの範囲の粒径となるように分散した有彩色着色剤分散液として用いられることが好ましい。
【0017】
本発明の静電潜像現像用黒色トナーは、更に、形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることが好ましく、当該形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることが好ましく、また、当該形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることが好ましく、更に、角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることが好ましく、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることが好ましい。
【0019】
本発明の画像形成方法は、静電潜像を現像してトナー像を形成する工程と、当該トナー像を画像形成支持体に転写した後、加熱ローラを有する定着装置によりトナー像を定着する工程を含む画像形成方法において、静電潜像の現像に、上記の静電潜像現像用黒色トナーを用いることを特徴とする。
【0020】
本発明の画像形成装置は、静電潜像を現像してトナー像を形成する工程と、当該トナー像を画像形成支持体に転写した後、加熱ローラを有する定着装置によりトナー像を定着する工程を含む画像形成を行う画像形成装置であって、静電潜像の現像に、上記の静電潜像現像用黒色トナーを用いることを特徴とする。
【0021】
【作用】
本発明は、可視画像、特にフルカラー画像の形成に好適に用いられる静電潜像現像用黒色トナー(以下、単に「黒色トナー」ともいう。)であって、含有される有彩色着色剤の種類の数、その含有割合、および当該黒色トナーの製造方法を特定のものとすることにより、黒色再現性および細線再現性に優れた高画質の可視画像を安定的に形成することができる。
すなわち、その80質量%以上の部分が2種類の有彩色着色剤よりなる黒色トナーを用いることにより、形成される画像において演色性が現れず、かつ、黒みの安定性が向上するため、異なる波長を有する照射光の下においても一定の色目を有する画像を得ることができる。
【0022】
また、上記の静電潜像現像用黒色トナーが、水系媒体中において重合単量体を重合せしめることにより得られるものであることにより、小径のトナー粒子とすることができ、ハーフトーンの画質と、細線、ドットなどの再現性における画質とが向上した画像を得ることができる。
【0023】
また、前記黒色トナーにおいて、含有される有彩色着色剤の種類の数、その含有割合、およびその製造方法を特定のものとすると共に、当該黒色トナー自体の外的構成(形状・粒径等)を特定のものとすることにより、黒色再現性、および細線再現性に優れた高画質の可視画像、特にカラー画像を安定的に形成することができる。
すなわち、形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であるトナー粒子により構成される黒色トナーであることにより、優れた現像性および転写性が得られる。
また、トナーにおける帯電量分布がシャープとなり、各色のトナー粒子間での帯電性を均質なものとすることができ、その結果、各色のトナー粒子間で画像形成支持体に対する付着性を均一にすることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
<トナー>
本発明の静電潜像現像用黒色トナーは、重合体粒子中に、着色剤として、例えば顔料よりなる複数種類の有彩色着色剤が含有されてなり、当該有彩色着色剤の総質量に対して少なくとも80質量%の部分は2種類の有彩色着色剤により構成されており、この2種類の有彩色着色剤は、例えば相互に補色の関係を有するものとされる。
ここに、相互に補色の関係を有する有彩色着色剤の組み合わせとして、緑色着色剤と赤色着色剤との組み合わせ、青色着色剤と橙色着色剤との組み合わせ、紫色着色剤と黄色着色剤との組み合わせがある。
このような特定の2種の有彩色着色剤と共に、他の適宜の有彩色着色剤を併用することができるが、その割合は有彩色着色剤全体の20質量%未満であることが必要である。
【0025】
赤色着色剤用の顔料としてはC.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同6、同7、同15、同16、同48:3、同53:1、同57:1、同122、同123、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222等が挙げられる。
赤色着色剤用顔料と組み合わせる緑色着色剤用の顔料としては、C.I.ピグメントグリーン1、同2、同7、同8、同10、同12、同36、同37、同38等が挙げられる。
【0026】
シアン着色剤用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、同15:2、同15:3、同16、同17等が挙げられる。
シアン着色剤用の顔料と組み合わせるオレンジの顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、同43等が挙げられる。
【0027】
紫色着色剤用の顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット1、同2、同3、同5、同19、同23などが挙げられる。
紫色着色剤用の顔料と組み合わせる黄色着色剤用の顔料としては、C.I.ピグメントイエロー12、同13、同14、同15、同17、同93、同94、同138、同155、同156、同180、同185などが挙げられる。
緑色着色剤またはシアン着色剤用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、同15:2、同15:3、同16、同60、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。
【0028】
染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。
【0029】
着色剤の合計含有量は、重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%とされる。
着色剤は、表面改質したものを用いることもできる。その表面改質剤としては、従来公知のものを用いることができ、具体的にはシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等を好ましく用いることができる。
着色剤の数平均1次粒子径は、種類により多様であるが、10〜200nmであることが好ましい。
【0030】
着色剤を含有する重合体粒子を得るためには、乳化重合法で調製した重合体粒子を凝集剤の添加によって凝集させる段階において着色剤を添加する方法や、単量体を重合させる段階において着色剤を添加して単量体を重合することにより、着色粒子を得る方法等を利用することができる。なお、着色剤は重合体を調製する段階で添加する場合にはラジカル重合性を阻害しないよう、その表面をカップリング剤等で処理しておくことが好ましい。
【0031】
本発明のトナーは、更に、定着性改良剤または離型剤として、例えば、数平均分子量が例えば1500〜9000である低分子量ポリプロピレンや、低分子量ポリエチレン等を含有するものであることが好ましいが、特に下記一般式(1)で示される結晶性のエステル化合物を好適なものとして用いることができる。
【0032】
【化1】

Figure 0004026316
【0033】
(式中、R1 は置換基を有していてもよい、炭素数が1〜40、好ましくは1〜20、更に好ましくは2〜5の炭化水素基、R2 は置換基を有していてもよい、炭素数が1〜40、好ましくは16〜30、更に好ましくは18〜26の炭化水素基を示し、nは1〜4の整数であり、好ましくは2〜4、更に好ましくは3〜4、特に好ましくは4である。)
具体的には、下記の例示化合物(1)〜(22)に示されているものを挙げることができる。
【0034】
【化2】
Figure 0004026316
【0035】
【化3】
Figure 0004026316
【0036】
【化4】
Figure 0004026316
【0037】
以上のエステル化合物よりなる定着改良剤は、トナーの全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、特に好ましくは3〜15質量%となる割合で含有される。
【0038】
重合体粒子を形成するための単量体中に定着改良剤を溶解させたものを水中に分散し、その状態で当該単量体を重合させ、これにより、重合体粒子中に定着改良剤を内包させた重合体粒子を形成させ、これを、例えば着色剤粒子と共に、塩析/融着させることにより、定着改良剤を含有する重合体粒子を得ることができる。
【0039】
具体的に説明すると、重合体粒子を調製する際に、重合体粒子のための単量体に定着改良剤を溶解させ、その後にミニエマルジョン重合法を利用することにより、定着改良剤が好適に含有された重合体粒子を得ることができる。
【0040】
重合体粒子の重合体は、複数の分子量の異なる重合体成分を有することが、良好な定着性が得られる点で好ましい。特に、高分子量成分と低分子量成分との両方が存在することにより、オフセット性の向上と紙などの画像形成支持体への接着性を共に得ることができる。
【0041】
具体的には、重合体粒子を構成する重合体は、重量平均分子量が160,000〜1,000,000の範囲にピークまたはショルダーを有する高分子量成分と、1,000から50,000未満の範囲にピークまたはショルダーを有する低分子量成分の両成分を少なくとも含有するものであることが好ましく、特に15,000〜100,000の部分にピークまたはショルダーを有する中間分子量体を用いることが好ましく、更に好ましくは、25,000〜75,000の部分にピークまたはショルダーを有する中間分子量体が用いられる。
【0042】
このような重合体において、定着改良剤は、高分子量成分中に存在させるよりも、低分子量成分側に離型剤を存在させると、一層、良好な耐オフセット性が得られる。
この理由は明確ではないが、高分子量成分は高温時の弾性率が高いため、それ自体がオフセット現象を生じにくいものであるのに対し、低分子量成分では、高温時(定着時)の弾性率が低下するために、オフセット現象を生じやすいものであり、従って、低分子量成分中に定着改良剤を存在させることにより、良好な耐オフセット性が得られるものと推定される。
【0043】
特に、中間分子量体が含有される場合には、この中間分子量体成分中に定着改良剤を存在させると、耐オフセット性の向上に加え、定着性を向上させることができる。この理由も明確ではないが、中間分子量体成分中に存在させることにより、低分子量体成分中における定着改良剤の含有割合を低下させることができるため、低分子量体成分による定着性を低下させることなしに接着性を維持させることができ、高分子量体成分における弾性率が維持されることによって耐オフセット性が確実に発揮されるからであると推定される。
【0044】
以上において、重合体についての分子量は、溶媒としてTHF(テトラヒドラフラン)を使用したGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)法により測定されたポリスチレン換算分子量で表されている。
具体的に説明すると、0.5〜5mg、例えば1mgの測定試料体に対して1ccのTHFを加え、室温にてマグネチックスターラーなどを用いて撹拌することにより、THF中に試料を充分に溶解させ、この溶液をポアサイズ0.45〜0.50μmのメンブランフィルターで濾過処理した後、GPCのカラムへ注入する。
【0045】
GPCの測定条件としては、40℃にてカラムを安定化させ、THFを毎分1ccの流速で流し、1mg/ccの濃度の試料約100μlをGPCのカラムに注入して測定する。カラムは、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて用いることが好ましい。例えば、昭和電工社製のShodex GPC KF−801、同802、同803、同804、同805、同806または同807の組合せや、東ソー社製のTSK gel G1000H、同G2000H、同G3000H、同G4000H、同G5000H、同G6000HまたはG7000H、TSK guard columnの組合せなどを用いることができる。また、検出器としては、屈折率検出器(IR検出器)、あるいはUV検出器を用いることが好ましい。試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレンとしては10点程度用いるとよい。
【0046】
<黒色トナーの形状係数>
本発明において、トナーの「形状係数」は、下記式により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す指標である。
【0047】
【数1】
Figure 0004026316
【0048】
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。
この形状係数は、走査型電子顕微鏡により2000倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、この写真に基づいて「SCANNING IMAGE ANALYZER」(日本電子社製)を使用して写真画像の解析を行うことにより測定しされる。実際には、100個のトナー粒子について算出された形状係数の平均値を当該トナーの形状係数として用いる。
【0049】
本発明のトナーにおいては、形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることが好ましく、より好ましくは70個数%以上である。更に好ましくは、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることであり、より好ましくは70個数%以上である。
この形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることにより、現像剤搬送部材などにおける摩擦帯電性の均一性が高くなり、過度に帯電したトナーの蓄積が生ずることがなく、現像剤搬送部材表面よりトナーの交換が生じやすくなるために、現像ゴーストなどの問題が発生しにくくなる。更に、トナー粒子が破砕しにくくなるために、帯電付与部材の汚染が減少し、トナーの帯電性が安定する。
【0050】
この形状係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、トナー粒子を気相中において衝撃力により機械的エネルギーを繰り返して付与する方法またはトナーを溶解しない溶媒中に添加し旋回流を付与する方法などを利用することにより、形状係数を1.0〜1.6または1.2〜1.6に調整したトナー粒子を調製し、これを、特に形状係数を調整していない通常のトナーに混合して調製する方法がある。
また、いわゆる重合法によりトナー粒子を調製する段階において重合体粒子全体の形状を制御することにより形状係数を1.0〜1.6または1.2〜1.6に調製し、このトナー粒子を、通常のトナーに添加する方法がある。
【0051】
<トナーの形状係数の変動係数>
本発明において、トナーの「形状係数の変動係数」は、下記式から算出されるものである。
【0052】
【数2】
Figure 0004026316
【0053】
〔式中、S1 は100個のトナー粒子の形状係数の標準偏差を示し、Kは形状係数の平均値を示す。〕
【0054】
本発明の黒色トナーにおいて、この形状係数の変動係数は16%以下であり、好ましくは14%以下である。形状係数の変動係数が16%以下であることにより、トナー粒子間の表面性が均質なものとなるため、画像形成支持体への転写性のバラツキが少なく、安定した転写性が得られる。また、トナー粒子が破砕しにくくなって帯電付与部材の汚染性が減少し、トナーの帯電性が安定するため、トナー粒子間での静電潜像担持体に対する付着性のバラツキが少なく、安定な画像を形成することができる。
そして、中間転写体を介してカラー定着画像を形成する場合には、中間転写体上に転写形成されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなるため、良好な転写性が得られる。
【0055】
このトナーの形状係数および形状係数の変動係数を、常に高い安定性をもって均一に制御するために、トナーを構成する重合体粒子を調製する重合工程、並びに当該重合体粒子を融着させて形状を制御する工程において、形成されつつある着色剤含有重合体粒子の特性をモニタリングしながら、適宜の時期に工程を終了する手法を利用することができる。
【0056】
ここに、「モニタリングする」とは、インラインに測定装置を組み込み、その測定結果に基づいて工程条件の制御をすることを意味する。すなわち、形状などを測定する装置をインラインに組み込んで、例えば後述する重合法によりトナーを形成する場合には、融着などの工程において逐次サンプリングを実施しながら生成された重合体粒子の形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反応を停止する。
モニタリングを実施するためには、例えばフロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子社製)を使用することができる。この装置は、試料液を通過させつつリアルタイムで画像処理を行うことによって重合体粒子の形状をモニタリングできるため好適である。すなわち、反応場よりポンプなどを使用してサンプリングを行い、常時モニターして形状などを測定することを行い、所望の形状などになった時点で反応を停止させればよい。
【0057】
<トナーの個数変動係数>
本発明において、トナーの個数粒度分布および個数変動係数はコールターカウンターTAあるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)で測定されるものである。具体的には、コールターマルチサイザーを用い、これに、粒度分布を出力するインターフェース(日科機製)、パーソナルコンピューターを接続して使用した。コールターマルチサイザーにおいてはアパーチャーとして径100μmのものを用い、2μm以上のトナーの体積および個数を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。
個数粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個数平均粒径とは、個数粒度分布におけるメジアン径を表すものである。トナーの「個数粒度分布における個数変動係数」は、下記式から算出される。
【0058】
【数3】
Figure 0004026316
【0059】
〔式中、S2 は個数粒度分布における標準偏差を示し、Dn は個数平均粒径(μm)を示す。〕
【0060】
本発明のトナーの個数変動係数は27%以下であり、好ましくは25%以下である。個数変動係数が27%以下であることにより、各色のトナー粒子間の表面性が均質なものとなるため、画像形成支持体への転写性のバラツキが少なく、安定した転写性が得られる。また、トナー粒子が破砕しにくくなって帯電付与部材の汚染性が減少し、トナーの帯電性が安定するため、トナー粒子間での静電潜像担持体に対する付着性のバラツキが少なく、画像を安定化することができる。
そして、中間転写体を介してカラー定着画像を形成する場合には、中間転写体上に転写形成されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなるため、良好な転写性を維持することができる。
【0061】
トナーにおける個数変動係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を風力により分級する方法も使用できるが、個数変動係数をより小さくするためには液中での分級が効果的である。この液中で分級する方法としては、遠心分離機を用い、回転数を制御してトナー粒子径の違いにより生じる沈降速度差を利用してトナー粒子を分別回収し調製する方法がある。
特に後述する懸濁重合法によりトナーを製造する場合には、個数粒度分布における個数変動係数を27%以下とするために分級操作が必須である。すなわち、懸濁重合法では、重合前に重合性単量体を水系媒体中にトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させることが必要であって、重合性単量体の大きな油滴に対して、ホモミキサーやホモジナイザーなどによる機械的な剪断を繰り返して、トナー粒子に応じた大きさまで油滴を小さくするのであるが、このような機械的な剪断による方法では、得られる油滴の個数粒度分布は広いものとなり、従って、これを重合してなるトナーの粒度分布も広いものとなる。このために分級操作が必須となる。
【0062】
<角がないトナー粒子の割合>
本発明の黒色トナーを構成するトナー粒子においては、角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることが必要とされ、この割合が70個数%以上であることが好ましい。
【0063】
角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることにより、各色のトナー粒子間の表面性が均質なものとなるため、画像形成支持体への転写性のバラツキが少なく、安定した転写性が得られる。また、摩耗、破断しやすいトナー粒子および電荷の集中する部分を有するトナー粒子が減少することとなり、帯電量分布がシャープとなって、各色のトナー粒子間の帯電性が安定し、良好なカラー画像を長期にわたって安定的に形成することができる。
そして、中間転写体を介してカラー定着画像を形成する場合には、中間転写体上に転写形成されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなるため、良好な転写性を維持することができる。
【0064】
ここに、「角がないトナー粒子」とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、具体的には以下のトナー粒子を「角がないトナー粒子」という。
すなわち、図1(a)に示すように、トナー粒子Tの長径をLとするときに、半径(L/10)の円Cで、トナー粒子Tの周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、当該円CがトナーTの外側に実質的にはみださない場合を「角がないトナー粒子」という。「実質的にはみ出さない場合」とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下である場合をいう。また、「トナー粒子の長径」とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。なお、図1(b)および図1(c)は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示している。
【0065】
角がないトナー粒子の割合の測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行った。
【0066】
角がないトナーを得る方法は特に限定されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。
また、重合体粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角がないトナー粒子が得られる。これらの条件は、重合体粒子の物性により変わるものであるが、例えば、重合体粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成できる。
【0067】
また、本発明ではカラー画像を形成するために使用するイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーにおいて、これらを構成するトナー粒子の形状などが揃っていること(各色のトナー粒子間でバラツキが少ないこと)で、色再現性が向上することが見出された。
すなわち、下記式(1)〜(4)を満足することにより、タンデム方式によりカラー画像を形成する場合に、各色のトナー粒子間の付着性や帯電性のバラツキを少なくすることができ、色再現性を高くすることができると共に、転写工程や定着工程での画質劣化がなく、良好なカラー画像を形成することができる。
【0068】
【数4】
Figure 0004026316
【0069】
上記式(1)〜(4)において、Kの最大値および最小値とは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、およびブラックトナーの各々の形状係数の平均値(Ky、Km、Kc、Kb)のうちの最大値および最小値をいい、Kσの最大値および最小値とは、各色トナーの形状係数の変動係数(Kσy、Kσm、Kσc、Kσb)のうちの最大値および最小値をいい、Dの最大値および最小値とは、各色トナーの個数平均粒径(Dy、Dm、Dc、Db)のうちの最大値および最小値をいい、Dσの最大値および最小値とは、各色トナーの個数粒度分布における個数変動係数(Dσy、Dσm、Dσc、Dσb)のうちの最大値および最小値をいう。
【0070】
また、各色のトナーを構成するトナー粒子として、角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であるトナー粒子を用いることにより、各色のトナー粒子間の表面性が均質なものとなるため、各色のトナー粒子間での帯電性や、静電潜像担持体に対する付着性を均質化することができ、画像形成支持体に転写される際に、チリ等の画像欠陥を発生することがなく、良好なカラー画像を長期にわたって安定的に形成することができる。
そして、中間転写体を介してカラー定着画像を形成する場合には、中間転写体上に転写形成されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなるため、良好な転写性を維持することができる。
【0071】
<トナー粒子の粒径>
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜8μmのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、後に詳述するトナーの製造方法において、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。
個数平均粒径が3〜8μmであることにより、各色間のトナー層の厚みが過大になることがなく、画像形成支持体への転写性を向上することができる。また、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。
【0072】
本発明のトナーとしては、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることが好ましい。
【0073】
相対度数(m1)と相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制することができる。
本発明において、前記の個数基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数lnD(D:個々のトナー粒子の粒径)を0.23間隔で複数の階級(0〜0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜1.38:1.38〜1.61:1.61〜1.84:1.84〜2.07:2.07〜2.30:2.30〜2.53:2.53〜2.76・・・)に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作成されたものである。
【0074】
〔測定条件〕
(1)アパーチャー:100μm
(2)サンプル調製法:電解液〔ISOTON R−11(コールターサイエンティフィックジャパン社製)〕50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加えて攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。
【0075】
<トナーの製造方法>
本発明のトナーは、少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて得られるトナーであることが好ましく、また、少なくとも重合体粒子を水系媒体中で塩析/融着させて得られる会合型のトナーであることが好ましい。
以下、本発明のトナーを製造する方法について詳細に説明する。
【0076】
本発明のトナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中(水系媒体中)にて単量体を乳化重合して微粒の重合体粒子(樹脂粒子)を調製し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して当該重合体粒子を会合する方法で製造することができる。ここで「会合」とは、前記重合体粒子が複数個融着することをいい、当該重合体粒子と他の粒子(例えば着色剤粒子)とが融着する場合も含むものとする。
【0077】
本発明のトナーを製造する方法の一例を示せば、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を、分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が攪拌翼である反応装置(攪拌装置)へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。
なお、本発明でいうところの「水系媒体」とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものをいう。
【0078】
また、本発明のトナーを製造する方法として重合体粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製する方法を挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平5−265252号公報や特開平6−329947号公報、特開平9−15904号公報に示す方法を挙げることができる。すなわち、重合体粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは重合体および着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本発明のトナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する溶媒を加えてもよい。
【0079】
重合体粒子の重合体を形成する重合性単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3, 4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2, 4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンのようなスチレンあるいはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することができる。
【0080】
また、重合体粒子を得るための重合性単量体として、イオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに好ましい。イオン性解離基を有する単量体は、例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するものであり、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ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アクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の重合体とすることもできる。
【0081】
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、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、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。
また、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。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、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等を挙げることができる。
【0082】
分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することができる。
【0083】
本発明において、重合体粒子の重合体としては、ガラス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が80〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フローテスターで測定することができる。さらに、これら樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量が数平均分子量(Mn)で1000〜100000、重量平均分子量(Mw)で2000〜1000000のものが好ましい。さらに、分子量分布として、Mw/Mnが1.5〜100、特に1.8〜70のものが好ましい。
【0084】
重合体粒子を水系媒体中で会合させる際に使用される凝集剤としては特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。これらは組み合わせて使用してもよい。
【0085】
これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加することが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、乳化された成分および分散剤自体によって大きく変化するものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学 17、601(1960)日本高分子学会編」等に記述されており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の塩を濃度を変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)電位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度として求めることもできる。
凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2倍以上、さらに好ましくは1.5倍以上である。
【0086】
凝集剤と共に使用される「水に対して無限溶解する溶媒」としては、形成される重合体を溶解させないものが選択される。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノール、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類を挙げることができる。特に、エタノール、プロパノール、イソプロパノールが好ましい。
この水に対して無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤を添加した重合体含有分散液に対して1〜100体積%が好ましい。
なお、粒子形状を均一化させるためには、着色粒子を調製し、濾過した後に粒子に対して10質量%以上の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好ましいが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが好ましい。この理由としては、極性基が存在している重合体に対して、存在している水が多少膨潤する効果を発揮するために、形状の均一化が特に図られやすいからであると考えられる。
【0087】
本発明のトナーは、以上のような構成によるものであるが、必要に応じて各種の添加剤、例えば荷電制御剤等を含有することができ、更に、トナー粒子に対して無機微粒子や有機微粒子などよりなる外添剤を添加することもできる。
【0088】
本発明の黒色トナーには、上記の着色剤についての条件が満たされる範囲において、黒色着色剤を含有させることができる。黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いることができる。
この黒色着色剤は、その種類によっても異なるが、全有彩色着色剤に対して、5〜45質量%の割合で用いられることが好ましい。
【0089】
荷電制御剤は、種々の公知のもののうち、水中に分散させることができるものが好ましく用いられる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【0090】
本発明のトナーは、外添剤として無機微粒子や有機微粒子などの微粒子を添加して使用することにより、その効果を確実に発揮するものとなる。この理由は、トナー粒子に対する外添剤の埋没や脱離を効果的に抑制することができるため、その効果が顕著に現れるからであると推定される。
上記の無機微粒子としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の無機酸化物粒子が好ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理されていることが好ましい。
トナーに対する外添剤の添加量は、0.1〜5.0質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
【0091】
本発明のトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられ、いずれも好適に使用することができるが、本発明ではキャリアと混合して使用する二成分現像剤として使用することが好ましい。
【0092】
<現像方法>
本発明のトナーを用いる現像方法は、特に限定されない。
二成分現像剤として使用することのできるキャリアの体積平均粒径は15〜100μm、より好ましくは25〜60μmのものが良い。キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
キャリアは、樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン/アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂あるいはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
【0093】
<画像形成装置および画像形成方法>
図2は、本発明の黒色トナーを用いてフルカラーの画像を形成するための画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置には第1、第2、第3及び第4画像形成分部Pa、Pb、Pc及びPdが併設される。各画像形成部は同様の構成とされ、各々異なった色のトナー像を形成する。
【0094】
更に説明すると、画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdは、それぞれ専用の潜像担持体、具体的には電子写真感光ドラム1la、1lb、1lc及び1ldを具備する。各画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdにて形成された電子写真感光ドラム1la、1lb、1lc及び1ld上の各色のトナー像は、各画像形成部に隣接して移動する記録材担持体20上に担持し搬送される画像形成支持体(以下、「記録材」ともいう。)601上に転写される。更に、記録材601上に転写形成されたトナー像は、定着装置70にて過熱及び加圧されて定着される。そして、画像が形成された記録材601はトレイ61へと排出される。
【0095】
次に、各画像形成部における潜像形成部について説明する。感光ドラム1la、1lb、1lc、1ldの外周には、除電露光ランプ12la、12lb、12lc、12ld、ドラム帯電器12a、12b、12c、12d、像露光手段としてのレーザビーム露光装置17、電位センサー122a、122b、122c、122dが設けられている。除電露光ランプ12la、12lb、12lc、12ldにより除電された感光ドラム1la、1lb、1lc、1ldは、ドラム帯電器12a、12b、12c、12dにより一様に帯電され、次いで、レーザビーム露光装置17により露光されることにより、感光ドラム1la、1lb、1lc、1ldの上には、画像信号に応じた色分解された静電潜像が形成される。本発明の画像形成装置は、像露光手段としては、上述のレーザビーム露光装置17の他に、LEDアレー露光装置などのように、基本画像単位(画素)においてオフ以外の光量レベルが複数の光を照射可能な、周知の多値露光手段を好適に採用し得る。
【0096】
感光ドラム上の静電潜像は、現像手段により現像されて各色のトナー像とされる。つまり、現像手段は、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、あるいはブラックトナーを含む既述の現像剤の各々が所定量充填された複数の現像器13a、13b、13c、13dを備えており、上記各感光ドラム1la、1lb、1lc、1ld上に形成された静電潜像を現像し、それぞれ異なる色のトナー像を形成する。
ここに、最終段の感光ドラム1ldに係る現像器13dにおいて、本発明の黒色トナーが用いられる。
【0097】
次に、転写部について説明する。
記録材カセット60中に保持された記録材601は、レジストローラ18を経て、中間転写体である記録材担持体20へと送給される。
【0098】
ここで、記録材担持体20は、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムシート(PETシート)、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムシートまたはポリウレタン樹脂フィルムシートなどの誘電体樹脂製のフィルムであり、その両端部を互いに重ね合わせて接合し、エンドレス形状にしたものか、又は、継ぎ目を有しないシームレスベルトが用いられる。継ぎ目を有するベルトの場合には、継ぎ目位置を検知する手段(図示せず)を設け、継ぎ目上で転写が行なわれないように構成するのが好ましい。
【0099】
この記録材担持体20が回転し始めると、記録材がレジストローラ18から記録材担持体20上へと搬送される。このとき画像書き出し信号がONとなり、あるタイミングにより第1感光ドラム1la上にトナー像を形成する。
【0100】
第1感光ドラム1laの下方には、転写帯電器14a及び転写押圧部材141aが設けてあり、転写押圧部材14laにて感光ドラム11aの方へと均一な押力を付与し、且つ、転写帯電器14aが電界を付与することにより感光ドラム1la上のトナー像が記録材601上へと転写される。このとき、記録材601は、記録材担持体20上に静電吸着力で保持され、第2画像形成部Pbへと搬送される。
【0101】
また、第2、第3、第4画像形成部Pb、Pc、Pdについても、第1画像形成部Paと同様に、感光ドラム11b、11c、11dの下方に転写帯電器14b、14c、14d及び転写押圧部材141b、141c、141dがそれぞれ設けられている。そして、上記と同様な方法により、第2、第3、第4感光ドラム1lb、11c、11d上に形成された各色のトナー像の転写が順次に行われ、記録材601上でトナー層の積層(色重ね)が行われる。
すべての色のトナー像が転写形成された記録材601は、分離帯電器19によって除電され、静電吸着力の減衰によって記録材担持体20から離脱し、定着装置70へと搬送される。
【0102】
定着装置70は、加熱ローラ701と、加圧ローラ702と、これらのローラ701、702をそれぞれクリーニングする耐熱性クリーニング部材703、704と、各ローラ701、702を加熱するヒータ705、706と、ポリジメチルシリコーンなどの離型剤オイルを加熱ローラ701に塗布するオイル塗布ローラ707と、そのオイルを供給するためのオイル溜め708、定着温度制御用のサーミスタ709から構成されている。
【0103】
転写工程後、感光ドラム1la、1lb、1lc、1ld上に残留した現像剤は、感光体クリーニング部15a、15b、15c、15dにより除去され、引き続き行われる次の潜像形成に備えられる。記録材担持体20上に残留した現像剤は、ベルト除電器16によって除電され静電吸着力を取り除かれた後、この例では不織布を備えたクリーニング装置21により除去される。クリーニング装置21としては、例えば回転するファーブラシ、ブレード、またはこれらを併用した装置などが用いられる。
【0104】
<定着器>
本発明の黒色トナーを用いる画像形成方法においては、定着方法としていわゆる接触加熱方式が用いられる。具体的には、熱圧定着方式、更には熱ロール定着方式および固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式をあげることができる。
【0105】
図3は、熱ロール定着方式による定着装置の一例を示す断面図である。この定着装置は、加熱ローラ701と、これに当接する加圧ローラ702とを備えている。Tは、画像形成支持体である転写紙上に形成されたトナー像である。
【0106】
加熱ローラ701は、弾性体またはフッ素樹脂からなる被覆層712が芯金713の表面に形成されてなり、線状ヒーターよりなる加熱部材714が内包されている。
芯金713は、金属から構成され、その内径は10〜70mmとされる。芯金を構成する金属としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅等の金属あるいはこれらの合金を挙げることができる。
芯金の肉厚は0.1〜15mmとされるが、具体的には、省エネルギーの要請に対する薄肉化と、構成材料に依存する強度とのバランスを考慮して決定され、例えば、0.57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8mmとする必要がある。
【0107】
また、被覆層712を構成するフッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)およびPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などを用いることができる。
フッ素樹脂からなる被覆層の厚みは10〜500μmとされ、好ましくは20〜400μmとされる。
フッ素樹脂からなる被覆層の厚みが10μm未満であると、被覆層としての機能を十分に発揮することができず、定着装置としての耐久性を確保することができない。一方、500μmを超える被覆層の表面には紙粉によるキズがつきやすく、当該キズ部にトナーなどが付着し、これに起因する画像汚れを発生する問題がある。
【0108】
被覆層712を構成する弾性体としては、LTV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコーンゴムおよびシリコーンスポンジゴムなどを用いることが好ましい。この場合には、被覆層を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされ、被覆層712の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
被覆層を構成する弾性体のアスカーC硬度が80°を超える場合、または当該被覆層の厚みが0.1mm未満である場合には、定着のニップを大きくすることができず、ソフト定着の効果(平滑化された界面のトナー層による色再現性の向上効果)を発揮することができない。
【0109】
加熱部材713としては、ハロゲンヒーターを好適に使用することができる。この加熱部材の数は特に限定されるものではなく、複数の加熱部材を配設することができる。これにより、通過する転写紙のサイズ(幅)に応じて配熱領域を変更できる構成とすることもできる。
【0110】
図4に示す加熱ローラ701には、中央領域を加熱するための中央ハロゲンヒーター714Aと、端部領域を加熱するための端部ハロゲンヒーター714Bおよび714Cとが配設されている。
そして、幅狭の画像形成支持体について定着を行う場合には、中央ハロゲンヒーター714Aのみが通電状態とされ、幅広の画像形成支持体について定着を行う場合には、中央ハロゲンヒーター714Aと、端部ハロゲンヒーター714Bおよび714Cの全部のハロゲンヒーターが通電状態とされる。
【0111】
加圧ローラ702は、弾性体からなる被覆層722が芯金721の表面に形成されてなる。被覆層722を構成する弾性体としては特に限定されるものではないが、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの各種軟質ゴムおよびスポンジゴムを挙げることができ、例えばLTV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコーンゴムおよびシリコーンスポンジゴムを用いることが好ましい。
芯金721を構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
図3の定着装置においては、加圧ローラ702には、加熱部材は設けられていない。
【0112】
被覆層722を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされ、被覆層722の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
被覆層を構成する弾性体のアスカーC硬度が80°を超える場合、および被覆層の厚みが0.1mm未満である場合には、定着のニップを大きくすることができず、ソフト定着の効果を発揮することができない。
【0113】
加熱ローラ701と加圧ローラ702との当接荷重(総荷重)としては、通常40〜350Nとされ、好ましくは50〜300N、さらに好ましくは50〜250Nとされる。この当接荷重は、加熱ローラ701の強度すなわち芯金713の肉厚を考慮して規定され、例えば0.3mmの鉄よりなる芯金を有する加熱ローラにあっては、250N以下とすることが好ましい。
【0114】
また、耐オフセット性および定着性の観点から、ニップ幅としては4〜10mmであることが好ましく、当該ニップの面圧は0.6×105 Pa〜1.5×105 Paであることが好ましい。
【0115】
図3に示した定着装置による定着条件の一例を示せば、定着温度(加熱ローラ701の表面温度)が150〜210℃とされ、定着線速が80〜640mm/secとされる。
【0116】
本発明において使用する定着装置には、必要に応じてクリーニング機構を付与してもよい。この場合には、シリコーンオイルを定着部の上ローラ(加熱ローラ)に供給する方式として、シリコーンオイルを含浸したパッド、ローラ、ウェッブ等で供給し、クリーニングする方法が使用できる。
シリコーンオイルとしては耐熱性の高いものが使用され、ポリジメチルシリコーン、ポリフェニルメチルシリコーン、ポリジフェニルシリコーン等が使用される。粘度の低いものは使用時に流出量が大きくなることから、20℃における粘度が1〜100Pa・sのものが好適に使用される。
【0117】
本発明においては、シリコーンオイルを供給せずに、または、シリコーンオイルの供給量がきわめて少ない定着装置により、画像を形成する工程を含む場合に顕著に発揮される。シリコーンオイルを供給する場合であっても、その供給量はA4サイズの記録材に対して2mg以下となる量とすることが好ましい。
シリコーンオイルの供給量を2mg/A4以下とすることにより、定着後の転写紙(画像形成支持体)に対するシリコーンオイルの付着量が少なくなり、転写紙へ付着したシリコーンオイルによるボールペンなどによる記入しづらさがなく、加筆性が損なわれることはない。
また、シリコーンオイルの変質による耐オフセット性の経時的な低下、シリコーンオイルによる光学系や電極の汚染などの問題を回避することができる。
【0118】
ここに、シリコーンオイルの供給量は、所定温度に加熱した定着装置(ローラ間)に転写紙(A4サイズの白紙)を連続して100枚通過させ、通紙前後における定着装置の質量変化(Δw)を測定して算出される量(Δw/100)である。
【0119】
以上、本発明の黒色トナーについて、これを用いてフルカラーのカラー画像を形成する場合を中心に説明したが、本発明の黒色トナーは、カラー画像でない、いわゆるモノクロ画像の形成に用いることができる。
【0120】
<実施例>
(ラテックスの調製例1)
撹拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入装置を付けた5000mlのセパラブルフラスコに、予め調製しておいたアニオン系活性剤であるドデシルスルフォン酸ナトリウム(SDS)7.08gとイオン交換水3010gとからなる溶液を添加した。
【0121】
窒素気流下で230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、反応容器の内部温度を80℃に昇温させた。
一方、スチレン70.1g、n−ブチルアクリレート19.9gおよびメタクリル酸10.9gからなるモノマー溶液を調製した。そして、重合開始剤である過硫酸カリウム(KPS)9.2gをイオン交換水200gに溶解させた溶液を添加し、その後75℃に昇温し、前記モノマー溶液を1時間で滴下し、更に75℃にて2時間加熱、撹拌することでラテックス粒子を作成した。ここまでを「HP工程」と称し、得られたラテックス粒子を「ラテックスHP」とする。
【0122】
別途に、撹拌装置を有するフラスコにてスチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4gおよびn−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル5.6gの溶液に、例示化合物(19)よりなる定着改良剤72.0gを80℃に加熱し溶解させた。そして、SDSの1.6gを2700mlの水に溶解させた溶液を80℃に加熱し、前述のHP工程で得られたラテックスHPを固形分相当で28g添加し、そのSDS水溶液へ循環経路を有する機械式分散機(クレアミックス社製)により、上記モノマーに定着改良剤を加えた溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子を含む乳化液を作成した。
続いて、前記ラテックスHPを有する分散液に、重合開始剤であるKPS5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた溶液を添加し、更に水750mlを添加し、80℃に加熱し、80℃にて3時間反応させ、高分子量体を核として中間分子量体をカプセリングしたラテックスを調製した。この工程を「MP工程」とする。
【0123】
更に、このラテックスにKPSの7.4gを水200mlに溶解した溶液を加え、80℃に保った状態で、スチレン300g、ブチルアクリレート95g、メタクリル酸15.3gおよびn−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル10.4gを混合した溶液を1時間かけて滴下した。そして、2時間反応させ、目的とするラテックス粒子を得た。この反応工程を「LP工程」とし、このラテックス粒子を「ラテックス1」とする。
【0124】
<ラテックス2>
撹拌装置を有するフラスコにより、スチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4gおよび例示化合物(19)よりなる定着改良剤72.0gを80℃に加熱して溶解した。次に、SDSの1.6gを2700mlの水に溶解させた溶液を80℃に加熱し、前述のHP工程で得られたラテックスHPを固形分相当で28g添加し、そのSDS水溶液に、循環経路を有する機械式分散機(クレアミックス社製)により、上記モノマーに定着改良剤を加えた溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子を含む乳化液を作成した。
【0125】
続いて、前記ラテックス粒子を有する分散液に、重合開始剤であるKPS5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた溶液を添加し、更に水750mlを添加し、80℃に加熱し、80℃にて3時間反応させ、高分子量体を核として中間分子量体をカプセリングしたラテックスを調製した。この工程を「HP工程」とする。
更に、このラテックスに、KPSの14.8gを水400mlに溶解した溶液を加え、80℃に保った状態で、スチレン600g、ブチルアクリレート190g、メタクリル酸30gおよびn−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル20.8gを混合した溶液を1時間かけて滴下した。そして、2時間反応させ、目的とするラテックス粒子を得た。この反応工程を「LP工程」とし、このラテックス粒子を「ラテックス2」とする。
【0126】
<着色粒子Bkの調製>
「着色剤分散液Bk1」
n−ドデシル硫酸ナトリウム5.9gをイオン交換水160mlに撹拌溶解した。この溶液に、撹拌下で、赤色着色剤としてC.I.ピグメントレッド122の10.9gと、緑色着色剤としてC.I.ピグメントグリーン7の12.6gとを徐々に加え、機械式分散機(クレアミックス社製)を用いて分散した。この分散液の粒径を、レーザー回折式粒度測定装置SALD−1000(島津製作所製)を用いて測定した結果、重量平均で150nmであった。この分散液を「着色剤分散液Bk1」とする。
【0127】
<着色剤分散液Bk2>
「着色分散液Bk1」の調製において、有彩色着色剤として、赤色着色剤であるピグメントレッド48:3の14.3gと、緑色着色剤であるC.I.ピグメントグリーン2の11.5gとを用いたこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「着色剤分散液Bk2」を得た。分散液の粒径を測定した結果、重量平均で161nmであった。
【0128】
「着剤分散液Bk3」
「着色剤分散液Bk1」の調製において、有彩色着色剤として、青色着色剤であるピグメントブルー15:3の14.1gと、橙色着色剤であるピグメントオレンジ43の12.6gとを用いたこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「着色剤分散液Bk3」を得た。分散液の粒径を測定した結果、重量平均で148nmであった。
【0129】
「着色剤分散液Bk4」
「着色剤分散液Bk1」の調製において、有彩色着色剤として、紫色着色剤であるピグメントバイオレット19の7.8gと、黄色着色剤であるピグメントイエロー180の9.8gとを用いたこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「着色剤分散液Bk4」を得た。分散液の粒径を測定した結果、重量平均で198nmであった。
【0130】
「着色剤分散液Bk5」
「着色剤分散液Bk1」の調製において、有彩色着色剤として、赤色着色剤であるピグメントレッド57:1の10.2gと、緑色着色剤であるC.I.ピグメントグリーン10の10.0gおよびチタンブラック1.8gとを用いたこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「着色剤分散液Bk5」を得た。分散液の粒径を測定した結果、重量平均で220nmであった。
【0131】
「比較用着色分散液Bk1」
「着色分散液Bk1」の調製において、有彩色着色剤として、イエロー着色剤であるC.I.ソルベントイエロー93の10.9gと、マゼンタ着色剤であるピグメントレッド48:3の10.9gと、シアン着色剤であるピグメントブルー15:3の9.5gとを用いたこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「比較用着色剤分散液Bk1」を得た。
【0132】
「比較用着色分散液Bk2」
着色剤としてカーボンブラック42.0gを用い、有彩色着色剤を添加しなかったこと以外は、「着色剤分散液Bk1」と同様にして「比較用着色剤分散液Bk2」を得た。
【0133】
(トナーの製造例1)
上記の「ラテックス1」の固形分相当で420.7gと、イオン交換水900mlおよび「着色剤分散液Bk1」の351gとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を付けた5リットルの四つ口フラスコに入れ撹拌した。温度を30℃に調整した後、この溶液に5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加え、pHを11.0に調整した。次いで、塩化マグネシウム6水和物12.1gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を撹拌しながら30℃にて10分間で添加した。その後、3分間放置した後に、昇温を開始し、液温度が90℃になるまで6分間で昇温した(昇温速度:10℃/分)。この状態において、生成する重合体粒子の粒径をコールターカウンターTAIIにて測定し、体積平均粒径が5.5μm以上になった時点で、塩化ナトリウム80.4gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、更に継続して液温度を80〜95℃の範囲で、また、撹拌時間を1時間から10時間まで変化させて塩析/融着させた。その後、降温速度8℃/分の条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加し、pHを2.0に調整して撹拌を停止した。
生成した着色粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、フラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度60℃にて乾燥させ、次いで、流動層乾燥機を用いて40℃の温度で乾燥させた。得られた着色剤粒子の100重量部に、シリカ微粒子0.8重量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して黒色トナーを得た。
【0134】
(トナーの製造例2)
(トナーの製造例1)において、「着色剤分散液Bk1」の代りに「着色剤分散液Bk2」を用いた以外は(トナーの製造例1)と同様にして「トナー2」を得た。
【0135】
(トナーの製造例3)
(トナーの製造例1)において、「着色剤分散液Bk1」の代りに「着色剤分散液Bk3」を用いた以外は(トナーの製造例1)と同様にして「トナー3」を得た。
【0136】
(トナーの製造例4)
(トナーの製造例1)において、「ラテックス1」の代りに「ラテックス2」を、また、「着色剤分散液Bk1」の代りに「着色剤分散液Bk4」を用いた以外は(トナーの製造例1)と同様にして「トナー4」を得た。
【0137】
(トナーの製造例5)
(トナーの製造例1)において、「ラテックス1」の代りに「ラテックス2」を、また、「着色剤分散液Bk1」の代りに「着色剤分散液Bk5」を用いた以外は(トナーの製造例1)と同様にして「トナー5」を得た。
【0138】
(トナーの製造例6)
この例は、懸濁重合法によって重合体粒子を調製するものである。
スチレン165gと、n−ブチルアクリレート35gと、C.I.ピグメントレッド122の5.0gと、C.I.ピグメントグリーン7の5.2gと、ジ−t−ブチルサリチル酸金属化合物の2gと、スチレン−メタクリル酸共重合体の8gと、パラフィンワックス(mp:70℃)の20gとを、60℃に加温し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)にて12000rpmで均一に溶解、分散した。
これに、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−バレロニトリル)の10gを加えて溶解させ、重合性単量体組成物を調製した。次いで、イオン交換水710gに0.1M燐酸ナトリウム水溶液450gを加え、TKホモミキサーにより13000rpmで撹拌しながら1.0M塩化カルシウム68gを徐々に加え、燐酸三カルシウムを分散させた懸濁液を調製した。この懸濁液に上記重合性単量体組成物を添加し、TKホモミキサーにて10000rpmで20分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、撹拌翼を有する反応装置を使用して75〜95℃にて5〜15時間反応させた。塩酸により燐酸三カルシウムを溶解除去し、次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、次いで、濾過、洗浄、乾燥させた。得られた着色粒子の100重量部に、シリカ微粒子1重量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して懸濁重合法によるトナーを得た。これを「トナー6」とする。
【0139】
(トナー製造例7)
この例は、粉砕法により重合体粒子を調製するものである。
スチレンアクリル樹脂100重量部と、ピグメントレッド57:1の4.8重量部と、C.I.ピグメントグリーン7の5.2重量部と、例示化合物(9)よりなる定着改良剤の4.0重量部とをヘンシェルミキサーにて混合し、二軸押し出し混練機にて溶融混練し、ジェットミルにて粉砕し、気流式分級機で分級した後、ヘンシェルミキサーにて疎水性シリカ0.8重量部と混合し、粉砕法により「トナー7」を得た。
【0140】
(比較トナーの製造例1)
トナー製造例1において、「着色剤分散液Bk1」の代りに「比較用着色剤分散液Bk1」を用いたこと以外は、トナー製造例1と同様にして比較トナー1を得た。
(比較トナーの製造例2)
トナー製造例1において、「着色剤分散液Bk1」の代りに「比較用着色剤分散液Bk2」を用いたこと以外は、トナー製造例1と同様にして比較トナー2を得た。
【0141】
<評価>
上記のようにして調製したトナーの各々に対して、その表面がシリコーン樹脂により被覆された、体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを、最終トナー濃度が6%となるように混合し、高速プリンター「Stios7075](コニカ株式会社製)の改造機を使用して、高速プリンターにおける感光体クリーニングの評価を行った。その条件は下記に示すとおりである。感光体としては積層型有機感光体を使用し、また、感光体のクリーニングは、ブレードクリーニング方式を採用した。
【0142】
・感光ドラム表面の移動速度:135mm/sec
・感光ドラム表面電位(ダーク電位):−500V
・感光ドラム表面電位(ライト電位):−100V
・DCバイアス :−400V
・ACバイアス :2kV
・AC部分の周波数:12kHz
・2周波の繰り返し周波数:1.5kHz
・感光ドラムに対する現像スリーブの周面速度比:1.7
・現像領域における現像剤量:40mg/cm2
【0143】
定着方式は、図3に示された圧接方式の加熱定着装置を用いた。具体的には、この定着装置は、内径70mm、肉厚15.0mm、全幅310nmの円柱状のアルミ合金製芯金の表面に、厚さ25μmのPFAチューブによって形成された被覆層が形成されてなり、内部にヒーターを配設した加熱ローラ(701)と、内径60mm、肉厚8.0mmの鉄芯金の表面に、厚さ7mmのシリコーンゴム(アスカーC硬度62)の被覆層が形成されてなる加圧ローラ(702)とを備えてなり、ニップ部は12.8mmである。
この定着装置において、印字の線速と380mm/secに設定された。この定着装置のクリーニング機構としては、ポリジフェニルシリコーン(20℃の粘度が10Pa・sのもの)を含浸したウェッブ方式の供給方式を使用し、シリコーンオイルの塗布量は、0.6mg/A4とした。
【0144】
〔特性評価〕
上記の条件に従い、高温常湿環境(33℃/50%RH)にてブラックのソリッド画像および画像濃度0.4のハーフトーン画像、および白地画像を連続で200万枚印字し、ソリッド画像の最高画像濃度、並びに白地部の汚れ「カブリ」の濃度をマクベス反射濃度計で測定した。「耐久性」は、最高画像濃度が1.2未満になる枚数、および「カブリ」が0.01以上になる枚数のうち、枚数の少ないほうを記録した。「転写率」は、感光体上に60mg/cm2 の画像を形成し、転写剤である記録紙に転写された単位面積当たりの付着量を測定した。80%以上であれば、画像濃度の均一性が固く良好となる。
【0145】
また、ソリッド画像質感、ハーフトーンの質感を目視で判定した。20人の判定人において、優れた質感を有していると評価した人数が15人以上であるものを「A」、当該人数が10人以上であるものを「B」、当該人数が3人未満であるものを「C」と評価した。
色目の評価は、目視で判定した。定着率は、付着量0.6mg/cm2 の1インチ角ベタ画像を採取し、スコッチメンディングテープ(住友3M社製)で剥離する前後の画像濃度から求めた。
すなわち、定着率=(剥離後の画像濃度/剥離前の画像濃度)×100[%]
である。
定着率が80%以上であるものが合格性能を有すると判定した。
結果を表1に、また、各トナーの外的構成を表2に示す。
【0146】
【表1】
Figure 0004026316
【0147】
【表2】
Figure 0004026316
【0148】
【発明の効果】
本発明は、可視画像、特にフルカラー画像の形成に好適に用いられる静電潜像現像用黒色トナーであって、含有される有彩色着色剤の種類の数、その含有割合および当該黒色トナーの製造方法が特定の条件を満たすものであることにより、黒色再現性および細線再現性に優れた高画質の可視画像、特にカラー画像を安定的に形成することができる。
すなわち、その80質量%以上の部分が2種類の有彩色着色剤よりなる黒色トナーを用いることにより、形成される画像において演色性が現れず、かつ、黒みの安定性が向上するため、異なる波長を有する照射光の下においても一定の色目を有する画像を得ることができる。
【0149】
また、上記の静電潜像現像用黒色トナーが、水系媒体中において重合単量体を重合せしめることにより得られるものであることにより、小径のトナー粒子とすることができ、ハーフトーンの画質と、細線、ドットなどの再現性における画質とが向上した画像得ることができる。
【0150】
また、前記黒色トナーにおいて、含有される有彩色着色剤の種類の数、その含有割合、およびその製造方法を特定のものとすると共に、当該黒色トナー自体の外的構成(形状・粒径等)を特定のものであることにより、黒色再現性、および細線再現性に優れた高画質の可視画像、特にカラー画像を安定的に形成することができる。
すなわち、形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であるトナー粒子により構成される黒色トナーであることにより、優れた現像性および転写性が得られる。
また、トナーにおける帯電量分布がシャープとなり、各色のトナー粒子間での帯電性を均質なものとすることができ、その結果、各色のトナー粒子間で画像形成支持体に対する付着性を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、角のないトナー粒子の投影図を示す説明図であり、(b)および(c)は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影図を示す説明図である。
【図2】本発明の画像形成方法を実施するための画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図3】熱ロール定着方式による定着装置の一例を示す断面図である。
【図4】定着装置の加熱ローラにおけるハロゲンヒーターの配設の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成部
1la、1lb、1lc、1ld 感光ドラム
12a、12b、12c、12d ドラム帯電器
12la、12lb、12lc、12ld 除電露光ランプ
122a、122b、122c、122d 電位センサー
13a、13b、13c、13d 現像器
14a、14b、14c、14d 転写帯電器
141a、141b、141c、141d 転写押圧部材
15a、15b、15c、15d 感光体クリーニング部
16 ベルト除電器 17 レーザビーム露光装置
18 レジストローラ 19 分離帯電器
20 記録材担持体 21 クリーニング装置
60 記録材カセット 601 記録材
61 トレイ 70 定着装置
701 加熱ローラ 702 加圧ローラ
703、704 クリーニング部材 705、706 ヒータ
707 オイル塗布ローラ 708 オイル溜め
709 サーミスタ 712 被覆層
713 芯金 714 加熱部材
714A 中央ハロゲンヒーター
714Bおよび714C 端部ハロゲンヒーター
721 芯金
722 被覆層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is for electrostatic latent image development used in copying machines, printers, etc., utilizing electrophotography, electrostatic recording, or electrostatic printing.Black toner,The present invention also relates to an image forming method and an image forming apparatus using black toner for developing an electrostatic latent image.
[0002]
[Prior art]
As an electrophotographic method, an electrostatic latent image is formed on an electrostatic latent image carrier made of a photoconductive photosensitive member by a charging step and an exposure step, and this electrostatic latent image is then used as a colorant in a binder resin. There is known a method of developing a toner composition containing a toner, transferring a toner image obtained thereby to an image forming support such as a transfer paper, and fixing by heating to form a visible image.
As a toner composition used for developing an electrostatic latent image, generally, a toner in which a black colorant such as carbon black is dispersed in a binder resin is often used.
[0003]
In recent years, in electrophotography, an image forming method for forming a full-color image by superimposing a plurality of color toner compositions has been adopted, but also in the case of performing such a full-color image formation. Then, after development with a color toner composition of a plurality of colors, so-called “inking” is performed, in which an electrostatic latent image is developed using black toner.
[0004]
For example, carbon black or the like was used as the black toner used in the “inking”, but the black toner used in the inking is superior to other magenta, cyan, and yellow toners. When developability and transferability are required, and the developability and transferability of this black toner are inferior, the fine image formed by inking is poor and sufficiently expresses the sharpness of a full-color image. I can't.
[0005]
Conventionally, as such a black toner for forming a full-color image, a toner using carbon black as a colorant has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-204547. However, since the electrical resistance of carbon black is low, it is difficult to obtain a sufficient amount of charge in the resulting black toner. In particular, a stable amount of charge is maintained under conditions such as low temperature and low humidity or high temperature and high humidity. Had the problem of being difficult to do.
[0006]
In order to solve such problems, as a full-color image forming technique, instead of the black toner as described above, for example, a plurality of color pigments such as yellow, magenta and cyan are mixed by a subtractive color mixing method. It is known to use a toner that exhibits a black coloring function. JP-A-4-309963 discloses that a chromatic colorant and a resin are mixed for each color of yellow, magenta, and cyan. A method for producing a black toner in which a masterbatch is produced and these are melt-kneaded has been proposed. JP-A-4-356059 discloses an isoindoline-based yellow organic pigment, a quinacridone / perylene-based red organic pigment, A black toner containing a phthalocyanine-based blue organic pigment has been proposed. According to such a black toner, carbon black has been proposed. It has a high volume resistivity as compared with, it is disclosed to exhibit the effect of suppressing the environmental fluctuations of the charge.
[0007]
However, in the above-described technology, since the degree of coloring power by the obtained black toner is inferior to that in the case of using carbon black, it is necessary to contain a large amount of chromatic colorant in the toner. In such a case, the amount of the chromatic colorant added becomes excessive, and the charge controllability of the black toner tends to be insufficient, and such a large amount of chromatic coloration is contained in the resin constituting the toner. It becomes difficult to uniformly disperse the agent. When the dispersibility in the three chromatic colorants is poor, not only the black color of the formed image is deteriorated, but also the charging characteristics of the black toner are deteriorated. ing.
[0008]
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131879 discloses a binder resin having a defined acid value, carbon black, a blue pigment, a yellow pigment, a red pigment, and an aromatic oxycarboxylic acid derivative. A toner containing a metal compound has been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-112179 comprises a binder resin, colored particles containing carbon black, cyan pigment, magenta pigment and yellow pigment, and an external additive. A black toner for developing an electrostatic latent image has been proposed, and further, it is proposed to define the concentration of carbon black and each pigment in the colored particles and the volume average particle diameter of the colored particles.
[0009]
However, the black toner described above has a problem that, when it is used for a long period of time in a high-temperature and high-humidity environment, fog and poor transferability are found in the formed image.
In addition, when black is developed by mixing the three kinds of colorants as described above, there is a problem that the so-called color rendering appears, for example, the color of the black color changes depending on the wavelength of irradiation light. The color changes under light and under illumination light from a fluorescent lamp or the like in the room, and particularly, the texture in the halftone is deteriorated. Such a color rendering problem is considered to be caused by the fact that each chromatic colorant in the black toner particles is mixed evenly without being uniformly dispersed.
[0010]
Specifically, for example, in the production method for obtaining a toner by melt-kneading a plurality of chromatic pigments and then pulverizing them, the dispersion uniformity of the pigment added during melt-kneading is as described above. It varies from pigment to pigment, and the pulverization point concentrates on specific pigment particles during pulverization. As a result, uniform dispersibility cannot be obtained, and in particular, the particle size at the bottom of the fine powder side in the toner particle size distribution is reduced. There is a problem in that the toner particles possessed have a large dispersibility and cannot obtain a uniform dispersibility, which causes color rendering.
[0011]
Furthermore, when the content ratio of the chromatic colorant in the black toner is increased, there is a problem that the physical properties such as the melt viscosity in the black toner change and cause fixing failure.
As described above, there is a demand for the development of a black toner that has a black color developability that is higher than that of carbon black as a colorant and that stably maintains charging characteristics over a long period of time.
[0012]
In recent years, due to demands such as full-color images and improved resolution in image forming apparatuses, the electrostatic latent image has been made finer, and the finer electrostatic latent image can be faithfully developed. As a toner capable of forming a high-quality image, a toner having a small particle diameter is attracting attention. In particular, in an image forming method for developing, transferring, and fixing a digital latent image with chromatic toner, higher resolution such as further improvement of fine line reproducibility and gradation reproducibility is required. Requires a toner having a smaller particle size, and as a method for obtaining such a small particle size toner, a polymerized toner technique produced by a polymerization method has been proposed.
[0013]
However, for example, a polymerized toner obtained by polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium has a low electric resistance, and when carbon black is used as a colorant, the dispersion diameter of carbon black tends to increase. For example, all black toners using a plurality of chromatic colorants in the above-described technology have the problem of easily causing fogging and transfer defects in a high temperature and high humidity environment. As can be understood from the fact that is obtained by a pulverization method, a technique for providing a black toner using a plurality of chromatic colorants by a polymerization method has been hardly studied so far.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above situation.
That is, a first object of the present invention is to provide a black toner for developing an electrostatic latent image that has no color rendering and high blackness stability.
A second object of the present invention is to provide a black toner for developing an electrostatic latent image that can obtain an appropriate image density and can obtain an image having a stable texture even in a halftone.
A third object of the present invention is to provide a black toner for developing an electrostatic latent image that is free from fogging and maintains stable transferability even when used for a long time under high temperature and high humidity. It is.
A fourth object of the present invention is to provide a black toner for developing an electrostatic latent image, which is a toner containing a plurality of chromatic colorants and has stable toner physical properties and excellent fixability. .
A fifth object of the present invention is to provide a black toner for developing an electrostatic latent image comprising a polymerized toner that achieves the first to fourth objects.
A sixth object of the present invention is to provide an image forming method using the toner having excellent characteristics as described above.
A seventh object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the toner having excellent characteristics as described above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  The present inventionThe electrostatic latent image developing black toner comprises at least polymer particles obtained by polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium and a plurality of chromatic colorants in an aqueous medium.In black toner for electrostatic latent image development,
  80% by mass or more of the chromatic colorant is composed of two kinds of chromatic colorants.And
  ConcernedIt is preferable that the two kinds of chromatic colorants have a complementary color relationship with each other. Further, the two kinds of chromatic colorants are composed of a green colorant and a red colorant, and a blue colorant and an orange colorant. Or a purple colorant and a yellow colorant.
[0016]
  In the black toner for developing an electrostatic latent image of the present invention,The chromatic colorant is preferably used as a chromatic colorant dispersion dispersed in an aqueous medium so as to have a particle size in the range of 10 to 600 nm.
[0017]
  Of the present inventionThe electrostatic latent image developing black toner further has a shape coefficient variation coefficient of 16% or less and a number variation coefficient in the number particle size distribution of 27% or less.Preferably,The ratio of the toner particles having the shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is preferably 65% by number or more, and the toner particles having the shape factor in the range of 1.2 to 1.6 are preferably included. The ratio is preferably 65% by number or more, and the ratio of toner particles having no corners is preferably 50% by number or more. When the particle diameter of the toner particles is D (μm), the natural logarithm lnD is In the histogram showing the number-based particle size distribution in which the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23, the relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class and the most frequent class Next, it is preferable that the sum (M) of the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next highest class is 70% or more.
[0019]
  Of the present inventionAn image forming method includes a step of developing an electrostatic latent image to form a toner image, and a step of transferring the toner image to an image forming support and then fixing the toner image by a fixing device having a heating roller. In the forming method, the electrostatic latent image developing black toner is used for developing the electrostatic latent image.
[0020]
  Of the present inventionAn image forming apparatus includes a step of developing an electrostatic latent image to form a toner image, and a step of fixing the toner image by a fixing device having a heating roller after the toner image is transferred to an image forming support. Image forming apparatus for formingBecauseThe black toner for developing an electrostatic latent image is used for developing the electrostatic latent image.
[0021]
[Action]
The present invention relates to a black toner for developing an electrostatic latent image (hereinafter, also simply referred to as “black toner”) suitably used for forming a visible image, particularly a full-color image, and the kind of chromatic colorant contained therein. By making the number, the content ratio thereof, and the production method of the black toner specific, a high-quality visible image excellent in black reproducibility and fine line reproducibility can be stably formed.
That is, by using a black toner whose 80% by mass or more is composed of two kinds of chromatic colorants, color rendering does not appear in the formed image and blackness stability is improved. An image having a certain color can be obtained even under irradiation light having
[0022]
  Further, the black toner for developing an electrostatic latent image is obtained by polymerizing a polymerization monomer in an aqueous medium, so that toner particles with a small diameter can be obtained. Improved image quality in reproducibility of fine lines, dots, etc.the imageObtainable.
[0023]
In the black toner, the number of types of chromatic colorants contained, the content ratio thereof, and the production method thereof are specified, and the external configuration of the black toner itself (shape, particle size, etc.) By making this a specific one, it is possible to stably form a high-quality visible image, particularly a color image, excellent in black reproducibility and fine line reproducibility.
That is, excellent developability and transferability can be obtained by using black toner composed of toner particles having a shape coefficient variation coefficient of 16% or less and a number variation coefficient in the number particle size distribution of 27% or less. .
Further, the charge amount distribution in the toner becomes sharp, and the chargeability between the toner particles of each color can be made uniform. As a result, the adhesion to the image forming support is made uniform among the toner particles of each color. be able to.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Toner>
The black toner for developing an electrostatic latent image of the present invention comprises a polymer particle containing a plurality of types of chromatic colorants made of, for example, pigments as colorants, and is based on the total mass of the chromatic colorants. At least 80% by mass is composed of two types of chromatic colorants, and these two types of chromatic colorants have, for example, complementary colors.
Here, as a combination of chromatic colorants having a complementary color relationship, a combination of a green colorant and a red colorant, a combination of a blue colorant and an orange colorant, and a combination of a purple colorant and a yellow colorant There is.
Other appropriate chromatic colorants can be used in combination with these two specific chromatic colorants, but the ratio must be less than 20% by mass of the entire chromatic colorant. .
[0025]
Examples of pigments for red colorants include C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 15, 16, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 122, 123, 139, 144, and 149, 166, 177, 178, 222, etc.
Examples of the pigment for the green colorant combined with the pigment for the red colorant include C.I. I. Pigment Green 1, 2, 7, 7, 10, 12, 12, 36, 37, 38, and the like.
[0026]
Examples of pigments for cyan colorants include C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 2, 15: 3, 16 and 17 and the like.
Examples of orange pigments to be combined with pigments for cyan colorants include C.I. I. Pigment Orange 31, 43 and the like.
[0027]
Examples of pigments for purple colorants include C.I. I. And CI Pigment Violet 1, 2, 3, 3, 5, 19 and the like.
Examples of yellow colorant pigments to be combined with purple colorant pigments include C.I. I. Pigment yellow 12, 13, 14, 15, 17, 93, 94, 138, 155, 156, 180, 185, and the like.
Examples of pigments for green colorants or cyan colorants include C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 2, 15: 3, 16, and 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
[0028]
As the dye, C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95, etc. can be used, and mixtures thereof can also be used.
[0029]
The total content of the colorant is 2 to 20% by mass, preferably 3 to 15% by mass with respect to the polymer.
As the colorant, a surface-modified one can be used. As the surface modifier, conventionally known ones can be used, and specifically, silane coupling agents, titanium coupling agents, aluminum coupling agents and the like can be preferably used.
The number average primary particle size of the colorant varies depending on the type, but is preferably 10 to 200 nm.
[0030]
In order to obtain polymer particles containing a colorant, a method of adding a colorant at the stage of agglomerating polymer particles prepared by an emulsion polymerization method by adding a flocculant or a stage of polymerizing monomers. For example, a method of obtaining colored particles by polymerizing a monomer by adding an agent can be used. In addition, when adding a coloring agent in the step which prepares a polymer, it is preferable to treat the surface with a coupling agent etc. so that radical polymerization property may not be inhibited.
[0031]
The toner of the present invention preferably further contains, for example, a low molecular weight polypropylene having a number average molecular weight of, for example, 1500 to 9000, a low molecular weight polyethylene, or the like as a fixability improver or a release agent. In particular, a crystalline ester compound represented by the following general formula (1) can be preferably used.
[0032]
[Chemical 1]
Figure 0004026316
[0033]
(Wherein R1May have a substituent, is a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, preferably 1 to 20, more preferably 2 to 5 carbon atoms, R2Represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, preferably 16 to 30 carbon atoms, more preferably 18 to 26 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4, preferably 2 -4, more preferably 3-4, particularly preferably 4. )
Specific examples thereof include those shown in the following exemplary compounds (1) to (22).
[0034]
[Chemical 2]
Figure 0004026316
[0035]
[Chemical 3]
Figure 0004026316
[0036]
[Formula 4]
Figure 0004026316
[0037]
The fixing improver comprising the above ester compound is contained in a proportion of 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, particularly preferably 3 to 15% by mass, based on the total toner.
[0038]
Dissolving the fixing improver in the monomer for forming the polymer particles is dispersed in water, and the monomer is polymerized in this state, whereby the fixing improver is added to the polymer particles. The encapsulated polymer particles are formed, and this is salted out / fused together with, for example, the colorant particles, whereby polymer particles containing the fixing improver can be obtained.
[0039]
Specifically, when preparing the polymer particles, the fixing improver is suitably dissolved by dissolving the fixing improver in the monomer for the polymer particles and then using the miniemulsion polymerization method. The contained polymer particles can be obtained.
[0040]
The polymer of the polymer particles preferably has a plurality of polymer components having different molecular weights from the viewpoint of obtaining good fixability. In particular, the presence of both a high molecular weight component and a low molecular weight component makes it possible to obtain both improved offset properties and adhesion to an image forming support such as paper.
[0041]
Specifically, the polymer constituting the polymer particles has a weight average molecular weight of 160,000 to 1,000,000, a high molecular weight component having a peak or a shoulder, and 1,000 to less than 50,000. It is preferable to contain at least both components of a low molecular weight component having a peak or a shoulder in the range, and it is particularly preferable to use an intermediate molecular weight having a peak or a shoulder in the portion of 15,000 to 100,000, Preferably, an intermediate molecular weight body having a peak or a shoulder at a portion of 25,000 to 75,000 is used.
[0042]
In such a polymer, when the fixing improver is present in the low molecular weight component side than in the high molecular weight component, better offset resistance can be obtained.
The reason for this is not clear, but the high molecular weight component has a high elastic modulus at high temperatures, so it is less likely to cause an offset phenomenon by itself, whereas the low molecular weight component has a high elastic modulus at high temperature (during fixing). Therefore, it is presumed that an offset phenomenon is likely to occur. Therefore, it is presumed that good offset resistance can be obtained by the presence of a fixing improver in a low molecular weight component.
[0043]
In particular, when an intermediate molecular weight substance is contained, if a fixing improver is present in the intermediate molecular weight component, the fixability can be improved in addition to the improvement in offset resistance. The reason for this is not clear, but the content of the fixing improver in the low molecular weight component can be reduced by making it present in the intermediate molecular weight component, so that the fixability by the low molecular weight component is reduced. It can be presumed that the adhesiveness can be maintained without any problem, and the anti-offset property is reliably exhibited by maintaining the elastic modulus in the high molecular weight component.
[0044]
In the above, the molecular weight about a polymer is represented by the polystyrene conversion molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatograph) method using THF (tetrahydrafuran) as a solvent.
Specifically, 0.5 to 5 mg, for example, 1 mg of a sample sample is added with 1 cc of THF, and the sample is sufficiently dissolved in THF by stirring with a magnetic stirrer at room temperature. The solution is filtered through a membrane filter having a pore size of 0.45 to 0.50 μm and then injected into a GPC column.
[0045]
As GPC measurement conditions, the column is stabilized at 40 ° C., THF is flowed at a flow rate of 1 cc / min, and about 100 μl of a sample having a concentration of 1 mg / cc is injected into the GPC column for measurement. The column is preferably used in combination with a commercially available polystyrene gel column. For example, Shodex GPC KF-801 manufactured by Showa Denko K.K. , G5000H, G6000H or G7000H, a combination of TSK guard column, and the like can be used. Further, it is preferable to use a refractive index detector (IR detector) or a UV detector as the detector. In the measurement of the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated using a calibration curve created using monodisperse polystyrene standard particles. About 10 points may be used as polystyrene for preparing a calibration curve.
[0046]
<Shape factor of black toner>
In the present invention, the “shape factor” of the toner is expressed by the following formula and is an index indicating the degree of roundness of the toner particles.
[0047]
[Expression 1]
Figure 0004026316
[0048]
Here, the maximum diameter refers to the width of a particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines. The projected area refers to the area of the projected image of the toner particles on the plane.
This shape factor is obtained by taking a photograph in which toner particles are magnified 2000 times with a scanning electron microscope, and analyzing a photographic image using “SCANNING IMAGE ANALYZER” (manufactured by JEOL Ltd.) based on this photograph. Is measured by Actually, the average value of the shape factors calculated for 100 toner particles is used as the shape factor of the toner.
[0049]
In the toner of the present invention, the ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is preferably 65% by number or more, more preferably 70% by number or more. More preferably, the ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more, and more preferably 70% by number or more.
When the ratio of the toner particles having the shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more, the uniformity of the tribocharging property in the developer conveying member and the like is increased, and the toner is excessively charged. Accumulation of toner does not occur and toner is easily exchanged from the surface of the developer conveying member, so that problems such as development ghosts are less likely to occur. Furthermore, since the toner particles are less likely to be crushed, the charge imparting member is less contaminated and the chargeability of the toner is stabilized.
[0050]
The method for controlling the shape factor is not particularly limited. For example, a method in which toner particles are sprayed in a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy by impact force in the gas phase, or a method in which toner is added to a solvent that does not dissolve and a swirling flow is applied. By using this, toner particles having a shape factor adjusted to 1.0 to 1.6 or 1.2 to 1.6 are prepared, and this is mixed with a normal toner whose shape factor is not particularly adjusted. There are methods to prepare.
In addition, the shape factor is adjusted to 1.0 to 1.6 or 1.2 to 1.6 by controlling the shape of the whole polymer particles in the stage of preparing the toner particles by a so-called polymerization method. There is a method of adding to a normal toner.
[0051]
<Variation coefficient of toner shape factor>
In the present invention, the “shape coefficient variation coefficient” of the toner is calculated from the following equation.
[0052]
[Expression 2]
Figure 0004026316
[0053]
[Where S1Indicates the standard deviation of the shape factor of 100 toner particles, and K indicates the average value of the shape factor. ]
[0054]
In the black toner of the present invention, the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, preferably 14% or less. When the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, the surface property between the toner particles becomes uniform, so that there is little variation in transferability to the image forming support and stable transferability can be obtained. In addition, the toner particles are less likely to be crushed, the contamination of the charge imparting member is reduced, and the chargeability of the toner is stabilized. Therefore, there is little variation in adhesion to the electrostatic latent image carrier between the toner particles, and stable. An image can be formed.
When a color fixed image is formed through the intermediate transfer member, the toner particle filling density in the toner layer transferred and formed on the intermediate transfer member becomes high, so that good transferability can be obtained.
[0055]
In order to control the shape factor of the toner and the coefficient of variation of the shape factor uniformly and constantly with high stability, a polymerization step for preparing the polymer particles constituting the toner, and the shape of the polymer particles by fusing the polymer particles are fused. In the controlling step, it is possible to use a method of ending the step at an appropriate time while monitoring the characteristics of the colorant-containing polymer particles being formed.
[0056]
Here, “monitoring” means that a measurement device is incorporated in-line, and process conditions are controlled based on the measurement result. That is, when a device for measuring the shape or the like is incorporated in-line, for example, when a toner is formed by a polymerization method to be described later, the shape or particles of the polymer particles generated while performing sequential sampling in a process such as fusing. The diameter is measured and the reaction is stopped when the desired shape is achieved.
In order to carry out monitoring, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) can be used. This apparatus is suitable because the shape of the polymer particles can be monitored by performing image processing in real time while passing the sample liquid. That is, sampling is performed using a pump or the like from the reaction field, and the shape is measured by constantly monitoring, and the reaction may be stopped when the desired shape is obtained.
[0057]
<Toner number variation coefficient>
In the present invention, the number particle size distribution and the number variation coefficient of the toner are measured by a Coulter Counter TA or a Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.). Specifically, a Coulter Multisizer was used, and an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting the particle size distribution and a personal computer were connected to this. In the Coulter Multisizer, an aperture having a diameter of 100 μm was used, and the volume and number of toners of 2 μm or more were measured to calculate the particle size distribution and the average particle size.
The number particle size distribution represents the relative frequency of the toner particles with respect to the particle size, and the number average particle size represents the median diameter in the number particle size distribution. The “number variation coefficient in the number particle size distribution” of the toner is calculated from the following equation.
[0058]
[Equation 3]
Figure 0004026316
[0059]
[Where S2Represents the standard deviation in the number particle size distribution, and Dn represents the number average particle size (μm). ]
[0060]
The number variation coefficient of the toner of the present invention is 27% or less, preferably 25% or less. When the number variation coefficient is 27% or less, the surface property between the toner particles of each color becomes uniform, so that there is little variation in transferability to the image forming support and stable transferability can be obtained. In addition, the toner particles are less likely to be crushed, the contamination of the charge imparting member is reduced, and the chargeability of the toner is stabilized, so that there is little variation in adhesion between the toner particles on the electrostatic latent image carrier, and Can be stabilized.
When a color fixed image is formed via an intermediate transfer member, the toner particle filling density formed on the intermediate transfer member becomes high, so that good transferability can be maintained. .
[0061]
The method for controlling the number variation coefficient in the toner is not particularly limited. For example, a method of classifying toner particles by wind force can be used, but classification in a liquid is effective for reducing the number variation coefficient. As a method for classification in this liquid, there is a method in which toner particles are separated and collected by utilizing a difference in sedimentation speed caused by a difference in toner particle diameter by controlling the rotation speed using a centrifugal separator.
In particular, when a toner is produced by a suspension polymerization method described later, a classification operation is indispensable so that the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. That is, in the suspension polymerization method, it is necessary to disperse the polymerizable monomer in an oil droplet having a desired size as a toner in an aqueous medium before the polymerization, On the other hand, mechanical shearing by a homomixer or homogenizer is repeated to reduce the oil droplets to a size corresponding to the toner particles. The number particle size distribution is wide, and therefore the particle size distribution of the toner obtained by polymerizing the number particle size distribution is also wide. For this reason, classification operation is essential.
[0062]
<Percentage of toner particles without corners>
In the toner particles constituting the black toner of the present invention, the ratio of toner particles having no corners is required to be 50% by number or more, and this ratio is preferably 70% by number or more.
[0063]
When the ratio of toner particles having no corners is 50% by number or more, the surface property between the toner particles of each color becomes uniform, so that there is little variation in transferability to the image forming support and stable transferability. Is obtained. In addition, toner particles that are easily worn and broken and toner particles having a portion where charges are concentrated are reduced, the charge amount distribution becomes sharp, the chargeability between the toner particles of each color is stabilized, and a good color image is obtained. Can be stably formed over a long period of time.
When a color fixed image is formed via an intermediate transfer member, the toner particle filling density formed on the intermediate transfer member becomes high, so that good transferability can be maintained. .
[0064]
Here, the “toner particles having no corners” means toner particles having substantially no protrusions that concentrate electric charges or protrusions that easily wear due to stress. Specifically, the following toner particles are used. Is called “toner particles without corners”.
That is, as shown in FIG. 1A, when the major axis of the toner particle T is L, a circle C having a radius (L / 10) is in contact with the peripheral line of the toner particle T at one point. A case where the circle C does not substantially protrude outside the toner T when the inner side is rolled is referred to as “toner particles having no corners”. “A case where the protrusion does not substantially protrude” refers to a case where the protrusion having the protruding circle is one or less. The “major diameter of toner particles” refers to the width of a particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on a plane is sandwiched between two parallel lines. FIGS. 1B and 1C show projected images of toner particles having corners, respectively.
[0065]
The ratio of toner particles having no corners was measured as follows. First, an enlarged photograph of the toner particles is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement was performed on 100 toner particles.
[0066]
A method for obtaining toner having no corners is not particularly limited. For example, as described above as a method for controlling the shape factor, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy by impact force in a gas phase, or a toner is dissolved. It can be obtained by adding in a solvent that does not, and applying a swirling flow.
In addition, in the polymerization toner formed by associating or fusing polymer particles, the fusing particle surface has many irregularities at the fusing stop stage, and the surface is not smooth, but the temperature in the shape control step By making the conditions such as the number of rotations of the stirring blade and the stirring time appropriate, toner particles having no corners can be obtained. These conditions vary depending on the physical properties of the polymer particles. For example, by setting the number of revolutions higher than the glass transition temperature of the polymer particles, the surface becomes smooth, and a toner with no corners is formed. it can.
[0067]
Further, in the present invention, the yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner used for forming a color image have the same shape of toner particles constituting them (the variation among the toner particles of each color is different). It has been found that the color reproducibility is improved.
That is, by satisfying the following formulas (1) to (4), when forming a color image by a tandem method, it is possible to reduce variations in adhesion and chargeability between toner particles of each color, and color reproduction. In addition, the image quality can be improved, and a good color image can be formed without image quality deterioration in the transfer process or the fixing process.
[0068]
[Expression 4]
Figure 0004026316
[0069]
In the above formulas (1) to (4), the maximum value and the minimum value of K are the average values (Ky, Km, Kc, Kb) of the shape factors of yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner. The maximum value and the minimum value of Kσ are the maximum value and the minimum value of the variation coefficients (Kσy, Kσm, Kσc, Kσb) of the shape factors of each color toner, and D The maximum value and the minimum value are the maximum value and the minimum value among the number average particle diameters (Dy, Dm, Dc, Db) of each color toner, and the maximum value and the minimum value of Dσ are the number of each color toner. The maximum value and the minimum value among the number variation coefficients (Dσy, Dσm, Dσc, Dσb) in the particle size distribution.
[0070]
Further, as toner particles constituting each color toner, toner particles having no corners having a ratio of 50% by number or more and having a number variation coefficient of 27% or less in the number particle size distribution are used. Since the surface property between the particles is uniform, the chargeability between the toner particles of each color and the adhesion to the electrostatic latent image carrier can be homogenized and transferred to the image forming support. In addition, a good color image can be stably formed over a long period without causing image defects such as dust.
When a color fixed image is formed via an intermediate transfer member, the toner particle filling density formed on the intermediate transfer member becomes high, so that good transferability can be maintained. .
[0071]
<Toner particle size>
The toner of the present invention preferably has a number average particle diameter of 3 to 8 μm. When the toner particles are formed by a polymerization method, this particle size is determined in the toner production method described in detail later, in the concentration of the aggregating agent, the amount of organic solvent added, or the fusing time, and further the composition of the polymer itself. Can be controlled by.
When the number average particle diameter is 3 to 8 μm, the thickness of the toner layer between the colors does not become excessive, and the transferability to the image forming support can be improved. In addition, the transfer efficiency is increased, the image quality of halftone is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved.
[0072]
As the toner of the present invention, when the particle size of the toner particle is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the number-based particle size distribution is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. In the histogram shown, the sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles included in the next most frequent class after the most frequent class is 70. % Or more is preferable.
[0073]
When the sum (M) of the relative frequency (m1) and the relative frequency (m2) is 70% or more, the dispersion of the particle size distribution of the toner particles becomes narrow. Therefore, selective development can be performed by using the toner in the image forming process. Can be reliably suppressed.
In the present invention, the histogram showing the particle size distribution based on the number is a natural logarithm lnD (D: particle size of individual toner particles) having a plurality of classes (0 to 0.23: 0.23) at intervals of 0.23. 0.46: 0.46-0.69: 0.69-0.92: 0.92-1.15: 1.15-1.38: 1.38-1.61: 1.61-1. 84: 1.84 to 2.07: 2.07 to 2.30: 2.30 to 2.53: 2.53 to 2.76, and so on). This histogram was created by transferring the particle size data of the sample measured by the Coulter Multisizer to the computer via the I / O unit according to the following conditions and using the particle size distribution analysis program in the computer. is there.
[0074]
〔Measurement condition〕
(1) Aperture: 100 μm
(2) Sample preparation method: Electrolyte [ISOTON R-11 (manufactured by Coulter Scientific Japan)] 50-100 ml, an appropriate amount of a surfactant (neutral detergent) was added and stirred, and 10-20 mg of measurement sample was added thereto. Add This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
[0075]
<Toner production method>
The toner of the present invention is preferably a toner obtained by polymerizing at least a polymerizable monomer in an aqueous medium, and at least an association obtained by salting out / fusion of polymer particles in an aqueous medium. A toner of the type is preferable.
Hereinafter, the method for producing the toner of the present invention will be described in detail.
[0076]
In the toner of the present invention, fine polymer particles (resin particles) are prepared by emulsion polymerization of monomers in a suspension polymerization method or in a liquid (aqueous medium) to which an emulsion of necessary additives is added. Thereafter, an organic solvent, a flocculant and the like can be added to produce the polymer particles in association with each other. Here, “association” means that a plurality of the polymer particles are fused, and includes cases where the polymer particles and other particles (for example, colorant particles) are fused.
[0077]
An example of the method for producing the toner of the present invention is as follows. A homogenizer is prepared by adding various constituent materials such as a colorant and, if necessary, a release agent, a charge control agent, and a polymerization initiator to the polymerizable monomer. Then, various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer by a sand mill, a sand grinder, an ultrasonic disperser or the like. The polymerizable monomer in which these various constituent materials are dissolved or dispersed is dispersed in oil droplets of a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Then, it transfers to the reaction apparatus (stirring apparatus) whose stirring mechanism is a stirring blade, and a polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention.
The “aqueous medium” in the present invention refers to a medium containing at least 50% by mass of water.
[0078]
Further, as a method for producing the toner of the present invention, there can be mentioned a method in which polymer particles are prepared by associating or fusing in an aqueous medium. The method is not particularly limited, and examples thereof include methods disclosed in JP-A-5-265252, JP-A-6-329947, and JP-A-9-15904. That is, a method of associating a plurality of fine particles composed of polymer particles and a coloring agent, or a dispersion material of polymer particles and a coloring agent, particularly after dispersing them in water using an emulsifier, A coagulant with a coagulation concentration or higher is added for salting out, and at the same time, the formed polymer itself is heated and fused at a temperature above the glass transition temperature to gradually grow the particle size while forming fused particles. By adding a large amount of water at the diameter to stop the particle size growth, further smoothing the particle surface while heating and stirring to control the shape, and heating and drying the particles in a fluidized state while containing water The toner of the present invention can be formed. Here, a solvent that is infinitely soluble in water may be added simultaneously with the flocculant.
[0079]
Examples of the polymerizable monomer that forms the polymer of the polymer particles include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, and 3,4-dichlorostyrene. , P-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn- Styrene or styrene derivatives such as decyl styrene, pn-dodecyl styrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate , 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, Methacrylic acid ester derivatives such as lauryl tacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Acrylates such as isobutyl acid, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, Halogenated vinyls such as vinyl bromide, vinyl fluoride and vinylidene fluoride, vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl acetate and vinyl benzoate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Vinyl ethers such as Tell, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl hexyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone, vinyl naphthalene, vinyl pyridine, etc. There are acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as vinyl compounds, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide and the like. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
[0080]
Further, it is more preferable to use a combination of monomers having an ionic dissociation group as the polymerizable monomer for obtaining polymer particles. The monomer having an ionic dissociation group has, for example, a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer, and specifically includes acrylic acid and methacrylic acid. , Maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumaric acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acid phosphooxy Examples include ethyl methacrylate and 3-chloro-2-acid phosphooxypropyl methacrylate.
Furthermore, multifunctional such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. It is also possible to use a crosslinkable polymer by using a functional vinyl.
[0081]
These polymerizable monomers can be polymerized using a radical polymerization initiator. In this case, an oil-soluble polymerization initiator can be used in the suspension polymerization method. Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbohydrate). Nitriles), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate , Cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4- t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris The (t-butylperoxy) triazine peroxide polymerization initiator or a peroxide, such as and the like polymeric initiator having a side chain.
Moreover, when using an emulsion polymerization method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide and the like.
[0082]
Dispersion stabilizers include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, zinc phosphate, aluminum phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate , Bentonite, silica, alumina and the like. Furthermore, those generally used as surfactants such as polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, sodium dodecylbenzenesulfonate, ethylene oxide adduct, higher alcohol sodium sulfate and the like can be used as the dispersion stabilizer.
[0083]
In the present invention, the polymer of the polymer particles preferably has a glass transition point of 20 to 90 ° C and a softening point of 80 to 220 ° C. The glass transition point is measured by a differential calorimetric analysis method, and the softening point can be measured by a Koka flow tester. Further, these resins preferably have a molecular weight measured by gel permeation chromatography of 1,000 to 100,000 in terms of number average molecular weight (Mn) and 2000 to 1,000,000 in terms of weight average molecular weight (Mw). Further, the molecular weight distribution is preferably such that Mw / Mn is 1.5 to 100, particularly 1.8 to 70.
[0084]
The flocculant used for associating the polymer particles in an aqueous medium is not particularly limited, but those selected from metal salts are preferably used. Specifically, as a monovalent metal, for example, an alkali metal salt such as sodium, potassium or lithium, as a divalent metal, for example, an alkaline earth metal salt such as calcium or magnesium, or a divalent metal such as manganese or copper. And salts of trivalent metals such as iron and aluminum, and specific salts include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, etc. Can be mentioned. These may be used in combination.
[0085]
These flocculants are preferably added in an amount equal to or higher than the critical aggregation concentration. The critical flocculation concentration is an index relating to the stability of the aqueous dispersion, and indicates a concentration at which flocculation occurs when a flocculant is added. This critical aggregation concentration varies greatly depending on the emulsified components and the dispersant itself. For example, it is described in Seizo Okamura et al., “Polymer Chemistry 17, 601 (1960) edited by the Japanese Society of Polymer Science”, and the like, and a detailed critical aggregation concentration can be obtained. As another method, a desired salt is added to the target particle dispersion at different concentrations, the ζ (zeta) potential of the dispersion is measured, and the salt concentration at which this value changes is defined as the critical aggregation concentration. You can ask for it.
The addition amount of the flocculant may be not less than the critical aggregation concentration, but is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more the critical aggregation concentration.
[0086]
As the “solvent that is infinitely soluble in water” used together with the flocculant, a solvent that does not dissolve the polymer to be formed is selected. Specific examples include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, t-butanol, methoxyethanol, and butoxyethanol, nitriles such as acetonitrile, and ethers such as dioxane. In particular, ethanol, propanol, and isopropanol are preferable.
The amount of the solvent that is infinitely soluble in water is preferably 1 to 100% by volume with respect to the polymer-containing dispersion added with the flocculant.
In order to make the particle shape uniform, it is preferable to fluidly dry a slurry containing 10% by mass or more of water based on the particles after preparing and filtering colored particles. Those having a polar group therein are preferred. The reason for this is thought to be that uniformity of the shape is particularly easily achieved in order to exhibit the effect that the water present is somewhat swollen with respect to the polymer in which the polar group is present.
[0087]
The toner of the present invention has the above-described configuration, but can contain various additives such as a charge control agent as necessary, and further, inorganic fine particles and organic fine particles are added to the toner particles. It is also possible to add an external additive comprising the following.
[0088]
The black toner of the present invention can contain a black colorant as long as the conditions for the colorant are satisfied. As the black colorant, carbon black, a magnetic material, a dye, a pigment, and the like can be arbitrarily used. As the carbon black, channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, lamp black, and the like are used. Magnetic materials include ferromagnetic metals such as iron, nickel and cobalt, alloys containing these metals, compounds of ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite, alloys that do not contain ferromagnetic metals but exhibit ferromagnetism by heat treatment, For example, a kind of alloy called Heusler alloy such as manganese-copper-aluminum, manganese-copper-tin, chromium dioxide, or the like can be used.
Although this black colorant changes also with the kind, it is preferable to be used in the ratio of 5-45 mass% with respect to all the chromatic colorants.
[0089]
Among various known charge control agents, those that can be dispersed in water are preferably used. Specific examples include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof.
[0090]
The toner of the present invention reliably exhibits its effect by adding and using fine particles such as inorganic fine particles and organic fine particles as external additives. The reason for this is presumed to be that the effect of the embedding and detachment of the external additive with respect to the toner particles can be effectively suppressed, and the effect appears remarkably.
The inorganic fine particles are preferably inorganic oxide particles such as silica, titania and alumina, and these inorganic fine particles are preferably hydrophobized with a silane coupling agent or a titanium coupling agent.
The amount of the external additive added to the toner is 0.1 to 5.0% by mass, preferably 0.5 to 4.0% by mass. In addition, various external additives may be used in combination.
[0091]
The toner of the present invention may be used, for example, as a one-component magnetic toner containing a magnetic material, as a two-component developer mixed with a so-called carrier, or as a non-magnetic toner alone. However, in the present invention, it is preferably used as a two-component developer used by mixing with a carrier.
[0092]
<Development method>
The developing method using the toner of the present invention is not particularly limited.
The volume average particle size of the carrier that can be used as the two-component developer is 15 to 100 μm, more preferably 25 to 60 μm. The volume average particle diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
The carrier is preferably a resin-coated carrier or a so-called resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed in the resin. The resin composition for coating is not particularly limited, and for example, olefin resin, styrene resin, styrene / acrylic resin, silicone resin, ester resin, or fluorine-containing polymer resin is used. The resin for constituting the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and known resins can be used. For example, a styrene acrylic resin, a polyester resin, a fluorine resin, a phenol resin, or the like can be used. it can.
[0093]
<Image Forming Apparatus and Image Forming Method>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus for forming a full-color image using the black toner of the present invention. The image forming apparatus is provided with first, second, third and fourth image forming portions Pa, Pb, Pc and Pd. Each image forming unit has the same configuration, and forms toner images of different colors.
[0094]
More specifically, each of the image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd includes a dedicated latent image carrier, specifically, electrophotographic photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld. The toner images of the respective colors on the electrophotographic photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld formed by the image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are moved adjacent to the image forming portions, and the recording material carrier 20 is moved. The image is transferred onto an image forming support (hereinafter also referred to as “recording material”) 601 that is carried and transported thereon. Further, the toner image transferred and formed on the recording material 601 is fixed by being heated and pressed by the fixing device 70. Then, the recording material 601 on which the image is formed is discharged to the tray 61.
[0095]
Next, the latent image forming unit in each image forming unit will be described. Disposed on the outer periphery of the photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld are static elimination exposure lamps 12la, 12lb, 12lc, and 12ld, drum chargers 12a, 12b, 12c, and 12d, a laser beam exposure device 17 as image exposure means, and a potential sensor 122a. , 122b, 122c, 122d are provided. The photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld, which have been neutralized by the static elimination exposure lamps 12la, 12lb, 12lc, and 12ld, are uniformly charged by the drum chargers 12a, 12b, 12c, and 12d, and are then charged by the laser beam exposure device 17. By exposure, an electrostatic latent image that is color-separated according to the image signal is formed on the photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld. In the image forming apparatus of the present invention, as the image exposure means, in addition to the laser beam exposure apparatus 17 described above, a light quantity level other than OFF in a basic image unit (pixel) such as an LED array exposure apparatus is used. Well-known multi-value exposure means that can irradiate can be suitably employed.
[0096]
The electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed by a developing unit to be a toner image of each color. That is, the developing means includes a plurality of developing devices 13a, 13b, 13c, and 13d each filled with a predetermined amount of the developer described above including yellow toner, magenta toner, cyan toner, or black toner. The electrostatic latent images formed on the respective photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld are developed to form toner images of different colors.
Here, the black toner of the present invention is used in the developing unit 13d related to the photosensitive drum 1ld at the final stage.
[0097]
Next, the transfer part will be described.
The recording material 601 held in the recording material cassette 60 is fed through the registration roller 18 to the recording material carrier 20 which is an intermediate transfer member.
[0098]
Here, the recording material carrier 20 is a film made of a dielectric resin such as a polyethylene terephthalate resin film sheet (PET sheet), a polyvinylidene fluoride resin film sheet, or a polyurethane resin film sheet. A seamless belt that is joined and made into an endless shape or has no seam is used. In the case of a belt having a seam, it is preferable to provide means (not shown) for detecting the position of the seam so that transfer is not performed on the seam.
[0099]
When the recording material carrier 20 starts to rotate, the recording material is conveyed from the registration roller 18 onto the recording material carrier 20. At this time, the image writing signal is turned ON, and a toner image is formed on the first photosensitive drum 1la at a certain timing.
[0100]
A transfer charger 14a and a transfer pressing member 141a are provided below the first photosensitive drum 1la. The transfer pressing member 14la applies a uniform pressing force toward the photosensitive drum 11a, and the transfer charger. The toner image on the photosensitive drum 1la is transferred onto the recording material 601 by applying an electric field 14a. At this time, the recording material 601 is held on the recording material carrier 20 by electrostatic attraction and is conveyed to the second image forming portion Pb.
[0101]
Similarly to the first image forming unit Pa, the second, third, and fourth image forming units Pb, Pc, and Pd are provided below the photosensitive drums 11b, 11c, and 11d, and the transfer chargers 14b, 14c, 14d, and Transfer pressing members 141b, 141c, and 141d are provided, respectively. Then, the toner images of the respective colors formed on the second, third, and fourth photosensitive drums 1lb, 11c, and 11d are sequentially transferred by the same method as described above, and the toner layers are stacked on the recording material 601. (Color superposition) is performed.
The recording material 601 on which the toner images of all colors are transferred and discharged is separated by the separation charger 19, separated from the recording material carrier 20 by the attenuation of the electrostatic adsorption force, and conveyed to the fixing device 70.
[0102]
The fixing device 70 includes a heating roller 701, a pressure roller 702, heat-resistant cleaning members 703 and 704 for cleaning the rollers 701 and 702, heaters 705 and 706 for heating the rollers 701 and 702, and poly. It comprises an oil application roller 707 for applying a release agent oil such as dimethyl silicone to the heating roller 701, an oil reservoir 708 for supplying the oil, and a thermistor 709 for fixing temperature control.
[0103]
After the transfer process, the developer remaining on the photosensitive drums 1la, 1lb, 1lc, and 1ld is removed by the photoconductor cleaning sections 15a, 15b, 15c, and 15d, and is prepared for the subsequent latent image formation. The developer remaining on the recording material carrier 20 is removed by the belt static eliminator 16 to remove the electrostatic attraction force, and in this example is removed by the cleaning device 21 having a nonwoven fabric. As the cleaning device 21, for example, a rotating fur brush, a blade, or a device using these in combination is used.
[0104]
<Fixing device>
In the image forming method using the black toner of the present invention, a so-called contact heating method is used as a fixing method. Specifically, a heat pressure fixing method, a heat roll fixing method, and a pressure heating fixing method in which fixing is performed by a rotating pressure member including a heating element fixedly arranged can be given.
[0105]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a fixing device using a heat roll fixing method. The fixing device includes a heating roller 701 and a pressure roller 702 that contacts the heating roller 701. T is a toner image formed on a transfer paper as an image forming support.
[0106]
The heating roller 701 is formed by forming a coating layer 712 made of an elastic body or a fluororesin on the surface of the cored bar 713, and includes a heating member 714 made of a linear heater.
The cored bar 713 is made of metal and has an inner diameter of 10 to 70 mm. Although it does not specifically limit as a metal which comprises a metal core, For example, metals, such as iron, aluminum, copper, or these alloys can be mentioned.
The thickness of the core metal is 0.1 to 15 mm. Specifically, it is determined in consideration of the balance between the thinning for energy saving demands and the strength depending on the constituent materials, for example, 0.57 mm. In order to maintain the same strength as that of the cored bar made of iron with the cored bar made of aluminum, the thickness needs to be 0.8 mm.
[0107]
Moreover, as a fluororesin which comprises the coating layer 712, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), etc. can be used.
The thickness of the coating layer made of a fluororesin is 10 to 500 μm, preferably 20 to 400 μm.
When the thickness of the coating layer made of a fluororesin is less than 10 μm, the function as the coating layer cannot be sufficiently exhibited, and the durability as the fixing device cannot be ensured. On the other hand, there is a problem that the surface of the coating layer exceeding 500 μm is easily scratched by paper dust, and toner or the like adheres to the scratched part, thereby causing image smearing.
[0108]
As the elastic body constituting the coating layer 712, it is preferable to use silicone rubber, silicone sponge rubber, or the like having good heat resistance such as LTV, RTV, and HTV. In this case, the Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer is less than 80 °, preferably less than 60 °, and the thickness of the coating layer 712 is 0.1 to 30 mm, preferably 0. 1 to 20 mm.
When the Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer exceeds 80 °, or when the thickness of the coating layer is less than 0.1 mm, the fixing nip cannot be increased, and the effect of soft fixing is achieved. (The effect of improving color reproducibility by the toner layer at the smoothed interface) cannot be exhibited.
[0109]
As the heating member 713, a halogen heater can be preferably used. The number of heating members is not particularly limited, and a plurality of heating members can be provided. Thereby, it can also be set as the structure which can change a heat distribution area | region according to the size (width | variety) of the transfer paper to pass.
[0110]
The heating roller 701 shown in FIG. 4 is provided with a central halogen heater 714A for heating the central region, and end halogen heaters 714B and 714C for heating the end region.
When fixing a narrow image forming support, only the central halogen heater 714A is energized. When fixing a wide image forming support, the central halogen heater 714A and an end portion are connected. All the halogen heaters 714B and 714C are energized.
[0111]
The pressure roller 702 is formed by forming a coating layer 722 made of an elastic body on the surface of the cored bar 721. The elastic body constituting the coating layer 722 is not particularly limited, and examples thereof include various soft rubbers such as urethane rubber and silicone rubber, and sponge rubber. Good heat resistance such as LTV, RTV, HTV, etc. Preferably, silicone rubber and silicone sponge rubber are used.
Although it does not specifically limit as a material which comprises the metal core 721, Metals, such as aluminum, iron, copper, or those alloys can be mentioned.
In the fixing device of FIG. 3, the pressure roller 702 is not provided with a heating member.
[0112]
  The Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer 722 is less than 80 °, preferably less than 60 °.722The thickness is 0.1-30 mm, preferably 0.1-20 mm.
  When the Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer exceeds 80 ° and the thickness of the coating layer is less than 0.1 mm, the fixing nip cannot be increased, and the effect of soft fixing is reduced. I can't demonstrate it.
[0113]
The contact load (total load) between the heating roller 701 and the pressure roller 702 is usually 40 to 350 N, preferably 50 to 300 N, and more preferably 50 to 250 N. This contact load is defined in consideration of the strength of the heating roller 701, that is, the thickness of the cored bar 713. For example, in a heating roller having a cored bar made of iron of 0.3 mm, it may be 250 N or less. preferable.
[0114]
From the viewpoint of offset resistance and fixing property, the nip width is preferably 4 to 10 mm, and the surface pressure of the nip is 0.6 × 10 6.FivePa ~ 1.5 × 10FivePa is preferred.
[0115]
An example of fixing conditions by the fixing device shown in FIG. 3 is that the fixing temperature (surface temperature of the heating roller 701) is 150 to 210 ° C., and the fixing linear velocity is 80 to 640 mm / sec.
[0116]
The fixing device used in the present invention may be provided with a cleaning mechanism as necessary. In this case, as a method of supplying silicone oil to the upper roller (heating roller) of the fixing unit, a method of supplying and cleaning with a pad, roller, web or the like impregnated with silicone oil can be used.
As the silicone oil, one having high heat resistance is used, and polydimethyl silicone, polyphenylmethyl silicone, polydiphenyl silicone and the like are used. Since a low-viscosity thing will have a large outflow at the time of use, those having a viscosity at 20 ° C. of 1 to 100 Pa · s are preferably used.
[0117]
In the present invention, it is remarkably exerted when the image forming step is included by a fixing device without supplying silicone oil or by a fixing device with a very small supply amount of silicone oil. Even when silicone oil is supplied, the supply amount is preferably 2 mg or less with respect to the A4 size recording material.
By setting the supply amount of silicone oil to 2 mg / A4 or less, the amount of silicone oil attached to the transfer paper (image forming support) after fixing is reduced, making it difficult to fill in with a ballpoint pen or the like using the silicone oil attached to the transfer paper. There is no shortage, and the writing property is not impaired.
In addition, it is possible to avoid problems such as deterioration in offset resistance due to deterioration of silicone oil over time and contamination of the optical system and electrodes due to silicone oil.
[0118]
Here, the amount of silicone oil supplied is such that 100 sheets of transfer paper (A4 size white paper) are continuously passed through the fixing device (between the rollers) heated to a predetermined temperature, and the mass change (Δw) of the fixing device before and after passing the paper. ) Is calculated (Δw / 100).
[0119]
As described above, the black toner of the present invention has been mainly described in the case of forming a full color image using the black toner. However, the black toner of the present invention can be used for forming a so-called monochrome image that is not a color image.
[0120]
<Example>
(Latex Preparation Example 1)
In a 5000 ml separable flask equipped with a stirrer, a temperature sensor, a condenser, and a nitrogen introduction device, 7.08 g of sodium anhydrous activator (SDS) prepared in advance and 3010 g of ion-exchanged water were prepared. A solution consisting of was added.
[0121]
The internal temperature of the reaction vessel was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream.
On the other hand, a monomer solution consisting of 70.1 g of styrene, 19.9 g of n-butyl acrylate and 10.9 g of methacrylic acid was prepared. Then, a solution prepared by dissolving 9.2 g of potassium persulfate (KPS), which is a polymerization initiator, in 200 g of ion-exchanged water was added, and then the temperature was raised to 75 ° C., and the monomer solution was added dropwise over 1 hour. Latex particles were prepared by heating and stirring at ° C for 2 hours. The process so far is referred to as “HP process”, and the obtained latex particles are referred to as “latex HP”.
[0122]
Separately, in a flask having a stirrer, 105.6 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, 6.4 g of methacrylic acid, and 5.6 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester were added to a solution of the exemplified compound (19 72.0 g of the fixing improver consisting of 1) was heated to 80 ° C. and dissolved. Then, a solution obtained by dissolving 1.6 g of SDS in 2700 ml of water is heated to 80 ° C., and 28 g of latex HP obtained in the above-described HP step is added in an amount corresponding to the solid content, and has a circulation path to the SDS aqueous solution. A solution obtained by adding a fixing improver to the monomer was mixed and dispersed by a mechanical disperser (manufactured by Claremix Co., Ltd.) to prepare an emulsion containing emulsified particles having a uniform dispersed particle size.
Subsequently, a solution prepared by dissolving 5.1 g of polymerization initiator KPS in 240 ml of ion exchange water is added to the dispersion having the latex HP, and further 750 ml of water is added, heated to 80 ° C., and heated to 80 ° C. For 3 hours to prepare a latex having an intermediate molecular weight encapsulated with a high molecular weight as a nucleus. This process is referred to as “MP process”.
[0123]
Further, a solution prepared by dissolving 7.4 g of KPS in 200 ml of water was added to this latex, and while maintaining the temperature at 80 ° C., 300 g of styrene, 95 g of butyl acrylate, 15.3 g of methacrylic acid and n-octyl-3-mercaptopropionic acid A solution mixed with 10.4 g of ester was added dropwise over 1 hour. And it was made to react for 2 hours and the target latex particle was obtained. This reaction process is referred to as “LP process”, and the latex particles are referred to as “latex 1”.
[0124]
<Latex 2>
In a flask having a stirrer, 102.0 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, 6.4 g of methacrylic acid and 72.0 g of a fixing improver composed of the exemplified compound (19) were heated to 80 ° C. and dissolved. Next, a solution obtained by dissolving 1.6 g of SDS in 2700 ml of water is heated to 80 ° C., and 28 g of latex HP obtained in the above-described HP step is added in an amount corresponding to the solid content. A solution obtained by adding a fixing improver to the above monomer was mixed and dispersed using a mechanical disperser (manufactured by Claremix Co., Ltd.) to prepare an emulsion containing emulsified particles having a uniform dispersed particle size.
[0125]
Subsequently, a solution prepared by dissolving 5.1 g of polymerization initiator KPS in 240 ml of ion exchange water is added to the dispersion having the latex particles, and 750 ml of water is further added, heated to 80 ° C., and heated to 80 ° C. For 3 hours to prepare a latex having an intermediate molecular weight encapsulated with a high molecular weight as a nucleus. This process is referred to as “HP process”.
Further, to this latex, a solution of 14.8 g of KPS dissolved in 400 ml of water was added, and kept at 80 ° C., 600 g of styrene, 190 g of butyl acrylate, 30 g of methacrylic acid and n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester. A solution containing 20.8 g was added dropwise over 1 hour. And it was made to react for 2 hours and the target latex particle was obtained. This reaction step is referred to as “LP step”, and the latex particles are referred to as “latex 2”.
[0126]
<Preparation of colored particles Bk>
“Colorant dispersion Bk1”
5.9 g of sodium n-dodecyl sulfate was dissolved in 160 ml of ion-exchanged water with stirring. To this solution under stirring, C.I. I. CI Pigment Red 122 and C.I. I. 12.6 g of CI Pigment Green 7 was gradually added and dispersed using a mechanical disperser (Claremix). As a result of measuring the particle size of this dispersion using a laser diffraction particle size analyzer SALD-1000 (manufactured by Shimadzu Corporation), the weight average was 150 nm. This dispersion is referred to as “colorant dispersion Bk1”.
[0127]
<Colorant dispersion Bk2>
In the preparation of “Colored Dispersion Bk1,” 14.3 g of Pigment Red 48: 3 as a red colorant and C.I. as a green colorant as chromatic colorants. I. “Colorant dispersion Bk2” was obtained in the same manner as “Colorant dispersion Bk1” except that 11.5 g of Pigment Green 2 was used. As a result of measuring the particle diameter of the dispersion liquid, the weight average was 161 nm.
[0128]
“Adhesive dispersion Bk3”
In the preparation of “Colorant Dispersion Bk1,” 14.1 g of Pigment Blue 15: 3 as a blue colorant and 12.6 g of Pigment Orange 43 as an orange colorant were used as chromatic colorants. Otherwise, “Colorant Dispersion Bk3” was obtained in the same manner as “Colorant Dispersion Bk1”. As a result of measuring the particle size of the dispersion, the weight average was 148 nm.
[0129]
"Colorant dispersion Bk4"
In the preparation of “Colorant Dispersion Bk1”, 7.8 g of Pigment Violet 19 which is a purple colorant and 9.8 g of Pigment Yellow 180 which is a yellow colorant are used as chromatic colorants. In the same manner as “Colorant dispersion Bk1”, “Colorant dispersion Bk4” was obtained. As a result of measuring the particle size of the dispersion, the weight average was 198 nm.
[0130]
"Colorant dispersion Bk5"
In the preparation of “Colorant Dispersion Bk1”, 10.2 g of Pigment Red 57: 1 which is a red colorant and C.I. which is a green colorant are used as chromatic colorants. I. “Colorant dispersion Bk5” was obtained in the same manner as “Colorant dispersion Bk1” except that 10.0 g of CI Pigment Green 10 and 1.8 g of titanium black were used. As a result of measuring the particle size of the dispersion, the weight average was 220 nm.
[0131]
“Comparison colored dispersion Bk1”
In the preparation of “colored dispersion Bk1”, C.I. which is a yellow colorant is used as a chromatic colorant. I. Except for using 10.9 g of Solvent Yellow 93, 10.9 g of Pigment Red 48: 3 as a magenta colorant, and 9.5 g of Pigment Blue 15: 3 as a cyan colorant, “Colorant In the same manner as "Dispersion Bk1", "Comparative Colorant Dispersion Bk1" was obtained.
[0132]
"Comparison coloring dispersion Bk2"
"Comparative colorant dispersion Bk2" was obtained in the same manner as "Colorant dispersion Bk1" except that 42.0 g of carbon black was used as the colorant and no chromatic colorant was added.
[0133]
(Toner Production Example 1)
420.7 g of the above-mentioned “latex 1” corresponding to the solid content, 900 ml of ion exchange water and 351 g of “colorant dispersion Bk1”, 5 liters equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device and a stirring device In a four-necked flask. After adjusting the temperature to 30 ° C., 5N aqueous sodium hydroxide solution was added to the solution to adjust the pH to 11.0. Next, an aqueous solution obtained by dissolving 12.1 g of magnesium chloride hexahydrate in 1000 ml of ion-exchanged water was added at 30 ° C. for 10 minutes while stirring. Thereafter, after standing for 3 minutes, the temperature increase was started, and the temperature was increased in 6 minutes until the liquid temperature reached 90 ° C. (temperature increase rate: 10 ° C./min). In this state, the particle diameter of the produced polymer particles was measured with a Coulter counter TAII, and when the volume average particle diameter became 5.5 μm or more, an aqueous solution in which 80.4 g of sodium chloride was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water. Was added to stop the particle growth, and the solution temperature was continuously changed in the range of 80 to 95 ° C., and the stirring time was changed from 1 hour to 10 hours for salting out / fusion. Then, it cooled to 30 degreeC on the conditions of temperature-fall rate 8 degree-C / min, hydrochloric acid was added, pH was adjusted to 2.0, and stirring was stopped.
The produced colored particles were filtered, washed repeatedly with ion-exchanged water, then dried at an intake air temperature of 60 ° C. using a flash jet dryer, and then dried at a temperature of 40 ° C. using a fluidized bed dryer. . To 100 parts by weight of the obtained colorant particles, 0.8 part by weight of silica fine particles was externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a black toner.
[0134]
(Toner Production Example 2)
“Toner 2” was obtained in the same manner as in (Toner Production Example 1) except that “Colorant Dispersion Bk2” was used instead of “Colorant Dispersion Bk1”.
[0135]
(Toner Production Example 3)
“Toner 3” was obtained in the same manner as in (Toner Production Example 1) except that “Colorant Dispersion Bk3” was used instead of “Colorant Dispersion Bk1”.
[0136]
(Toner Production Example 4)
(Toner Production Example 1) (Toner Production) except that “Latex 2” was used instead of “Latex 1” and “Colorant Dispersion Bk4” was used instead of “Colorant Dispersion Bk1”. “Toner 4” was obtained in the same manner as in Example 1).
[0137]
(Toner Production Example 5)
In (Toner Production Example 1), “Latex 2” was used instead of “Latex 1”, and “Colorant dispersion Bk5” was used instead of “Colorant dispersion Bk1”. “Toner 5” was obtained in the same manner as in Example 1).
[0138]
(Toner Production Example 6)
In this example, polymer particles are prepared by a suspension polymerization method.
165 g of styrene, 35 g of n-butyl acrylate, C.I. I. Pigment Red 122 (5.0 g), C.I. I. Pigment Green 7 (5.2 g), di-t-butylsalicylic acid metal compound (2 g), styrene-methacrylic acid copolymer (8 g), and paraffin wax (mp: 70 ° C.) (20 g) were heated to 60 ° C. Then, it was uniformly dissolved and dispersed at 12000 rpm with a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.).
To this, 10 g of 2,2'-azobis (2,4-valeronitrile) as a polymerization initiator was added and dissolved to prepare a polymerizable monomer composition. Next, 450 g of 0.1 M sodium phosphate aqueous solution was added to 710 g of ion-exchanged water, and 68 g of 1.0 M calcium chloride was gradually added while stirring at 13000 rpm with a TK homomixer to prepare a suspension in which tricalcium phosphate was dispersed. . The polymerizable monomer composition was added to this suspension, and stirred at 10,000 rpm for 20 minutes with a TK homomixer to granulate the polymerizable monomer composition. Then, it was made to react at 75-95 degreeC for 5 to 15 hours using the reaction apparatus which has a stirring blade. Tricalcium phosphate was dissolved and removed with hydrochloric acid, and then classified in the liquid by centrifugal sedimentation using a centrifugal separator, and then filtered, washed and dried. To 100 parts by weight of the obtained colored particles, 1 part by weight of silica fine particles was externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a toner by suspension polymerization. This is referred to as “toner 6”.
[0139]
(Toner Production Example 7)
In this example, polymer particles are prepared by a pulverization method.
100 parts by weight of styrene acrylic resin, 4.8 parts by weight of Pigment Red 57: 1, and C.I. I. 5.2 parts by weight of CI Pigment Green 7 and 4.0 parts by weight of the fixing improver composed of the exemplified compound (9) were mixed with a Henschel mixer, melt-kneaded with a twin-screw extruder kneader, and mixed into a jet mill. After being pulverized and classified by an airflow classifier, 0.8 part by weight of hydrophobic silica was mixed with a Henschel mixer, and “Toner 7” was obtained by a pulverization method.
[0140]
(Comparative Toner Production Example 1)
In Toner Production Example 1, Comparative Toner 1 was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1, except that “Comparative Colorant Dispersion Bk1” was used instead of “Colorant Dispersion Bk1”.
(Comparative Toner Production Example 2)
In Toner Production Example 1, Comparative Toner 2 was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1, except that “Comparative Colorant Dispersion Bk2” was used instead of “Colorant Dispersion Bk1”.
[0141]
<Evaluation>
For each of the toners prepared as described above, a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 60 μm, the surface of which is coated with a silicone resin, is mixed so that the final toner concentration becomes 6%. Stios 7075] (manufactured by Konica Corporation) was used to evaluate the photoconductor cleaning in a high-speed printer under the following conditions: a stacked organic photoconductor was used as the photoconductor. Also, a blade cleaning method was adopted for cleaning the photoreceptor.
[0142]
-Moving speed of photosensitive drum surface: 135 mm / sec
-Photosensitive drum surface potential (dark potential): -500V
-Photosensitive drum surface potential (write potential): -100V
・ DC bias: -400V
・ AC bias: 2kV
・ AC part frequency: 12kHz
・ Repeated frequency of 2 frequencies: 1.5kHz
-Ratio of peripheral surface speed of developing sleeve to photosensitive drum: 1.7
-Developer amount in the development area: 40 mg / cm2
[0143]
As the fixing method, a pressure contact type heat fixing device shown in FIG. 3 was used. Specifically, in this fixing device, a coating layer formed of a PFA tube having a thickness of 25 μm is formed on the surface of a cylindrical aluminum alloy core bar having an inner diameter of 70 mm, a wall thickness of 15.0 mm, and a total width of 310 nm. A 7 mm thick silicone rubber (Asker C hardness 62) coating layer is formed on the surface of a heating roller (701) having a heater disposed therein and an iron core with an inner diameter of 60 mm and a wall thickness of 8.0 mm. And a nip portion of 12.8 mm.
In this fixing device, the linear speed of printing was set to 380 mm / sec. As a cleaning mechanism of this fixing device, a web-type supply system impregnated with polydiphenyl silicone (having a viscosity of 10 Pa · s at 20 ° C.) was used, and the amount of silicone oil applied was 0.6 mg / A4. .
[0144]
(Characteristic evaluation)
Under the above conditions, 2 million black solid images, halftone images with an image density of 0.4, and white background images were printed continuously in a high temperature and humidity environment (33 ° C / 50% RH). The image density and the density of “fog” on the white background were measured with a Macbeth reflection densitometer. “Durability” was recorded as the smaller number among the number of sheets where the maximum image density was less than 1.2 and the number of sheets where “fogging” was 0.01 or more. “Transfer rate” is 60 mg / cm on the photoreceptor.2The amount of adhesion per unit area transferred to the recording paper as a transfer agent was measured. If it is 80% or more, the uniformity of the image density is hard and good.
[0145]
In addition, solid image texture and halftone texture were visually determined. Among the 20 judges, “A” indicates that the number of persons evaluated as having excellent texture is 15 or more, “B” indicates that the number is 10 or more, and the number of persons is 3 What was less than was evaluated as "C".
The evaluation of the color was visually judged. Fixing rate is 0.6mg / cm21 inch square solid images were collected and obtained from image densities before and after peeling with a scotch mending tape (manufactured by Sumitomo 3M).
That is, fixing rate = (image density after peeling / image density before peeling) × 100 [%]
It is.
Those having a fixing rate of 80% or more were determined to have acceptable performance.
The results are shown in Table 1, and the external structure of each toner is shown in Table 2.
[0146]
[Table 1]
Figure 0004026316
[0147]
[Table 2]
Figure 0004026316
[0148]
【The invention's effect】
The present invention relates to a black toner for developing an electrostatic latent image suitably used for forming a visible image, particularly a full color image, the number of types of chromatic colorants contained, the content ratio thereof, and the production of the black toner. When the method satisfies a specific condition, a high-quality visible image, particularly a color image, excellent in black reproducibility and fine line reproducibility can be stably formed.
That is, by using a black toner whose 80% by mass or more is composed of two kinds of chromatic colorants, color rendering does not appear in the formed image and blackness stability is improved. An image having a certain color can be obtained even under irradiation light having
[0149]
Further, the black toner for developing an electrostatic latent image is obtained by polymerizing a polymerization monomer in an aqueous medium, so that toner particles with a small diameter can be obtained. Further, an image with improved image quality in reproducibility such as fine lines and dots can be obtained.
[0150]
In the black toner, the number of types of chromatic colorants contained, the content ratio thereof, and the production method thereof are specified, and the external configuration of the black toner itself (shape, particle size, etc.) Therefore, it is possible to stably form a high-quality visible image, particularly a color image, excellent in black reproducibility and fine line reproducibility.
That is, excellent developability and transferability can be obtained by using black toner composed of toner particles having a shape coefficient variation coefficient of 16% or less and a number variation coefficient in the number particle size distribution of 27% or less. .
Further, the charge amount distribution in the toner becomes sharp, and the chargeability between the toner particles of each color can be made uniform. As a result, the adhesion to the image forming support is made uniform among the toner particles of each color. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views showing projection views of toner particles without corners, and FIGS. 1B and 1C are explanatory views showing projection views of toner particles with corners, respectively.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus for carrying out the image forming method of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a fixing device using a hot roll fixing method.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of arrangement of halogen heaters in a heating roller of a fixing device.
[Explanation of symbols]
Pa, Pb, Pc, Pd Image forming unit
1la, 1lb, 1lc, 1ld Photosensitive drum
12a, 12b, 12c, 12d Drum charger
12la, 12lb, 12lc, 12ld Static elimination exposure lamp
122a, 122b, 122c, 122d Potential sensor
13a, 13b, 13c, 13d Developer
14a, 14b, 14c, 14d Transfer charger
141a, 141b, 141c, 141d Transfer pressing member
15a, 15b, 15c, 15d Photoconductor cleaning unit
16 Belt neutralizer 17 Laser beam exposure device
18 Registration roller 19 Separation charger
20 Recording material carrier 21 Cleaning device
60 Recording material cassette 601 Recording material
61 Tray 70 Fixing device
701 Heating roller 702 Pressure roller
703, 704 Cleaning member 705, 706 Heater
707 Oil application roller 708 Oil reservoir
709 Thermistor 712 Coating layer
713 Core 714 Heating member
714A Central halogen heater
714B and 714C End Halogen Heater
721 Core
722 Coating layer

Claims (13)

少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて得られる重合体粒子と、複数の有彩色着色剤とを水系媒体中で会合させてなる静電潜像現像用黒色トナーにおいて、
当該有彩色着色剤の80質量%以上の部分が、2種類の有彩色着色剤よりなることを特徴とする静電潜像現像用黒色トナー。
In a black toner for developing an electrostatic latent image, in which at least a polymerized monomer is polymerized in an aqueous medium and a plurality of chromatic colorants are associated in an aqueous medium.
A black toner for developing an electrostatic latent image, wherein 80% by mass or more of the chromatic colorant comprises two kinds of chromatic colorants.
前記2種類の有彩色着色剤が、相互に補色の関係にあるものであることを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用黒色トナー。  2. The black toner for developing an electrostatic latent image according to claim 1, wherein the two kinds of chromatic colorants are complementary to each other. 前記2種類の有彩色着色剤が、緑色着色剤と赤色着色剤とからなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電潜像現像用黒色トナー。  3. The electrostatic latent image developing black toner according to claim 1, wherein the two kinds of chromatic colorants include a green colorant and a red colorant. 4. 前記2種類の有彩色着色剤が、青色着色剤と橙色着色剤とからなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電潜像現像用黒色トナー。  3. The electrostatic latent image developing black toner according to claim 1, wherein the two kinds of chromatic colorants include a blue colorant and an orange colorant. 4. 前記2種類の有彩色着色剤が、紫色着色剤と黄色着色剤とからなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電潜像現像用黒色トナー。  3. The electrostatic latent image developing black toner according to claim 1, wherein the two kinds of chromatic colorants are a violet colorant and a yellow colorant. 4. 前記有彩色着色剤は、水系媒体中で10〜600nmの範囲の粒径となるように分散した有彩色着色剤分散液として用いられることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  The chromatic colorant is used as a chromatic colorant dispersion dispersed in an aqueous medium so as to have a particle size in the range of 10 to 600 nm. The black toner for developing electrostatic latent images. 形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  The black for electrostatic latent image development according to any one of claims 1 to 6, wherein the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. toner. 形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  7. The black for electrostatic latent image development according to claim 1, wherein the proportion of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more. toner. 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  The black for electrostatic latent image development according to any one of claims 1 to 6, wherein the proportion of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more. toner. 角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  The black toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 7, wherein the proportion of toner particles having no corners is 50% by number or more. トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナー。  In the histogram showing the number-based particle size distribution in which the horizontal axis is the natural logarithm lnD and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23 when the particle diameter of the toner particles is D (μm), the most frequent class The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained in the toner particles and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class is 70% or more. The black toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 10. 静電潜像を現像してトナー像を形成する工程と、当該トナー像を画像形成支持体に転写した後、加熱ローラを有する定着装置によりトナー像を定着する工程を含む画像形成方法において、An image forming method comprising: developing an electrostatic latent image to form a toner image; and transferring the toner image to an image forming support, and then fixing the toner image with a fixing device having a heating roller.
静電潜像の現像に、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。An image forming method using the black toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 11 for developing the electrostatic latent image.
静電潜像を現像してトナー像を形成する工程と、当該トナー像を画像形成支持体に転写した後、加熱ローラを有する定着装置によりトナー像を定着する工程を含む画像形成を行う画像形成装置であって、Image formation including a step of developing a latent electrostatic image to form a toner image, and a step of transferring the toner image to an image forming support and then fixing the toner image by a fixing device having a heating roller. A device,
静電潜像の現像に、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の静電潜像現像用黒色トナーを用いることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus using the black toner for developing an electrostatic latent image according to claim 1 for developing the electrostatic latent image.
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