JP4140193B2 - Toner for developing electrostatic latent image, method for producing the same, and image forming method - Google Patents

Toner for developing electrostatic latent image, method for producing the same, and image forming method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電潜像現像用トナーとその製造方法及びそれを用いた画像形成方法或いは画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
今日、高速高画質を要求される複写機、プリンターにおいては、殆どの場合、静電潜像現像用トナーを用いた電子写真方式にて画像形成を行っている。
【0003】
これは、電子写真方式が高画質画像を高速で形成でき、長期使用にも耐える安定性を有しているためであるが、近年その要求水準がどんどん上がっているため、現在でも技術改良研究が盛んに行われている。
【0004】
その中で大きなテーマとして取り上げられているのが、長期間の繰り返し使用や使用時の環境変化に強く、より安定性のある画像形成方法の追求である。このためには、電子写真感光体(単に感光体ということもある)及びその周囲にあり感光体に作用して画像形成に係わる各要素の耐久性を総合的に向上させる必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記要求に応えるためになされたものである。即ち、本発明の目的は、繰り返し使用時における感光体自体及びそれに作用する静電潜像現像用トナーやクリーニング装置の耐久性を上げる方法を提供することにある。より具体的にはクリーニングブレードの摩耗、クリーニング時の感光体面でのトナーすり抜け或いはトナー固着による画像ボケ等を無くし、使用時の温湿度環境による画像濃度の変動を無くした静電潜像現像用トナーとその製造方法及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、鋭意検討した結果、本発明の目的は下記構成を採ることにより達成される。
【0007】
〔1〕 トナー粒子が水系媒体中に粒子を形成して得られた静電潜像現像用トナーであって、該トナーが、含水分量が0.2〜2.1質量%、遊離脂肪酸量が0.02〜0.6質量%である脂肪酸カルシウム塩を、外部添加剤として含有することを特徴とする静電潜像現像用トナー。
【0009】
〕 前記脂肪酸カルシウム塩が、ステアリン酸カルシウムであることを特徴とする〔1〕記載の静電潜像現像用トナー。
【0010】
〕 少なくとも樹脂粒子を水系媒体中で凝集、融着させて得られることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の静電潜像現像用トナー。
【0011】
〕 前記トナーが、平均粒径0.1〜5.0μmの有機微粒子の表面に、一次平均粒径が5〜100nmの無機微粒子が固着された無機/有機複合微粒子を外部添加剤として含有することを特徴とする〔1〕〜〔〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0012】
〕 トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数の変動係数が16%以下で、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする〔1〕〜〔〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0013】
〕 トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0014】
〕 トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であるであることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0015】
〕 トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0016】
〕 トナーの粒径を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ける最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0017】
10がないトナーの割合が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0018】
11〕 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、形状係数の変動係数が16%以下であるトナー粒子であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0019】
12〕 前記トナーが多段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析、凝集、融着して得られるトナーであり、前記複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されているトナーを用いることを特徴とする〔1〕〜〔11〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0020】
13〕 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)のピークまたはショルダーが少なくとも100,000〜1,000,000と、1,000〜50,000に存在するトナー樹脂を用いることを特徴とする〔1〕〜〔12〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0021】
14ルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)のピークまたはショルダーが少なくとも100,000〜1,000,000と、25,000〜100,000と、1,000〜25,000に存在するトナー樹脂を用いることを特徴とする〔1〕〜〔13〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0022】
15〕 樹脂と離型剤と着色剤を含有し、破砕強度指数が0.1〜0.8であることを特徴とする〔1〕〜〔14〕の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。
【0025】
16〕 有機感光体上に形成された静電潜像をトナーを含有する現像剤により現像し、該現像により顕像化されたトナー像を有機感光体から転写材に転写した後、有機感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成方法において、〔1〕〜〔15〕の何れか1項記載のトナーを使用することを特徴とする画像形成方法。
【0026】
17〕 有機感光体が導電性支持体上に感光層を設けて成る構成を有し、且つ該感光層の表面層が平均分子量4万以上のポリカーボネートを含有することを特徴とする〔1〕記載の画像形成方法。
【0027】
18〕 少なくともトナー粒子は水系媒体中に粒子を形成して造り、該粒子を乾燥後に脂肪酸カルシウム塩粒子を0.3〜1.2質量%外部添加して〔1〕記載の静電潜像現像用トナーを造ることを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。
【0028】
本発明に用いられる脂肪酸カルシウムとは、具体的には下記の如きものである。
【0029】
ウンデシル酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、トリデシル酸カルシウム、ドデシル酸カルシウム、ミリスチン酸カルシウム、パルミチン酸カルシウム、ペンタデシル酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、ベヘン酸カルシウム、ヘプタデシル酸カルシウム、アラキン酸カルシウム、モンタン酸カルシウム、オレイン酸カルシウム、リノール酸カルシウム、アラキドン酸カルシウム、ベヘン酸カルシウム等の長鎖脂肪酸カルシウムがあげられる。脂肪酸成分は、単一であっても数種混合された脂肪酸であってもよいが、これらの中でステアリン酸カルシウムが特に好ましい。外部添加量としてはトナー質量の0.005〜0.3質量%が好ましい。
【0030】
製造方法としては、▲1▼脂肪酸と酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムを、生成する脂肪酸カルシウム塩の融点以上の温度で溶融反応させる溶融法、▲2▼脂肪酸と酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムのスラリーを、生成する脂肪酸カルシウム塩の融点以下で半溶融させる半溶融法、▲3▼脂肪酸ナトリウム塩の水溶液に無機金属塩の水溶液を加え、ナトリウムをカルシウムで置換する複分解法等のいずれを用いてもよい。
【0031】
脂肪酸カルシウムの場合含有される好ましい水分量、遊離脂肪酸量については、ほぼ下記の如くである。
【0032】
脂肪酸カルシウムの水分量は、帯電の湿度安定性を高める観点から0.1〜2.5質量%が好ましく、0.3〜1.2質量%が特に好ましい。遊離脂肪酸量は0.01〜0.7質量%が好ましく、0.05〜0.5質量%が特に好ましい。0.5質量%より多くては、キャリアや現像剤担持体(現像ロール表面)などの帯電部材を汚染する可能性があり、0.05質量%より少ないと、むしろブレード摩耗が増加する傾向があり、クリーニングブレードの寿命を縮める可能性がある。
【0033】
尚、脂肪酸カルシウムに含有される水分量、遊離脂肪酸量の測定方法については、下記の如く行った。
【0034】
1)水分量の測定
水分量の測定方法は、カールフィッシャー法を用いて行う。
【0035】
具体的な測定方法を示すと、平沼微量水分測定器(AQS−712:平沼産業製)を用いて、下記条件で測定する方法を挙げることが出来る。
【0036】
試料加熱温度:110℃
試料加熱時間:1分
窒素ガス流量:150ml/分
2)遊離脂肪酸の測定
試料1gを精秤し、エタノールとエチルエーテルの1:1混合液に溶解し、フェノールフタレインを指示薬として、水酸化カリウム水溶液で中和滴定して、遊離脂肪酸の含有量をステアリン酸の質量百分率で表した。
【0037】
又、本発明では、トナーの外添剤として、研磨剤粒子としての無機/有機複合微粒子が好ましく用いられる。無機/有機複合微粒子は、形状が球形であり、表面は硬度の堅い無機微粉末であり、核部は比較的弾性のある有機微粒子を使用するため、感光体の摩耗を促進することなく、また感光体やクリーニングブレードに傷を発生することなく、安定したクリーニング性を発揮する。
【0038】
無機/有機複合微粒子を構成する無機微粒子の一次平均粒径は、クリーニング性、研磨性、耐フィルミング性を向上させる観点から、5〜100nmが好ましい。なお、無機微粒子の一次平均粒径は、走査型電子顕微鏡により観察して、画像解析により測定される個数基準の平均粒径をいう。
【0039】
無機微粒子の構成材料としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化銅、酸化テルル、酸化マンガン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化炭素等が用いられる。
【0040】
無機/有機複合微粒子を構成する有機微粒子は、アクリル酸系重合体、スチレン系重合体、スチレン−アクリル酸共重合体等からなる樹脂粒子であることが好ましい。
【0041】
有機微粒子を構成するアクリル酸系重合体としては、アクリル酸もしくはアクリル酸エステル、メタクリル酸もしくはメタクリル酸エステルから選ばれる単量体を重合して得られる単独重合体あるいは共重合体である。かかるアクリル酸系重合体を得るために用いられるアクリル酸系単量体としては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、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。上記アクリル酸系単量体の1種または2種以上からアクリル酸系重合体が得られるが、本発明においては、必要に応じてその他の単量体が1種または2種以上共重合されたものであってもよい。この場合には、単量体組成物においてアクリル酸系単量体を50質量%以上の割合で用いることが好ましい。
【0042】
有機微粒子を構成するスチレン酸系重合体を得るために用いられるスチレン酸系単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン等が挙げられる。上記スチレン系単量体の1種または2種以上からスチレン系重合体が得られるが、本発明においては、必要に応じてその他の単量体が1種または2種以上共重合されたものであってもよい。この場合には、単量体組成物においてスチレン系単量体を50質量%以上の割合で用いることが好ましい。
【0043】
有機微粒子を構成するスチレン−アクリル酸系共重合体は、上記アクリル酸系単量体の1種または2種以上と上記スチレン系単量体の1種または2種以上とにより得られるが、必要に応じてその他の単量体が1種または2種以上共重合されたものであってもよい。この場合には、単量体組成物において、アクリル酸系単量体およびスチレン系単量体の合計が50質量%以上の割合で用いることが好ましい。
【0044】
前記その他の単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル系化合物、酢酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン等のビニルケトン類、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、マレイン酸、フマール酸等の不飽和カルボン酸類、その他が挙げられる。
【0045】
無機/有機複合微粒子を構成する有機微粒子の平均粒径は、クリーニング性の向上、摩擦帯電性の安定性の観点から0.1〜5.0μmが好ましく、特に0.2〜3.0μmが好ましい。なお、有機微粒子の平均粒径は、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)」(シンパテック(SYMPATEC)社製)により測定される体積基準の平均粒径をいう。ただし、測定前に、有機微粒子数10mgを界面活性剤と共に水50mlに分散させ、その後超音波ホモジナイザー(出力150W)で発熱による再凝集に注意しながら1〜10分間分散させる前処理を行った。
【0046】
無機/有機複合微粒子は、有機微粒子の表面に、上記特定処理化合物で処理された無機微粒子が固着されて構成される。ここで固着とは、無機微粒子が有機微粒子に単に静電気力により付着しているのではなくて、無機微粒子の有機微粒子中に埋め込まれた部分の長さが5〜95%である状態をいう。このような状態は、透過電子顕微鏡または通常の電子顕微鏡により無機/有機複合微粒子の表面を観察することにより確認することができる。無機微粒子を有機微粒子の表面に固着させるに際しては、まず有機微粒子を球形化し、その後に無機微粒子を有機微粒子の表面に固着させるのが好ましい。これは、有機微粒子が球形であると、無機微粒子が均一に固着されるようになって、無機微粒子の遊離が有効に防止されるからである。有機微粒子を球形化する手段としては、有機微粒子を熱によって一旦溶融し、その後噴霧造粒を行う方法、熱溶融した有機微粒子を水中にジェットで放出して球形化する方法、懸濁重合法あるいは乳化重合法によって球形の有機微粒子を合成する方法等が挙げられる。
【0047】
有機微粒子の表面に無機微粒子を固着する手段としては、有機微粒子と無機微粒子とを混合し、その後に熱を加える方法、有機微粒子の表面に無機微粒子を機械的に固着するいわゆるメカノケミカル法等が用いられる。具体的には、有機微粒子と無機微粒子とを混合し、ヘンシェルミキサー、V型混合機、タービュラーミキサー等により撹拌混合を行い、有機微粒子の表面に静電気力により無機微粒子を付着させ、次いで表面に無機微粒子が付着した有機微粒子をニロアトマイザー、スプレードライヤー等の熱処理装置に導入し、熱を加えて有機微粒子の表面を軟化させて当該表面に無機微粒子を固着させる方法、有機微粒子の表面に静電気力により無機微粒子を付着させた後に、衝撃式粉砕機を改造した機械的エネルギーを付与することのできる装置、例えばオングミル、自由ミル、ハイブリダイザー等の装置を使用して有機微粒子の表面に無機微粒子を固着させる方法等が用いられる。
【0048】
無機/有機複合微粒子を得るに際して、有機微粒子に対する無機微粒子の配合量は、有機微粒子の表面を均一に覆うことができる量であればよい。具体的には、無機微粒子の比重によって異なるが、有機微粒子に対して、通常5〜100質量%、好ましくは5〜80質量%の割合で無機微粒子を使用する。無機微粒子の割合が過小であるとクリーニング性が低下しやすく、逆に無機微粒子の割合が過大であると無機微粒子が遊離しやすくなる。
【0049】
以上の無機/有機複合微粒子は着色粒子に添加混合されてトナーが構成されるが、無機/有機複合微粒子の配合割合は、クリーニング性の向上、摩擦帯電性の安定性の観点から、着色粒子に対して0.01〜5.0質量%が好ましく、特に、0.01〜2.0質量%が好ましい。
【0050】
無機/有機複合微粒子以外の研磨剤として外添される研磨剤には、例えばチタン酸カルシウム粉末、チタン酸バリウム粉末、チタン酸マグネシウム粉末、チタン酸ストロンチウム粉末、酸化セリウム粉末、酸化ジルコニウム粉末、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末、炭化ホウ素粉末、炭化硅素粉末、酸化硅素粉末、ダイヤモンド粉末等があり、これらを単独もしくは混合して用いる。このうちチタン酸ストロンチウム粉末、酸化セリウム粉末が特に良好に用いられる。
【0051】
研磨剤量としては、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.1〜10.0質量部、より好ましくは0.2〜5.0質量部であることが好ましい。
【0052】
【発明の実施の形態】
本発明を構成する要件となる部材や化合物につき更に説明する。
【0053】
本発明に用いられるクリーニング装置は、クリーニングブレード方式のものである。
【0054】
本発明に用いられるクリーニングブレードは弾性体ゴムブレードが好ましく、その物性はゴム硬度と反発弾性を同時にコントロールすることにより、本発明のトルク変動を小さく制御でき、より有効にブレードの反転を抑制できる。25±5℃に於けるブレードのJISA硬度が65よりも小さくなるとブレードの反転が起こり易くなり、80より大きくなるとクリーニング性能が低下する。また、反発弾性が80を超えるとブレードの反転がおこり易くなり、20以下だとクリーニング性能が低下する。より好ましい反発弾性は20以上80以下である。ヤング率は、294〜588N/cm2の範囲のものが好ましい。なお、本発明におけるJISA硬度及び反発弾性ともJISK6301の加硫ゴム物理試験方法に基づき測定する。反発弾性の数値は%を示す。
【0055】
前記クリーニングブレードに用いられる弾性体ゴムブレードの材質としてはウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの中、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。例えば、特開昭59−30574号公報に記載のポリカプロラクトンエステルとポリイソシアネートとを反応硬化せしめて得られるウレタンゴム等が特に好ましい。
【0056】
本発明において、この弾性ゴムブレードの支持部材への固定方法は、感光体当接面側で支持部材に実質的に保持されていることが好ましい。このような保持方法を採ることにより、クリーニングブレードのトルク変動を安定化させることができる。
【0057】
感光体表面への弾性ゴムブレードの適正圧接条件は、諸特性の微妙なバランスにより決められており、かなり狭いものである。弾性ゴムブレードの厚み等の特性によっても変わり、設定には精度を要する。しかし、弾性ゴムブレードは作製時にどうしてもその厚みに多少のバラツキができるため、適正な条件で常に設定されるとはいえず、例え当初は適正に設定されても、適正領域が狭いため使用の過程で適正領域からはずれてしまうこともある。特に高分子量のバインダー樹脂を用いた有機感光層と組み合わせた場合、適正領域からはずれると、フィルミング、黒ポチ等の画像欠陥が生じやすくなる。
【0058】
従って、弾性ゴムブレードの特性のバラツキ等をキャンセルするための方策もとる必要があり、弾性ゴムブレードの厚みのバラツキが例えあっても、感光体面への圧接力等に影響がでない、上記設定方法が有効なのであろう。
【0059】
本発明において、弾性ゴムブレードの自由端は、感光体の回転方向と反対方向(カウンター方向)にして圧接することが好ましい。
【0060】
クリーニングブレードは、必要に応じ、クリーニングブレードのエッジ部にフッ素系潤滑剤をスプレー塗布するか、もしくは、その上にさらに幅方向全域にわたった先端部に、下記フッ素系ポリマーおよびフッ素系樹脂粉体をフッ素系溶剤に分散させた分散体を塗布することが好ましい。
【0061】
次に、本発明に用いられる有機感光体について記載する。
本発明において、有機電子写真感光体(有機感光体)とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て含有する。
【0062】
以下に本発明に用いられる有機感光体の構成について記載する。
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状導電性支持体の方が好ましい。
【0063】
本発明に用いられる円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、真直度で0.1mm以下、振れ0.1mm以下の範囲にある導電性の支持体が好ましい。この真円度及び振れの範囲を超えると、良好な画像形成が困難になる。
【0064】
導電性の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙、プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗103Ω・cm以下が好ましい。
【0065】
本発明で用いられる導電性支持体は、その表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場合、硫酸濃度は100〜200g/リットル、アルミニウムイオン濃度は1〜10g/リットル、液温は20℃前後、印加電圧は約20Vで行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常20μm以下、特に10μm以下が好ましい。
【0066】
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた中間層を設けることもできる。
【0067】
本発明においては導電性支持体と前記感光層のとの接着性改良、或いは該支持体からの電荷注入を防止するために、該支持体と前記感光層の間に中間層(下引層も含む)を設けることもできる。該中間層の材料としては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さくできる樹脂としてはポリアミド樹脂が好ましい。又、これら樹脂を用いた中間層の膜厚は0.01〜0.5μmが好ましい。
【0068】
又、本発明に最も好ましく用いられる中間層はシランカップリング剤、チタンカップリング剤等の有機金属化合物を熱硬化させた硬化性金属樹脂を用いた中間層が挙げられる。硬化性金属樹脂を用いた中間層の膜厚は、0.1〜2μmが好ましい。
【0069】
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。
【0070】
以下に機能分離負帯電感光体の感光層構成について説明する。
電荷発生層には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
【0071】
電荷発生物質(CGM)としては公知の電荷発生物質(CGM)を用いることができる。例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを用いることができる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるCGMは複数の分子間で安定な凝集構造をとりうる立体、電位構造を有するものであり、具体的には特定の結晶構造を有するフタロシアニン顔料、ペリレン顔料のCGMが挙げられる。例えばCu−Kα線に対するブラッグ角2θが27.2°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン、同2θが12.4に最大ピークを有するベンズイミダゾールペリレン等のCGMは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加小さくすることができる。
【0072】
電荷発生層にCGMの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し20〜600質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は0.01μm〜2μmが好ましい。
【0073】
電荷輸送層には電荷輸送物質(CTM)及びCTMを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。
【0074】
電荷輸送物質(CTM)としては公知の電荷輸送物質を用いることができる。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるCTMは高移動度で、且つ組み合わされるCGMとのイオン化ポテンシャル差が0.5(eV)以下の特性を有するものであり、好ましくは0.25(eV)以下である。
【0075】
CGM、CTMのイオン化ポテンシャルは表面分析装置AC−1(理研計器社製)で測定される。
【0076】
電荷輸送層(CTL)に用いられる樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂である。又これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。
【0077】
これらCTLのバインダーとして最も好ましいものは平均分子量が4万以上のポリカーボネート樹脂である。ポリカーボネート樹脂はCTMの分散性、電子写真特性を良好にすることにおいて、最も好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し10〜200質量部が好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は10〜40μmが好ましい。
【0078】
本発明に用いられる感光体の保護層として、各種樹脂層を設けることができる。特に架橋系の樹脂層を設けることにより、本発明の機械的強度の強い有機感光体を得ることができる。
【0079】
感光体を構成する各層中で、最表面になる層にはバインダー樹脂として、平均分子量4万以上のポリカーボネートを用いるのが耐久性向上のため好ましい。
【0080】
本発明の中間層、感光層、保護層等の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、n−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロプロパン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではないが、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケトン等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単独或いは2種以上の混合溶媒として用いることもできる。
【0081】
次に本発明の有機電子写真感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の上層側の塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又、均一塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型(円形スライドホッパ型がその代表例)塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。なお本発明の保護層は前記円形量規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
【0082】
次に本発明に用いられるトナーについて記載する。
本発明のトナーは、トナー粒子が水系媒体中に粒子を形成して得られた電潜像現像用トナーであるが、これは水系媒体中に分散粒子を形成しトナー粒子として用いるという意味であり、そのままの粒子ではなく幾つかを凝集、融着させて造ったものも含まれる。
【0083】
水系媒体中で懸濁重合法や、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して微粒の樹脂粒子を調製し、その後に、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ことができる。また、バインダー樹脂を可溶させる有機溶媒中にバインダー樹脂、荷電制御剤、着色剤、離型剤を溶解または分散して油性成分を調製する工程と、該油性成分を水系媒体中に分散させた状態からトナーを造粒する工程とを有する静電潜像現像用トナーの製造方法によっても作製することが出来る。中でも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して微粒の樹脂粒子を調製し、その後に、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のが、トナー形状制御が比較的容易で安定したクリーニング性が得られる為、特に好ましい。
【0084】
懸濁重合法による本発明のトナーを製造する方法の一例を示せば、重合性単量体中に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、2段の撹拌翼を有する反応装置(撹拌装置)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。
【0085】
又、乳化重合法による場合は、本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で塩析、凝集、融着させて調製する方法が好ましく用いられる。も挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平5−265252号公報や特開平6−329947号公報、特開平9−15904号公報に示す方法を挙げることができる。すなわち、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、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、撹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。
【0086】
本発明におけるトナーには多段重合法により得られる複合樹脂粒子を用いることも出来る。複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されているのが好ましい。
【0087】
多段重合法トナーの製造工程は、主に、以下に示す工程より構成されている。1:離型剤が最外層以外の領域(中心部または中間層)に含有されている複合樹脂粒子を得るための多段重合工程(I)
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(II)
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。
【0088】
以下、各工程について、詳細に説明する。
多段重合工程(I)
多段重合工程(I)は、樹脂粒子の表面に、単量体の重合体からなる被覆層を形成する多段重合法により、複合樹脂粒子を製造する工程である。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
二段重合法
二段重合法は、離型剤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。
【0092】
この方法を具体的に説明すると、先ず、離型剤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1段重合)することにより、離型剤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。
【0093】
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2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(後に用いた単量体の重合体)からなる被覆層を形成する方法である。
【0094】
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)、離型剤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。
【0095】
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1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、離型剤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2段重合)することにより、樹脂粒子(核粒子)の表面に、離型剤を含有する樹脂(2段目に用いた単量体の重合体)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)の分散された液を調製する。
【0096】
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3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(最後に用いた単量体の重合体)からなる被覆層を形成する。上記方法において、第2段重合を組み入れることにより、離型剤を微細かつ均一に分散することができ好ましい。
【0097】
本発明に係るトナーの製造方法においては、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、離型剤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、離型剤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。
【0098】
本発明でいう水系媒体とは、水50〜100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。
【0099】
離型剤を含有する樹脂粒子(核粒子)またはその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、離型剤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。
【0100】
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、油相に溶解させた離型剤が脱離することがなく、形成される樹脂粒子(核粒子)またはその被覆層内に十分な量の離型剤を導入することができる。
【0101】
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ーを備えた撹拌装置「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム−テクニック社製)、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、10〜1000nmとされ、好ましくは50〜1000nm、更に好ましくは30〜300nmである。
【0102】
なお、離型剤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)またはその被覆層であって、離型剤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。
【0103】
この重合工程(I)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重量平均粒径で10〜1000nmの範囲にあることが好ましい。
【0104】
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。
【0105】
また、複合樹脂粒子の軟化点は95〜140℃の範囲にあることが好ましい。
塩析/融着工程(II)
この塩析/融着工程(II)は、前記多段重合工程(I)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。
【0106】
本発明でいう塩析/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)を凝集させる必要がある。
【0107】
この塩析/融着工程(II)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10〜1000nm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。
【0108】
着色剤粒子は、水性媒体中に分散された状態で塩析/融着処理が施される。着色剤粒子が分散される水性媒体は、臨界ミセル濃度(CMC)以上の濃度で界面活性剤が溶解されている水溶液が好ましい。
【0109】
着色剤粒子の分散処理に使用する分散機は、特に限定されないが、好ましくは、高速回転するローターを備えた撹拌装置「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム−テクニック社製)、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリン、圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、ゲッツマンミル、ダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
【0110】
複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させるためには、複合樹脂粒子および着色剤粒子が分散している分散液中に、臨界凝集濃度以上の塩析剤(凝集剤)を添加するとともに、この分散液を、複合樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上に加熱することが必要である。
【0111】
塩析/融着させるために好適な温度範囲としては、(Tg+10℃)〜(Tg+50℃)とされ、特に好ましくは(Tg+15℃)〜(Tg+40℃)とされる。また、融着を効果的に行なわせるために、水に無限溶解する有機溶媒を添加してもよい。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
この工程で使用される乾燥機としては、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、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、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。
【0116】
乾燥処理されたトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。
【0117】
なお、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。
【0118】
本発明のトナー粒子(着色粒子)を塩析/融着させて調製するには、特に限定はないが、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。
【0119】
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がない。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。
【0120】
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もない。
【0121】
さらに、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を得ることができる。
【0122】
次に、トナー製造工程で用いられる各構成素材・要素について、詳細に説明する。
【0123】
(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。
【0124】
(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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
アクリル酸系単量体としては、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。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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。
【0132】
(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。
【0133】
(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。
【0134】
(a)の−COOH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。
【0135】
(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。
【0136】
(4)塩基性極性基を有する単量体
塩基性極性基を有する単量体としては、(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。
【0137】
(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。
【0138】
(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。
【0139】
(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。
【0140】
(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。
【0141】
(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。
【0142】
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。
【0143】
(連鎖移動剤)
分子量を調整することを目的として、公知の連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプト基を有する化合物が用いられる。特に、メルカプト基を有する化合物は、加熱定着時の臭気を抑制し、分子量分布がシャープであるトナーが得られ、保存性、定着強度、耐オフセット性に優れるため好ましく用いられ、好ましいものとしては、例えば、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸t−ブチル、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、エチレングリコールのメルカプト基を有する化合物、ネオペンチルグリコールのメルカプト基を有する化合物、ペンタエリストールのメルカプト基を有する化合物を挙げることができる。このうち、トナー加熱定着時の臭気を抑制する観点で、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステルが、特に好ましい。
【0144】
(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。
【0145】
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。
【0146】
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。
【0147】
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。
【0148】
(樹脂粒子、トナーの分子量分布)
本発明のトナーは、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。
【0149】
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。
【0150】
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 KF−801、802、803、804、805、806、807の組合せや、東ソー社製のTSKgel G1000H、G2000H、G3000H、G4000H、G5000H、G6000H、G7000H、TSK guard 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。
【0151】
(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。
【0152】
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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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、当然のことながら、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。
【0156】
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。
【0157】
次に、バインダー樹脂、着色剤、ワックスの各原料を有機溶剤中に溶解あるいは分散して油相成分を形成する工程と、該油相成分を水系媒体中で造粒する方法における本発明の好ましい製造法の一例を示す。
【0158】
バインダー樹脂を可溶させる有機溶媒中にバインダー樹脂、荷電制御剤、着色剤、離型剤を溶解または分散して油性成分を調製する工程と、該油性成分を水系媒体中に分散させた状態からトナーを造粒する工程とを有する静電潜像現像用トナーの製造方法である。
【0159】
バインダー樹脂を可溶化させる有機溶媒中にバインダー樹脂、着色剤、およびワックスを溶解・分散して油性成分を調製する工程とは、バインダー樹脂、荷電制御性樹脂、着色剤、および離型剤をバインダー樹脂を可溶化させる有機溶媒中に混合分散する工程である。
【0160】
バインダー樹脂を可溶化させる有機溶媒としては、一般の有機溶媒が用いられる。例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール等のアルコール、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類があげられるが、この中でも、樹脂の溶解性、脱溶剤性の点で、酢酸エチル、メチルエチルケトン等が好ましい。また、これらは単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。
【0161】
油性成分を水系媒体中に分散させた状態からトナーを造粒する工程とは、前記工程で調整された油性成分を水系媒体中に分散させた状態から固化させて粒子を作製し、これを乾燥させてトナーを得る工程である。
【0162】
粒子作製方法としては、前記バインダー樹脂、前記荷電制御剤、前記着色剤、前記離型剤、その他の材料を溶媒に溶解分散させてなる溶液を、水系媒体中で懸濁分散し、その後前記溶媒を除去する方法、前記溶液に水性の貧溶媒を加えることにより粒子を析出させる方法、バインダー樹脂、荷電制御剤、着色剤、離型剤、その他の材料を含む加熱溶融物を水系媒体中で溶融分散し、その後冷却して粒子を形成する方法等が挙げられる。
【0163】
前記水系媒体としては、主として水が用いられるが、水溶性溶媒を混合しても構わない。さらに分散剤を添加することが粒径分布上好ましい。分散剤としては、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ、セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸などが挙げられる。分散剤の量は、母液100質量部に対して、0〜20質量部が好ましい。
【0164】
粒子作製のための撹拌方法としては、剪断を加えることが望ましく、ホモジナイザー、コロイドミル、ディゾルバー、などが用いられる。
【0165】
乾燥には、通気乾燥装置、噴霧乾燥装置、回転乾燥装置、気流乾燥装置、流動層乾燥装置、伝熱加熱型乾燥装置、凍結乾燥装置などが知られており、いずれも用いることができる。
【0166】
本発明のトナーを構成する着色剤としては、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。
【0167】
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。
【0168】
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。
【0169】
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。
【0170】
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。
【0171】
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。
【0172】
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。
【0173】
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。
【0174】
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。
【0175】
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。
【0176】
本発明の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。
【0177】
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。
【0178】
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。
【0179】
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。
【0180】
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。
【0181】
本発明のトナーでは、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。
【0182】
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。
【0183】
次に代表的な化合物の例を以下に示す。
【0184】
【化1】

Figure 0004140193
【0185】
【化2】
Figure 0004140193
【0186】
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。
【0187】
尚、本発明において、「破砕強度指数」とは、トナー粒子の破砕されやすさを示す指標であって、具体的には、下記の方法により求められる指数をいう。
【0188】
(方法)
トナー(試料)30gと、ガラスビーズ「GB503M」(東芝バロティーニ社製,粒子径:2mm)100gとを2リットルのポリエチレンポットに入れ、タービュラーミキサーにより60秒間混合攪拌した後、330メッシュの試験篩でガラスビーズを分離除去する。
【0189】
そして、混合攪拌前後において、全トナー粒子中における2〜4μmの小粒子の個数割合(%)を測定し、下記の式により算出する。
【0190】
破砕強度指数=(N−N0)/60
(式中、Nは、混合攪拌後における2〜4μmの小粒子の個数%であり、N0は、混合攪拌前における2〜4μmの小粒子の個数%である。)
なお、「小粒子の個数%」は、コールターマルチサイザーを用いて測定された値である。具体的には、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(日科機製)、パーソナルコンピューターを接続して使用する。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算出した。
【0191】
請求項16に係る本発明のトナーは、樹脂と離型剤と着色剤を含有するトナーであって、上記定義による破砕強度指数が0.1〜0.8である点に特徴を有する。
【0192】
破砕強度指数が0.8を超えるトナーは、十分な耐破砕性を有することができず、そのようなトナーを長期にわたり画像形成に供すると、破砕によって生じた微粉により、フィルミング、カブリ、キャリアスペントなどが発生する。
【0193】
一方、破砕強度指数が0.1未満であるトナーは、最低定着温度が高くなる傾向があり、複写機の小型化および低消費電力化などの要請に十分に応えることができない。
【0194】
本発明のトナーでは、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、着色粒子とともに塩析、融着させて調製することが好ましい。
【0195】
本発明のトナーには、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。
【0196】
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。
【0197】
シリカ微粒子の具体例としては、日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
【0198】
チタン微粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
【0199】
アルミナ微粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
【0200】
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。
【0201】
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。
【0202】
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。
【0203】
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で2〜10μm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。
【0204】
個数平均粒径が2〜10μm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。
【0205】
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。
【0206】
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。
【0207】
本発明の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。
【0208】
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。
【0209】
形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることが望ましい。
【0210】
本発明のトナーとしては、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であるトナーであることが好ましい。
【0211】
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。
【0212】
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。
【0213】
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)を適量加えて撹拌し、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。
【0214】
トナー粒子については、形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であるトナー粒子から構成されるトナーを使用することで、現像性、細線再現性に優れ、安定したクリーニング性を長期にわたって形成することができる。
【0215】
さらに本発明者等は、個々のトナー粒子の微小な形状に着目して検討を行った結果、現像装置内部において、トナー粒子の角部分の形状が変化して丸くなり、その部分がブレード摩耗を発生させていることが判明した。この理由については明確ではないが、角部分にはストレスが加わりやすく、この部分のブレード摩耗を促進させると推定した。
【0216】
又、摩擦帯電によってトナー粒子に電荷を付与する場合には、特に角部分では電荷が集中しやすくなり、トナー粒子の帯電が不均一になりやすいと推定される。
【0217】
即ち、角がないトナー粒子の割合を50個数%以上とすることが好ましい。さらには個数粒度分布における個数変動係数を27%以下に制御されたトナー粒子から構成されるトナーを使用することによっても、現像性、細線再現性に優れ、高画質な画像を長期にわたって形成することができることを見出した。
【0218】
さらに、トナーを特定の形状としてその形状を揃えた場合にも、ブレード摩耗が減少し、且つ帯電量分布がシャープとなることが判明した。
【0219】
すなわち、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、さらには形状係数の変動係数が16%以下であるトナーを使用することでも、現像性、細線再現性に優れ、高画質な画像を長期にわたって形成することができる。
【0220】
尚、本発明のトナーの形状係数の変動係数は下記式から算出される。
変動係数(%)=(S/K)×100
式中、Sは100個のトナー粒子の形状係数の標準偏差、Kは形状係数の平均値を示す。
【0221】
トナーの個数粒度分布における個数変動係数は下記式から算出される。
個数変動係数(%)=(S/Dn)×100
式中、Sは個数粒度分布における標準偏差を示し、Dnは個数平均粒径(μm)を示す。
【0222】
本発明の角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、具体的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。すなわち、図1(a)、(b)、(c)に示すように、トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、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。
【0223】
角がないトナーの測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行った。
【0224】
本発明のトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよい。
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。
【0225】
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。
【0226】
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。
【0227】
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。
【0228】
本発明のトナーは、トナー像が形成された転写材(画像形成支持体、転写紙等ともいう)を、定着装置を構成する加熱ローラーと加圧ローラーとの間に通過させて定着する工程を含む画像形成方法に好適に使用される。
【0229】
次に、これに限定されるものではないが、図2に本発明に係わる画像形成装置の一例を示す構成図の例を挙げ、本発明の画像形成方法の説明をする。
【0230】
図2において、図示しない原稿読み取り装置にて読み取った情報に基づき、半導体レーザ光源11から露光光が発せられる。これをポリゴンミラー12により、図2の紙面と垂直方向に振り分け、画像の歪みを補正するfθレンズ13を介して、感光体面上に照射され静電潜像を作る。感光体14は、あらかじめ帯電器15により一様帯電され、像露光のタイミングにあわせて時計方向に回転を開始している。
【0231】
感光体面上の静電潜像は、反転現像条件の下で現像器16により現像され、形成された現像像はタイミングを合わせて搬送されてきた転写体18に転写器17の作用により転写される。さらに感光体14と転写体18は分離器(分離極)19により分離されるが、現像像は転写体18に転写担持されて、定着器40へと導かれ定着される。
【0232】
感光体面に残留した未転写のトナー等は、クリーニングブレード方式のクリーニング器21にて清掃され、帯電前露光(PCL)22にて残留電荷を除き、次の画像形成のため再び帯電器15により、一様帯電される。
【0233】
尚、転写体Pは代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に限定されず、OHP用のPETベース等も無論含まれる。
【0234】
又、クリーニングブレード23は、厚さ1〜30mm程度のゴム状弾性体を用い、材質としてはウレタンゴムが最も良く用いられる。
【0235】
また、本発明の画像形成装置において、感光体と、少なくとも帯電器、像露光器、現像器、転写器、クリーニング器の何れかを一体的に構成したプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に着脱自在に取り付けるのも好ましい態様である。
【0236】
【実施例】
次に、本発明の効果を具体的に説明する為、実施例にて説明するが、本発明の態様は無論これらに限定されるものではない。
【0237】
ステアリン酸カルシウムの製造例
ステアリン酸カルシウム1〜5
固形分濃度12.6質量%、BET比表面積10m2/gの石灰乳スラリーを準備した。この石灰乳スラリーを、ダイノーミル(シンマーエンタープライゼズ社製:KDL−pilot型)で湿式磨砕し、BET比表面積が20m2/g、沈降体積80ml/60分の石灰乳スラリーとした。この石灰乳スラリーを固形分濃度40%になるように脱水した。
【0238】
一方、容量3リットルのニーダー中に100℃に加熱溶融したステアリン酸(中和価197)570gを用意し、この溶融したステアリン酸に準備した固形分濃度40%の石灰乳222gと水97.6gを添加した。この配合割合は、換算すると、高級脂肪酸/Ca(OH)2/水(モル比)=2/1.2/12.8である。この状態で5〜30分間混合し、ステアリン酸と水酸化カルシウムの反応を終了させた。
【0239】
反応終了物を100℃で減圧乾燥し、カルシウム石鹸を得た。得られたカルシウム石鹸をIR分析したところ、1700cm-1のカルボキシル基のピークが、1600cm-1のカルボキシレートのピークに変化しており、ステアリン酸カルシウムが形成されていることが確認された。反応時間と減圧乾燥時間を変えて、表1にしめすステアリン酸カルシウム1〜5を得た。
【0240】
ステアリン酸カルシウム6
ステアリン酸カルシウムの1〜5の製造において、ステアリン酸570gの代わりにステアリン酸399gとパルミチン酸171gとした以外は同様にして表1にしめすステアリン酸カルシウム6を得た。
【0241】
【表1】
Figure 0004140193
【0242】
無機/有機複合粒子の製造例
平均粒子径1.0μmのスチレン−アクリル有機微粒子(電気抵抗6.6×1013Ω・cm)100gに対して一次粒子径が30nmの表面を酸化スズ処理した酸化チタン粒子商品名ET−300W(石原産業社製)を40g添加しタービュラミキサにて混合した。ついで、粉砕機を改造したハイブリダイザ(奈良機械製作所社製)にて周速100m/secの条件で3分間処理して有機微粒子表面に酸化チタンが固着された無機/有機複合微粒子を作製した。これを「無機/有機複合微粒子1」とする。
【0243】
無機/有機複合微粒子1の電気抵抗は4.8×108Ω・cmであった。
トナー用樹脂粒子の製造例
(ラテックス:1HML)
(1)核粒子の調製(第1段重合)
撹拌装置、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(ドデシルスルフォン酸ナトリウム:SDS)7.08gをイオン交換水3010gに溶解させた界面活性剤溶液(水系媒体)を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
【0244】
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)9.2gをイオン交換水200gに溶解させた開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン70.1g、n−ブチルアクリレート19.9g、メタクリル酸10.9g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、撹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。
【0245】
(2)中間層の形成(第2段重合)
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル5.6gからなる単量体混合液に、前記式19)で表される化合物(以下、「例示化合物(19)」という)72.0gを添加し、80℃に加温し溶解させて単量体溶液を調製した。
【0246】
一方、アニオン系界面活性剤(SDS)1.6gをイオン交換水2700mlに溶解させた界面活性剤溶液を80℃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−テクニック社製)により、前記例示化合物(19)の単量体溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径(284nm)を有する乳化粒子(油滴)を含む分散液(乳化液)を調製した。
【0247】
次いで、この分散液(乳化液)に、重合開始剤(KPS)5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた開始剤溶液と、イオン交換水750mlとを添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱撹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。
【0248】
(3)外層の形成(第3段重合)
上記のようにして得られたラテックス(1HM)に、重合開始剤(KPS)7.4gをイオン交換水200mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、スチレン300g、n−ブチルアクリレート95g、メタクリル酸15.3g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル10.4g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時間にわたり加熱撹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(高分子量樹脂からなる中心部と、中間分子量樹脂からなる中間層と、低分子量樹脂からなる外層とを有し、前記中間層に例示化合物(19)が含有されている複合樹脂粒子の分散液)を得た。このラテックスを「ラテックス(1HML)」とする。
【0249】
このラテックス(1HML)を構成する複合樹脂粒子は、138,000、80,000および13,000にピーク分子量を有するものであり、また、この複合樹脂粒子の個数平均粒径は102nmであった。
【0250】
〔複合樹脂粒子の調製例2〕
(1)核粒子の調製(第1段重合):
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4gからなる単量体混合液に、前記式16)で表される化合物「例示化合物(16)と記す」72.0gを添加し、80℃に加温し溶解させて単量体溶液を調製した。
【0251】
一方、アニオン系界面活性剤(SDS)1.6gをイオン交換水2700mlに溶解させた界面活性剤溶液を80℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム−テクニック社製)により、前記例示化合物(16)の単量体溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径(268nm)を有する乳化粒子(油滴)を含む分散液(乳化液)を調製した。
【0252】
次いで、この分散液(乳化液)に、重合開始剤(KPS)5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた開始剤溶液と、イオン交換水750mlとを添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱撹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(2H)」とする。
【0253】
(2)外層の形成(第2段重合):
上記のようにして得られたラテックス(2H)に、重合開始剤(KPS)14.8gをイオン交換水400mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、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時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行った後、28℃まで冷却しラテックス(高分子量樹脂からなる中心部と、低分子量樹脂からなる外層とを有し、前記中心部に例示化合物(16)が含有されている複合樹脂粒子の分散液)を得た。このラテックスを「ラテックス(2HL)」とする。
【0254】
このラテックス(2HL)を構成する複合樹脂粒子は、168,000および11,000にピーク分子量を有するものであり、また、この複合樹脂粒子の重量平均粒径は126nmであった。
【0255】
〔着色粒子の製造例1〜4〕
n−ドデシル硫酸ナトリウム59.0gをイオン交換水1600mlに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330」(キャボット社製)420.0g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」という)を調製した。この着色剤分散液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、重量平均粒子径で98nmであった。
【0256】
複合樹脂粒子の調製例1で得られたラテックス(1HML)420.7g(固形分換算)と、イオン交換水900gと、着色剤分散液166gとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置、粒径および形状のモニタリング装置を取り付けた反応容器に入れ撹拌した。内温を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを11.0に調整した。
【0257】
次いで、塩化マグネシウム6水和物12.1gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を、撹拌下、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、この系を6〜10分間かけて90±3℃まで昇温した(昇温速度=10℃/分)。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、塩化ナトリウム80.4gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度85±2℃にて0.5〜15時間にわたり加熱撹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、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。生成した会合粒子をヌッチェを用いて濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、フラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度60℃にて乾燥させ、ついで流動層乾燥機を用いて60℃の温度で乾燥させ、離型剤として例示化合物(19)を含有する着色粒子を得た。前記塩析/融着段階および形状制御工程のモニタリングにおいて、撹拌回転数、および加熱時間を制御することにより、形状および形状係数の変動係数を制御し、粒径および粒度分布の変動係数を任意に調整して、表2に示す形状特性および粒度分布特性からなる着色粒子1〜4を得た。
【0258】
〔着色粒子の製造例5〜8〕
ラテックス(1HML)に代えて、複合樹脂粒子の調製例2で得られたラテックス(2HL)420.7g(固形分換算)を使用し、熟成処理時間を変更したこと以外は着色粒子製造例1〜4と同様にして、表2に示す形状特性および粒度分布特性からなる着色粒子5〜8を得た。
【0259】
【表2】
Figure 0004140193
【0260】
以上のようにして得られた着色粒子1〜8の各々に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=10nm、疎水化度=63)を1.0質量%となる割合で添加するとともに、疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=25nm、疎水化度=60)を0.8質量%となる割合でそれぞれ添加し、ヘンシェルミキサーにより混合した。
【0261】
さらに、表3に示すステアリン酸カルシウム0.01質量%、無機/有機複合微粒子あるいは、チタン酸ストロンチウムをそれぞれ1質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合し、トナー1〜12を作製した。
【0262】
なお、ステアリン酸カルシウムを添加しないトナーを比較用トナー1とする。さらに、比較用として、ステアリン酸亜鉛(日本油脂社製:ジンクステアレートD)を添加したものを比較用トナー2とする。
【0263】
なお、これらの着色粒子について、外部添加剤の添加によっては、その形状および粒径は変化しない。
【0264】
【表3】
Figure 0004140193
【0265】
キャリアの作製
フェライト芯材粒子の製造
MnOを22mol%、Fe23を78mol%を、湿式ボールミルで2時間粉砕、混合し乾燥させた後に、900℃で2時間保持することにより仮焼成し、これをボールミルで3時間粉砕しスラリー化した。分散剤及びバインダーを添加し、スプレードライヤーにより造粒、乾燥し、その後1200℃、3時間本焼成を行い、平均グレイン径5.2μm、抵抗4.3×108のフェライト芯材粒子を得た。
【0266】
樹脂被覆
まず、界面活性剤として炭素数12のアルキル基を有するベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いた水溶液媒体中の濃度を0.3質量%とした乳化重合法により、シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比5/5)の共重合体を合成し、体積平均一次粒径0.1μm、重量平均分子量(Mw)200,000、数平均分子量(Mn)91,000、Mw/Mn=2.2、軟化点温度(Tsp)230℃及びガラス転移温度(Tg)110℃樹脂微粒子を得た。なお、前記樹脂微粒子は、乳化状態において、水と共沸し、残存モノマー量を510ppmとした。
【0267】
次に、フェライト芯材粒子100質量部と、前記樹脂微粒子2質量部とを、撹拌羽根付き高速撹拌混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して、機械的衝撃力の作用を使用して体積平均粒径61μmの樹脂被覆キャリアを得た。
【0268】
現像剤の製造
外部添加剤が添加された着色粒子(トナー)の各々と、キャリアとを混合し、トナー濃度が6質量%の現像剤を調製した。これらの現像剤を、着色粒子1〜12、比較用着色粒子1〜2に対応して、現像剤1〜12、比較用現像剤1〜2とする。
【0269】
感光体の製造
ポリアミド樹脂アミランCM−8000(東レ社製)30gをメタノール900ml、1−ブタノール100mlの混合溶媒中に投入し50℃で加熱溶解した。この液を外径60mm、長さ360mmの円筒状アルミニウム導電性支持体上に塗布し、0.5μm厚の中間層を形成した。
【0270】
次に、シリコーン樹脂KR−5240(信越化学社製)10gを酢酸t−ブチル1000mlに溶解し、これにY−TiOPc(特開昭64−17066号記載、図1)10gを混入しサンドミルを用いて20時間分散し、電荷発生層塗工液を得た。この液を用いて、前記中間層上に塗布し、0.3μm厚の電荷発生層を形成した。
【0271】
次に、CTM(T−1:N−(4−メチルフェニル)−N−{4−(β−フェニルスチリル)フェニル}−p−トルイジン)150gと粘度平均分子量2万のポリカーボネート樹脂ユーピロンZ−200(三菱ガス化学社製)200gを1、2−ジクロロエタン1000mlに溶解し、電荷輸送層塗工液を得た。この液を用いて、前記電荷発生層上に円形スライドホッパーにて塗布を行った後、100℃で1時間乾燥し、22μm厚の電荷輸送層を形成した。このようにして中間層、電荷発生層、電荷輸送層からなる感光体(P1)を得た。ついで、感光体(P1)の表面に、CTM(T−1)30gと粘度平均分子量8万のポリカーボネート樹脂ユーピロンZ−800(三菱ガス化学社製)ポリカーボネート樹脂50gを1,2−ジクロロエタン1000mlに溶解した塗工液を用いて、前記電荷輸送層上に円形スライドホッパーにて塗布を行った後、100℃で1時間乾燥し、5μm厚のオーバーコート層を形成し、感光体(P2)を得た。
【0272】
実施例1〜12および比較例1及び2
現像剤1〜12、比較用現像剤1、2を用い、市販のデジタル複写機コニカ社製Sitios Konica7030に感光体(P2)を搭載した改造機を用い、高温高湿環境下(温度33℃、相対湿度80%)において、画素率が15%の画像を連続して30万枚形成する実写テストを行うことにより、ブレード摩耗量、スリ抜け、画像ボケ、画像濃度の環境依存性について評価した。
【0273】
尚、上記現像剤Noに対応させて、実施例1〜12および比較例1及び2とした。
【0274】
ブレード摩耗量
10万枚印字後、クリーニングブレードをクリーニング装置より取り外し、レーザー顕微鏡で摩耗により消失した部分を測長した。減耗量10μm以内であれば、問題ないレベルである。
【0275】
スリ抜け
画像白地部にクリーニング装置から感光体上にトナーがスリ抜け、画像汚れとして検知された枚数で評価した。
【0276】
画像ボケ
画像全面に文字サイズ5ポイントの文字画像を形成し、局所的に画像がボケる、もしくはトナーが画像周辺に滲む部分が検知されるまでの枚数にて評価した。
【0277】
画像濃度の環境依存性
マクベス反射濃度計にてソリッド画像部の最高画像濃度を測定した。高温高湿環境(33℃ 80%RH)と低温低湿環境(10℃ 20%RH)の画像濃度の差が0.05未満を「◎」、0.05〜0.1を「○」、0.1以上を「×」とした。
【0278】
結果を表4に示す。
【0279】
【表4】
Figure 0004140193
【0280】
本発明内の実施例1〜12は何れの特性も問題がないが、本発明外の比較例1又は2は何れの特性も問題があることがわかる。
【0281】
【発明の効果】
本発明により、繰り返し使用時における感光体自体及びそれに作用する静電潜像現像用トナーやクリーニング装置の耐久性を上げる方法を提供することが出来る。より具体的にはクリーニングブレードの摩耗、クリーニング時の感光体面でのトナーすり抜け或いはトナー固着による画像ボケ等を無くし、使用時の温湿度環境による画像濃度の変動を無くした静電潜像現像用トナーとその製造方法及びそれを用いた画像形成方法或いは画像形成装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】角がないトナー粒子を説明する図。
【図2】画像形成装置の構成図。
【符号の説明】
14 感光体
15 帯電器
16 現像器
17 転写器
18 転写体
40 定着器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic latent image developing toner, a manufacturing method thereof, and an image forming method or an image forming apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
Today, in most copying machines and printers that require high-speed and high-quality images, image formation is performed by an electrophotographic system using electrostatic latent image developing toner.
[0003]
This is because the electrophotographic method is capable of forming high-quality images at high speed and is stable enough to withstand long-term use. It is actively done.
[0004]
Among them, a major theme is the pursuit of a more stable image forming method that is resistant to repeated use over a long period of time and environmental changes during use. For this purpose, it is necessary to comprehensively improve the durability of each element related to image formation by acting on the electrophotographic photosensitive member (sometimes simply referred to as a photosensitive member) and the peripheral photosensitive member.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made to meet the above requirements. That is, an object of the present invention is to provide a method for increasing the durability of the photosensitive member itself, the electrostatic latent image developing toner acting on the photosensitive member and the cleaning device during repeated use. More specifically, the toner for developing an electrostatic latent image eliminates image blur due to wear of the cleaning blade, toner slip on the surface of the photosensitive member during cleaning, or toner fixation, and eliminates fluctuations in image density due to the temperature and humidity environment during use. And manufacturing method thereof and image forming method using the sameThe lawIt is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have achieved the object of the present invention by adopting the following configuration.
[0007]
  [1] An electrostatic latent image developing toner obtained by forming toner particles in an aqueous medium, wherein the toner has a moisture content.0.2-2.1Mass%, free fatty acid content0.02-0.6A toner for developing an electrostatic latent image, which comprises, as an external additive, a fatty acid calcium salt in an amount of% by mass.
[0009]
  [2The fatty acid calcium salt is calcium stearate [1〕RecordToner for developing electrostatic latent image.
[0010]
  [3It is obtained by agglomerating and fusing at least resin particles in an aqueous medium [1]Or [2]The toner for developing an electrostatic latent image.
[0011]
  [4The toner contains, as an external additive, inorganic / organic composite fine particles in which inorganic fine particles having a primary average particle size of 5 to 100 nm are fixed on the surface of organic fine particles having an average particle size of 0.1 to 5.0 μm. [1]-[3The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0012]
  [5The number average particle size of the toner is 3 to 8 μm, the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less.4The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0013]
  [6The number average particle diameter of the toner is 3 to 8 μm, and the proportion of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more. The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0014]
  [7The number average particle diameter of the toner is 3 to 8 μm,The proportion of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more.The electrostatic latent image developing toner according to any one of [1] to [5], wherein the toner is an electrostatic latent image developing toner.
[0015]
  [8The electrostatic latent image according to any one of [1] to [5], wherein the number average particle diameter of the toner is 3 to 8 μm, and the proportion of toner particles without corners is 50 number% or more. Toner for image development.
[0016]
  [9When the particle diameter of the toner is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23 to represent the most frequent class in the histogram showing the number-based particle size distribution. The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class is 70% or more. The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of [1] to [5].
[0017]
  [10]CornerThe electrostatic latent image development according to any one of [1] to [5], wherein the ratio of the toner without toner is 50% by number or more and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. Toner.
[0018]
  [11The ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more, and the variation coefficient of the shape factor is 16% or less [1] To [5] The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of [5].
[0019]
  [12The toner is obtained by salting out, aggregating and fusing the composite resin particles obtained by the multistage polymerization method and the colorant particles, and a release agent is provided in a region other than the outermost layer of the composite resin particles. [1] to [1] characterized in that the toner contained therein is used.11The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0020]
  [13A toner resin having a peak or shoulder of gel permeation chromatography (GPC) at least 100,000 to 1,000,000 and 1,000 to 50,000 is used.12The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0021]
  [14]GetThe use of a toner resin in which the peak or shoulder of the permeation chromatography (GPC) is at least 100,000 to 1,000,000, 25,000 to 100,000, and 1,000 to 25,000. The electrostatic latent image developing toner according to any one of [1] to [13].
[0022]
  [15[1] to [1] characterized in that it contains a resin, a release agent and a colorant, and has a crushing strength index of 0.1 to 0.8.14The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above.
[0025]
  [16The electrostatic latent image formed on the organic photoconductor is developed with a developer containing toner, and the toner image visualized by the development is transferred from the organic photoconductor to a transfer material, and then on the organic photoconductor. An image forming method comprising a cleaning means for removing toner remaining on the toner, wherein the toner according to any one of [1] to [15] is used.
[0026]
  [17The organic photoreceptor has a structure in which a photosensitive layer is provided on a conductive support, and the surface layer of the photosensitive layer contains a polycarbonate having an average molecular weight of 40,000 or more [1.6] The image forming method described above.
[0027]
  [18At least toner particles are formed by forming particles in an aqueous medium, and after the particles are dried, 0.3 to 1.2% by mass of fatty acid calcium salt particles are externally added. A method for producing a toner for developing an electrostatic latent image, comprising producing a toner.
[0028]
The fatty acid calcium used in the present invention is specifically as follows.
[0029]
Calcium undecylate, calcium laurate, calcium tridecylate, calcium dodecylate, calcium myristate, calcium palmitate, calcium pentadecylate, calcium stearate, calcium behenate, calcium heptadelate, calcium aralate, calcium montanate, calcium oleate, Long chain fatty acid calcium such as calcium linoleate, calcium arachidinate, and behenate. The fatty acid component may be a single fatty acid or a mixed fatty acid, and among these, calcium stearate is particularly preferable. The external addition amount is preferably 0.005 to 0.3% by mass of the toner mass.
[0030]
As a production method, (1) a melting method in which a fatty acid and calcium oxide or calcium hydroxide are melt-reacted at a temperature higher than the melting point of the fatty acid calcium salt to be produced; (2) a slurry of fatty acid and calcium oxide or calcium hydroxide; Any of the semi-melting method in which the molten fatty acid calcium salt is melted below the melting point or (3) a metathesis method in which an aqueous solution of an inorganic metal salt is added to an aqueous solution of a fatty acid sodium salt and sodium is replaced with calcium may be used.
[0031]
In the case of fatty acid calcium, the preferable water content and free fatty acid content are almost as follows.
[0032]
The water content of the fatty acid calcium is preferably 0.1 to 2.5% by mass, and particularly preferably 0.3 to 1.2% by mass from the viewpoint of increasing the humidity stability of charging. The amount of free fatty acid is preferably from 0.01 to 0.7% by mass, particularly preferably from 0.05 to 0.5% by mass. If it exceeds 0.5% by mass, it may contaminate charging members such as carriers and developer carriers (developing roll surfaces). If it is less than 0.05% by mass, blade wear tends to increase. Yes, there is a possibility of shortening the life of the cleaning blade.
[0033]
In addition, about the measuring method of the moisture content contained in fatty-acid calcium, and the amount of free fatty acids, it carried out as follows.
[0034]
1) Measurement of water content
The moisture content is measured using the Karl Fischer method.
[0035]
As a specific measurement method, a method of measuring under the following conditions using a Hiranuma trace moisture meter (AQS-712: manufactured by Hiranuma Sangyo) can be mentioned.
[0036]
Sample heating temperature: 110 ° C
Sample heating time: 1 minute
Nitrogen gas flow rate: 150 ml / min
2) Measurement of free fatty acids
Weigh exactly 1 g of sample, dissolve in 1: 1 mixture of ethanol and ethyl ether, neutralize and titrate with aqueous potassium hydroxide using phenolphthalein as an indicator, and determine the content of free fatty acids by mass percentage of stearic acid. Expressed in
[0037]
In the present invention, inorganic / organic composite fine particles as abrasive particles are preferably used as an external additive of the toner. The inorganic / organic composite fine particles have a spherical shape, the surface is a hard inorganic fine powder, and the core uses organic elastic particles that are relatively elastic. Stable cleaning performance is exhibited without causing scratches on the photoreceptor or the cleaning blade.
[0038]
The primary average particle diameter of the inorganic fine particles constituting the inorganic / organic composite fine particles is preferably 5 to 100 nm from the viewpoint of improving cleaning properties, polishing properties, and filming resistance. The primary average particle diameter of the inorganic fine particles refers to a number-based average particle diameter measured by image analysis with a scanning electron microscope.
[0039]
Constituent materials of inorganic fine particles include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, zirconium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, antimony oxide, copper oxide, tellurium oxide, manganese oxide, barium titanate, strontium titanate, titanium Magnesium acid, silicon nitride, carbon nitride and the like are used.
[0040]
The organic fine particles constituting the inorganic / organic composite fine particles are preferably resin particles made of an acrylic acid polymer, a styrene polymer, a styrene-acrylic acid copolymer, or the like.
[0041]
The acrylic polymer constituting the organic fine particles is a homopolymer or copolymer obtained by polymerizing a monomer selected from acrylic acid or acrylic ester, methacrylic acid or methacrylic ester. Examples of the acrylic acid monomer used to obtain the acrylic acid polymer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, and n-acrylate. Octyl, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylic acid Propyl, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethyl methacrylate Ruaminoechiru, and diethylaminoethyl methacrylate. An acrylic acid polymer can be obtained from one or more of the above acrylic monomers, but in the present invention, one or more other monomers are copolymerized as required. It may be a thing. In this case, it is preferable to use the acrylic monomer in the monomer composition at a ratio of 50% by mass or more.
[0042]
Examples of styrenic monomers used to obtain styrenic polymers constituting organic fine particles include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, α-methyl styrene, p-ethyl. Styrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene , Pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, and the like. A styrene polymer can be obtained from one or more of the above styrene monomers. In the present invention, one or more other monomers are copolymerized as required. There may be. In this case, it is preferable to use a styrene monomer in the monomer composition in a proportion of 50% by mass or more.
[0043]
The styrene-acrylic acid copolymer constituting the organic fine particles can be obtained by using one or more of the acrylic monomers and one or more of the styrene monomers, but is necessary. Depending on the case, one or two or more other monomers may be copolymerized. In this case, in the monomer composition, the total of the acrylic acid monomer and the styrene monomer is preferably used at a ratio of 50% by mass or more.
[0044]
Examples of the other monomers include acrylic compounds such as acrylonitrile, methacrylonitrile and acrylamide, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl butyrate and vinyl benzoate, vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether, vinyl Examples thereof include vinyl ketones such as methyl ketone, dienes such as butadiene and isoprene, unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid, and the like.
[0045]
The average particle size of the organic fine particles constituting the inorganic / organic composite fine particles is preferably from 0.1 to 5.0 μm, particularly preferably from 0.2 to 3.0 μm, from the viewpoint of improvement in cleaning properties and stability of triboelectric charging properties. . The average particle size of the organic fine particles is a volume-based average particle size measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser. . However, before the measurement, 10 mg of organic fine particles were dispersed in 50 ml of water together with a surfactant, and then pretreatment was performed with an ultrasonic homogenizer (output 150 W) for 1 to 10 minutes while paying attention to re-aggregation due to heat generation.
[0046]
The inorganic / organic composite fine particles are constituted by fixing inorganic fine particles treated with the specific treatment compound on the surface of the organic fine particles. Here, the term “fixation” refers to a state in which the inorganic fine particles are not simply attached to the organic fine particles by electrostatic force but the length of the portion embedded in the organic fine particles is 5 to 95%. Such a state can be confirmed by observing the surface of the inorganic / organic composite fine particles with a transmission electron microscope or a normal electron microscope. When fixing the inorganic fine particles to the surface of the organic fine particles, it is preferable to first spheroidize the organic fine particles and then fix the inorganic fine particles to the surface of the organic fine particles. This is because when the organic fine particles are spherical, the inorganic fine particles are fixed uniformly and the release of the inorganic fine particles is effectively prevented. Means for spheroidizing organic fine particles include a method in which organic fine particles are once melted by heat and then spray granulation, a method in which heat-melted organic fine particles are discharged into water to form a sphere, a suspension polymerization method or Examples include a method of synthesizing spherical organic fine particles by an emulsion polymerization method.
[0047]
As means for fixing inorganic fine particles to the surface of organic fine particles, there are a method of mixing organic fine particles and inorganic fine particles and then applying heat, a so-called mechanochemical method of mechanically fixing inorganic fine particles to the surface of organic fine particles, etc. Used. Specifically, organic fine particles and inorganic fine particles are mixed and mixed by stirring with a Henschel mixer, a V-type mixer, a turbuler mixer, etc., and the inorganic fine particles are adhered to the surface of the organic fine particles by electrostatic force, and then the surface is inorganic. A method in which organic fine particles with fine particles attached are introduced into a heat treatment device such as a nilo atomizer or a spray dryer, and the surface of the organic fine particles is softened by applying heat to fix the inorganic fine particles to the surface. After attaching the inorganic fine particles, the inorganic fine particles are fixed to the surface of the organic fine particles using a device capable of applying mechanical energy by modifying the impact pulverizer, such as an ang mill, a free mill, or a hybridizer. Or the like.
[0048]
In obtaining the inorganic / organic composite fine particles, the amount of the inorganic fine particles mixed with the organic fine particles may be an amount that can uniformly cover the surface of the organic fine particles. Specifically, although depending on the specific gravity of the inorganic fine particles, the inorganic fine particles are generally used in a proportion of 5 to 100% by mass, preferably 5 to 80% by mass with respect to the organic fine particles. If the proportion of the inorganic fine particles is too small, the cleaning property tends to be lowered. Conversely, if the proportion of the inorganic fine particles is too large, the inorganic fine particles are likely to be liberated.
[0049]
The above inorganic / organic composite fine particles are added to and mixed with the colored particles to constitute a toner. The blending ratio of the inorganic / organic composite fine particles is different from that of the colored particles from the viewpoint of improving the cleaning property and the stability of the triboelectric charging property. On the other hand, 0.01-5.0 mass% is preferable, and 0.01-2.0 mass% is particularly preferable.
[0050]
Examples of abrasives that are externally added as abrasives other than inorganic / organic composite fine particles include calcium titanate powder, barium titanate powder, magnesium titanate powder, strontium titanate powder, cerium oxide powder, zirconium oxide powder, and titanium oxide. There are powders, aluminum oxide powders, boron carbide powders, silicon carbide powders, silicon oxide powders, diamond powders, etc., which are used alone or in combination. Of these, strontium titanate powder and cerium oxide powder are particularly preferably used.
[0051]
The amount of the abrasive is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The members and compounds that constitute the requirements of the present invention will be further described.
[0053]
The cleaning device used in the present invention is of a cleaning blade type.
[0054]
The cleaning blade used in the present invention is preferably an elastic rubber blade, and its physical properties can control the torque fluctuation of the present invention by controlling the rubber hardness and the rebound resilience at the same time, and the reversal of the blade can be more effectively suppressed. When the JISA hardness of the blade at 25 ± 5 ° C. is smaller than 65, the blade is easily reversed, and when it is larger than 80, the cleaning performance is deteriorated. Further, when the resilience exceeds 80, the blade is easily reversed, and when it is 20 or less, the cleaning performance is deteriorated. More preferable impact resilience is 20 or more and 80 or less. Young's modulus is 294-588 N / cm2The thing of the range of is preferable. The JISA hardness and impact resilience in the present invention are measured based on the vulcanized rubber physical test method of JISK6301. The value of rebound resilience indicates%.
[0055]
As the material of the elastic rubber blade used for the cleaning blade, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, chloropyrene rubber, butadiene rubber, and the like are known. Of these, urethane rubber is compared with other rubbers. It is particularly preferable because of its excellent wear characteristics. For example, urethane rubber obtained by reaction-curing polycaprolactone ester and polyisocyanate described in JP-A-59-30574 is particularly preferable.
[0056]
In the present invention, it is preferable that the elastic rubber blade is fixed to the support member substantially by the support member on the photoreceptor contact surface side. By adopting such a holding method, the torque fluctuation of the cleaning blade can be stabilized.
[0057]
The proper pressure contact condition of the elastic rubber blade to the surface of the photoreceptor is determined by a delicate balance of various characteristics and is quite narrow. The setting varies depending on characteristics such as the thickness of the elastic rubber blade, and requires precision. However, since elastic rubber blades can vary slightly in their thickness at the time of production, they cannot always be set under the proper conditions. May be out of the proper area. In particular, when combined with an organic photosensitive layer using a high molecular weight binder resin, image defects such as filming and black spots are likely to occur when the film deviates from an appropriate region.
[0058]
Therefore, it is necessary to take measures to cancel the variation in the characteristics of the elastic rubber blade. Even if the thickness of the elastic rubber blade is different, the pressure contact force on the surface of the photoreceptor is not affected. Would be effective.
[0059]
In the present invention, it is preferable that the free end of the elastic rubber blade is pressed in a direction opposite to the rotation direction of the photoreceptor (counter direction).
[0060]
If necessary, the cleaning blade can be sprayed with a fluorine-based lubricant on the edge of the cleaning blade, or on the tip of the cleaning blade over the entire width direction, the following fluorine-based polymer and fluorine-based resin powder. It is preferable to apply a dispersion in which is dispersed in a fluorine-based solvent.
[0061]
Next, the organic photoreceptor used in the present invention will be described.
In the present invention, an organic electrophotographic photoreceptor (organic photoreceptor) is an electrophotographic structure in which an organic compound has at least one of a charge generation function and a charge transport function essential to the construction of an electrophotographic photoreceptor. It means a photoreceptor, and all known organic electrophotographic photoreceptors such as a photoreceptor composed of a known organic charge generating material or an organic charge transport material, a photoreceptor composed of a polymer complex with a charge generating function and a charge transport function, etc. contains.
[0062]
The constitution of the organic photoreceptor used in the present invention is described below.
The conductive support used in the photoreceptor of the present invention may be either a sheet or a cylinder, but a cylindrical conductive support is more preferable for designing an image forming apparatus in a compact manner.
[0063]
The cylindrical conductive support used in the present invention means a cylindrical support necessary to be able to form an endless image by rotating, and has a straightness of 0.1 mm or less and a deflection of 0.1 mm or less. A conductive support in the above is preferred. Exceeding the roundness and shake range makes it difficult to form a good image.
[0064]
As the conductive material, a metal drum such as aluminum or nickel, a plastic drum deposited with aluminum, tin oxide, indium oxide, or the like, or a paper or plastic drum coated with a conductive substance can be used. As a conductive support, the specific resistance is 10 at room temperature.ThreeΩ · cm or less is preferable.
[0065]
As the conductive support used in the present invention, one having an alumite film that has been sealed on the surface thereof may be used. The alumite treatment is usually performed in an acidic bath such as chromic acid, sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, boric acid, sulfamic acid, etc., but anodizing treatment in sulfuric acid gives the most preferable result. In the case of anodizing treatment in sulfuric acid, the sulfuric acid concentration is preferably 100 to 200 g / liter, the aluminum ion concentration is 1 to 10 g / liter, the liquid temperature is preferably around 20 ° C., and the applied voltage is preferably about 20 V. It is not limited. The average film thickness of the anodized film is usually 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less.
[0066]
In the present invention, an intermediate layer having a barrier function may be provided between the conductive support and the photosensitive layer.
[0067]
In the present invention, in order to improve the adhesion between the conductive support and the photosensitive layer, or to prevent charge injection from the support, an intermediate layer (including an undercoat layer) is provided between the support and the photosensitive layer. Including) can also be provided. Examples of the material for the intermediate layer include polyamide resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, and copolymer resins containing two or more repeating units of these resins. Of these resins, a polyamide resin is preferable as a resin capable of reducing an increase in residual potential due to repeated use. The film thickness of the intermediate layer using these resins is preferably 0.01 to 0.5 μm.
[0068]
The intermediate layer most preferably used in the present invention includes an intermediate layer using a curable metal resin obtained by thermally curing an organic metal compound such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent. As for the film thickness of the intermediate | middle layer using curable metal resin, 0.1-2 micrometers is preferable.
[0069]
The photosensitive layer configuration of the photoreceptor of the present invention may be a single layer photosensitive layer configuration in which a charge generation function and a charge transport function are provided on one layer on the intermediate layer. It is preferable that the generation layer (CGL) and the charge transport layer (CTL) be separated. By adopting a configuration in which the functions are separated, an increase in the residual potential due to repeated use can be controlled to be small, and other electrophotographic characteristics can be easily controlled according to the purpose. In the negatively charged photoconductor, it is preferable that a charge generation layer (CGL) is formed on the intermediate layer, and a charge transport layer (CTL) is formed thereon. In the positively charged photoconductor, the order of the layer configuration is the reverse of that in the negatively charged photoconductor. The most preferred photosensitive layer structure of the present invention is a negatively charged photoreceptor structure having the function separation structure.
[0070]
The structure of the photosensitive layer of the function-separated negatively charged photoreceptor will be described below.
The charge generation layer contains a charge generation material (CGM). Other substances may contain a binder resin and other additives as necessary.
[0071]
A known charge generation material (CGM) can be used as the charge generation material (CGM). For example, a phthalocyanine pigment, an azo pigment, a perylene pigment, an azulenium pigment, or the like can be used. Among these, the CGM that can minimize the increase in residual potential due to repeated use has a three-dimensional and potential structure that can form a stable aggregate structure among a plurality of molecules. Specifically, a phthalocyanine having a specific crystal structure. CGM of pigments and perylene pigments. For example, CGMs such as titanyl phthalocyanine having a maximum peak at a Bragg angle 2θ of 27.2 ° with respect to Cu—Kα rays and benzimidazole perylene having a maximum peak at 2θ of 12.4 have little deterioration due to repeated use. Potential increase can be reduced.
[0072]
When a binder is used as a CGM dispersion medium in the charge generation layer, a known resin can be used as the binder, but the most preferred resins include formal resin, butyral resin, silicone resin, silicone-modified butyral resin, phenoxy resin, and the like. Can be mentioned. The ratio of the binder resin to the charge generating material is preferably 20 to 600 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. By using these resins, the increase in residual potential associated with repeated use can be minimized. The thickness of the charge generation layer is preferably 0.01 μm to 2 μm.
[0073]
The charge transport layer contains a charge transport material (CTM) and a binder resin that disperses and forms a CTM. Other substances may contain additives such as antioxidants as necessary.
[0074]
A known charge transport material can be used as the charge transport material (CTM). For example, a triphenylamine derivative, a hydrazone compound, a styryl compound, a benzidine compound, a butadiene compound, or the like can be used. These charge transport materials are usually dissolved in a suitable binder resin to form a layer. Among these, the CTM capable of minimizing the increase in residual potential due to repeated use has a high mobility and an ionization potential difference from the combined CGM of 0.5 (eV) or less, preferably 0 .25 (eV) or less.
[0075]
The ionization potential of CGM and CTM is measured with a surface analyzer AC-1 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).
[0076]
Examples of the resin used for the charge transport layer (CTL) include polystyrene, acrylic resin, methacrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polyvinyl butyral resin, epoxy resin, polyurethane resin, phenol resin, polyester resin, alkyd resin, and polycarbonate. Resins, silicone resins, melamine resins, and copolymer resins containing two or more of the repeating units of these resins. In addition to these insulating resins, high molecular organic semiconductors such as poly-N-vinylcarbazole can be used.
[0077]
The most preferable binder for these CTLs is a polycarbonate resin having an average molecular weight of 40,000 or more. The polycarbonate resin is most preferable in improving the dispersibility and electrophotographic characteristics of CTM. The ratio of the binder resin to the charge transport material is preferably 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. The thickness of the charge transport layer is preferably 10 to 40 μm.
[0078]
Various resin layers can be provided as a protective layer of the photoreceptor used in the present invention. In particular, by providing a cross-linked resin layer, the organic photoreceptor of the present invention having high mechanical strength can be obtained.
[0079]
Among the layers constituting the photoreceptor, it is preferable to use a polycarbonate having an average molecular weight of 40,000 or more as a binder resin for the outermost layer in order to improve durability.
[0080]
Examples of the solvent or dispersion medium used for forming the intermediate layer, photosensitive layer, protective layer and the like of the present invention include n-butylamine, diethylamine, ethylenediamine, isopropanolamine, triethanolamine, triethylenediamine, N, N-dimethylformamide, Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, benzene, toluene, xylene, chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,2-dichloropropane, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene , Tetrachloroethane, tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, methanol, ethanol, butanol, isopropanol, ethyl acetate, butyl acetate, dimethyl sulfoxide, methyl cello Lube, and the like. Although this invention is not limited to these, Dichloromethane, 1, 2- dichloroethane, methyl ethyl ketone, etc. are used preferably. These solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more.
[0081]
Next, as a coating processing method for producing the organic electrophotographic photoreceptor of the present invention, a coating processing method such as dip coating, spray coating, circular amount regulation type coating or the like is used. In order to prevent the lower layer film from being dissolved as much as possible, it is preferable to use a coating method such as spray coating or circular amount regulation type (circular slide hopper type is a typical example) coating in order to achieve uniform coating processing. It is most preferable that the protective layer of the present invention uses the circular amount regulation type coating method. The circular amount regulation type coating is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-189061.
[0082]
Next, the toner used in the present invention will be described.
The toner of the present invention is a toner for developing an electrostatic latent image obtained by forming toner particles in an aqueous medium. This means that dispersed particles are formed in an aqueous medium and used as toner particles. Included are those produced by agglomerating and fusing several particles rather than the particles as they are.
[0083]
Preparation of fine resin particles by suspension polymerization in aqueous medium or emulsion polymerization or miniemulsion polymerization of monomer in aqueous medium, followed by addition of organic solvent, salt and other flocculants Thus, the resin particles can be produced by a method of aggregating and fusing. In addition, a step of preparing an oil component by dissolving or dispersing the binder resin, a charge control agent, a colorant, and a release agent in an organic solvent in which the binder resin is soluble, and the oil component is dispersed in an aqueous medium. It can also be produced by a method for producing a toner for developing an electrostatic latent image having a step of granulating toner from the state. Above all, monomers are emulsion-polymerized or miniemulsion-polymerized in an aqueous medium to prepare fine resin particles. After that, an aggregating agent such as an organic solvent or salts is added to agglomerate and melt the resin particles. It is particularly preferable that the toner is manufactured by the method because the toner shape control is relatively easy and stable cleaning properties can be obtained.
[0084]
An example of the method for producing the toner of the present invention by the suspension polymerization method is to dissolve the charge control resin in the polymerizable monomer, and to add a colorant, a release agent if necessary, a polymerization initiator, etc. These constituent materials are added, and the 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 of a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Then, it transfers to the reaction apparatus (stirring apparatus) which has a 2 step | paragraph stirring blade, and a polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention. In the present invention, the “aqueous medium” refers to a medium containing at least 50% by mass of water.
[0085]
In the case of the emulsion polymerization method, a method of preparing the toner of the present invention by salting out, aggregating and fusing resin particles in an aqueous medium is preferably used. Can also be mentioned. The method is not particularly limited, and examples thereof include methods disclosed in JP-A-5-265252, JP-A-6-329947, and JP-A-9-15904. That is, a method of 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, and in particular using an emulsifier in water 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 the particle size growth, and the shape is controlled by smoothing the particle surface while heating and stirring, and the particles are heated in a fluid 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.
[0086]
For the toner in the present invention, composite resin particles obtained by a multistage polymerization method can also be used. It is preferable that a release agent is contained in a region other than the outermost layer of the composite resin particle.
[0087]
The manufacturing process of the multistage polymerization toner is mainly composed of the following processes. 1: Multistage polymerization step (I) for obtaining composite resin particles in which a release agent is contained in a region other than the outermost layer (central portion or intermediate layer)
2: Salting out / fusion process for obtaining toner particles by salting out / fusion of composite resin particles and colorant particles (II)
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
[0088]
Hereinafter, each step will be described in detail.
Multistage polymerization process (I)
The multistage polymerization step (I) is a step of producing composite resin particles by a multistage polymerization method in which a coating layer made of a monomer polymer is formed on the surface of the resin particles.
[0089]
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.
[0090]
Hereinafter, the two-stage polymerization method and the three-stage polymerization method, which are representative examples of the multistage polymerization method, will be described.
[0091]
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 release agent and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. is there.
[0092]
This method will be described in detail. First, a release agent is dissolved in a monomer to prepare a monomer solution, and the monomer solution is added to an oil droplet in an aqueous medium (for example, a surfactant aqueous solution). After the dispersion, the system is polymerized (first stage polymerization) to prepare a dispersion of high molecular weight resin particles containing a release agent.
[0093]
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 (a monomer polymer used later) is formed on the surface of the resin particles.
[0094]
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 release agent, and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. Is the method.
[0095]
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 release agent 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 containing a release agent (monomer polymer used in the second stage) is formed on the surface of the particles, and composite resin particles (high molecular weight resin-intermediate molecular weight) are formed. (Resin) is prepared.
[0096]
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). ) To form a coating layer made of a low molecular weight resin (the monomer polymer used last) on the surface of the composite resin particles. In the above method, the incorporation of the second stage polymerization is preferable because the release agent can be finely and uniformly dispersed.
[0097]
One feature of the toner production method according to the present invention is that the polymerizable monomer is polymerized in an aqueous medium. That is, when forming resin particles (core particles) or coating layer (intermediate layer) containing a release agent, the release agent 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.
[0098]
The aqueous medium as used in the field of this invention means the medium which consists of 50-100 mass% of water and 0-50 mass% of water-soluble organic solvents. 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.
[0099]
As a suitable polymerization method for forming resin particles (core particles) containing a release agent or a coating layer thereof, a release agent is dissolved in an aqueous medium in which a surfactant having a concentration equal to or lower than the critical micelle concentration is dissolved. A monomer solution in which the agent is dissolved in a monomer 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 obtain oil droplets. Among them, a method of radical polymerization (hereinafter referred to as “mini-emulsion method” in the present invention) can be given, and the effects of the present invention can be further exhibited, which is preferable. In the above method, an oil-soluble polymerization initiator may be used instead of or together with the water-soluble polymerization initiator.
[0100]
According to the mini-emulsion method that mechanically forms oil droplets, unlike the usual emulsion polymerization method, the release agent dissolved in the oil phase is not detached and the resin particles (core particles) are formed. Alternatively, a sufficient amount of a release agent can be introduced into the coating layer.
[0101]
Here, the dispersing machine for dispersing oil droplets by mechanical energy is not particularly limited. For example, a stirring device “CLEARMIX” (M-Technique Co., Ltd.) equipped with a rotor that rotates at high speed. Product), ultrasonic dispersers, mechanical homogenizers, Manton gorin, pressure homogenizers, and the like. The dispersed particle diameter is 10 to 1000 nm, preferably 50 to 1000 nm, and more preferably 30 to 300 nm.
[0102]
In addition, as another polymerization method for forming the resin particles or the coating layer containing the release agent, a known method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a seed polymerization method may be employed. These polymerization methods can also be employed to obtain resin particles (core particles) constituting the composite resin particles or coating layers thereof that do not contain a release agent.
[0103]
The particle diameter of the composite resin particles obtained in the polymerization step (I) is in the range of 10 to 1000 nm as a weight average particle diameter measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). It is preferable that it exists in.
[0104]
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) of a composite resin particle exists in the range of 48-74 degreeC, More preferably, it is 52-64 degreeC.
[0105]
The softening point of the composite resin particles is preferably in the range of 95 to 140 ° C.
Salting out / fusion process (II)
In the salting out / fusion step (II), the composite resin particles and the colorant particles obtained in the multistage polymerization step (I) are salted out / fused (salting out and fusion occur simultaneously). This is a step of obtaining irregular (non-spherical) toner particles.
[0106]
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 act of causing salting out and fusion at the same time. . In order to perform salting-out and fusion at the same time, it is necessary 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. .
[0107]
In the salting-out / fusion step (II), internal additive particles such as charge control agents (fine particles having a number average primary particle size of about 10 to 1000 nm) are salted out / fused together with the composite resin particles and the colorant particles. You may let them. The colorant particles may be surface-modified, and conventionally known ones can be used as the surface modifier.
[0108]
The colorant particles are subjected to a salting out / fusion process in a state of being dispersed in an aqueous medium. The aqueous medium in which the colorant particles are dispersed is preferably an aqueous solution in which the surfactant is dissolved at a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration (CMC).
[0109]
The disperser used for the dispersion treatment of the colorant particles is not particularly limited, but preferably, a stirrer “CLEARMIX” (manufactured by M-Technique) equipped with a rotor that rotates at high speed, an ultrasonic disperser, Examples thereof include a pressure disperser such as a mechanical homogenizer, a manton gourin, and a pressure homogenizer, and a medium disperser such as a Getzman mill and a diamond fine mill.
[0110]
In order to salt out / fuse the composite resin particles and the colorant particles, a salting-out agent (flocculating agent) having a critical aggregation concentration or more is added to the dispersion in which the composite resin particles and the colorant particles are dispersed. In addition, it is necessary to heat the dispersion to a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the composite resin particles.
[0111]
The temperature range suitable for salting out / fusion is (Tg + 10 ° C.) to (Tg + 50 ° C.), particularly preferably (Tg + 15 ° C.) to (Tg + 40 ° C.). In addition, an organic solvent that is infinitely soluble in water may be added in order to effectively perform fusion.
[0112]
Filtration 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.
[0113]
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.
[0114]
Drying process
This step is a step of drying the washed toner particles.
[0115]
Examples of dryers used in this process include spray dryers, vacuum freeze dryers, vacuum dryers, etc., stationary shelf dryers, mobile shelf dryers, fluidized bed dryers, rotary dryers It is preferable to use a stirring dryer or the like.
[0116]
The water content of the dried toner particles is preferably 5% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less.
[0117]
In addition, when the toner particles that have been dried are aggregated due to weak interparticle attraction, 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.
[0118]
The toner particles (colored particles) of the present invention can be prepared by salting out / fusing, but there is no particular limitation, but the composite resin particles are formed in the absence of the colorant and the composite resin particle dispersion is formed. It is preferable to prepare by adding a dispersion of colorant particles and salting out / fusion-bonding the composite resin particles and the colorant particles.
[0119]
Thus, by performing the preparation of the composite resin particles in a system in which no colorant is present, the polymerization reaction for obtaining the composite resin particles is not inhibited. 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.
[0120]
In addition, 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 off-flavor is generated.
[0121]
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 anti-offset property and the anti-winding property, and an image having an appropriate gloss can be obtained.
[0122]
Next, each constituent material and element used in the toner manufacturing process will be described in detail.
[0123]
(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.
[0124]
(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.
[0125]
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.
[0126]
Examples of the vinyl aromatic monomer include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, p- n-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2,4 -Styrene monomers such as dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.
[0127]
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.
[0128]
Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate.
[0129]
Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether and the like.
[0130]
Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and the like.
[0131]
Examples of the diolefin monomer include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
[0132]
(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.
[0133]
(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).
[0134]
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated compound (a) having a —COOH 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.
[0135]
-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.
[0136]
(4) Monomers having basic polar groups
As the monomer having a basic polar group, (i) a (meth) acrylic acid having 1 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 and particularly preferably 2 aliphatic alcohols having an amine group or a quaternary ammonium group. Acid esters, (ii) (meth) acrylic acid amides or optionally (meth) acrylic acid amides mono- or di-substituted with alkyl groups of 1 to 18 carbon atoms on N, (iii) heterocycles having N as a ring member Examples thereof include vinyl compounds substituted with a ring group 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.
[0137]
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.
[0138]
(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.
[0139]
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.
[0140]
Examples of (iv) N, N-diallyl-alkylamine include N, N-diallylmethylammonium chloride and N, N-diallylethylammonium chloride.
[0141]
(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.
[0142]
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).
[0143]
(Chain transfer agent)
A known chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight. Although it does not specifically limit as a chain transfer agent, For example, the compound which has mercapto groups, such as an octyl mercaptan, a dodecyl mercaptan, a tert- dodecyl mercaptan, is used. In particular, a compound having a mercapto group is preferably used because it suppresses odor during heat-fixing, and a toner having a sharp molecular weight distribution is obtained, and is excellent in storage stability, fixing strength, and offset resistance. For example, ethyl thioglycolate, propyl thioglycolate, propyl thioglycolate, butyl thioglycolate, t-butyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, octyl thioglycolate, decyl thioglycolate, dodecyl thioglycolate , A compound having a mercapto group of ethylene glycol, a compound having a mercapto group of neopentyl glycol, and a compound having a mercapto group of pentaerythritol. Among these, n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester is particularly preferable from the viewpoint of suppressing odor during toner heat fixing.
[0144]
(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.
[0145]
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).
[0146]
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.
[0147]
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.
[0148]
(Molecular weight distribution of resin particles and toner)
The toner of 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, More preferably, it is present at 25,000 to 150,000 and 1,000 to 50,000.
[0149]
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.
[0150]
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, Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 made by Showa Denko KK, TSKgel G1000H, G2000H, G3000H, G4000H, G5000H, G6000H, G7000H, TSK guard column manufactured by Tosoh Corporation Combinations can be mentioned. As a detector, a refractive index detector (IR detector) or a UV detector may be used. In measuring 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.
[0151]
(Flocculant)
The flocculant used in the present invention is preferably selected from metal salts.
[0152]
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.
[0153]
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.
[0154]
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.
[0155]
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.
[0156]
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.
[0157]
Next, the step of forming the oil phase component by dissolving or dispersing each of the raw materials of the binder resin, the colorant, and the wax in an organic solvent, and the method of granulating the oil phase component in an aqueous medium are preferred in the present invention. An example of a manufacturing method is shown.
[0158]
From the state in which the oil component is prepared by dissolving or dispersing the binder resin, the charge control agent, the colorant, and the release agent in an organic solvent that dissolves the binder resin, and the oil component is dispersed in the aqueous medium. And a method for producing a toner for developing an electrostatic latent image.
[0159]
The step of preparing an oil component by dissolving and dispersing a binder resin, a colorant, and a wax in an organic solvent for solubilizing the binder resin is a binder resin, a charge control resin, a colorant, and a release agent. It is a step of mixing and dispersing in an organic solvent that solubilizes the resin.
[0160]
A general organic solvent is used as the organic solvent for solubilizing the binder resin. For example, hydrocarbons such as toluene, xylene and hexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and dichloroethane, alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as tetrahydrofuran, esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate And ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Of these, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, and the like are preferable from the viewpoint of the solubility and solvent-removability of the resin. These may be used alone or in combination.
[0161]
The step of granulating toner from a state in which an oily component is dispersed in an aqueous medium refers to solidifying the oily component prepared in the above step from the state of being dispersed in an aqueous medium to produce particles, which are then dried. In this step, the toner is obtained.
[0162]
As a particle production method, a solution obtained by dissolving and dispersing the binder resin, the charge control agent, the colorant, the release agent, and other materials in a solvent is suspended and dispersed in an aqueous medium, and then the solvent A method of removing particles, a method of precipitating particles by adding an aqueous poor solvent to the solution, and melting a heated melt containing a binder resin, a charge control agent, a colorant, a release agent, and other materials in an aqueous medium. Examples of the method include dispersing and then cooling to form particles.
[0163]
As the aqueous medium, water is mainly used, but a water-soluble solvent may be mixed. Furthermore, it is preferable in terms of particle size distribution to add a dispersant. Dispersants include tricalcium phosphate, hydroxyapatite, calcium carbonate, titanium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, barium sulfate, silica, cellulose, hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, starch, polyvinyl alcohol, polyacrylic An acid etc. are mentioned. The amount of the dispersant is preferably 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mother liquor.
[0164]
As a stirring method for producing particles, it is desirable to apply shear, and a homogenizer, a colloid mill, a dissolver, or the like is used.
[0165]
As the drying, aeration drying apparatus, spray drying apparatus, rotary drying apparatus, air flow drying apparatus, fluidized bed drying apparatus, heat transfer heating type drying apparatus, freeze drying apparatus and the like are known, and any of them can be used.
[0166]
Examples of the colorant constituting the toner of the present invention 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.
[0167]
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.
[0168]
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.
[0169]
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.
[0170]
Conventionally known organic pigments and dyes can also be used. Specific organic pigments and dyes are exemplified below.
[0171]
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.
[0172]
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.
[0173]
Examples of green or cyan pigments 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.
[0174]
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.
[0175]
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.
[0176]
The colorant (colorant particles) constituting the toner of 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.
[0177]
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.
[0178]
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.
[0179]
The surface-modified colorant particles are collected by filtration, washed with the same solvent and filtered, and then dried.
[0180]
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.
[0181]
In the toner of the present invention, low molecular weight polypropylene (number average molecular weight = 1500 to 9000), low molecular weight polyethylene, and the like are preferable as the release agent, and ester compounds represented by the following formula are particularly preferable.
[0182]
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.
[0183]
Next, the example of a typical compound is shown below.
[0184]
[Chemical 1]
Figure 0004140193
[0185]
[Chemical 2]
Figure 0004140193
[0186]
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.
[0187]
In the present invention, the “crushing strength index” is an index indicating the ease of crushing of toner particles, and specifically refers to an index obtained by the following method.
[0188]
(Method)
30 g of toner (sample) and 100 g of glass beads “GB503M” (manufactured by Toshiba Barotini Co., Ltd., particle size: 2 mm) are placed in a 2 liter polyethylene pot, mixed and stirred for 60 seconds with a turbuler mixer, and then a 330 mesh test sieve. Separate and remove the glass beads.
[0189]
Then, before and after mixing and stirring, the number ratio (%) of small particles of 2 to 4 μm in all toner particles is measured, and calculated by the following formula.
[0190]
Crushing strength index = (N−N0) / 60
(In the formula, N is the number% of small particles of 2 to 4 μm after mixing and stirring, and N0Is the number% of small particles of 2 to 4 μm before mixing and stirring. )
The “number% of small particles” is a value measured using a Coulter Multisizer. Specifically, a Coulter Multisizer is used, and an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) that outputs a particle size distribution is connected to a personal computer. 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 and calculated.
[0191]
The toner of the present invention according to claim 16 is a toner containing a resin, a release agent, and a colorant, and is characterized in that a crushing strength index according to the above definition is 0.1 to 0.8.
[0192]
A toner having a crushing strength index exceeding 0.8 cannot have sufficient crushing resistance. When such a toner is used for image formation over a long period of time, filming, fogging, and carrier are caused by fine powder generated by crushing. Spent etc. occur.
[0193]
On the other hand, a toner having a crushing strength index of less than 0.1 tends to have a high minimum fixing temperature, and cannot sufficiently meet demands for miniaturization and low power consumption of a copying machine.
[0194]
The toner of 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 colored particles.
[0195]
To the toner of the present invention, so-called external additives can be added and used 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.
[0196]
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.
[0197]
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., HVK-2150, H-200 manufactured by Hoechst. And commercially available products TS-720, TS-530, TS-610, H-5, and MS-5 manufactured by Cabot Corporation.
[0198]
Specific examples of the titanium fine particles include, for example, commercial products T-805 and T-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., commercial products MT-100S, MT-100B, MT-500BS, MT-600, and MT-600SS manufactured by Teika. , JA-1, commercial products TA-300SI, TA-500, TAF-130, TAF-510, TAF-510T manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd. Commercial products IT-S, IT-OA, IT-OB manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. IT-OC and the like.
[0199]
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.
[0200]
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.
[0201]
The addition amount of the external additive is preferably about 0.1 to 5% by mass with respect to the toner.
[0202]
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.
[0203]
The particle diameter of the toner of the present invention is preferably 2 to 10 [mu] m, more preferably 3 to 8 [mu] m in terms of number average particle diameter. 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.
[0204]
When the number average particle diameter is 2 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.
[0205]
The number average particle size of the toner can be measured using a Coulter Counter TA-II, Coulter Multisizer, SLAD 1100 (manufactured by Shimadzu Corporation: laser diffraction particle size measuring device) or the like.
[0206]
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.
[0207]
The shape factor of the toner of the present invention is represented by the following formula and indicates the degree of roundness of the toner particles.
[0208]
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.
[0209]
The ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is desirably 65% by number or more.
[0210]
As the toner of the present invention, when the particle size of the toner particle is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the number-based particle size distribution is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. In the histogram shown, the sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles included in the next most frequent class after the most frequent class is 70. % Of the toner is preferable.
[0211]
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.
[0212]
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.
[0213]
Measurement condition
1: Aperture: 100 μm
2: Sample preparation method: Electrolyte [ISOTON R-11 (manufactured by Coulter Scientific Japan)] 50-100 ml, an appropriate amount of a surfactant (neutral detergent) was added and stirred, and 10-20 mg of a measurement sample was added thereto. Add. This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
[0214]
For toner particles, a toner composed of toner particles having a shape coefficient variation coefficient of 16% or less and a number variation coefficient in a number particle size distribution of 27% or less can be used to improve developability and fine line reproducibility. Excellent and stable cleaning properties can be formed over a long period of time.
[0215]
Furthermore, as a result of investigations by paying attention to the minute shape of each toner particle, the present inventors have changed the shape of the corner portion of the toner particle to become round inside the developing device, and this portion has a blade wear. It was found that it was generated. The reason for this is not clear, but it is estimated that stress is easily applied to the corner portion and promotes blade wear in this portion.
[0216]
In addition, when charge is applied to the toner particles by frictional charging, it is presumed that the charge tends to concentrate particularly at the corners, and the toner particles are likely to be non-uniformly charged.
[0217]
That is, the ratio of toner particles having no corners is preferably 50% by number or more. Furthermore, by using toner composed of toner particles whose number variation coefficient in the number particle size distribution is controlled to 27% or less, excellent image developability and fine line reproducibility can be formed over a long period of time. I found out that I can.
[0218]
Further, it has been found that even when the toner is made to have a specific shape, the blade wear is reduced and the charge amount distribution becomes sharp.
[0219]
That is, the developing property can also be achieved by using a toner having a ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 of 65% by number or more and a variation coefficient of the shape factor of 16% or less. It is excellent in fine line reproducibility and can form a high-quality image over a long period of time.
[0220]
The variation coefficient of the shape factor of the toner of the present invention is calculated from the following equation.
Coefficient of variation (%) = (S / K) × 100
In the formula, S represents the standard deviation of the shape factor of 100 toner particles, and K represents the average value of the shape factor.
[0221]
The number variation coefficient in the toner number particle size distribution is calculated from the following equation.
Number variation coefficient (%) = (S / Dn) × 100
In the formula, S represents the standard deviation in the number particle size distribution, and Dn represents the number average particle size (μm).
[0222]
The toner particles having no corners of the present invention refer to toner particles that substantially do not have projections that concentrate electric charges or projections that easily wear due to stress. Toner particles without toner. That is, as shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a circle having a major axis of the toner particle L and a radius R of L / 10 is in contact with the toner particle peripheral line at one point. On the other hand, when the inside is rolled, the case where the circle does not substantially protrude outside the toner is referred to as toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the 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.
[0223]
The measurement of toner without corners was performed as follows. First, an enlarged photograph of the toner particles is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement was performed on 100 toner particles.
[0224]
The toner of the present invention may be used as a one-component developer or a two-component developer.
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.
[0225]
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.
[0226]
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.
[0227]
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.
[0228]
The toner of the present invention includes a step of fixing a transfer material (also referred to as an image forming support or transfer paper) on which a toner image is formed between a heating roller and a pressure roller constituting a fixing device. It is used suitably for the image forming method containing.
[0229]
Next, although not limited to this, FIG. 2 shows an example of a configuration diagram showing an example of the image forming apparatus according to the present invention, and the image forming method of the present invention will be described.
[0230]
In FIG. 2, exposure light is emitted from the semiconductor laser light source 11 based on information read by a document reading device (not shown). This is distributed by the polygon mirror 12 in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2, and is irradiated onto the surface of the photoreceptor through an fθ lens 13 that corrects image distortion to form an electrostatic latent image. The photoreceptor 14 is uniformly charged in advance by the charger 15 and starts rotating clockwise in accordance with the timing of image exposure.
[0231]
The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member is developed by the developing device 16 under reversal development conditions, and the formed developed image is transferred to the transfer member 18 conveyed in time by the action of the transfer device 17. . Further, the photosensitive member 14 and the transfer member 18 are separated by a separator (separation pole) 19, but the developed image is transferred and supported on the transfer member 18 and guided to the fixing device 40 and fixed.
[0232]
Untransferred toner or the like remaining on the surface of the photoreceptor is cleaned by a cleaning device 21 of a cleaning blade method, and the residual charge is removed by pre-charge exposure (PCL) 22, and again by the charger 15 for the next image formation. Uniformly charged.
[0233]
The transfer body P is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can transfer an unfixed image after development, and of course includes an OHP PET base.
[0234]
The cleaning blade 23 uses a rubber-like elastic body having a thickness of about 1 to 30 mm, and urethane rubber is most often used as the material.
[0235]
In the image forming apparatus of the present invention, a process cartridge in which any one of a photoconductor and at least a charger, an image exposure device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device is integrally configured is formed in the main body of the image forming device. It is also a preferable aspect to attach detachably.
[0236]
【Example】
Next, in order to demonstrate the effect of this invention concretely, it demonstrates in an Example, However, Of course, the aspect of this invention is not limited to these.
[0237]
Production example of calcium stearate
Calcium stearate 1-5
Solid content concentration 12.6% by mass, BET specific surface area 10m2/ G lime milk slurry was prepared. This lime milk slurry is wet-ground with a dyno mill (Simmer Enterprises Co., Ltd .: KDL-pilot type), and has a BET specific surface area of 20 m.2/ G, lime milk slurry with a sedimentation volume of 80 ml / 60 minutes. The lime milk slurry was dehydrated to a solid content concentration of 40%.
[0238]
Meanwhile, 570 g of stearic acid (neutralization number 197) heated and melted at 100 ° C. in a 3 liter kneader was prepared. Was added. This compounding ratio, when converted, is higher fatty acid / Ca (OH)2/ Water (molar ratio) = 2 / 1.2 / 12.8. In this state, the mixture was mixed for 5 to 30 minutes to complete the reaction between stearic acid and calcium hydroxide.
[0239]
The reaction finished product was dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain calcium soap. When the obtained calcium soap was subjected to IR analysis, it was 1700 cm.-1The peak of the carboxyl group of 1600cm-1It was confirmed that calcium stearate was formed. Calcium stearate 1-5 shown in Table 1 was obtained by changing the reaction time and the drying time under reduced pressure.
[0240]
Calcium stearate 6
In the production of calcium stearate 1 to 5, calcium stearate 6 shown in Table 1 was obtained in the same manner except that 399 g of stearic acid and 171 g of palmitic acid were used instead of 570 g of stearic acid.
[0241]
[Table 1]
Figure 0004140193
[0242]
Production example of inorganic / organic composite particles
Styrene-acrylic organic fine particles having an average particle diameter of 1.0 μm (electric resistance 6.6 × 101340 g of titanium oxide particle trade name ET-300W (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) whose surface has a primary particle diameter of 30 nm was treated with 100 g of 100 Ω · cm) and mixed with a turbulent mixer. Next, the hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) with a modified pulverizer was treated for 3 minutes at a peripheral speed of 100 m / sec to produce inorganic / organic composite fine particles in which titanium oxide was fixed on the surface of the organic fine particles. This is designated as “inorganic / organic composite fine particle 1”.
[0243]
The electric resistance of the inorganic / organic composite fine particle 1 is 4.8 × 108It was Ω · cm.
Production example of resin particles for toner
(Latex: 1HML)
(1) Preparation of core particles (first stage polymerization)
Surfactant prepared by dissolving 7.08 g of an anionic surfactant (sodium dodecyl sulfonate: SDS) in 3010 g of ion-exchanged water in a 5000 ml separable flask equipped with a stirrer, temperature sensor, condenser, and nitrogen introducing device The solution (aqueous medium) was charged, and the internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream.
[0244]
To this surfactant solution, an initiator solution prepared by dissolving 9.2 g of a polymerization initiator (potassium persulfate: KPS) in 200 g of ion-exchanged water was added, the temperature was adjusted to 75 ° C., and then 70.1 g of styrene, n -A monomer mixture composed of 19.9 g of butyl acrylate and 10.9 g of methacrylic acid was added dropwise over 1 hour, and this system was polymerized by heating and stirring at 75 ° C for 2 hours (first stage polymerization). And a latex (a dispersion of resin particles made of a high molecular weight resin) was prepared. This is referred to as “latex (1H)”.
[0245]
(2) Formation of intermediate layer (second stage polymerization)
In a flask equipped with a stirrer, 105.6 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, 6.4 g of methacrylic acid, 5.6 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, A compound represented by the formula 19) (hereinafter referred to as “exemplary compound (19)”) 72.0 g was added, heated to 80 ° C. and dissolved to prepare a monomer solution.
[0246]
On the other hand, a surfactant solution in which 1.6 g of an anionic surfactant (SDS) was dissolved in 2700 ml of ion-exchanged water was heated to 80 ° C., and the latex (dispersed core particle) was added to the surfactant solution. 1H) was added in an amount of 28 g in terms of solid content, and then the monomer solution of the exemplified compound (19) was mixed and dispersed by a mechanical disperser “CLEARMIX” (manufactured by M-Technique) having a circulation path. Thus, a dispersion (emulsion) containing emulsion particles (oil droplets) having a uniform dispersion particle diameter (284 nm) was prepared.
[0247]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.1 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 ml of ion-exchanged water and 750 ml of ion-exchanged water were added to this dispersion (emulsion), and the system was heated at 80 ° C. Polymerization (second stage polymerization) was carried out by heating and stirring for 3 hours to obtain latex (a dispersion of composite resin particles having a structure in which the surface of resin particles made of a high molecular weight resin was coated with an intermediate molecular weight resin). This is referred to as “latex (1HM)”.
[0248]
(3) Formation of outer layer (third stage polymerization)
An initiator solution prepared by dissolving 7.4 g of a polymerization initiator (KPS) in 200 ml of ion-exchanged water is added to the latex (1HM) obtained as described above. A monomer mixed solution consisting of 95 g of n-butyl acrylate, 15.3 g of methacrylic acid, and 10.4 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. and latex (a central portion made of a high molecular weight resin, an intermediate layer made of an intermediate molecular weight resin, A dispersion of composite resin particles) having an outer layer made of a molecular weight resin and containing the exemplified compound (19) in the intermediate layer was obtained. This latex is referred to as “latex (1HML)”.
[0249]
The composite resin particles constituting the latex (1HML) had peak molecular weights of 138,000, 80,000 and 13,000, and the number average particle diameter of the composite resin particles was 102 nm.
[0250]
[Preparation Example 2 for Composite Resin Particles]
(1) Preparation of core particles (first stage polymerization):
In a flask equipped with a stirrer, a compound “exemplary compound (16) represented by the above formula 16) was added to a monomer mixed solution composed of 105.6 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, and 6.4 g of methacrylic acid. 72.0 g ") was added, and the solution was heated to 80 ° C and dissolved to prepare a monomer solution.
[0251]
On the other hand, a surfactant solution in which 1.6 g of an anionic surfactant (SDS) was dissolved in 2700 ml of ion-exchanged water was heated to 80 ° C., and a mechanical disperser “Claire having a circulation path was added to the surfactant solution. Dispersion containing emulsified particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle size (268 nm) by mixing and dispersing the monomer solution of the exemplified compound (16) by “CLEARMIX” (manufactured by M-Technique) (Emulsified liquid) was prepared.
[0252]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.1 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 ml of ion-exchanged water and 750 ml of ion-exchanged water were added to this dispersion (emulsion), and the system was heated at 80 ° C. Polymerization (first stage polymerization) was carried out by heating and stirring for 3 hours to prepare latex (a dispersion of resin particles made of a high molecular weight resin). This is referred to as “latex (2H)”.
[0253]
(2) Formation of outer layer (second stage polymerization):
An initiator solution obtained by dissolving 14.8 g of a polymerization initiator (KPS) in 400 ml of ion-exchanged water is added to the latex (2H) obtained as described above, and 600 g of styrene under a temperature condition of 80 ° C. A monomer mixed solution consisting of 190 g of n-butyl acrylate, 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 (second-stage polymerization) is performed by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. and having a latex (a central portion made of a high molecular weight resin and an outer layer made of a low molecular weight resin). A dispersion of composite resin particles containing the exemplified compound (16) in the center was obtained. This latex is referred to as “latex (2HL)”.
[0254]
The composite resin particles constituting the latex (2HL) had peak molecular weights of 168,000 and 11,000, and the weight average particle size of the composite resin particles was 126 nm.
[0255]
[Production Examples 1 to 4 of colored particles]
59.0 g of sodium n-dodecyl sulfate was dissolved in 1600 ml of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 420.0 g of carbon black “Regal 330” (Cabot Corporation) was gradually added, and then dispersed by using “Cleamix” (M-Technics Corporation) to give a coloring. A dispersion of agent particles (hereinafter referred to as “colorant dispersion”) was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in this colorant dispersion was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the weight average particle diameter was 98 nm.
[0256]
420.7 g (in terms of solid content) of the latex (1HML) obtained in Preparation Example 1 for composite resin particles, 900 g of ion-exchanged water, and 166 g of a colorant dispersion liquid were mixed with a temperature sensor, a cooling tube, a nitrogen introducing device, and stirring. The mixture was stirred in a reaction vessel equipped with an apparatus, a particle size and shape monitoring device. After adjusting the internal temperature to 30 ° C., 5 mol / liter sodium hydroxide aqueous solution was added to this solution to adjust the pH to 11.0.
[0257]
Next, an aqueous solution in which 12.1 g of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. After standing for 3 minutes, the temperature increase was started, and the system was heated to 90 ± 3 ° C. over 6 to 10 minutes (temperature increase rate = 10 ° C./min). In this state, the particle size of the associated particles was measured with “Coulter Counter TA-II”, and when the volume average particle size became 5.5 μm, an aqueous solution in which 80.4 g of sodium chloride was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water. Was added to stop the particle growth, and the fusion was continued by agitating at a liquid temperature of 85 ± 2 ° C. for 0.5 to 15 hours as an aging treatment. Then, it cooled to 30 degreeC on the conditions of 8 degreeC / min, hydrochloric acid was added, pH was adjusted to 2.0, and stirring was stopped. The produced associated particles are filtered using a Nutsche, washed repeatedly with ion-exchanged water, then dried at a suction air temperature of 60 ° C. using a flash jet dryer, and then at a temperature of 60 ° C. using a fluidized bed dryer. It was dried to obtain colored particles containing the exemplified compound (19) as a release agent. In the monitoring of the salting-out / fusion stage and the shape control process, by controlling the number of revolutions of stirring and the heating time, the variation coefficient of the shape and the shape factor is controlled, and the variation coefficient of the particle size and the particle size distribution is arbitrarily set. By adjusting, colored particles 1 to 4 having shape characteristics and particle size distribution characteristics shown in Table 2 were obtained.
[0258]
[Production Examples 5 to 8 of colored particles]
Instead of latex (1HML), 420.7 g (converted to solid content) of latex (2HL) obtained in Preparation Example 2 of composite resin particles was used, and the aging treatment time was changed, and Colored Particle Production Examples 1 to 4, colored particles 5 to 8 having the shape characteristics and particle size distribution characteristics shown in Table 2 were obtained.
[0259]
[Table 2]
Figure 0004140193
[0260]
Hydrophobic silica (number average primary particle size = 10 nm, hydrophobization degree = 63) is added to each of the colored particles 1 to 8 obtained as described above at a ratio of 1.0% by mass, and hydrophobic particles are added. Titanium oxide (number average primary particle size = 25 nm, hydrophobization degree = 60) was added at a ratio of 0.8% by mass and mixed with a Henschel mixer.
[0261]
Further, 0.01% by mass of calcium stearate shown in Table 3 and 1% by mass of inorganic / organic composite fine particles or strontium titanate were added and mixed with a Henschel mixer to prepare toners 1-12.
[0262]
A toner to which calcium stearate is not added is referred to as comparative toner 1. Further, for comparison, a toner to which zinc stearate (manufactured by NOF Corporation: zinc stearate D) is added is referred to as comparative toner 2.
[0263]
Note that the shape and particle size of these colored particles are not changed by the addition of an external additive.
[0264]
[Table 3]
Figure 0004140193
[0265]
Carrier production
Manufacture of ferrite core particles
22 mol% of MnO, Fe2OThree78 mol% was pulverized, mixed and dried in a wet ball mill for 2 hours, and then temporarily calcined by holding at 900 ° C. for 2 hours, and this was pulverized in a ball mill for 3 hours to form a slurry. A dispersant and a binder were added, granulated and dried with a spray dryer, and then subjected to main firing at 1200 ° C. for 3 hours to obtain ferrite core particles having an average grain diameter of 5.2 μm and a resistance of 4.3 × 10 8.
[0266]
Resin coating
First, a cyclohexyl methacrylate / methyl methacrylate (copolymerization ratio 5 /) was prepared by emulsion polymerization using a sodium benzenesulfonate having an alkyl group having 12 carbon atoms as a surfactant in an aqueous medium at a concentration of 0.3% by mass. 5), a volume average primary particle size of 0.1 μm, a weight average molecular weight (Mw) of 200,000, a number average molecular weight (Mn) of 91,000, Mw / Mn = 2.2, and a softening point temperature. (Tsp) 230 ° C. and glass transition temperature (Tg) 110 ° C. Resin fine particles were obtained. The resin fine particles azeotroped with water in the emulsified state, and the residual monomer amount was 510 ppm.
[0267]
Next, 100 parts by mass of ferrite core material particles and 2 parts by mass of the resin fine particles are put into a high-speed agitator / mixer with agitating blades, and agitated and mixed at 120 ° C. for 30 minutes to use the action of mechanical impact force. Thus, a resin-coated carrier having a volume average particle size of 61 μm was obtained.
[0268]
Production of developer
Each colored particle (toner) to which an external additive was added was mixed with a carrier to prepare a developer having a toner concentration of 6% by mass. These developers are referred to as developers 1 to 12 and comparative developers 1 and 2 corresponding to the colored particles 1 to 12 and the comparative colored particles 1 to 2, respectively.
[0269]
Manufacture of photoconductor
30 g of polyamide resin Amilan CM-8000 (manufactured by Toray Industries, Inc.) was put into a mixed solvent of 900 ml of methanol and 100 ml of 1-butanol and dissolved by heating at 50 ° C. This liquid was applied onto a cylindrical aluminum conductive support having an outer diameter of 60 mm and a length of 360 mm to form an intermediate layer having a thickness of 0.5 μm.
[0270]
Next, 10 g of silicone resin KR-5240 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is dissolved in 1000 ml of t-butyl acetate, and 10 g of Y-TiOPc (described in JP-A No. 64-17066, FIG. 1) is mixed therein and a sand mill is used. For 20 hours to obtain a charge generation layer coating solution. Using this solution, the charge generation layer having a thickness of 0.3 μm was formed on the intermediate layer.
[0271]
Next, 150 g of CTM (T-1: N- (4-methylphenyl) -N- {4- (β-phenylstyryl) phenyl} -p-toluidine) and polycarbonate resin Iupilon Z-200 having a viscosity average molecular weight of 20,000. 200 g (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 1000 ml of 1,2-dichloroethane to obtain a charge transport layer coating solution. Using this solution, the charge generation layer was coated on a circular slide hopper and then dried at 100 ° C. for 1 hour to form a charge transport layer having a thickness of 22 μm. In this way, a photoreceptor (P1) composed of an intermediate layer, a charge generation layer, and a charge transport layer was obtained. Next, 30 g of CTM (T-1) and 50 g of polycarbonate resin Iupilon Z-800 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) having a viscosity average molecular weight of 80,000 are dissolved in 1000 ml of 1,2-dichloroethane on the surface of the photoreceptor (P1). Using the applied coating solution, a coating is applied on the charge transport layer with a circular slide hopper, followed by drying at 100 ° C. for 1 hour to form a 5 μm-thick overcoat layer to obtain a photoreceptor (P2). It was.
[0272]
Examples 1-12 and Comparative Examples 1 and 2
Using developers 1 to 12 and comparative developers 1 and 2, a modified digital camera equipped with a photoconductor (P2) mounted on a commercially available digital copying machine Konica, Sitos Konica 7030, under a high temperature and high humidity environment (temperature 33 ° C., At a relative humidity of 80%, an actual shooting test for continuously forming 300,000 images with a pixel rate of 15% was performed to evaluate the blade wear amount, chipping, image blur, and the environmental dependency of image density.
[0273]
In addition, it was set as Examples 1-12 and Comparative Examples 1 and 2 corresponding to the said developer No ..
[0274]
Blade wear amount
After printing 100,000 sheets, the cleaning blade was removed from the cleaning device, and the portion that disappeared due to wear was measured with a laser microscope. If the depletion amount is within 10 μm, the level is not problematic.
[0275]
Missing
Evaluation was made based on the number of the toner detected on the photoconductor from the cleaning device on the white background of the image and detected as image smear.
[0276]
Image blur
A character image having a character size of 5 points was formed on the entire surface of the image, and the evaluation was performed based on the number of images until the image was locally blurred or a portion where toner oozes around the image was detected.
[0277]
Environment dependence of image density
The maximum image density of the solid image portion was measured with a Macbeth reflection densitometer. The difference in image density between the high temperature and high humidity environment (33 ° C., 80% RH) and the low temperature and low humidity environment (10 ° C., 20% RH) is less than 0.05, “」 ”, 0.05-0.1 is“ ◯ ”, 0 .1 or more was designated as “x”.
[0278]
The results are shown in Table 4.
[0279]
[Table 4]
Figure 0004140193
[0280]
It can be seen that Examples 1 to 12 in the present invention have no problem with any of the characteristics, but Comparative Example 1 or 2 outside the present invention has problems with any of the characteristics.
[0281]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a method for increasing the durability of the photosensitive member itself, the electrostatic latent image developing toner acting on the photosensitive member, and the cleaning device during repeated use. More specifically, the toner for developing an electrostatic latent image eliminates image blurring caused by wear of the cleaning blade, toner slipping on the surface of the photosensitive member during cleaning, or toner fixation, and variations in image density due to the temperature and humidity environment during use. And an image forming method or an image forming apparatus using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating toner particles having no corners.
FIG. 2 is a configuration diagram of an image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
14 Photoconductor
15 Charger
16 Developer
17 Transfer device
18 Transcript
40 Fixing device

Claims (18)

トナー粒子が水系媒体中に粒子を形成して得られた静電潜像現像用トナーであって、該トナーが、含水分量が0.2〜2.1質量%、遊離脂肪酸量が0.02〜0.6質量%である脂肪酸カルシウム塩を、外部添加剤として含有することを特徴とする静電潜像現像用トナー。  An electrostatic latent image developing toner obtained by forming toner particles in an aqueous medium, wherein the toner has a moisture content of 0.2 to 2.1% by mass and a free fatty acid content of 0.02. A toner for developing an electrostatic latent image, which comprises, as an external additive, a fatty acid calcium salt of ˜0.6% by mass. 前記脂肪酸カルシウム塩が、ステアリン酸カルシウムであることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像用トナー。  2. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1, wherein the fatty acid calcium salt is calcium stearate. 少なくとも樹脂粒子を水系媒体中で凝集、融着させて得られることを特徴とする請求項1又は2記載の静電潜像現像用トナー。  3. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1, wherein the toner is obtained by aggregating and fusing at least resin particles in an aqueous medium. 前記トナーが、平均粒径0.1〜5.0μmの有機微粒子の表面に、一次平均粒径が5〜100nmの無機微粒子が固着された無機/有機複合微粒子を外部添加剤として含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  The toner contains, as an external additive, inorganic / organic composite fine particles in which inorganic fine particles having a primary average particle size of 5 to 100 nm are fixed on the surface of organic fine particles having an average particle size of 0.1 to 5.0 μm. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1, wherein the toner is an electrostatic latent image developing toner. トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数の変動係数が16%以下で、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  5. The number average particle diameter of the toner is 3 to 8 [mu] m, the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. The toner for developing an electrostatic latent image according to claim 1. トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  6. The toner according to claim 1, wherein the number average particle diameter of the toner is 3 to 8 [mu] m, and the ratio of the toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1. トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  6. The toner according to claim 1, wherein the number average particle diameter of the toner is 3 to 8 [mu] m, and the ratio of the toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1. トナーの個数平均粒径が3〜8μmであり、角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  6. The electrostatic latent image developing device according to claim 1, wherein the number average particle diameter of the toner is 3 to 8 μm, and the ratio of toner particles having no corners is 50 number% or more. toner. トナーの粒径を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ける最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  When the particle diameter of the toner is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and this horizontal axis is included in the most frequent class in the histogram showing the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class is 70% or more. The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 5. 角がないトナーの割合が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  6. The electrostatic latent image developing device according to claim 1, wherein the proportion of toner having no corners is 50% by number or more and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. toner. 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、形状係数の変動係数が16%以下であるトナー粒子であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  The toner particles having a shape factor of 1.2 to 1.6 in a proportion of 65% by number or more and a variation coefficient of the shape factor of 16% or less. 6. The electrostatic latent image developing toner according to any one of 5 above. 前記トナーが多段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析、凝集、融着して得られるトナーであり、前記複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されているトナーを用いることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  The toner is obtained by salting out, aggregating and fusing the composite resin particles obtained by the multistage polymerization method and the colorant particles, and a release agent is contained in a region other than the outermost layer of the composite resin particles. The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 11, wherein the toner is used. ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)のピークまたはショルダーが少なくとも100,000〜1,000,000と、1,000〜50,000に存在するトナー樹脂を用いることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  The toner resin having a peak or shoulder of gel permeation chromatography (GPC) at least 100,000 to 1,000,000 and 1,000 to 50,000 is used. The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of the above. ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)のピークまたはショルダーが少なくとも100,000〜1,000,000と、25,000〜100,000と、1,000〜25,000に存在するトナー樹脂を用いることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  Use a toner resin in which the peak or shoulder of gel permeation chromatography (GPC) is at least 100,000 to 1,000,000, 25,000 to 100,000, and 1,000 to 25,000. The electrostatic latent image developing toner according to claim 1, wherein the toner is an electrostatic latent image developing toner. 樹脂と離型剤と着色剤を含有し、破砕強度指数が0.1〜0.8であることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項記載の静電潜像現像用トナー。  The electrostatic latent image developing toner according to claim 1, comprising a resin, a release agent, and a colorant, and a crushing strength index of 0.1 to 0.8. 有機感光体上に形成された静電潜像をトナーを含有する現像剤により現像し、該現像により顕像化されたトナー像を有機感光体から転写材に転写した後、有機感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成方法において、請求項1〜15の何れか1項記載のトナーを使用することを特徴とする画像形成方法。The electrostatic latent image formed on the organic photoconductor is developed with a developer containing toner, and the toner image visualized by the development is transferred from the organic photoconductor to a transfer material, and then is transferred onto the organic photoconductor. 16. An image forming method comprising a cleaning unit for removing residual toner, wherein the toner according to claim 1 is used. 有機感光体が導電性支持体上に感光層を設けて成る構成を有し、且つ該感光層の表面層が平均分子量4万以上のポリカーボネートを含有することを特徴とする請求項16記載の画像形成方法。17. The image according to claim 16, wherein the organic photoreceptor has a constitution in which a photosensitive layer is provided on a conductive support, and the surface layer of the photosensitive layer contains a polycarbonate having an average molecular weight of 40,000 or more. Forming method. 少なくともトナー粒子は水系媒体中に粒子を形成して造り、該粒子を乾燥後に脂肪酸カルシウム塩粒子を0.3〜1.2質量%外部添加して請求項1記載の静電潜像現像用トナーを造ることを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。2. The toner for developing an electrostatic latent image according to claim 1, wherein at least toner particles are formed by forming particles in an aqueous medium, and after the particles are dried, 0.3 to 1.2% by mass of fatty acid calcium salt particles are externally added. A method for producing a toner for developing an electrostatic latent image, wherein:
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