JP4096811B2 - Toner for developing electrostatic image and image forming method using the same - Google Patents

Toner for developing electrostatic image and image forming method using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電荷像現像用トナー及びそれを用いた画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザプリンタにおいて、高画質でより写真ライクな画像を得るためには、トナーとして小粒径で、かつ光沢度の高い画像が好まれている。トナーの小粒径化には、重合法によるトナー粒子作製が注目されている。
【0003】
上記のような電子写真プロセスを利用した複写機等においては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着して永久画像にする必要があり、その定着法として溶剤定着法、圧力定着法、あるいは加熱定着法が知られている。
【0004】
加熱定着法としては、熱効率や安全性の良好な接触加熱型の熱ローラ方式、および省エネルギータイプのフィルム加熱方式が採用されている。
【0005】
接触加熱定着法に用いる加熱定着装置としては、円筒状芯金の内部にヒーターランプを備え、その外周面に耐熱性離型層を形成した加熱ロールと、この加熱ロール(定着ロール)に対し圧接配置され、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧ロールとで構成されており、これら両ロール間に、一定の圧力を加えて、未定着トナー像の形成された普通紙等の支持体を挿通させて定着を行う加熱定着ロール方式のものが知られている。この方式に使用される加熱ロール型定着装置は、他の加熱定着法である熱風定着方式やオーブン定着方式のものと比べて、熱効率が高い為、低電力で、高速性に優れ、しかも、紙詰まりによる火災の危険性も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
【0006】
しかしながら、加熱ローラ(定着用回転部材)を用いる接触加熱ローラ定着方式の定着装置では、ハロゲンヒータを内部に有する加熱ローラにより転写材やトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着用の加熱ローラを加熱する必要があるため、弾性層内側の温度が高くなり、発熱ゴムローラの寿命を短くしていたり、省エネルギー効果が悪く、省エネ面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がかかりプリント時間(ウォーミングアップタイム)が長くなってしまうという問題がある。
【0007】
近年、この様な接触加熱ロール型定着装置の上記課題に対し、熱容量の小さいセラミックヒーターとフィルムを組み合わせたオンデマンドタイプ、すなわち、待機時のヒーターには余熱のための電気のみが流れており、必要になったとき、例えば、紙が供給されてからヒーターに電気が入力される方式の定着器が実用化されてきた。
【0008】
しかしながら、シームレスフィルム等を用いた上記オンデマンド定着方式においては、転写材上のトナーが定着ローラもしくは定着フィルムに静電的に転移する静電オフセット現象が発生することがあり、また、従来の定着方式に比較して、定着荷重が低いため、トナーからの離型剤が滲出する効率が低く、その結果として、オフセットが発生しやすい問題があった。特に、画像に検出されない軽微なオフセットにより、定着部材が汚染され、寿命が短い問題があった。それ故、同方式の定着装置は、高速プリンタや高速複写機に適用されることがなかった。
【0009】
更に、最近では、省エネ定着方式として、低温定着技術が注目されているが、低温下でのプリント処理の高速化を考慮に入れると、使用するトナーの特性により、特にオフセット性が大きく影響を受ける。上記のような低温定着方式においては、従来のトナーで使用する樹脂では、弾性が高すぎて、特にコールドオフセットを発生しやすいという課題があり、逆に、樹脂の特性として必要以上に弾性を低く設計すると、保存時にトナーの凝集、融着を引き起こしてしまうため、耐オフセット性とトナー保存性を両立させることが困難である。
【0010】
又、トナー粒子と無機微粒子を含む乾式トナーにおいて、無機微粒子にシラノール化合物を含む乾式トナーの技術(特許文献1)が知られているが、これも上記問題を解決するには不十分であった。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−125306号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、定着温度領域が広く、耐オフセット性及び定着性に優れ、かつトナ−保存性、カブリ耐性が良好で、臭気が低減された静電荷像現像用トナー及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
1.樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着させて得られ、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれか並びにワックスを含有する静電荷像現像用トナーであって、ヘッドスペース法により測定したトリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかの含有量が、1〜20ppmであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0014】
2.前記樹脂粒子が、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかを用いて調製されたものであることを特徴とする前記1項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0015】
3.前記トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかの含有量が、5〜15ppmであることを特徴とする前記1項乃至前記2項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0016】
4.形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子を65個数%以上含有するトナーであることを特徴とする前記1項乃至3項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0017】
5.静電荷像担持体上に静電荷像を形成する工程、静電荷像現像用トナーを含む現像剤で該静電荷像を現像してトナー画像を形成する工程、及び該トナー画像を転写体上に転写する工程を含む画像形成方法において、該静電荷像現像用トナーが、前記1項〜4項のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
【0018】
以下、本発明の詳細について説明する。
請求項1に係る発明では、静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう)が、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかを、1〜20ppm含有することが特徴である。
【0019】
本発明者は、特に、低温定着時の耐オフセット性、トナーの保存性改良や臭気の低減について鋭意検討を進めた結果、静電荷像現像用トナーに、有機シラノール化合物をトナー内部におけるワックス分散剤として特定量存在させることにより、低温での定着性とトナー保存性のいずれも改良できることを見いだし、本発明に至った次第である。更に、トナーからの発生する臭気低減という観点から、含有量として1〜20ppmとすることが、極めて重要であることが判明した。
【0020】
トナー中におけるトリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかの効果は、その詳細については未だ明確ではないが、トナー中の離型剤の分散性向上剤としての効果を有しており、その結果として、低温定着時の耐オフセット性の向上に効果が認められたものと推測している。また、同時に、トナーの保存安定性や帯電安定性に対しても効果が認められたものである。
【0023】
本発明の有機シラノール化合物の具体例としては、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールを挙げることができる。
【0024】
本発明に係る有機シラノール化合物は、当該分野の知識を有するものが、公知の方法に従って容易に合成し得ることができ、また市販品として入手することもできる。
【0025】
本発明に係る有機シラノール化合物の含有量は、静電荷像現像用トナーに対し、1〜20ppmであることが特徴であるが、好ましくは5〜15ppmである。本発明に係る有機シラノール化合物の含有量が1ppm未満では、本発明の目的効果を発揮することができず、逆に20ppmを越えると、静電荷像現像用トナーが柔らかくなりすぎ、トナー保存性の劣化や定着率の低下、あるいは臭気の観点から好ましくない。
【0026】
本発明に係る有機シラノール化合物の製造工程における添加量は、静電荷像現像用トナーに対して10〜50ppmであることが好ましく、添加量をこの範囲とすることにより、トナー中の離型剤(ワックス)の分散性向上に効果を発揮することができ、かつ減圧乾燥後のトナー中での有機シラノール化合物の残留量を、本発明で規定する範囲に設定することができ、トナーとして臭気が問題とはならない条件とすることができる。
【0027】
本発明に係る有機シラノール化合物の静電荷像現像用トナーへの添加方法としては下記の重合性単量体を水系媒体中で重合して樹脂を製造する工程を含む重合法トナーの場合には、有機シラノール化合物を樹脂粒子調整時に重合性単量体に添加する方法が挙げられる。重合法トナーの製法が、下記の多段重合法である場合には、離型剤の添加と同時に添加することが好ましい。
【0028】
本発明において、静電荷像現像用トナー中のトリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールの含有量を、ヘッドスペース法により測定した含有量として、1〜20ppmの範囲に低減するための有効な方法は、トナーの乾燥工程として、後述の減圧乾燥工程を用いることが好ましい。
【0029】
本発明において、本発明に係る有機シラノール化合物の定量方法は、ヘッドスペース方式のガスクロマトグラフにより、内部標準法等の通常のガスクロマトグラフで使用される検出方法を使用して測定する。この方法は、トナーを開閉容器中に封入し、複写機等の熱定着時程度に加温し、容器中に揮発成分が充満した状態で速やかに容器中のガスをガスクロマトグラフに注入して揮発成分量を測定するとともに、MS(質量分析)も行うものである。
【0030】
以下に、ヘッドスペースガスクロマトグラフによる測定法を詳細に説明する。
〈ヘッドスペースガスクロマトグラフ測定方法〉
1.試料の採取
20mlヘッドスペース用バイアルに0.8gの試料を採取する。試料量は、0.01gまで秤量する(単位質量あたりの面積を算出するのに必要)。専用クリンパーを用いてバイアルをセプタムを用いてシールする。
【0031】
2.試料の加温
170℃の恒温槽に試料を立てた状態で入れ、30分間加温する。
【0032】
3.ガスクロマトグラフ分離条件の設定
質量比で15%になるようにシリコンオイルSE−30でコーティングした担体を内径3mm、長さ3mのカラムに充填したものを分離カラムとして用いる。該分離カラムをガスクロマトグラフに装着し、Heをキャリアとして、50ml/分で流す。分離カラムの温度を40℃にし、15℃/分で260℃まで昇温させながら測定する。260℃到達後5分間保持する。
【0033】
4.試料の導入
バイアルビンを恒温槽から取り出し、直ちにガスタイトシリンジで試料から発生したガス1mlを採取し、これを上記分離カラムに注入する。
【0034】
5.計算
内部基準物質として使用した有機シラノール化合物により、予め検量線を作製し、それぞれ各成分の濃度を求める。
【0035】
6.機材
(1)ヘッドスペース条件

Figure 0004096811
(2)GC/MS条件
GC:ヒューレットパッカード社製HP5890
MS:ヒューレットパッカード社製HP5971
カラム:HP−624 30m×0.25mm
オーブン温度:40℃(3min)−15℃/min−260℃
測定モード:SIM
次いで、本発明の静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明する。
【0036】
本発明のトナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合する製造方法(重合法)が好ましいが、この製造方法は、重合性単量体を懸濁重合法により重合して樹脂粒子を調製し、あるいは、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、あるいはミニエマルジョン重合を行って微粒の樹脂粒子を調製し、必要に応じて荷電制御性樹脂粒子を添加した後、有機溶媒、塩類などの凝集剤等を添加して当該樹脂粒子を凝集、融着する方法で製造するものである。
【0037】
〈懸濁重合法〉
本発明のトナーを製造する方法の一例としては、重合性単量体中に荷電制御性樹脂を溶解させ、着色剤や必要に応じて離型剤、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、攪拌機構が後述の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示す。
【0038】
〈乳化重合法〉
また、本発明のトナーを製造するその他の方法として樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着させて調製する方法が好ましい。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、同6−329947号、同9−15904号に示す方法等を挙げることができる。すなわち、樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を複数以上塩析、凝集、融着させる方法、特に水中に、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アルコールなど水に対して無限溶解する溶媒を加えてもよい。
【0039】
本発明のトナーの製造方法においては、重合性単量体に結晶性物質を溶かした後、重合性単量体を重合させる工程を経て形成した複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる方法が好ましく用いられる。重合性単量体に結晶性物質を溶かすとき、結晶性物質を溶解させて溶かしても、溶融して溶かしてもよい。
【0040】
また、本発明のトナーの製造方法としては、多段重合法によって得られる複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる工程が好ましく用いられる。ここで、多段重合法について以下に説明する。
【0041】
(多段重合法により得られる複合樹脂粒子の製造方法)
多段重合法を用いる場合、本発明のトナーの製造方法は、以下に示す工程より構成されることが好ましい。
【0042】
1:多段重合工程
2:複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させてトナー粒子を得る塩析/融着工程
3:トナー粒子の分散系から当該トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過・洗浄工程
4:洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程、
5:乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
から構成される。
【0043】
以下、各工程について、詳細に説明する。
〔多段重合工程〕
多段重合工程とは、オフセット発生防止したトナーを得るべく樹脂粒子の分子量分布を拡大させるために行う重合方法である。すなわち、1つの樹脂粒子において異なる分子量分布を有する相を形成するために重合反応を多段階に分けて行うものであって、得られた樹脂粒子がその粒子の中心より表層に向かって分子量勾配を形成させる様に意図して行うものである。例えば、はじめに高分子量の樹脂粒子分散液を得た後、新たに重合性単量体と連鎖移動剤を加えることによってて低分子量の表層を形成する方法が採られている。
【0044】
本発明においては、製造の安定性および得られるトナーの破砕強度の観点から三段重合以上の多段重合法を採用することが好ましい。以下に、多段重合法の代表例である二段重合法および三段重合法について説明する。この様な多段階重合反応によって得られたトナーでは破砕強度の観点から表層程低分子量のものが好ましい。
【0045】
〈二段重合法〉
二段重合法は、結晶性物質を含有する高分子量樹脂から形成される中心部(核)と、低分子量樹脂から形成される外層(殻)とにより構成される複合樹脂粒子を製造する方法である。
【0046】
この方法を具体的に説明すると、先ず、結晶性物質を単量体に溶解させて単量体溶液を調製し、この単量体溶液を水系媒体(例えば、界面活性剤水溶液)中に油滴分散させた後、この系を重合処理(第一段重合)することにより、結晶性物質を含む高分子量の樹脂粒子の分散液を調製するものである。
【0047】
次いで、この樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と低分子量樹脂を得るための単量体とを添加し、樹脂粒子の存在下で単量体を重合処理(第二段重合)を行うことにより、樹脂粒子の表面に、低分子量の樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層を形成する方法である。
【0048】
〈三段重合法〉
三段重合法は、高分子量樹脂から形成される中心部(核)、結晶性物質を含有する中間層及び低分子量樹脂から形成される外層(殻)とにより構成される複合樹脂粒子を製造する方法である。本発明のトナーでは上記の様な複合樹脂粒子として存在するものである。
【0049】
この方法を具体的に説明すると、先ず、常法に従った重合処理(第一段重合)により得られた樹脂粒子の分散液を、水系媒体(例えば、界面活性剤の水溶液)に添加するとともに、上記水系媒体中に、結晶性物質を単量体に溶解させてなる単量体溶液を油滴分散させた後、この系を重合処理(第二段重合)することにより、樹脂粒子(核粒子)の表面に、結晶性物質を含有する樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層(中間層)を形成して、複合樹脂粒子(高分子量樹脂−中間分子量樹脂)の分散液を調製する。
【0050】
次いで、得られた複合樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と低分子量樹脂を得るための単量体とを添加し、複合樹脂粒子の存在下で単量体を重合処理(第三段重合)することにより、複合樹脂粒子の表面に、低分子量の樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層を形成する。上記方法において、中間層を組み入れることにより、結晶性物質を微細かつ均一に分散することができ好ましい。
【0051】
本発明のトナーの製造方法の1態様においては、重合性単量体を水系媒体中で重合することが1つの特徴である。すなわち、結晶性物質を含有する樹脂粒子(核粒子)または被覆層(中間層)を形成する際に、結晶性物質を単量体に溶解させ、得られる単量体溶液を水系媒体中で油滴分散させ、この系に重合開始剤を添加して重合処理することにより、ラテックス粒子として得る方法である。
【0052】
本発明に用いられる水系媒体とは、水50質量%〜100質量%と水溶性の有機溶媒0〜50質量%とからなる媒体をいう。水溶性の有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等を例示することができ、得られる樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が好ましい。
【0053】
結晶性物質を含有する樹脂粒子または被覆層を形成するために好適な重合法としては、臨界ミセル濃度以下の濃度の界面活性剤を溶解してなる水系媒体中に、結晶性物質を単量体に溶解した単量体溶液を、機械的エネルギーを利用して油滴分散させて分散液を調製し、得られた分散液に水溶性重合開始剤を添加して、油滴内でラジカル重合させる方法(以下、本発明では「ミニエマルジョン法」という。)を挙げることができ、本発明の効果をより発揮することができ好ましい。なお、上記方法において、水溶性重合開始剤に代えて、あるいは水溶性重合開始剤と共に、油溶性重合開始剤を用いても良い。
【0054】
機械的に油滴を形成するミニエマルジョン法によれば、通常の乳化重合法とは異なり、油相に溶解させた結晶性物質が脱離が少なく、形成される樹脂粒子または被覆層内に十分な量の結晶性物質を導入することができる。
【0055】
ここで、機械的エネルギーによる油滴分散を行うための分散機としては、特に限定されるものではなく、例えば、高速回転するロータを備えた攪拌装置「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンおよび圧力式ホモジナイザーなどを挙げることができる。また、分散粒子径としては、10nm〜1000nmが好ましく、更に好ましくは50nm〜1000nmであり、特にに好ましくは30nm〜300nmである。
【0056】
分散粒子径に分布を持たせることで、トナー粒子中における結晶性物質の相分離構造、すなわちフェレ水平径、形状係数及びこれらの変動係数を制御してもよい。
【0057】
なお、結晶性物質を含有する樹脂粒子または被覆層を形成するための他の重合法として、乳化重合法、懸濁重合法、シード重合法などの公知の方法を採用することもできる。また、これらの重合法は、複合樹脂粒子を構成する樹脂粒子(核粒子)または被覆層であって、結晶性物質を含有しないものを得るためにも採用することができる。
【0058】
この重合工程で得られる複合樹脂粒子の粒子径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定される質量平均粒径で10〜1000nmの範囲にあることが好ましい。
【0059】
また、複合樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は48℃〜74℃の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは52℃〜64℃である。
【0060】
また、複合樹脂粒子の軟化点は95℃〜140℃の範囲が好ましい。
本発明のトナーは、樹脂および着色粒子の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させて樹脂層を形成させて得られるものであるが、このことについて以下に説明する。
【0061】
〔塩析/融着工程〕
この塩析/融着工程は、前記多段重合工程によって得られた複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる(塩析と融着とを同時に起こさせる)ことによって、不定形(非球形)のトナー粒子を得る工程である。
【0062】
本発明において、塩析/融着とは、塩析(粒子の凝集)と融着(粒子間の界面消失)とが同時に起こること、または、塩析と融着とを同時に起こさせる行為をいう。塩析と融着とを同時に行わせるためには、複合樹脂粒子を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度条件下において粒子(複合樹脂粒子、着色剤粒子)を凝集させることが好ましい。
【0063】
この塩析/融着工程では、複合樹脂粒子および着色剤粒子とともに、荷電制御剤などの内添剤粒子(数平均一次粒子径が10nm〜1000nm程度の微粒子)を塩析/融着させてもよい。また、着色剤粒子は、表面改質されていてもよく、表面改質剤としては、従来公知のものを使用することができる。
【0064】
〔熟成工程〕
熟成工程は、塩析/融着工程に後続する工程であり、樹脂粒子の融着後も温度を結晶性物質の融点近傍、好ましくは融点±20℃に保ち、一定の強度で攪拌を継続することにより、結晶性物質を相分離させる工程である。この工程において結晶性物質のフェレ水平径、形状係数及びこれらの変動係数を制御することが可能である。
【0065】
また、本発明においては、凝集剤に用いる2価(3価)の金属元素と後述する凝集停止剤として加える1価の金属元素の合計値が350〜35000ppmであることが好ましい。トナー中の金属イオン残存量の測定は、蛍光X線分析装置「システム3270型」〔理学電気工業(株)製〕を用いて、凝集剤として用いられる金属塩の金属種(例えば、塩化カルシウムに由来するカルシウム等)から発する蛍光X線強度を測定することによって求めることができる。具体的な測定法としては、凝集剤金属塩の含有割合が既知のトナーを複数用意し、各トナー5gをペレット化し、凝集剤金属塩の含有割合(質量ppm)と、当該金属塩の金属種からの蛍光X線強度(ピーク強度)との関係(検量線)を測定する。次いで、凝集剤金属塩の含有割合を測定すべきトナー(試料)を同様にペレット化し、凝集剤金属塩の金属種からの蛍光X線強度を測定し、含有割合すなわち「トナー中の金属イオン残存量」を求めることができる。
【0066】
〔濾過・洗浄工程〕
この濾過・洗浄工程では、上記の工程で得られたトナー粒子の分散系から当該トナー粒子を濾別する濾過処理と、濾別されたトナー粒子(ケーキ状の集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
【0067】
〔乾燥工程〕
この工程は、洗浄処理されたトナー粒子を乾燥処理する工程であるが、本発明においては、減圧乾燥処理する工程であることが好ましい。
【0068】
この工程で使用される減圧乾燥機としては、例えば、減圧スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。具体的には、減圧可能な静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機或いは攪拌式乾燥機などを使用することが好ましい。
【0069】
減圧乾燥時の条件は、乾燥温度がトナーに用いた樹脂のTg以下であればよく、減圧度、乾燥時間等は特に限定されず、適宜設定することができる。
【0070】
なお、減圧乾燥処理されたトナー粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
【0071】
本発明のトナーは、着色剤の不存在下において複合樹脂粒子を形成し、当該複合樹脂粒子の分散液に着色剤粒子の分散液を加え、当該複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させることにより調製されることが好ましい。
【0072】
このように、複合樹脂粒子の調製を着色剤の存在しない系で行うことにより、複合樹脂粒子を得るための重合反応が阻害されることない。このため、本発明のトナーによれば、優れた耐オフセット性が損なわれることはなく、トナーの蓄積による定着装置の汚染や画像汚れを発生させることはない。
【0073】
また、複合樹脂粒子を得るための重合反応が確実に行われる結果、得られるトナー粒子中に単量体やオリゴマーが残留するようなことはなく、当該トナーを使用する画像形成方法の熱定着工程において、異臭を発生させることはない。
【0074】
更に、得られるトナー粒子の表面特性は均質であり、帯電量分布もシャープとなるため、鮮鋭性に優れた画像を長期にわたり形成することができる。このようなトナー粒子間における組成・分子量・表面特性が均質であるトナーによれば、接触加熱方式による定着工程を含む画像形成方法において、画像支持体に対する良好な接着性(高い定着強度)を維持しながら、耐オフセット性および巻き付き防止特性の向上を図ることができ、適度の光沢を有する画像が得られる。
【0075】
次に、トナー製造工程で用いられる各構成因子について、詳細に説明する。
(重合性単量体)
本発明に用いられる樹脂(バインダー)を造るための重合性単量体としては、疎水性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋性単量体が用いられる。また、下記するごとく酸性極性基を有する単量体又は塩基性極性基を有するモノマーを少なくとも1種類含有するのが望ましい。
【0076】
(1)疎水性単量体
単量体成分を構成する疎水性単量体としては、特に限定されるものではなく従来公知の単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、1種または2種以上のものを組み合わせて用いることができる。
【0077】
具体的には、モノビニル芳香族系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を用いることができる。
【0078】
ビニル芳香族系単量体としては、例えば、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、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、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。
【0079】
アクリル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【0080】
ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。
【0081】
ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
【0082】
モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
【0083】
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【0084】
(2)架橋性単量体
樹脂粒子の特性を改良するために架橋性単量体を添加しても良い。架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有するものが挙げられる。
【0085】
(3)酸性極性基を有する単量体
酸性極性基を有する単量体としては、(a)カルボキシル基(−COOH)を有するα,β−エチレン性不飽和化合物及び(b)スルホン基(−SO3H)を有するα,β−エチレン性不飽和化合物を挙げることができる。
【0086】
(a)の−COO基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物の例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル、およびこれらのNa、Zn等の金属塩類等を挙げることができる。
【0087】
(b)の−SO3H基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物の例としてはスルホン化スチレン、そのNa塩、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル、そのNa塩等を挙げることができる。
【0088】
(4)塩基性極性基を有するモノマー
塩基性極性基を有するモノマーとしては、(i)アミン基或いは4級アンモニウム基を有する炭素原子数1〜12、好ましくは2〜8、特に好ましくは2の脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、(ii)(メタ)アクリル酸アミド或いは随意N上で炭素原子数1〜18のアルキル基でモノ又はジ置換された(メタ)アクリル酸アミド、(iii)Nを環員として有する複素環基で置換されたビニール化合物及び(iv)N,N−ジアリル−アルキルアミン或いはその四級アンモニウム塩を例示することができる。中でも、(i)のアミン基或いは四級アンモニウム基を有する脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステルが塩基性極性基を有するモノマーとして好ましい。
【0089】
(i)のアミン基或いは四級アンモニウム基を有する脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステルの例としては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、上記4化合物の四級アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。
【0090】
(ii)の(メタ)アクリル酸アミド或いはN上で随意モノ又はジアルキル置換された(メタ)アクリル酸アミドとしては、アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド等を挙げることができる。
【0091】
(iii)のNを環員として有する複素環基で置換されたビニル化合物としては、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニル−N−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−N−エチルピリジニウムクロリド等を挙げることができる。
【0092】
(iv)のN,N−ジアリル−アルキルアミンの例としては、N,N−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。
【0093】
(重合開始剤)
本発明に用いられるラジカル重合開始剤は、水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば、過硫酸塩(例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(例えば、4,4′−アゾビス4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。更に、上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とする事が可能である。レドックス系開始剤を用いることにより、重合活性が上昇し、重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短縮が達成でき好ましい。
【0094】
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが例えば50℃から90℃の範囲が用いられる。但し、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸等)の組み合わせを用いる事で、室温またはそれ以上の温度で重合する事も可能である。
【0095】
(界面活性剤)
前述の重合性単量体を使用して、特にミニエマルジョン重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行うことが好ましい。この際に使用することのできる界面活性剤としては、特に限定されるものでは無いが、下記のイオン性界面活性剤を好適な化合物の例として挙げることができる。
【0096】
イオン性界面活性剤としては、例えば、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等)が挙げられる。
【0097】
また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等をあげることができる。
【0098】
本発明において、これら界面活性剤は、主に乳化重合時の乳化剤として使用されるが、他の工程または他の目的で使用してもよい。
【0099】
(樹脂粒子、トナーの分子量分布)
本発明に係るトナーは、ピークまたは肩が100,000〜1,000,000、および1,000〜50,000に存在することが好ましく、さらにピークまたは肩が100,000〜1,000,000、25,000〜150,000及び1,000〜50,000に存在することがさらに好ましい。
【0100】
樹脂粒子の分子量は、100,000〜1,000,000の領域にピークもしくは肩を有する高分子量成分と、1,000から50,000未満の領域にピークもしくは肩を有する低分子量成分の両成分を少なくとも含有する樹脂が好ましい。さらに好ましくは、ピーク分子量で15,000〜100,000の部分にピーク又は肩を有する中間分子量体の樹脂を使用することが好ましい。
【0101】
トナーあるいは樹脂の分子量測定方法は、THF(テトラヒドロフラン)を溶媒としたGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による測定がよい。すなわち、測定試料0.5〜5mg、より具体的には1mgに対してTHFを1.0ml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を行い、充分に溶解させる。ついで、ポアサイズ0.45〜0.50μmのメンブランフィルターで処理した後に、GPCへ注入する。GPCの測定条件は、40℃にてカラムを安定化させ、THFを毎分1.0mlの流速で流し、1mg/mlの濃度の試料を約100μl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使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のShodex GPC KF−801、802、803、804、805、806、807の組合せや、東ソー社製のTSKgelG1000H、G2000H、G3000H、G4000H、G5000H、G6000H、G7000H、TSKguard columnの組合せなどを挙げることができる。又、検出器としては、屈折率検出器(IR検出器)、あるいはUV検出器を用いるとよい。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。
【0102】
(凝集剤)
本発明で用いられる凝集剤は、金属塩の中から選択されるものが好ましい。
【0103】
金属塩としては、一価の金属、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、例えばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩、マンガン、銅等の二価の金属塩、鉄、アルミニウム等の三価の金属塩等が挙げられる。
【0104】
これら金属塩の具体的な例を以下に示す。一価の金属の金属塩の具体例として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、二価の金属の金属塩として塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等が挙げられる。三価の金属塩としては、塩化アルミニウム、塩化鉄等が挙げられる。これらは、目的に応じて適宜選択される。一般的には一価の金属塩より二価の金属塩のほうが臨界凝集濃度(凝析値或いは凝析点)が小さく、更に三価の金属塩の臨界凝集濃度は小さい。
【0105】
本発明で言う臨界凝集濃度とは、水性分散液中の分散物の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加し、凝集が起こる点の濃度を示している。この臨界凝集濃度は、ラテックス自身及び分散剤により大きく変化する。例えば、岡村誠三他著高分子化学17,601(1960)等に記述されており、これらの記載に従えば、その値を知ることが出来る。又、別の方法として、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電位を測定し、ζ電位が変化し出す点の塩濃度を臨界凝集濃度とすることも可能である。
【0106】
本発明では、金属塩を用いて臨界凝集濃度以上の濃度になるように重合体微粒子分散液を処理する。この時、当然の事ながら、金属塩を直接加えるか、水溶液として加えるかは、その目的に応じて任意に選択される。水溶液として加える場合には、重合体粒子分散液の容量と金属塩水溶液の総容量に対し、添加した金属塩が重合体粒子の臨界凝集濃度以上になる必要がある。
【0107】
本発明における凝集剤たる金属塩の濃度は、臨界凝集濃度以上であれば良いが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2倍以上、更に好ましくは1.5倍以上添加される。
【0108】
(着色剤)
本発明に係るトナーは、上記の複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着して得られる。
【0109】
本発明に係るトナーを構成する着色剤(複合樹脂粒子との塩析/融着に供される着色剤粒子)としては、各種の無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【0110】
黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【0111】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加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%が選択される。
【0112】
磁性トナーとして使用する際には、前述のマグネタイトを添加することができる。この場合には所定の磁気特性を付与する観点から、トナー中に20〜60質量%添加することが好ましい。
【0113】
有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。
【0114】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0115】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156等が挙げられる。
【0116】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0117】
また、染料としては、例えば、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。
【0118】
これらの有機顔料及び染料は、所望に応じて、単独または複数を選択併用することが可能である。また、顔料の添加量は、重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。
【0119】
本発明に係るトナーを構成する着色剤(着色剤粒子)は、表面改質されていてもよい。表面改質剤としては、従来公知のものを使用することができ、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。シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルコキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン等のシロキサン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。チタンカップリング剤としては、例えば、味の素社製の「プレンアクト」と称する商品名で市販されているTTS、9S、38S、41B、46B、55、138S、238S等、日本曹達社製の市販品A−1、B−1、TOT、TST、TAA、TAT、TLA、TOG、TBSTA、A−10、TBT、B−2、B−4、B−7、B−10、TBSTA−400、TTS、TOA−30、TSDMA、TTAB、TTOP等が挙げられる。アルミニウムカップリング剤としては、例えば、味の素社製の「プレンアクトAL−M」等が挙げられる。
【0120】
これらの表面改質剤の添加量は、着色剤に対して0.01〜20質量%であることが好ましく、更に好ましくは0.1〜5質量%とされる。
【0121】
着色剤粒子の表面改質法としては、着色剤粒子の分散液中に表面改質剤を添加し、この系を加熱して反応させる方法を挙げることができる。
【0122】
表面改質された着色剤粒子は、濾過により採取され、同一の溶媒による洗浄処理と濾過処理が繰り返された後、乾燥処理される。
【0123】
(離型剤)
本発明に使用されるトナーは、離型剤を内包した樹脂粒子を水系媒体中に於いて融着させたトナーであることが好ましい。この様に樹脂粒子中に離型剤を内包させた樹脂粒子を着色剤粒子と水系媒体中で塩析/融着させることで、微細に離型剤が分散されたトナーを得ることができる。
【0124】
本発明に係るトナーでは、離型剤として、低分子量ポリプロピレン(数平均分子量=1500〜9000)や低分子量ポリエチレン等が好ましく、特に好ましくは、下記式で表されるエステル系化合物である。
【0125】
1−(OCO−R2n
式中、nは1〜4の整数、好ましくは2〜4、さらに好ましくは3〜4、特に好ましくは4である。R1、R2は、各々置換基を有しても良い炭化水素基を示す。R1は、炭素数1〜40、好ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜5がよい。R2は、炭素数1〜40、好ましくは16〜30、さらに好ましくは18〜26がよい。
【0126】
次に代表的な化合物の例を以下に示す。
【0127】
【化1】
Figure 0004096811
【0128】
【化2】
Figure 0004096811
【0129】
上記化合物の添加量は、トナー全体に対し1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。
【0130】
本発明に係るトナーでは、ミニエマルジョン重合法により樹脂粒子中に上記離型剤を内包させ、トナー粒子とともに塩析、融着させて調製することが好ましい。
【0131】
(荷電制御剤)
トナーは、着色剤、離型剤以外にトナー用材料として種々の機能を付与することのできる材料を添加することができる。具体的には、荷電制御剤等が挙げられる。これらの成分は前述の塩析/融着段階で樹脂粒子と着色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加することができる。
【0132】
荷電制御剤は、種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。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。
【0133】
(外添剤)
本発明に係るトナーには、流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。
【0134】
外添剤として使用できる無機微粒子としては、従来公知のものを挙げることができる。具体的には、シリカ微粒子、チタン微粒子、アルミナ微粒子等を好ましく用いることができる。これら無機微粒子は疎水性であることが好ましい。
【0135】
シリカ微粒子の具体例としては、日本アエロジル(株)製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト(株)製のHVK−2150、H−200、キャボット(株)製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
【0136】
チタン微粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル(株)製の市販品T−805、T−604、テイカ(株)製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン(株)製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産(株)製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
【0137】
アルミナ微粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル(株)製の市販品RFY−C、C−604、石原産業(株)製の市販品TTO−55等が挙げられる。
【0138】
外添剤として使用できる有機微粒子としては、数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の微粒子を挙げることができる。かかる有機微粒子の構成材料としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体などのを挙げることができる。
【0139】
外添剤として使用できる滑剤としては、高級脂肪酸の金属塩を挙げることができる。かかる高級脂肪酸の金属塩の具体例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸金属塩;オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸銅、オレイン酸マグネシウム等のオレイン酸金属塩;パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム等のパルミチン酸金属塩;リノール酸亜鉛、リノール酸カルシウム等のリノール酸金属塩;リシノール酸亜鉛、リシノール酸カルシウムなどのリシノール酸金属塩等が挙げられる。
【0140】
外添剤の添加量としては、トナーに対して0.1〜5質量%程度であることが好ましい。
【0141】
〈外添剤の添加工程〉
この工程は、乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程である。
【0142】
外添剤を添加するために使用される装置としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を挙げることができる。
【0143】
(トナー粒子)
本発明に係るトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜10μmであることが好ましく、更に好ましくは3〜8μmとされる。この粒径は、トナーの製造方法において、凝集剤(塩析剤)の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成によって制御することができる。
【0144】
個数平均粒径が3〜10μmであることにより、定着工程において、飛翔して加熱部材に付着しオフセットを発生させる付着力の大きいトナー微粒子が少なくなり、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。
【0145】
トナーの個数平均粒径は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザー、SLAD1100(島津製作所社製レーザー回折式粒径測定装置)等を用いて測定することができる。
【0146】
本発明においては、コールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するインターフェース(日科機社製)、パーソナルコンピューターを接続して使用した。前記コールターマルチサイザーにおけるアパーチャーとしては、100μmのものを用いて、2μm以上(例えば2〜40μm)のトナーの体積分布を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。
【0147】
〈トナー粒子の好ましい形状係数の範囲〉
本発明に係るトナーの形状係数は、1.0〜1.6のものが65個数%以上、好ましくは1.2〜1.6のものが65個数%以上、特に好ましくは1.2〜1.6のものが70個数%以上のものである。
【0148】
本発明に係る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。
【0149】
形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
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。本発明では、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、ついで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た。この際、100個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。
【0150】
本発明に係るトナーとしては、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%以上であるトナーであることが好ましい。
【0151】
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。
【0152】
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。
【0153】
〔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。
【0154】
(現像剤)
本発明に係るトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよい。
【0155】
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものがあげられ、いずれも使用することができる。
【0156】
また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いることが出来る。特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは25〜80μmのものがよい。
【0157】
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。
【0158】
キャリアは、磁性粒子が更に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、エステル系樹脂或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−アクリル系樹脂、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。
【0159】
(画像形成方法)
次に、本発明の静電荷像現像用トナーを用いる画像形成装置の一例を図1を用いて説明する。
【0160】
図1は中間転写体(転写ベルト)を用いた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【0161】
図1において、カラー画像を得るため画像形成装置は、複数個の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットにてそれぞれ色の異なる可視画像(トナー画像)を形成し、該トナー画像を同一中間転写体に順次重ねて転写するような画像形成方法である。
【0162】
ここでは、第1、第2、第3及び第4の画像形成ユニットPa、Pb、Pc及びPdが並設されており、該画像形成部はそれぞれ静電潜像形成体である感光体1a、1b、1c及び1dを具備している。感光体1a、1b、1c及び1dはその外周側に潜像形成部2a、2b、2c及び2d、現像部3a、3b、3c及び3d、転写放電部4a、4b、4c及び4d、クリーニング部材及びゴムブレードを有するクリーニング器5a、5b、5c及び5d、帯電器6a、6b、6c及び6dが配置するものである。
【0163】
この様な構成にて、先ず、第1画像形成ユニットPaの感光体1a上に潜像形成部2aによって原稿画像における、例えばイエロー成分色の潜像が形成される。該潜像は現像部3aのイエロートナーを含有する現像剤で可視画像とされ、転写放電部4aにて、転写ベルト21に転写される。
【0164】
一方、上記の様にイエロートナー画像が転写ベルト21に転写されている間に、第2画像形成ユニットPbではマゼンタ成分色の潜像が感光体1b上に形成され、続いて現像部3bでマゼンタトナーを含有する現像剤で可視画像とされる。この可視画像(マゼンタトナー画像)は、上記の第1画像形成ユニットPaでの転写が終了した転写ベルトが転写放電部4bに搬入されたときに、該転写ベルト21の所定位置に重ねて転写される。
【0165】
以下、上記と同様な方法により第3、第4の画像形成ユニットPc、Pdによりシアン成分色、ブラック成分色の画像形成が行われ、上記同一の転写ベルト上に、シアントナー画像、ブラックトナー画像が重ねて転写される。この様な画像形成プロセスが終了した時点で、転写ベルト21上に多色重ね合せ画像が得られる。一方、転写が終了した各感光体1a、1b、1c及び1dはクリーニング器5a、5b、5c及び5dにより残留トナーが除去され、引き続き行われる次の潜像形成のために供せられる。
【0166】
なお、前記画像形成装置では、転写ベルト21が用いられており、図3において、転写ベルト21は右側から左側へと搬送され、その搬送過程で、各画像形成ユニットPa、Pb、Pc及びPdにおける各転写放電部4a、4b、4c及び4dを通過し各色転写画像が転写される。
【0167】
転写ベルト21が第4画像形成ユニットPdを通過すると、AC電圧が分離除電放電器22dに加えられ、転写ベルト21は除電され、転写材Pにトナー像が一括転写される。その後転写材Pは定着装置23に入り、定着され、排出口25から排出され、カラー画像が得られる。
【0168】
なお、図中の22a、22b、22c及び22dは分離除電放電器であり、トナー像の転写を終えた転写ベルト21は、ブラシ状クリーニング部材とゴムブレードを併用したクリーニング器24により、転写残トナーがクリーニングされて、次の画像形成に備えられる。
【0169】
なお、前記の様に、搬送ベルトの如き長尺の転写ベルト21を用いて、その上に多色重ね合せ像を作り、それを転写材に一括転写する構成にしても、その画像形成ユニットにそれぞれ独立した転写ベルトを具備させ、それから転写材へ、順次各転写ベルトから転写する構成にしてもよい。
【0170】
尚、前記転写ベルトとしては、例えばポリイミド、ポリエーテル、ポリアミドあるいはテトラフルオロエチレン・パーフルオロビニルエーテル共重合体等の表面抵抗が1014Ω以上で、厚さ20μm程度の高抵抗フィルムの上に、フッ素系またはシリコン系樹脂に導電剤を添加して表面抵抗を105〜108Ωとした5〜15μm厚の離型層を設けてなるエンドレスフィルムが用いられる。
【0171】
本発明の画像形成方法においては、現像工程において形成されたトナー画像は、前述の様に転写材に転写する工程を経て、定着工程にて定着される。
【0172】
熱ロール定着方式では、表面にテトラフルオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダー内部に熱源を有する加熱ローラとシリコーンゴム等で形成された加圧ローラとから形成されている。熱源としては、線状のヒーターを有し、上ローラの表面温度を120〜200℃程度に加熱するものが代表例である。定着部においては上ローラと下ローラ間に圧力を加え、下ローラを変形させ、いわゆるニップを形成する。ニップ幅としては1〜10mm、好ましくは1.5〜7mmである。定着線速は40mm/sec〜600mm/secが好ましい。
【0173】
上記では加熱ローラと加圧ローラを用いた定着方式について説明したが、本発明においては、加熱部材が熱ベルトタイプの定着方式、あるいは予備加熱機構を備えたもの等でも好ましく用いることができる。
【0174】
定着クリーニングの機構を付与して使用してもよい。この方式としてはシリコーンオイルを定着の上ローラあるいはフィルムに供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド、ローラ、ウェッブ等でクリーニングする方法が使用できる。
【0175】
また、本発明で用いられる画像形成装置では、感光体表面に残留した未転写トナーをリサイクル使用するトナーリサイクルを行う機構を有するものであってもよい。トナーリサイクルを行うための方式としては特に限定されるものではないが、たとえばクリーニング器で回収されたトナーを搬送コンベアあるいは搬送スクリューにより補給用トナーホッパー、現像器あるいは補給用トナーと中間室によって混合して現像器へ供給する方法等を挙げることができる。好ましくは現像器へ直接戻す方式あるいは中間室にて補給用トナーとリサイクルトナーを混合して供給する方式を挙げることができる。
【0176】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。
【0177】
《着色粒子の調製》
〔着色粒子1の調製〕
(ラテックスの調製)
〈1:核粒子の調製(第1段重合)〉
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5000mlのセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤A(C1021(OCH2CH22OSO4Na)4.0gをイオン交換水3040gに溶解した界面活性剤溶液(水系媒体)を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で攪拌しながら、内温を80℃に昇温した。
【0178】
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10.0gをイオン交換水400gに溶解した開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン528g、n−ブチルアクリレート204g、メタクリル酸68.0g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル24.4gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたり加熱、攪拌することにより重合(第1段重合)を行い、ラテックス(高分子量樹脂からなる樹脂粒子の分散液)を調製した。これを「ラテックス(1H)」とする。
【0179】
〈2:中間層の形成(第2段重合)及び有機シラノール化合物の添加工程〉
攪拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン95.0g、n−ブチルアクリレート36.0g、メタクリル酸9.0g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル0.59gからなる単量体混合液に、離型剤として前記例示化合物19)と一般式(1)で表される化合物であるトリメチルシラノール0.01gとを添加し、90℃で加温、溶解して単量体溶液1を調製した。
【0180】
次いで、上記アニオン系界面活性剤Aの1.0gを、イオン交換水1560mlに溶解した界面活性剤溶液を98℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、核粒子の分散液である前記ラテックス(1H)を固形分換算で28g添加した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)により、上記調製した単量体溶液1を8時間混合分散し、均一な分散粒子径(284nm)を有する乳化粒子(油滴)を含む乳化液を調製した。
【0181】
次いで、この乳化液に重合開始剤(KPS)5.0gをイオン交換水200mlに溶解した開始剤溶液とイオン交換水750mlとを添加し、この系を98℃にて12時間にわたり加熱攪拌することにより重合(第2段重合)を行い、ラテックス(高分子量樹脂からなる樹脂粒子の表面が中間分子量樹脂により被覆された構造の複合樹脂粒子の分散液)を得た。これを「ラテックス(1HM)」とする。
【0182】
〈3:外層の形成(第3段重合)〉
上記調製したラテックス(1HM)に、重合開始剤(KPS)6.8gをイオン交換水265mlに溶解した開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン249g、n−ブチルアクリレート88.2g、メタクリル酸19.4g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル7.45gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱攪拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却し、ラテックスを得た。このラテックスを「ラテックス(1HML)」とする。
【0183】
〈ラテックス2Lの調製〉
攪拌装置を取り付けたフラスコ内に、重合開始剤(KPS)14.8gをイオン交換水400mlに溶解した開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下で、スチレン600g、n−ブチルアクリレート190g、メタクリル酸30.0g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル20.8gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱攪拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ラテックス(低分子量樹脂からなる樹脂粒子の分散液)を得た。このラテックスを「ラテックス(2L)」とする。
【0184】
(着色剤の分散)
アニオン系界面活性剤Aの90.0gを、イオン交換水1600mlに攪拌、溶解した。この溶液を攪拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)400gを徐々に添加し、次いで、「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液(以下、「着色剤分散液1」という。)を調製した。この着色剤分散液1における着色剤粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、質量平均粒子径で110nmであった。
【0185】
(凝集・融着工程)
前記調製したラテックス(1HML)を420.7g(固形分換算)と、イオン交換水900gと、上記調製した「着色剤分散液1」200gとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、攪拌装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に入れ攪拌した。容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9.0に調整した。
【0186】
次いで、塩化マグネシウム・6水和物の12.1gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を、攪拌下で30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この水溶液を60分間かけて90℃まで昇温し、粒子の成長を開始した。その状態で、「コールターカウンターTA−II」にて会合粒子の粒径を測定し、体積平均粒径が5.5μmになった時点で、停止剤として塩化ナトリウムの40.2g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た。さらに、熟成処理として、液温度98℃にて2時間にわたり加熱攪拌することにより融着を継続させた。その後、8℃/分の条件で30℃まで冷却した。
【0187】
(シェリング工程)
上記により、凝集・融着を行った粒子に、前記調製した「ラテックス(2L)」96gを添加し、3時間に亘り加熱、攪拌を継続し、「ラテックス(1HML)」の凝集粒子表面に「ラテックス(2L)」をシェリングさせた。次いで、塩化ナトリウム40.2gを添加し、8℃/分の降温条件で30℃まで冷却し、次いで、塩酸を添加してpHを2.0に調整して、攪拌を停止した。
【0188】
(乾燥工程)
以上のようにしてシェリングした融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、減圧乾燥機を用いて乾燥を行い、トナー粒子中の残存揮発性物質を除去した後、ヘンシェルミキサーで解砕し、45μmメッシュの篩で篩分けすることにより着色粒子1を調製した。なお、乾燥は約10kPaに減圧し、45℃で10時間保持して行った。
【0189】
〔着色粒子2の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程で、トリメチルシラノールに代えて、t−ブチルジメチルシラノールを0.03g添加した以外は同様にして、着色粒子2を調製した。
【0190】
〔着色粒子3の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程で、トリメチルシラノールに代えて、トリイソプロピルシラノールを0.05g添加した以外は同様にして、着色粒子3を調製した。
【0191】
〔着色粒子4の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程で、トリメチルシラノールの添加量を0.06gに変更し、更に乾燥工程での条件として、約10kPaに減圧して、45℃で8時間乾燥した以外は同様にして、着色粒子4を調製した。
【0192】
〔着色粒子5の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程で、トリメチルシラノールの添加量を0.07gに変更した以外は同様にして、着色粒子5を調製した。
【0193】
〔比較着色粒子1の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程を除き、かつ乾燥工程として、大気圧下、45℃で10時間乾燥した以外は同様にして、比較着色粒子1を調製した。
【0194】
〔比較着色粒子2の調製〕
上記着色粒子1の調製において、有機シラノール化合物の添加工程で、トリメチルシラノールの添加量を0.10gに変更した以外は同様にして、比較着色粒子2を調製した。
【0195】
〔比較着色粒子3の調製〕
上記着色粒子2の調製において、乾燥工程の条件を、大気圧下、45℃で10時間乾燥する条件に変更した以外は同様にして、比較着色粒子3を調製した。
【0196】
《トナー、現像剤の調製》
(トナー1〜5、比較トナー1〜3の調製)
上記調製した着色粒子1〜5、比較着色粒子1〜3に、それぞれ疎水性シリカ(数平均一次粒径=12nm、疎水化度=68)を1.0質量%及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒径=20nm、疎水化度=63)を1.2質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して、トナー1〜5、比較トナー1〜3を調製した。
【0197】
(現像剤の調製)
次いで、上記調製した各トナーに対して、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを混合し、それぞれトナー濃度が6%の現像剤1〜5、比較現像剤1〜3を調製した。
【0198】
(トナー中の有機シラノール化合物の定量)
比較トナー1を除く各トナーについて、前記のヘッドスペースガスクロマトグラフ測定方法にしたがって、有機シラノール化合物の定量を行った結果、トナー1中の有機シラノール化合物の含有量として、トリメチルシラノールが1.2ppmであった。その他の各トナーの有機シラノール化合物の測定値を表1に示す。
【0199】
また、上記調製した各トナーの詳細についても、同じく表1に示す。
【0200】
【表1】
Figure 0004096811
【0201】
《各特性値の評価》
(離型剤分布の評価)
各トナー粉体を包埋樹脂で成型した後、ウルトラミクロトームにより、厚さ0.1〜0.2μmの超薄切片を作製し、これを透過型電子顕微鏡を用いて、倍率2万倍で観察、写真撮影を行い、トナー粒子中での離型剤の分布状態を、下記の基準に則り評価を行った。
【0202】
◎:離型剤粒子の分散粒径分布が狭く、かつトナー中に均一に分布している
○:離型剤粒子でやや大きな粒子が1視野中1〜2個認められるが、トナー中の離型剤粒子の分布は均一である
×:離型剤粒子で大きな粒子が1視野中3個以上認められ、かつトナー中の離型剤粒子の分布状態に偏りがある
(耐オフセット性の評価)
コニカ株式会社製デジタル複写機 Konica Sitios7065の定着装置を改造し、画像オフセットとヒートローラーのトナー汚れ評価を行った。
【0203】
定着装置はヒートローラーに接触しているクリーニング機構等を全て取り外し、ヒートローラーへは何も接触しないように改造した。複写環境は常温常湿(25℃、55%RH)に設定し、装備されている定着用のヒートローラの表面温度(ローラの中心部で測定)を、150〜180℃の範囲で、10℃刻みで変化させ、各表面温度において、搬送方向に直交する位置に5mm幅のベタ黒帯状画像を有するA4サイズの普通紙を縦送りで搬送定着した後、搬送方向に直交する位置にmm幅のベタ黒帯状画像と20mm幅のハーフトーン画像を有するA4サイズの普通紙を横送りで搬送し、得られた各サンプルについて、定着オフセットに起因する画像汚れ(画像オフセット)及びヒートローラ表面のトナー汚れを目視観察し、下記の基準に則り耐オフセット性の評価を行った。
【0204】
◎:画像オフセット及びヒートローラ表面のトナー汚れとも、全く発生は認められない
○:画像オフセット及びヒートローラ表面のトナー汚れとも、ほぼ発生は認められない
△:画像オフセットの発生は認められないが、ヒートローラ表面のトナー汚れが認められる
×:画像オフセット及びヒートローラ表面のトナー汚れの発生が認められる
××:明らかな画像オフセットの発生が認められ、更にヒートローラ表面のトナー汚れが著しい
上記評価ランクにおいて、◎及び○が実用上許容の範囲にあると判定した。
【0205】
(トナー保存性の評価)
上記調製した各トナー2gをサンプル管に取り、タッピングデンサーで500回振とうした後、55℃、35%RHの環境下で2時間放置した。次いで、48メッシュの篩いに入れ、一定の振動条件で篩い、メッシュ上の残留したトナー量の比率(質量%)を測定し、これをトナー凝集率とし、下記に記載の基準に則りトナー保存性の評価を行った。
【0206】
◎:トナー凝集率が15質量%未満である(トナー保存性が極めて良好)
○:トナー凝集率が15〜45質量%である(トナー保存性が良好)
△:トナー凝集率が46〜60質量%である(実用上許容の範囲にある)
×:トナー凝集率が60質量%を越える(実用上不可である)
(耐カブリ性の評価)
帯電性能の安定性試験方法の1つとして、カブリ発生試験を行った。
【0207】
市販のデジタル複写機コニカSitios7075を評価機として使用し、温度33℃、相対湿度80%の環境下で、画素率が7%の文字画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像をA4で1枚間欠モードにて、50,000枚の連続出力を行った。
【0208】
カブリ濃度の測定は、はじめに印字されていない白紙について、マクベス社製反射濃度計「RD−918」を用いて、20カ所の濃度を測定し、この平均値を白紙濃度とした。
【0209】
次いで、連続印字した50,000枚目の白地部分についても、同様に20カ所の濃度を測定し、この平均値から上記白紙濃度をカブリ濃度として求め、下記の基準に則り耐カブリ性の評価を行った。
【0210】
◎:カブリ濃度が、0.003未満である
○:カブリ濃度が、0.003〜0.006未満である
△:カブリ濃度が、0.006〜0.010未満である
○:カブリ濃度が、0.010以上である
(耐臭気性の評価)
床が5m×5m、高さが2mの密閉された部屋の中で、デジタル複写機「7065」(コニカ株式会社製)を改造し、定着器の定着温度を170℃に設定し、画素率が7%の文字画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像を連続して1000枚プリントを行った後、モニター20名による臭気の有無の確認を行い、下記の基準に則り耐臭気性の評価を行った。
【0211】
◎:モニター全員が、全く臭気を感じなかった
○:臭気を感じたと判定したモニターが1、2名である
×:臭気を感じたと判定したモニターが3名以上である
以上により得られた結果を表2に示す。
【0212】
【表2】
Figure 0004096811
【0213】
表2より明らかなように、本発明に係る有機シラノール化合物を1〜20ppm含有するトナーを用いた水準は、比較例に対し、トナー中における離型剤の分布状態が良好で、トナーの保存安定性、低温域における耐オフセット性が良好で、更に耐カブリ性及び耐臭気性に優れていることが分かる。
【0214】
【発明の効果】
本発明により、定着温度領域が広く、耐オフセット性及び定着性に優れ、かつトナ−保存性、カブリ耐性が良好で、臭気が低減された静電荷像現像用トナー及びそれを用いた画像形成方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いることのできる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
P 転写材
Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成ユニット
1a、1b、1c、1d 感光体
2a、2b、2c、2d 潜像形成部
3a、3b、3c、3d 現像部
4a、4b、4c、4d 転写放電部
5a、5b、5c、5d クリーニング器
6a、6b、6c、6d 帯電器
22a、22b、22c、22d 分離除電放電器
21 転写ベルト
23 定着装置
24 クリーニング器
25 排出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner and an image forming method using the same.
[0002]
[Prior art]
In a digital copying machine and a laser printer, in order to obtain a high-quality and more photographic-like image, an image having a small particle size and high gloss is preferred as a toner. In order to reduce the particle size of toner, toner particle production by a polymerization method has attracted attention.
[0003]
In a copying machine or the like using the electrophotographic process as described above, it is necessary to fix an unfixed toner image formed on a recording sheet to make a permanent image, and as a fixing method therefor, a solvent fixing method, a pressure fixing method Alternatively, a heat fixing method is known.
[0004]
As the heat fixing method, a contact heating type heat roller method with good thermal efficiency and safety and an energy saving type film heating method are adopted.
[0005]
As a heat fixing device used in the contact heat fixing method, a heating roll having a heater lamp inside a cylindrical metal core and a heat-resistant release layer formed on the outer peripheral surface thereof, and a pressure contact with the heating roll (fixing roll) And a pressure roll having a heat-resistant elastic layer formed on the outer peripheral surface of a cylindrical metal core. A constant pressure is applied between the two rolls to form an unfixed toner image. There is known a heat fixing roll type in which fixing is performed by inserting a support such as paper. The heating roll type fixing device used in this method has higher thermal efficiency than other types of heat fixing methods such as hot air fixing method and oven fixing method, so it is low power and excellent in high speed. Currently, it is most widely used due to the low risk of fire caused by clogging.
[0006]
However, in a contact heating roller fixing type fixing device using a heating roller (fixing rotating member), when a transfer material or toner is heated by a heating roller having a halogen heater inside, a fixing heating roller having a large heat capacity is used. Since it is necessary to heat, the temperature inside the elastic layer becomes high, shortening the life of the heat generating rubber roller, the energy saving effect is bad, it is disadvantageous in terms of energy saving, and it takes time to warm the fixing device at the time of printing There is a problem that the printing time (warming up time) takes longer.
[0007]
In recent years, in response to the above-mentioned problem of such a contact heating roll type fixing device, an on-demand type in which a ceramic heater and a film having a small heat capacity are combined with a film, that is, only electricity for remaining heat flows in the heater during standby, When it becomes necessary, for example, a fixing device in which electricity is input to a heater after paper is supplied has been put into practical use.
[0008]
However, in the above on-demand fixing method using a seamless film or the like, an electrostatic offset phenomenon in which the toner on the transfer material is electrostatically transferred to the fixing roller or the fixing film may occur. Since the fixing load is low as compared with the method, the efficiency with which the release agent from the toner exudes is low. In particular, there is a problem that the fixing member is contaminated by a slight offset that is not detected in the image, and the life is short. Therefore, this type of fixing device has not been applied to high-speed printers and high-speed copying machines.
[0009]
Furthermore, recently, low-temperature fixing technology has attracted attention as an energy-saving fixing method. However, when taking into account the high-speed printing process at low temperatures, the offset property is greatly affected by the characteristics of the toner used. . In the low-temperature fixing method as described above, the resin used in the conventional toner has a problem that the elasticity is too high and particularly cold offset is likely to occur. If designed, it causes aggregation and fusion of toner during storage, and it is difficult to achieve both offset resistance and toner storage stability.
[0010]
In addition, in a dry toner containing toner particles and inorganic fine particles, a dry toner technology (Patent Document 1) containing a silanol compound in the inorganic fine particles is known, but this is insufficient to solve the above problem. .
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-125306 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to have a wide fixing temperature range, excellent offset resistance and fixability, good toner storage and fog resistance, and reduced odor. Another object is to provide a toner for developing an electrostatic image and an image forming method using the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  1.A toner for electrostatic charge image development obtained by salting out / fusing resin particles in an aqueous medium and containing any of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanol, and a wax, and a headspace method A toner for developing electrostatic images, wherein the content of any one of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanol measured by 1 is 1 to 20 ppm.
[0014]
  2.2. The electrostatic image developing toner according to item 1, wherein the resin particles are prepared using any of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol, and triisopropylsilanol.
[0015]
  3.The content of any of the trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanol is3. The electrostatic image developing toner according to 1 or 2 above, wherein the toner is 5 to 15 ppm.
[0016]
4). 4. The electrostatic image developing toner according to any one of items 1 to 3, wherein the toner contains 65% by number or more of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6.
[0017]
5. A step of forming an electrostatic charge image on the electrostatic charge image carrier, a step of developing the electrostatic charge image with a developer containing toner for developing an electrostatic charge image to form a toner image, and the toner image on the transfer member. 5. An image forming method comprising a transfer step, wherein the electrostatic image developing toner is the electrostatic image developing toner according to any one of items 1 to 4.
[0018]
  Details of the present invention will be described below.
  In the invention according to claim 1, the electrostatic image developing toner (hereinafter also simply referred to as toner) isAny of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanolIs characterized by containing 1 to 20 ppm.
[0019]
The present inventor, in particular, as a result of diligent research on the anti-offset property at the time of low-temperature fixing, the storage stability of the toner, and the reduction of odor, As a result, it has been found that both the fixing property at low temperature and the toner storage stability can be improved by the presence of a specific amount. Furthermore, from the viewpoint of reducing the odor generated from the toner, it was found that the content of 1 to 20 ppm is extremely important.
[0020]
  In tonerOne of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanolAlthough the details are not yet clear, it has an effect as a dispersibility improver of the release agent in the toner, and as a result, it is effective in improving the offset resistance at low temperature fixing. I guess it was recognized. At the same time, an effect has been recognized on the storage stability and charging stability of the toner.
[0023]
  As a specific example of the organic silanol compound of the present invention,Trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanolCan be mentioned.
[0024]
As the organic silanol compound according to the present invention, those having knowledge in the field can be easily synthesized according to a known method, and can also be obtained as a commercial product.
[0025]
The content of the organic silanol compound according to the present invention is 1 to 20 ppm, preferably 5 to 15 ppm, based on the toner for developing an electrostatic image. If the content of the organic silanol compound according to the present invention is less than 1 ppm, the intended effects of the present invention cannot be exhibited. Conversely, if it exceeds 20 ppm, the electrostatic charge image developing toner becomes too soft, and the toner storage stability is low. It is not preferable from the viewpoint of deterioration, a decrease in fixing rate, or odor.
[0026]
The addition amount in the production process of the organic silanol compound according to the present invention is preferably 10 to 50 ppm with respect to the toner for developing an electrostatic charge image. By setting the addition amount within this range, a release agent ( Wax) is effective in improving the dispersibility, and the residual amount of the organic silanol compound in the toner after drying under reduced pressure can be set within the range specified in the present invention, and odor is a problem as a toner. It can be a condition that does not.
[0027]
As a method for adding the organic silanol compound according to the present invention to the toner for developing an electrostatic charge image, in the case of a polymerization method toner including a step of producing a resin by polymerizing the following polymerizable monomer in an aqueous medium, A method of adding an organic silanol compound to a polymerizable monomer at the time of preparing resin particles can be mentioned. When the production method of the polymerization toner is the following multistage polymerization method, it is preferably added simultaneously with the addition of the release agent.
[0028]
  In the present invention, in the toner for developing an electrostatic image.Trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanolAs an effective method for reducing the content of the toner as a content measured by the headspace method to a range of 1 to 20 ppm, it is preferable to use a vacuum drying step described later as the toner drying step.
[0029]
In the present invention, the organic silanol compound quantification method according to the present invention is measured by a head space type gas chromatograph using a detection method used in a normal gas chromatograph such as an internal standard method. In this method, toner is sealed in an open / close container, heated at the time of thermal fixing of a copying machine, etc., and the container is filled with volatile components, and the gas in the container is quickly injected into the gas chromatograph for volatilization. In addition to measuring the amount of components, MS (mass spectrometry) is also performed.
[0030]
Below, the measuring method by a head space gas chromatograph is demonstrated in detail.
<Headspace gas chromatograph measurement method>
1. Sample collection
Take 0.8 g of sample in a 20 ml headspace vial. The sample amount is weighed to 0.01 g (necessary for calculating the area per unit mass). Seal the vial with a septum using a dedicated crimper.
[0031]
2. Sample heating
The sample is put in a 170 ° C. constant temperature bath and heated for 30 minutes.
[0032]
3. Setting gas chromatographic separation conditions
A separation column is prepared by packing a carrier coated with silicon oil SE-30 to a mass ratio of 15% into a column having an inner diameter of 3 mm and a length of 3 m. The separation column is attached to a gas chromatograph, and He is used as a carrier to flow at 50 ml / min. The temperature of the separation column is set to 40 ° C., and measurement is performed while the temperature is increased to 260 ° C. at 15 ° C./min. Hold for 5 minutes after reaching 260 ° C.
[0033]
4). Sample introduction
The vial bottle is taken out from the thermostat, and 1 ml of gas generated from the sample is immediately collected with a gas tight syringe and injected into the separation column.
[0034]
5. Calculation
A calibration curve is prepared in advance using the organic silanol compound used as the internal reference substance, and the concentration of each component is determined.
[0035]
6). equipment
(1) Headspace conditions
Figure 0004096811
(2) GC / MS conditions
GC: HP5890 manufactured by Hewlett-Packard Company
MS: HP5971 manufactured by Hewlett-Packard Company
Column: HP-624 30m x 0.25mm
Oven temperature: 40 ° C (3min) -15 ° C / min-260 ° C
Measurement mode: SIM
Next, the toner for developing an electrostatic image of the present invention and the production method thereof will be described.
[0036]
The toner of the present invention preferably has a production method (polymerization method) in which a polymerizable monomer is polymerized in an aqueous medium. This production method comprises polymerizing the polymerizable monomer by suspension polymerization to produce resin particles. Prepare resin particles by emulsion polymerization or miniemulsion polymerization in a liquid (in an aqueous medium) to which an emulsion of required additives is added, and if necessary, prepare fine resin particles. After adding the charge controllable resin particles, an organic solvent, an aggregating agent such as a salt, and the like are added, and the resin particles are produced by a method of agglomerating and fusing.
[0037]
<Suspension polymerization method>
As an example of a method for producing the toner of the present invention, a charge control resin is dissolved in a polymerizable monomer, and various constituent materials such as a colorant, a mold release agent, and a polymerization initiator are added. Then, various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer using a homogenizer, 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 having a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Thereafter, the stirring mechanism is transferred to a reaction device (stirring device) which is a stirring blade described later, and the 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. In the present invention, the “aqueous medium” refers to a medium containing at least 50% by mass of water.
[0038]
<Emulsion polymerization method>
As another method for producing the toner of the present invention, a method in which resin particles are prepared by salting out / fusion in an aqueous medium is preferable. The method is not particularly limited, and examples thereof include methods disclosed in JP-A Nos. 5-265252, 6-329947, and 9-15904. That is, a method of salting out, agglomerating, and fusing a plurality of fine particles composed of resin particles and colorants, or a constituent material such as resin particles and a colorant, particularly in water using an emulsifier Then, a coagulant with a critical coagulation concentration or higher is added for salting out, and at the same time, the formed polymer is heated and fused at a temperature higher than the glass transition temperature of the polymer itself to gradually grow the particle size while forming fused particles. When the desired particle size is reached, a large amount of water is added to stop particle size growth, and the shape is controlled by smoothing the particle surface while heating and stirring, and the particles are heated in a fluidized state while containing water. By drying, the toner of the present invention can be formed. Here, a solvent that is infinitely soluble in water, such as alcohol, may be added simultaneously with the flocculant.
[0039]
In the toner production method of the present invention, the crystalline resin is dissolved in the polymerizable monomer, and then the composite resin fine particles and the colorant particles formed through the process of polymerizing the polymerizable monomer are salted out / fused. A method of wearing is preferably used. When the crystalline substance is dissolved in the polymerizable monomer, the crystalline substance may be dissolved and dissolved, or may be melted and dissolved.
[0040]
In addition, as a method for producing the toner of the present invention, a step of salting out / fusing composite resin fine particles and colorant particles obtained by a multistage polymerization method is preferably used. Here, the multistage polymerization method will be described below.
[0041]
(Method for producing composite resin particles obtained by multistage polymerization method)
When the multistage polymerization method is used, the toner production method of the present invention is preferably composed of the following steps.
[0042]
1: Multistage polymerization process
2: A salting out / fusing step for obtaining toner particles by salting out / fusing the composite resin particles and the colorant particles.
3: Filtration / washing step of separating the toner particles from the toner particle dispersion and removing the surfactant from the toner particles.
4: a drying process for drying the washed toner particles;
5: Step of adding an external additive to the dried toner particles
Consists of
[0043]
Hereinafter, each step will be described in detail.
[Multistage polymerization process]
The multi-stage polymerization step is a polymerization method performed for expanding the molecular weight distribution of the resin particles so as to obtain a toner in which offset generation is prevented. That is, in order to form phases having different molecular weight distribution in one resin particle, the polymerization reaction is performed in multiple stages, and the obtained resin particle has a molecular weight gradient from the center of the particle toward the surface layer. It is intended to be formed. For example, a method of forming a low molecular weight surface layer by first obtaining a high molecular weight resin particle dispersion and then newly adding a polymerizable monomer and a chain transfer agent is employed.
[0044]
In the present invention, it is preferable to employ a multi-stage polymerization method of three-stage polymerization or more from the viewpoint of production stability and crushing strength of the resulting toner. Hereinafter, the two-stage polymerization method and the three-stage polymerization method, which are representative examples of the multistage polymerization method, will be described. The toner obtained by such a multistage polymerization reaction preferably has a lower molecular weight as the surface layer from the viewpoint of crushing strength.
[0045]
<Two-stage polymerization method>
The two-stage polymerization method is a method for producing composite resin particles composed of a central portion (core) formed from a high molecular weight resin containing a crystalline substance and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. is there.
[0046]
This method will be described in detail. First, a crystalline substance is dissolved in a monomer to prepare a monomer solution, and the monomer solution is added to oil droplets in an aqueous medium (for example, a surfactant aqueous solution). After the dispersion, this system is polymerized (first stage polymerization) to prepare a dispersion of high molecular weight resin particles containing a crystalline substance.
[0047]
Next, a polymerization initiator and a monomer for obtaining a low molecular weight resin are added to the dispersion of the resin particles, and the monomer is polymerized in the presence of the resin particles (second-stage polymerization). Thus, a coating layer made of a low molecular weight resin (monomer polymer) is formed on the surface of the resin particles.
[0048]
<Three-stage polymerization method>
The three-stage polymerization method produces composite resin particles composed of a central part (core) formed from a high molecular weight resin, an intermediate layer containing a crystalline substance, and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. Is the method. The toner of the present invention exists as the composite resin particles as described above.
[0049]
This method will be specifically described. First, a dispersion of resin particles obtained by a polymerization process (first-stage polymerization) according to a conventional method is added to an aqueous medium (for example, an aqueous solution of a surfactant). In the aqueous medium, a monomer solution obtained by dissolving a crystalline substance in a monomer is dispersed in oil droplets, and then this system is polymerized (second-stage polymerization) to obtain resin particles (cores). A coating layer (intermediate layer) made of a resin (monomer polymer) containing a crystalline substance is formed on the surface of the particles, and a dispersion of composite resin particles (high molecular weight resin-intermediate molecular weight resin) is prepared. Prepare.
[0050]
Next, a polymerization initiator and a monomer for obtaining a low molecular weight resin are added to the obtained dispersion of composite resin particles, and the monomer is polymerized in the presence of the composite resin particles (third-stage polymerization). ), A coating layer made of a low molecular weight resin (monomer polymer) is formed on the surface of the composite resin particles. In the above method, the incorporation of the intermediate layer is preferable because the crystalline substance can be finely and uniformly dispersed.
[0051]
One aspect of the toner production method of the present invention is that the polymerizable monomer is polymerized in an aqueous medium. That is, when forming resin particles (core particles) or a coating layer (intermediate layer) containing a crystalline substance, the crystalline substance is dissolved in the monomer, and the resulting monomer solution is oiled in an aqueous medium. It is a method of obtaining latex particles by dispersing in drops and adding a polymerization initiator to this system for polymerization treatment.
[0052]
The aqueous medium used in the present invention refers to a medium comprising 50% by mass to 100% by mass of water and 0-50% by mass of a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, and the like, and an alcohol-based organic solvent that does not dissolve the obtained resin is preferable.
[0053]
As a suitable polymerization method for forming resin particles or a coating layer containing a crystalline substance, the crystalline substance is a monomer in an aqueous medium in which a surfactant having a concentration equal to or lower than the critical micelle concentration is dissolved. The monomer solution dissolved in is dispersed in oil droplets using mechanical energy to prepare a dispersion, and a water-soluble polymerization initiator is added to the resulting dispersion to cause radical polymerization in the oil droplets. A method (hereinafter referred to as “mini-emulsion method” in the present invention), and the effects of the present invention can be exhibited more preferably. In the above method, an oil-soluble polymerization initiator may be used instead of or together with the water-soluble polymerization initiator.
[0054]
According to the mini-emulsion method that mechanically forms oil droplets, unlike the usual emulsion polymerization method, the crystalline substance dissolved in the oil phase has little detachment and is sufficient in the formed resin particles or coating layer. Any amount of crystalline material can be introduced.
[0055]
Here, the disperser for dispersing oil droplets by mechanical energy is not particularly limited. For example, the stirring device “CLEARMIX” (M technique (M Co., Ltd.), ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, manton gorin, pressure homogenizer, and the like. Further, the dispersed particle diameter is preferably 10 nm to 1000 nm, more preferably 50 nm to 1000 nm, and particularly preferably 30 nm to 300 nm.
[0056]
By giving a distribution to the dispersed particle diameter, the phase separation structure of the crystalline substance in the toner particles, that is, the ferret horizontal diameter, the shape factor, and the coefficient of variation thereof may be controlled.
[0057]
In addition, as other polymerization methods for forming resin particles or a coating layer containing a crystalline substance, known methods such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, and a seed polymerization method can be employed. These polymerization methods can also be employed to obtain resin particles (core particles) or coating layers constituting the composite resin particles that do not contain a crystalline substance.
[0058]
The particle diameter of the composite resin particles obtained in this polymerization step is in the range of 10 to 1000 nm in terms of mass average particle diameter measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Is preferred.
[0059]
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) of a composite resin particle exists in the range of 48 to 74 degreeC, More preferably, it is 52 to 64 degreeC.
[0060]
The softening point of the composite resin particles is preferably in the range of 95 ° C to 140 ° C.
The toner of the present invention is obtained by fusing resin particles on the surface of the resin and colored particles by a salting-out / fusing method to form a resin layer. This will be described below.
[0061]
[Salting out / fusion process]
This salting-out / fusion step is carried out by salting out / bonding the composite resin particles and the colorant particles obtained in the multi-stage polymerization step (to cause salting-out and fusion at the same time) to form an irregular shape ( This is a step of obtaining non-spherical toner particles.
[0062]
In the present invention, salting out / fusion means that salting out (aggregation of particles) and fusion (disappearance of the interface between particles) occur simultaneously or salting out and fusion occur simultaneously. . In order to perform salting-out and fusion at the same time, it is preferable to agglomerate particles (composite resin particles, colorant particles) under a temperature condition higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin constituting the composite resin particles. .
[0063]
In this salting-out / fusion process, internal additive particles such as charge control agents (fine particles having a number average primary particle diameter of about 10 nm to 1000 nm) may be salted out / fused together with the composite resin particles and the colorant particles. Good. The colorant particles may be surface-modified, and conventionally known ones can be used as the surface modifier.
[0064]
[Aging process]
The aging step is a step subsequent to the salting-out / fusion step, and after the resin particles are fused, the temperature is kept near the melting point of the crystalline substance, preferably the melting point ± 20 ° C., and stirring is continued at a constant strength. This is a step of phase-separating the crystalline substance. In this step, it is possible to control the ferret horizontal diameter, shape factor, and variation coefficient of the crystalline material.
[0065]
Moreover, in this invention, it is preferable that the total value of the bivalent (trivalent) metal element used for a coagulant | flocculant and the monovalent | monohydric metal element added as an aggregation terminator mentioned later is 350-35000 ppm. The residual amount of metal ions in the toner is measured using a fluorescent X-ray analyzer “System 3270 type” (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.), and the metal species of the metal salt used as a flocculant (for example, calcium chloride It can be determined by measuring the intensity of the fluorescent X-ray emitted from the derived calcium or the like. As a specific measurement method, a plurality of toners having a known content ratio of the flocculant metal salt are prepared, each toner 5g is pelletized, the content ratio (mass ppm) of the flocculant metal salt, and the metal species of the metal salt The relationship (calibration curve) with the fluorescent X-ray intensity (peak intensity) is measured. Next, the toner (sample) whose content of the flocculant metal salt is to be measured is similarly pelletized, and the fluorescent X-ray intensity from the metal species of the flocculant metal salt is measured. Amount "can be determined.
[0066]
[Filtering and washing process]
In this filtration / washing step, a filtration treatment for filtering the toner particles from the toner particle dispersion obtained in the above step, and a surfactant or salt from the filtered toner particles (cake-like aggregate). A cleaning process for removing deposits such as a depositing agent is performed. Here, the filtration method is not particularly limited, such as a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a filtration method using a filter press or the like.
[0067]
[Drying process]
This step is a step of drying the washed toner particles, but in the present invention, a step of drying under reduced pressure is preferred.
[0068]
Examples of the vacuum dryer used in this step include, but are not limited to, a vacuum spray dryer, a vacuum freeze dryer, and a vacuum dryer. Specifically, it is preferable to use a stationary shelf dryer, a movable shelf dryer, a fluidized bed dryer, a rotary dryer, a stirring dryer, or the like that can be decompressed.
[0069]
The conditions for drying under reduced pressure may be any temperature as long as the drying temperature is equal to or lower than the Tg of the resin used in the toner, and the degree of reduced pressure, the drying time, and the like are not particularly limited and can be set as appropriate.
[0070]
In addition, when the toner particles subjected to the drying under reduced pressure are aggregated by weak interparticle attractive force, the aggregate may be crushed. Here, as the crushing treatment apparatus, a mechanical crushing apparatus such as a jet mill, a Henschel mixer, a coffee mill, or a food processor can be used.
[0071]
The toner of the present invention forms composite resin particles in the absence of a colorant, adds a dispersion of the colorant particles to the dispersion of the composite resin particles, and saltes out the composite resin particles and the colorant particles. It is preferably prepared by fusing.
[0072]
Thus, the polymerization reaction for obtaining the composite resin particles is not inhibited by preparing the composite resin particles in a system in which no colorant is present. Therefore, according to the toner of the present invention, the excellent offset resistance is not impaired, and the fixing device is not contaminated or the image is not stained due to the accumulation of toner.
[0073]
Further, as a result of the polymerization reaction for obtaining the composite resin particles being reliably performed, no monomer or oligomer remains in the obtained toner particles, and the heat fixing step of the image forming method using the toner In this case, no odor is generated.
[0074]
Furthermore, since the surface characteristics of the obtained toner particles are uniform and the charge amount distribution is sharp, an image with excellent sharpness can be formed over a long period of time. According to such a toner having a uniform composition, molecular weight, and surface characteristics between toner particles, an image forming method including a fixing process using a contact heating method maintains good adhesion (high fixing strength) to an image support. However, it is possible to improve the offset resistance and the anti-winding property, and an image having an appropriate gloss can be obtained.
[0075]
Next, each component used in the toner manufacturing process will be described in detail.
(Polymerizable monomer)
As a polymerizable monomer for producing the resin (binder) used in the present invention, a hydrophobic monomer is an essential constituent, and a crosslinkable monomer is used as necessary. Moreover, it is desirable to contain at least one monomer having an acidic polar group or a monomer having a basic polar group as described below.
[0076]
(1) Hydrophobic monomer
The hydrophobic monomer constituting the monomer component is not particularly limited, and conventionally known monomers can be used. Moreover, it can be used combining 1 type (s) or 2 or more types so that the required characteristic may be satisfy | filled.
[0077]
Specifically, monovinyl aromatic monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl ester monomers, vinyl ether monomers, monoolefin monomers, diolefin monomers , Halogenated olefin monomers and the like can be used.
[0078]
Examples of vinyl aromatic monomers include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, p. -N-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2, Examples thereof include styrene monomers such as 4-dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.
[0079]
Examples of acrylic monomers include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, methyl methacrylate, methacrylic acid. Examples include butyl acid, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.
[0080]
Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate.
[0081]
Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether and the like.
[0082]
Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and the like.
[0083]
Examples of the diolefin monomer include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
[0084]
(2) Crosslinkable monomer
In order to improve the characteristics of the resin particles, a crosslinkable monomer may be added. Examples of the crosslinkable monomer include those having two or more unsaturated bonds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether, diethylene glycol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and diallyl phthalate.
[0085]
(3) Monomers having acidic polar groups
Examples of the monomer having an acidic polar group include (a) an α, β-ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group (—COOH) and (b) a sulfone group (—SOOH).ThreeMention may be made of α, β-ethylenically unsaturated compounds having H).
[0086]
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated compound (a) having a —COO group include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid monobutyl ester, maleic acid. Examples thereof include acid monooctyl esters, and metal salts thereof such as Na and Zn.
[0087]
-SO of (b)ThreeExamples of the α, β-ethylenically unsaturated compound having an H group include sulfonated styrene, its Na salt, allylsulfosuccinic acid, octyl allylsulfosuccinate, and its Na salt.
[0088]
(4) Monomers having basic polar groups
As the monomer having a basic polar group, (i) a (meth) acrylic acid ester of an aliphatic alcohol having 1 to 12, preferably 2 to 8, particularly preferably 2, an amine group or a quaternary ammonium group. , (Ii) (meth) acrylic acid amide or (meth) acrylic acid amide mono- or disubstituted optionally with an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms on N, (iii) a heterocyclic group having N as a ring member And (iv) N, N-diallyl-alkylamine or a quaternary ammonium salt thereof. Among them, (i) aliphatic alcohol (meth) acrylic acid ester having an amine group or quaternary ammonium group is preferable as a monomer having a basic polar group.
[0089]
Examples of (meth) acrylic acid esters of aliphatic alcohols having an amine group or quaternary ammonium group (i) include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the above four compounds. A quaternary ammonium salt, 3-dimethylaminophenyl acrylate, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium salt, etc. can be mentioned.
[0090]
(Ii) (Meth) acrylic acid amide or optionally mono- or dialkyl-substituted (meth) acrylic acid amide on N includes acrylamide, N-butylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, piperidylacrylamide, methacrylamide, N-butylmethacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-octadecylacrylamide and the like can be mentioned.
[0091]
Examples of the vinyl compound substituted with a heterocyclic group having N as a ring member in (iii) include vinylpyridine, vinylpyrrolidone, vinyl-N-methylpyridinium chloride, vinyl-N-ethylpyridinium chloride and the like.
[0092]
Examples of (iv) N, N-diallyl-alkylamine include N, N-diallylmethylammonium chloride and N, N-diallylethylammonium chloride.
[0093]
(Polymerization initiator)
The radical polymerization initiator used in the present invention can be appropriately used as long as it is water-soluble. For example, persulfates (for example, potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (for example, 4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salts, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) Salt), peroxide compounds and the like. Furthermore, the radical polymerization initiator can be combined with a reducing agent as necessary to form a redox initiator. Use of a redox initiator is preferred because the polymerization activity is increased, the polymerization temperature can be lowered, and the polymerization time can be shortened.
[0094]
The polymerization temperature may be any temperature as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator, but for example, a range of 50 ° C. to 90 ° C. is used. However, it is possible to perform polymerization at room temperature or higher by using a polymerization initiator that starts at room temperature, for example, a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (ascorbic acid or the like).
[0095]
(Surfactant)
In particular, in order to perform miniemulsion polymerization using the above-described polymerizable monomer, it is preferable to disperse oil droplets in an aqueous medium using a surfactant. The surfactant that can be used in this case is not particularly limited, and the following ionic surfactants can be given as examples of suitable compounds.
[0096]
Examples of the ionic surfactant include sulfonate (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino-8-naphthol- 6-sulfonate sodium, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sulfonate sodium, etc.) , Sulfate salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate, stearyl Potassium, calcium oleate and the like).
[0097]
Nonionic surfactants can also be used. Specifically, for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, a combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, ester of higher fatty acid and polyethylene glycol, ester of higher fatty acid and polypropylene oxide, Examples include sorbitan esters.
[0098]
In the present invention, these surfactants are mainly used as an emulsifier during emulsion polymerization, but may be used for other steps or for other purposes.
[0099]
(Molecular weight distribution of resin particles and toner)
The toner according to the present invention preferably has a peak or shoulder at 100,000 to 1,000,000 and 1,000 to 50,000, and further has a peak or shoulder of 100,000 to 1,000,000. 25,000-150,000 and 1,000-50,000 are more preferred.
[0100]
The molecular weight of the resin particles is both a high molecular weight component having a peak or shoulder in the region of 100,000 to 1,000,000 and a low molecular weight component having a peak or shoulder in the region of 1,000 to less than 50,000. A resin containing at least is preferable. More preferably, an intermediate molecular weight resin having a peak or shoulder at a peak molecular weight of 15,000 to 100,000 is preferably used.
[0101]
The molecular weight measurement method of the toner or resin is preferably measured by GPC (gel permeation chromatography) using THF (tetrahydrofuran) as a solvent. That is, 1.0 ml of THF is added to 0.5 to 5 mg of a measurement sample, more specifically 1 mg, and the mixture is sufficiently dissolved by stirring at room temperature using a magnetic stirrer or the like. Subsequently, after processing with a membrane filter having a pore size of 0.45 to 0.50 μm, the solution is injected into GPC. The measurement conditions of GPC are measured by stabilizing the column at 40 ° C., flowing THF at a flow rate of 1.0 ml / min, and injecting about 100 μl of a sample having a concentration of 1 mg / ml. The column is preferably used in combination with a commercially available polystyrene gel column. For example, combinations of Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 manufactured by Showa Denko KK and TSKgel G1000H, G2000H, G3000H, G4000H, G5000H, G6000H, G7000H, and TSKguard column manufactured by Tosoh Corporation And so on. As a detector, a refractive index detector (IR detector) or a UV detector may be used. 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.
[0102]
(Flocculant)
The flocculant used in the present invention is preferably selected from metal salts.
[0103]
Examples of the metal salt include monovalent metals such as alkali metal salts such as sodium, potassium and lithium, divalent metals such as alkaline earth metal salts such as calcium and magnesium, and divalent metals such as manganese and copper. Examples thereof include trivalent metal salts such as salts, iron and aluminum.
[0104]
Specific examples of these metal salts are shown below. Specific examples of the monovalent metal salt include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, and divalent metal salts such as calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, and manganese sulfate. Examples of the trivalent metal salt include aluminum chloride and iron chloride. These are appropriately selected according to the purpose. In general, the divalent metal salt has a smaller critical aggregation concentration (coagulation value or coagulation point) than the monovalent metal salt, and the trivalent metal salt has a smaller critical aggregation concentration.
[0105]
The critical flocculation concentration referred to in the present invention is an index related to the stability of the dispersion in the aqueous dispersion, and indicates the concentration at which flocculation occurs when a flocculant is added. This critical coagulation concentration varies greatly depending on the latex itself and the dispersant. For example, it is described in Seizo Okamura et al., Polymer Chemistry 17,601 (1960), etc., and the value can be known by following these descriptions. As another method, a desired salt is added to the target particle dispersion at a different concentration, the ζ potential of the dispersion is measured, and the salt concentration at the point where the ζ potential begins to change is defined as the critical aggregation concentration. It is also possible to do.
[0106]
In the present invention, the polymer fine particle dispersion is treated with a metal salt so as to have a concentration equal to or higher than the critical aggregation concentration. At this time, as a matter of course, whether the metal salt is added directly or as an aqueous solution is arbitrarily selected according to the purpose. When added as an aqueous solution, the added metal salt must be equal to or higher than the critical aggregation concentration of the polymer particles with respect to the volume of the polymer particle dispersion and the total volume of the metal salt aqueous solution.
[0107]
The concentration of the metal salt as a flocculant in the present invention 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.
[0108]
(Coloring agent)
The toner according to the present invention is obtained by salting out / fusion-bonding the composite resin particles and the colorant particles.
[0109]
Examples of the colorant constituting the toner according to the present invention (colorant particles used for salting out / fusion with the composite resin particles) include various inorganic pigments, organic pigments, and dyes. A conventionally well-known thing can be used as an inorganic pigment. Specific inorganic pigments are exemplified below.
[0110]
Examples of the black pigment include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite.
[0111]
These inorganic pigments can be used alone or in combination as required. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.
[0112]
When used as a magnetic toner, the above-mentioned magnetite can be added. In this case, it is preferable to add 20 to 60% by mass in the toner from the viewpoint of imparting predetermined magnetic properties.
[0113]
Conventionally known organic pigments and dyes can also be used. Specific organic pigments and dyes are exemplified below.
[0114]
Examples of the magenta or red pigment include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.
[0115]
Examples of the pigment for orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. And CI Pigment Yellow 156.
[0116]
Examples of the pigment for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
[0117]
Examples of the dye include 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.
[0118]
These organic pigments and dyes can be used alone or in combination as required. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.
[0119]
The colorant (colorant particles) constituting the toner according to the present invention may be surface-modified. A conventionally well-known thing can be used as a surface modifier, Specifically, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an aluminum coupling agent etc. can be used preferably. Examples of the silane coupling agent include alkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, and diphenyldimethoxysilane, siloxanes such as hexamethyldisiloxane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltrimethyl. Chlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureido Examples thereof include propyltriethoxysilane. Examples of titanium coupling agents include TTS, 9S, 38S, 41B, 46B, 55, 138S, and 238S, which are commercially available under the trade name “Plenact” manufactured by Ajinomoto Co., Inc. -1, B-1, TOT, TST, TAA, TAT, TLA, TOG, TBSTA, A-10, TBT, B-2, B-4, B-7, B-10, TBSTA-400, TTS, TOA -30, TSDMA, TTAB, TTOP and the like. Examples of the aluminum coupling agent include “Plenact AL-M” manufactured by Ajinomoto Co., Inc.
[0120]
The addition amount of these surface modifiers is preferably 0.01 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the colorant.
[0121]
Examples of the method for modifying the surface of the colorant particles include a method in which a surface modifier is added to the dispersion of the colorant particles and this system is heated to react.
[0122]
The surface-modified colorant particles are collected by filtration, washed with the same solvent and filtered, and then dried.
[0123]
(Release agent)
The toner used in the present invention is preferably a toner obtained by fusing resin particles encapsulating a release agent in an aqueous medium. In this way, the resin particles in which the release agent is encapsulated in the resin particles are salted out / fused in the aqueous medium with the colorant particles, whereby a toner in which the release agent is finely dispersed can be obtained.
[0124]
In the toner according to the present invention, as the release agent, low molecular weight polypropylene (number average molecular weight = 1500 to 9000), low molecular weight polyethylene, or the like is preferable, and an ester compound represented by the following formula is particularly preferable.
[0125]
R1-(OCO-R2)n
In the formula, n is an integer of 1 to 4, preferably 2 to 4, more preferably 3 to 4, particularly preferably 4. R1, R2Each represents a hydrocarbon group which may have a substituent. R1Has 1 to 40 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms. R2Has 1 to 40 carbon atoms, preferably 16 to 30 carbon atoms, and more preferably 18 to 26 carbon atoms.
[0126]
Next, the example of a typical compound is shown below.
[0127]
[Chemical 1]
Figure 0004096811
[0128]
[Chemical formula 2]
Figure 0004096811
[0129]
The amount of the compound added is 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass with respect to the whole toner.
[0130]
The toner according to the present invention is preferably prepared by encapsulating the release agent in resin particles by a mini-emulsion polymerization method, and salting out and fusing together with the toner particles.
[0131]
(Charge control agent)
In addition to the colorant and the release agent, a material that can impart various functions as a toner material can be added to the toner. Specific examples include charge control agents. These components can be added simultaneously with the resin particles and the colorant particles in the salting out / fusion step described above, and can be added by various methods such as a method included in the toner and a method of adding to the resin particles themselves.
[0132]
As the charge control agent, various known ones that can be dispersed in water can be 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.
[0133]
(External additive)
The toner according to the present invention can be used by adding a so-called external additive for the purpose of improving fluidity and improving cleaning properties. These external additives are not particularly limited, and various inorganic fine particles, organic fine particles and lubricants can be used.
[0134]
Examples of inorganic fine particles that can be used as an external additive include conventionally known fine particles. Specifically, silica fine particles, titanium fine particles, alumina fine particles and the like can be preferably used. These inorganic fine particles are preferably hydrophobic.
[0135]
Specific examples of the silica fine particles include commercially available products R-805, R-976, R-974, R-972, R-812, R-809 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and HVK-2150 manufactured by Hoechst Co., Ltd. , H-200, commercially available products TS-720, TS-530, TS-610, H-5, MS-5 manufactured by Cabot Corporation.
[0136]
Specific examples of the titanium fine particles include, for example, commercial products T-805 and T-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and commercial products MT-100S, MT-100B, MT-500BS, and MT-600 manufactured by Teika Co., Ltd. , MT-600SS, JA-1, commercial products manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd. TA-300SI, TA-500, TAF-130, TAF-510, TAF-510T, commercial products IT-S manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. IT-OA, IT-OB, IT-OC and the like.
[0137]
Specific examples of the alumina fine particles include commercial products RFY-C and C-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and commercial products TTO-55 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
[0138]
Examples of the organic fine particles that can be used as the external additive include spherical fine particles having a number average primary particle diameter of about 10 to 2000 nm. Examples of the constituent material of the organic fine particles include polystyrene, polymethyl methacrylate, and styrene-methyl methacrylate copolymer.
[0139]
Examples of the lubricant that can be used as an external additive include metal salts of higher fatty acids. Specific examples of such higher fatty acid metal salts include zinc stearate, aluminum stearate, copper stearate, magnesium stearate, calcium stearate, and other stearic acid metal salts; zinc oleate, manganese oleate, iron oleate, olein Oleic acid metal salts such as acid copper and magnesium oleate; palmitate metal salts such as zinc palmitate, copper palmitate, magnesium palmitate and calcium palmitate; linoleic acid metal salts such as zinc linoleate and calcium linoleate; ricinol Examples include ricinoleic acid metal salts such as zinc acid and calcium ricinoleate.
[0140]
The addition amount of the external additive is preferably about 0.1 to 5% by mass with respect to the toner.
[0141]
<External additive addition process>
This step is a step of adding an external additive to the dried toner particles.
[0142]
Examples of the apparatus used for adding the external additive include various known mixing apparatuses such as a Turbuler mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer.
[0143]
(Toner particles)
The particle diameter of the toner according to the present invention is preferably 3 to 10 μm in terms of number average particle diameter, and more preferably 3 to 8 μm. This particle size can be controlled by the concentration of the flocculant (salting-out agent), the amount of organic solvent added, the fusing time, and the polymer composition in the toner production method.
[0144]
When the number average particle diameter is 3 to 10 μm, toner particles having high adhesion force that fly and adhere to the heating member and generate offset in the fixing process are reduced, and transfer efficiency is increased and halftone The image quality is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved.
[0145]
The number average particle diameter of the toner can be measured using a Coulter Counter TA-II, Coulter Multisizer, SLAD 1100 (Laser Diffraction Particle Size Measuring Device manufactured by Shimadzu Corporation) or the like.
[0146]
In the present invention, a Coulter Multisizer is used, and an interface (manufactured by Nikka Machine Co., Ltd.) that outputs a particle size distribution and a personal computer are connected. The aperture in the Coulter Multisizer was 100 μm, and the volume distribution of toner of 2 μm or more (for example, 2 to 40 μm) was measured to calculate the particle size distribution and average particle size.
[0147]
<Preferable shape factor range of toner particles>
The shape factor of the toner according to the present invention is 1.0 to 1.6, 65% by number or more, preferably 1.2 to 1.6, 65% by number or more, particularly preferably 1.2 to 1. .6 is 70% by number or more.
[0148]
The shape factor of the toner according to the present invention is represented by the following formula and indicates the degree of roundness of the toner particles.
[0149]
Shape factor = ((maximum diameter / 2)2× π) / projection area
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. In the present invention, this shape factor is obtained by taking a photograph in which the toner particles are magnified 2000 times with a scanning electron microscope, and then using “SCANNING IMAGE ANALYZER” (manufactured by JEOL Ltd.) based on this photograph. It was measured by performing analysis. At this time, the shape factor of the present invention was measured by the above formula using 100 toner particles.
[0150]
As the toner according to the present invention, when the particle size of the toner particles is D (μm), the horizontal axis is the natural logarithm lnD, and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. Is a 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. The toner is preferably 70% or more.
[0151]
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.
[0152]
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.
[0153]
〔Measurement condition〕
1: Aperture: 100 μm
2: Sample preparation method: electrolytic solution [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 a measurement sample was added thereto. Add. This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
[0154]
(Developer)
The toner according to the present invention may be used as a one-component developer or a two-component developer.
[0155]
When used as a one-component developer, a non-magnetic one-component developer or a magnetic one-component developer containing about 0.1 to 0.5 μm of magnetic particles in the toner can be used. be able to.
[0156]
Further, it can be mixed with a carrier and used as a two-component developer. In this case, conventionally known materials such as metals such as iron, ferrite and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead can be used as the magnetic particles of the carrier. Ferrite particles are particularly preferable. The magnetic particles preferably have a volume average particle size of 15 to 100 μm, more preferably 25 to 80 μm.
[0157]
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.
[0158]
The carrier is preferably a carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic particles are dispersed in a 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. In addition, the resin for constituting the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and a known resin can be used. For example, a styrene-acrylic resin, a polyester resin, a fluorine resin, a phenol resin, or the like is used. be able to.
[0159]
(Image forming method)
Next, an example of an image forming apparatus using the electrostatic image developing toner of the present invention will be described with reference to FIG.
[0160]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus using an intermediate transfer member (transfer belt).
[0161]
In FIG. 1, an image forming apparatus for obtaining a color image includes a plurality of image forming units, each image forming unit forms a visible image (toner image) having a different color, and the toner image is transferred to the same intermediate transfer. This is an image forming method in which images are sequentially superimposed on a body and transferred.
[0162]
Here, the first, second, third, and fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd are arranged in parallel, and the image forming portions are photosensitive members 1a that are electrostatic latent image forming members, respectively. 1b, 1c and 1d. The photoreceptors 1a, 1b, 1c and 1d have latent image forming portions 2a, 2b, 2c and 2d, developing portions 3a, 3b, 3c and 3d, transfer discharge portions 4a, 4b, 4c and 4d, cleaning members and Cleaning devices 5a, 5b, 5c and 5d having rubber blades and chargers 6a, 6b, 6c and 6d are arranged.
[0163]
With such a configuration, first, a latent image of, for example, a yellow component color in a document image is formed on the photoreceptor 1a of the first image forming unit Pa by the latent image forming unit 2a. The latent image is converted into a visible image by a developer containing yellow toner in the developing unit 3a, and transferred to the transfer belt 21 by the transfer / discharge unit 4a.
[0164]
On the other hand, while the yellow toner image is transferred to the transfer belt 21 as described above, the second image forming unit Pb forms a magenta component color latent image on the photosensitive member 1b, and then the developing unit 3b generates magenta. A visible image is formed with a developer containing toner. This visible image (magenta toner image) is transferred to a predetermined position of the transfer belt 21 when the transfer belt that has been transferred by the first image forming unit Pa is carried into the transfer discharge section 4b. The
[0165]
Thereafter, the cyan and black component images are formed by the third and fourth image forming units Pc and Pd in the same manner as described above, and the cyan toner image and the black toner image are formed on the same transfer belt. Are transferred in layers. When such an image forming process is completed, a multicolor superimposed image is obtained on the transfer belt 21. On the other hand, the photoreceptors 1a, 1b, 1c, and 1d after the transfer are removed from the residual toner by the cleaning devices 5a, 5b, 5c, and 5d, and are used for the subsequent latent image formation.
[0166]
In the image forming apparatus, the transfer belt 21 is used. In FIG. 3, the transfer belt 21 is conveyed from the right side to the left side, and in the conveyance process, in each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. Each color transfer image is transferred through each transfer discharge portion 4a, 4b, 4c and 4d.
[0167]
When the transfer belt 21 passes through the fourth image forming unit Pd, the AC voltage is applied to the separation / discharge discharger 22d, the transfer belt 21 is discharged, and the toner images are transferred onto the transfer material P all at once. Thereafter, the transfer material P enters the fixing device 23, is fixed, and is discharged from the discharge port 25 to obtain a color image.
[0168]
In the figure, reference numerals 22a, 22b, 22c and 22d denote separation and neutralization dischargers, and the transfer belt 21 after the toner image has been transferred is transferred residual toner by a cleaning device 24 using a brush-like cleaning member and a rubber blade in combination. Is cleaned and prepared for the next image formation.
[0169]
Note that, as described above, even when the long transfer belt 21 such as a conveyor belt is used to form a multicolor superimposed image on the transfer belt 21 and then transferred onto a transfer material in a batch, the image forming unit has Each of the transfer belts may be provided, and then transferred from the transfer belt to the transfer material in sequence.
[0170]
The transfer belt has a surface resistance of 10 such as polyimide, polyether, polyamide or tetrafluoroethylene / perfluorovinyl ether copolymer.14On a high resistance film of Ω or more and a thickness of about 20 μm, a conductive agent is added to a fluorine-based or silicon-based resin to reduce the surface resistance to 10Five-108An endless film provided with a 5 to 15 μm-thick release layer that is Ω is used.
[0171]
In the image forming method of the present invention, the toner image formed in the developing step is fixed in the fixing step through the step of transferring to the transfer material as described above.
[0172]
In the heat roll fixing method, a heating roller having a heat source inside a metal cylinder composed of iron, aluminum or the like whose surface is coated with tetrafluoroethylene or polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinyl ether copolymers, silicone rubber, etc. And a pressure roller formed by A typical example of the heat source is one that has a linear heater and heats the surface temperature of the upper roller to about 120 to 200 ° C. In the fixing unit, pressure is applied between the upper roller and the lower roller to deform the lower roller to form a so-called nip. The nip width is 1 to 10 mm, preferably 1.5 to 7 mm. The fixing linear velocity is preferably 40 mm / sec to 600 mm / sec.
[0173]
In the above description, the fixing method using a heating roller and a pressure roller has been described. However, in the present invention, a heating member having a heating belt type fixing method or a preheating mechanism can be preferably used.
[0174]
A fixing cleaning mechanism may be provided for use. As this method, a method of supplying silicone oil to the upper roller or film for fixing, or a method of cleaning with a pad, roller, web or the like impregnated with silicone oil can be used.
[0175]
Further, the image forming apparatus used in the present invention may have a mechanism for toner recycling that recycles and uses untransferred toner remaining on the surface of the photoreceptor. The method for recycling the toner is not particularly limited. For example, the toner collected by the cleaning device is mixed with the replenishing toner hopper, the developing device, or the replenishing toner by the conveyance chamber or the conveyance screw in the intermediate chamber. And a method of supplying to the developing device. Preferably, a method of returning directly to the developing device or a method of supplying the replenishing toner and the recycled toner in the intermediate chamber and supplying them can be exemplified.
[0176]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0177]
<< Preparation of colored particles >>
[Preparation of colored particles 1]
(Latex preparation)
<1: Preparation of core particles (first stage polymerization)>
An anionic surfactant A (C) was added to a 5000 ml separable flask equipped with a stirrer, temperature sensor, condenser, and nitrogen inlet.TenHtwenty one(OCH2CH2)2OSOFourA surfactant solution (aqueous medium) in which 4.0 g of Na) was dissolved in 3040 g of ion-exchanged water was charged, and the internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream.
[0178]
To this surfactant solution, an initiator solution in which 10.0 g of a polymerization initiator (potassium persulfate: KPS) was dissolved in 400 g of ion-exchanged water was added, the temperature was adjusted to 75 ° C., 528 g of styrene, and n-butyl acrylate. A monomer mixture consisting of 204 g, methacrylic acid 68.0 g and n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester 24.4 g was added dropwise over 1 hour, and the system was heated and stirred at 75 ° C. for 2 hours. Thus, polymerization (first stage polymerization) was performed to prepare latex (a dispersion of resin particles made of high molecular weight resin). This is referred to as “latex (1H)”.
[0179]
<2: Formation of intermediate layer (second stage polymerization) and addition process of organic silanol compound>
In a flask equipped with a stirrer, 95.0 g of styrene, 36.0 g of n-butyl acrylate, 9.0 g of methacrylic acid, 0.59 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, Monomer solution 1 was prepared by adding Exemplified Compound 19) as a mold release agent and 0.01 g of trimethylsilanol, which is a compound represented by the general formula (1), and heating and dissolving at 90 ° C.
[0180]
Next, a surfactant solution in which 1.0 g of the anionic surfactant A is dissolved in 1560 ml of ion-exchanged water is heated to 98 ° C., and the latex (dispersed core particles) is added to the surfactant solution. 1H) was added in an amount of 28 g in terms of solid content, and then the monomer solution 1 prepared above was mixed for 8 hours using a mechanical disperser “CLEARMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.) having a circulation path. An emulsion containing dispersed particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle size (284 nm) was prepared.
[0181]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.0 g of a polymerization initiator (KPS) in 200 ml of ion-exchanged water and 750 ml of ion-exchanged water are added to this emulsion, and this system is heated and stirred at 98 ° C. for 12 hours. (Second stage polymerization) was performed to obtain latex (a dispersion of composite resin particles having a structure in which the surface of resin particles made of high molecular weight resin was covered with intermediate molecular weight resin). This is referred to as “latex (1HM)”.
[0182]
<3: Formation of outer layer (third stage polymerization)>
An initiator solution prepared by dissolving 6.8 g of a polymerization initiator (KPS) in 265 ml of ion-exchanged water was added to the latex (1HM) prepared above, and 249 g of styrene and 88. A monomer mixed solution consisting of 2 g, 19.4 g of methacrylic acid, and 7.45 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, polymerization (third stage polymerization) was performed by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. to obtain a latex. This latex is referred to as “latex (1HML)”.
[0183]
<Preparation of latex 2L>
An initiator solution prepared by dissolving 14.8 g of a polymerization initiator (KPS) in 400 ml of ion-exchanged water was added to a flask equipped with a stirrer, and under a temperature condition of 80 ° C., 600 g of styrene, 190 g of n-butyl acrylate, A monomer mixed solution consisting of 30.0 g of methacrylic acid and 20.8 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. to obtain a latex (a dispersion of resin particles made of a low molecular weight resin). This latex is referred to as “latex (2 L)”.
[0184]
(Dispersion of colorant)
90.0 g of anionic surfactant A was stirred and dissolved in 1600 ml of ion-exchanged water. While stirring this solution, 400 g of carbon black “Regal 330R” (manufactured by Cabot Corp.) is gradually added, and then dispersed using “Claremix” (manufactured by M Technique Co., Ltd.). (Hereinafter, referred to as “colorant dispersion 1”). When the particle diameter of the colorant particles in the colorant dispersion 1 was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 110 nm.
[0185]
(Aggregation / fusion process)
420.7 g (in terms of solid content) of the prepared latex (1HML), 900 g of ion-exchanged water, and 200 g of the above-prepared “colorant dispersion 1” were mixed with a temperature sensor, a cooling tube, a nitrogen introducing device, and a stirring device. Was stirred in a reaction vessel (four-necked flask). After adjusting the temperature in the container to 30 ° C., a 5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to this solution to adjust the pH to 9.0.
[0186]
Next, an aqueous solution in which 12.1 g of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water was added at 30 ° C. over 10 minutes with stirring. After standing for 3 minutes, heating was started, and the aqueous solution was heated to 90 ° C. over 60 minutes to start particle growth. In this state, the particle size of the associated particles was measured with “Coulter Counter TA-II”. When the volume average particle size reached 5.5 μm, 40.2 g of sodium chloride as a stopper was added to 1000 ml of ion-exchanged water. The aqueous solution dissolved in was added to stop particle growth. Further, as the aging treatment, the fusion was continued by heating and stirring at a liquid temperature of 98 ° C. for 2 hours. Then, it cooled to 30 degreeC on the conditions of 8 degreeC / min.
[0187]
(Shelling process)
According to the above, 96 g of the prepared “latex (2 L)” is added to the aggregated / fused particles, and heating and stirring are continued for 3 hours. "Latex (2L)" was shelled. Next, 40.2 g of sodium chloride was added and cooled to 30 ° C. under a temperature drop condition of 8 ° C./min. Then, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.0, and stirring was stopped.
[0188]
(Drying process)
The fused particles thus shelled are filtered, washed repeatedly with ion exchange water at 45 ° C., and then dried using a vacuum dryer to remove residual volatile substances in the toner particles. Colored particles 1 were prepared by crushing with a Henschel mixer and sieving with a 45 μm mesh sieve. The drying was performed by reducing the pressure to about 10 kPa and holding at 45 ° C. for 10 hours.
[0189]
[Preparation of colored particles 2]
In the preparation of the colored particles 1, colored particles 2 were prepared in the same manner except that 0.03 g of t-butyldimethylsilanol was added instead of trimethylsilanol in the step of adding the organic silanol compound.
[0190]
[Preparation of colored particles 3]
In the preparation of the colored particles 1, colored particles 3 were prepared in the same manner except that 0.05 g of triisopropylsilanol was added instead of trimethylsilanol in the step of adding the organic silanol compound.
[0191]
[Preparation of colored particles 4]
In the preparation of the colored particles 1, the amount of trimethylsilanol added was changed to 0.06 g in the organic silanol compound addition step, and the pressure was reduced to about 10 kPa as a condition in the drying step, followed by drying at 45 ° C. for 8 hours. A colored particle 4 was prepared in the same manner except that.
[0192]
[Preparation of colored particles 5]
In the preparation of the colored particles 1, colored particles 5 were prepared in the same manner except that the amount of trimethylsilanol added was changed to 0.07 g in the step of adding the organic silanol compound.
[0193]
[Preparation of Comparative Colored Particle 1]
In the preparation of the colored particles 1, comparative colored particles 1 were prepared in the same manner except that the step of adding the organic silanol compound was omitted and the drying step was performed at 45 ° C. for 10 hours under atmospheric pressure.
[0194]
[Preparation of comparative colored particles 2]
Comparative colored particles 2 were prepared in the same manner as in the preparation of the colored particles 1 except that the amount of trimethylsilanol added was changed to 0.10 g in the step of adding the organic silanol compound.
[0195]
[Preparation of comparative colored particles 3]
Comparative colored particles 3 were prepared in the same manner as in the preparation of the colored particles 2 except that the drying process was performed at 45 ° C. for 10 hours under atmospheric pressure.
[0196]
<< Preparation of toner and developer >>
(Preparation of toners 1 to 5 and comparative toners 1 to 3)
To the prepared colored particles 1 to 5 and comparative colored particles 1 to 3, respectively, 1.0% by mass of hydrophobic silica (number average primary particle size = 12 nm, degree of hydrophobicity = 68) and hydrophobic titanium oxide (number average) Toners 1 to 5 and Comparative toners 1 to 3 were prepared by adding 1.2% by mass of primary particle size = 20 nm and hydrophobizing degree = 63) and mixing with a Henschel mixer.
[0197]
(Preparation of developer)
Next, a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 60 μm coated with a silicone resin was mixed with each of the toners prepared above to prepare developers 1 to 5 and comparative developers 1 to 3 having a toner concentration of 6%, respectively. .
[0198]
(Quantification of organic silanol compounds in toner)
As a result of quantifying the organic silanol compound for each toner except the comparative toner 1 according to the headspace gas chromatographic measurement method, the content of the organic silanol compound in the toner 1 was 1.2 ppm. It was. Table 1 shows measured values of organic silanol compounds of other toners.
[0199]
The details of each toner prepared above are also shown in Table 1.
[0200]
[Table 1]
Figure 0004096811
[0201]
<< Evaluation of each characteristic value >>
(Evaluation of release agent distribution)
After each toner powder is molded with an embedding resin, an ultra-thin section with a thickness of 0.1 to 0.2 μm is prepared by an ultramicrotome, and this is observed at a magnification of 20,000 times using a transmission electron microscope. A photograph was taken, and the distribution of the release agent in the toner particles was evaluated according to the following criteria.
[0202]
A: The dispersion particle size distribution of the release agent particles is narrow and is uniformly distributed in the toner.
○: 1 to 2 slightly larger particles are observed in one visual field, but the distribution of the release agent particles in the toner is uniform.
X: Three or more large particles of release agent particles are recognized in one field of view, and the distribution state of the release agent particles in the toner is biased
(Evaluation of offset resistance)
The fixing device of a digital copying machine, Konica Sitos 7065, manufactured by Konica Corporation was remodeled to evaluate image offset and toner contamination on the heat roller.
[0203]
The fixing device was remodeled so that the cleaning mechanism and the like that were in contact with the heat roller were all removed, and nothing was in contact with the heat roller. The copying environment is set to room temperature and normal humidity (25 ° C., 55% RH), and the surface temperature of the heat roller for fixing (measured at the center of the roller) is in the range of 150 to 180 ° C. and 10 ° C. A4 size plain paper having a solid black belt image with a width of 5 mm is transported and fixed by vertical feeding at each surface temperature at a position orthogonal to the transport direction at each surface temperature, and then a mm width at a position orthogonal to the transport direction. A4 size plain paper having a solid black belt-like image and a halftone image of 20 mm width is conveyed by horizontal feeding, and for each of the obtained samples, image stain (image offset) due to fixing offset and toner stain on the surface of the heat roller Was visually observed, and the offset resistance was evaluated according to the following criteria.
[0204]
A: Image offset and toner contamination on the surface of the heat roller are not observed at all.
○: Almost no image offset or toner contamination on the heat roller surface is observed.
Δ: No image offset is observed, but toner contamination on the surface of the heat roller is observed
×: Image offset and toner contamination on the surface of the heat roller are observed
XX: The occurrence of clear image offset is recognized, and the toner contamination on the surface of the heat roller is remarkable.
In the evaluation rank, it was determined that 判定 and ○ were practically acceptable.
[0205]
(Evaluation of toner storage stability)
2 g of each toner prepared above was placed in a sample tube, shaken 500 times with a tapping denser, and then allowed to stand in an environment of 55 ° C. and 35% RH for 2 hours. Next, the mixture is put into a 48 mesh sieve, sieved under a constant vibration condition, and the ratio (mass%) of the amount of toner remaining on the mesh is measured. This is used as the toner aggregation rate, and the toner storage stability according to the criteria described below. Was evaluated.
[0206]
A: Toner aggregation rate is less than 15% by mass (very good toner storage stability)
○: The toner aggregation rate is 15 to 45% by mass (good toner storage stability)
(Triangle | delta): A toner aggregation rate is 46-60 mass% (it exists in a practically allowable range).
X: Toner aggregation rate exceeds 60% by mass (impractical)
(Evaluation of fog resistance)
As one of the stability testing methods for charging performance, a fog generation test was conducted.
[0207]
Using a commercially available digital copying machine Konica Sitios 7075 as an evaluation machine, each of a character image, a human face photo, a solid white image, and a solid black image with a pixel rate of 7% under an environment of a temperature of 33 ° C. and a relative humidity of 80%. The original image in / 4 equal parts was continuously output at 50,000 sheets in the single sheet intermittent mode at A4.
[0208]
The fog density was measured by using a reflection densitometer “RD-918” manufactured by Macbeth Co., Ltd. for the blank paper that was not printed at first, and the average value was defined as the blank paper density.
[0209]
Next, for the 50,000th white background portion continuously printed, the density at 20 locations was measured in the same manner, and the above-mentioned white paper density was determined as the fog density from this average value, and the anti-fogging property was evaluated according to the following criteria. went.
[0210]
A: The fog density is less than 0.003.
○: The fog density is 0.003 to less than 0.006.
Δ: The fog density is 0.006 to less than 0.010.
○: The fog density is 0.010 or more.
(Evaluation of odor resistance)
In a sealed room with a floor of 5m x 5m and a height of 2m, the digital copying machine "7065" (manufactured by Konica Corporation) was modified, the fixing temperature of the fixing device was set to 170 ° C, and the pixel ratio was After continuously printing 1000 sheets of original images with 7% character images, human face photos, solid white images, and solid black images, each of which is equally divided into quarters, the 20 monitors can check for odors. The odor resistance was evaluated according to the following criteria.
[0211]
◎: All the monitors felt no odor
○: One or two monitors are judged to have an odor
×: Three or more monitors judged to have an odor
The results obtained as described above are shown in Table 2.
[0212]
[Table 2]
Figure 0004096811
[0213]
As is clear from Table 2, the level using the toner containing 1 to 20 ppm of the organic silanol compound according to the present invention is superior to the comparative example in that the distribution of the release agent in the toner is good, and the storage stability of the toner It can be seen that the offset property and the offset resistance in a low temperature range are good, and the fog and odor resistance are also excellent.
[0214]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an electrostatic charge image developing toner having a wide fixing temperature range, excellent offset resistance and fixing property, toner storage stability and fog resistance, and reduced odor, and an image forming method using the same Could be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus that can be used in the present invention.
[Explanation of symbols]
P transfer material
Pa, Pb, Pc, Pd Image forming unit
1a, 1b, 1c, 1d photoconductor
2a, 2b, 2c, 2d Latent image forming unit
3a, 3b, 3c, 3d Development section
4a, 4b, 4c, 4d Transfer discharge part
5a, 5b, 5c, 5d Cleaning device
6a, 6b, 6c, 6d charger
22a, 22b, 22c, 22d Separate static elimination discharger
21 Transfer belt
23 Fixing device
24 Cleaning device
25 outlet

Claims (5)

樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着させて得られ、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれか並びにワックスを含有する静電荷像現像用トナーであって、ヘッドスペース法により測定したトリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかの含有量が、1〜20ppmであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。A toner for electrostatic charge image development obtained by salting out / fusing resin particles in an aqueous medium and containing any of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanol and a wax, and a headspace method A toner for developing an electrostatic charge image, wherein the content of any one of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol and triisopropylsilanol measured by 1 is 1 to 20 ppm. 前記樹脂粒子が、トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかを用いて調製されたものであることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。2. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the resin particles are prepared using any of trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol, and triisopropylsilanol. 前記トリメチルシラノール、t−ブチルジメチルシラノール及びトリイソプロピルシラノールのいずれかの含有量が、5〜15ppmであることを特徴とする請求項1乃至請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the content of any one of the trimethylsilanol, t-butyldimethylsilanol, and triisopropylsilanol is 5 to 15 ppm. 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子を65個数%以上含有するトナーであることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。  4. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the toner contains 65% by number or more of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6. 静電荷像担持体上に静電荷像を形成する工程、静電荷像現像用トナーを含む現像剤で該静電荷像を現像してトナー画像を形成する工程、及び該トナー画像を転写体上に転写する工程を含む画像形成方法において、該静電荷像現像用トナーが、請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする画像形成方法。  A step of forming an electrostatic charge image on the electrostatic image carrier, a step of developing the electrostatic charge image with a developer containing toner for developing an electrostatic charge image to form a toner image, and the toner image on the transfer member; 5. An image forming method comprising a transfer step, wherein the electrostatic image developing toner is the electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 4.
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