JP4254072B2 - Toner for developing electrostatic image and image forming method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる静電荷像現像用トナー、および該静電荷像現像用トナーを用いた画像形成方法に関するもので、更に詳しくは、該トナー粒子の構造に特徴を有するものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真方式による画像形成方法では、デジタル技術の進展により、デジタル方式の画像形成が主流となりつつある。デジタル方式の画像形成方法は、1200dpi(1インチあたりのドット数)等の1画素の小さなドット画像を顕像化することを基本としており、これらの小さなドット画像を忠実に再現する高画質技術が要求され、この様な高画質化の観点からトナーの小粒径化が進められている。
【0003】
トナーの小粒径化、流度分布および形状の均一化を達成させる手段として、懸濁重合法や乳化重合法により得られた重合トナーが注目されつつあり、特願平11−304004号公報等には重合法により得られるトナーではその形状や丸み、粒径分布を制御することのできる旨が記載されている。
【0004】
また、紙等の画像形成支持体上に形成されたトナー像を定着する方式として、当該トナー像が形成された画像形成支持体を加熱ローラと加圧ローラとの間を通過させて定着させる熱ロール定着方式が広く採用されているが、熱ロール定着方式では、溶融したトナーが加熱ローラに付着するオフセット現象を発生させ、画像汚れを発生させ易いという欠点を有している。
【0005】
そこで、オフセット現象の発生を防止するための手段として、定着装置の加熱ローラにシリコーンオイルを塗布し、当該加熱ローラにトナーに対する離型性を付与することが知られている。この方法は、トナーの種類が制限されない点で有利であるが、転写紙上にシリコーンオイルが付着するためにボールペン等の筆記具での書き込みが困難になる等ビジネス文書に不向きであった。市場ではコピー文書を即時にビジネス文書として用い、文書中への書き込みはごく通常に行われていることであり、シリコーンオイルを塗布する方法は時代の要請に応えることのできないものになりつつある。
【0006】
この様な要請に対して、トナー中にワックス等の離型剤を添加することによってトナー自体に離型性を付与する技術が採用されており、特開平3−296067号公報ではトナー断面においてバインダーポリマー中に離型剤であるポリプロピレンが分散した海島構造を形成し、該ポリプロピレンの島部分の長軸方向の最大直径と島と島との平均間隔を特定したものが開示され、特開平10−161338号公報には海島構造のトナーの離型剤成分について、熱定着前の離型剤成分の粒径を特定し、熱定着後は海島構造が消失するものが開示されている。
【0007】
しかしながら、この様にトナー中に離型剤を導入させても、なお定着ローラの清掃機構を設置する必要があった。その理由は、離型剤を導入したトナーでは、数枚単位の印字を行う程度の画像形成ではオフセット発生しないものの、この様な画像形成でも1万〜2万という枚数の画像形成を経ると徐々に定着ローラにトナーが蓄積し、いわゆるノンビジュアルオフセットと呼ばれるオフセットを発生させる。ノンビジュアルオフセットの発生防止の観点からも定着装置の清掃部材は数万枚の処理毎に交換する必要がある。
【0008】
また、画像形成装置の処理能力も向上し、毎分50枚以上の出力を有する高速機が登場しているが、この様な高速機では定着工程において、トナー中の離型剤がトナー表面に十分に滲出する前に定着工程が完了してしまうためトナー中に含有された離型剤が十分に機能することができないために、ノンビジュアルオフセットが発生し易いばかりか、少ない処理枚数の段階でオフセット発生を招いてしまう。
【0009】
また、前述の文献に開示されたトナーは粉砕法によるものであり、混練工程を経ることによって、生成されるトナー中において離型剤が配向してしまう。離型剤がトナー中で配向すると、定着工程におけるトナー表面への離型剤成分の滲出が配向方向に従ってしまうために、トナーの全方向への等方的な滲出が行われなくなるため、更に定着ローラと転写紙との間での離型剤の効果を発揮することが困難になる。この様に、粉砕トナーでは高速機への使用に耐え得るものがないのである。
【0010】
高画質化の観点よりトナーの小粒径化が進められ、特開平8−41468号公報等に示される様に離型剤用化合物の改良やトナー中への添加量を増やす技術が検討されているが、多量の離型剤を添加すると、離型剤がトナー粒子より遊離し、遊離した離型剤が現像剤を劣化させたり、トナー流動性を低下させたり、感光体フィルミングを発生させる問題を有している。
【0011】
また、特開平5−88409号公報ではトナー粒子構造を特定し、結着樹脂中に球状の大きな離型剤の島を有する重合トナーが開示されているが、個々のトナー粒子中への離型剤添加量のばらつきが解消できないために、トナー粒子中に離型剤の島が存在しないものもあることが見出されている。また、トナー粒子中で離型剤の形状が球状であるために離型剤と樹脂との間の接触面積が小さくなり、離型剤のトナー粒子からの脱離により、トナーの帯電性不良を招くと云ったトナー劣化を発生させている。
【0012】
更に、上記文献のものは、大きな径の離型剤の島がトナー粒子中央付近に1〜2個存在する構造から定着工程で離型剤がトナー表面に浸み出してくるまでに時間を要するために定着ローラとトナーとの間に十分な離型剤の層を形成できない問題もあり、これまでの技術では高速機への使用に十分耐え得るトナーを市場に送り出すことはこれまで達成されていなかったのである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の様な事情に基づいてなされたものである。すなわち、
本発明の第1の目的は、ノンビジュアルオフセット性に優れ、長期使用に伴い処理の累積枚数が増加しても画像汚れを発生させない静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明の第2の目的は、高速機に使用しても、離型剤のトナー表面への滲出が効果的に行われ、離型性不足による定着巻付きジャム等の発生のない溶融性、流動性の優れた静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明の第3の目的は、トナー中からの離型剤の脱離を発生させない耐久性を有する静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明の第4の目的は、オイル/クリーニングレスの定着工程を有した高速画像形成装置に使用可能な静電荷像現像用トナーを提供することである。
更に、本発明の第5の目的は、上記トナーを使用する画像形成方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者等は不眠不休の検討の末、本発明の樹脂粒子と結晶性物質の粒子を会合させて得られる海島構造を有する重合トナーの構造に着目し、トナー粒子中の結晶性物質からなる島の分散状態を制御、特定することで本発明の課題が達成されることを見出したのである。
【0015】
すなわち、本発明は、海島構造を有するトナー粒子中において島である結晶性物質が、トナー粒子内で偏りを持つことなく適度な分散状態をもって3次元的に配置される形態をとることにより、画像形成時にトナーが、どの方向から加圧されても均等かつ十分な量のワックスを最適にトナー外に滲出させることを可能にし、結果オフセットの発生を防止する等の効果を見出したものである。
【0016】
本発明は、以下に示す何れか1項の構成を採ることにより、トナー粒子中に存在する島が極めて短い距離間隔で微分散し、トナー粒子中では、島が密に存在している領域や疎らに存在している領域を有する様な分散状態にムラのあるトナーを形成することなく、トナー粒子中のどの領域でも島が同じ様な分散状態となる海島構造のトナーを得ることを可能にしたものである。
【0017】
〔1〕少なくとも樹脂と着色剤と結晶性物質とを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーはDSC曲線で60〜110℃に吸熱ピークを有し、かつ吸熱量が4〜30J/gであり、該トナーは結晶性物質を含有し多段重合法により得られた樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着してなるものであり、該トナー粒子は海島構造を有し、該トナー粒子中の結晶性物質よりなる島について、該島間の最近接壁間距離の平均値が100〜1060nmであり、前記最近接壁間距離が1300nm以上である島が、全島の10個数%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0018】
〔2〕少なくとも樹脂と着色剤と結晶性物質とを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーはDSC曲線で60〜110℃に吸熱ピークを有し、かつ吸熱量が4〜30J/gであり、該トナーは結晶性物質を含有し多段重合法により得られた樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着してなるものであり、該トナー粒子は海島構造を有するもので、該トナー粒子中の結晶性物質よりなる島について、該島間の最近接壁間距離の平均値が260〜820nmであり、前記最近接壁間距離が1300nm以上である島が、全島の4個数%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0019】
〔3〕前記〔1〕または〔2〕に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するもので、該島が該トナー粒子表面に露出してないトナー粒子が98%以上あることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0020】
〔4〕前記〔1〕〜〔3〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が20,000〜120,000nm2であり、かつ該ボロノイ多角形の面積の変動係数が25%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0021】
〔5〕前記〔1〕〜〔3〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が40,000〜100,000nm2であり、かつ該ボロノイ多角形の面積の変動係数が20%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0022】
〔6〕前記〔1〕〜〔3〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が20,000〜120,000nm2であり、かつ160,000nm2以上の面積を有する島を3〜20個数%含むことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0023】
〔7〕前記〔1〕〜〔6〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、トナー粒子断面における重心を中心とする半径1000nmの円の外側に存在する島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が、該円の内側に存在する島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値より大きいことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0024】
〔8〕前記〔1〕〜〔7〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形のうち、トナーの外周に接して存在するボロノイ多角形について、該ボロノイ多角形の面積が160,000nm2以上となる島が5〜30個存在することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0025】
〔9〕前記〔1〕〜〔8〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該島が輝度の異なる島より構成されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0027】
〔1前記〔1〕〜〔9〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であり、形状係数の変動係数が16%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0029】
〔1前記〔1〕〜〔9〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、形状係数の変動係数が16%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0030】
〔1前記〔1〕〜〔11〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、個数平均粒径が3〜9μmであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0031】
〔1前記〔1〕〜〔12〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、トナー粒子の粒径をD(μm)とするときに、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静電荷像現像用トナー。
【0034】
〔14〕前記〔1〕〜〔1〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは少なくとも重合性単量体に結晶性物質を溶かした後、重合性単量体を重合せしめる工程を経て形成した複合樹脂微粒子と着色剤を含有する着色粒子とを塩析/融着して得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0035】
〔15〕前記〔1〕〜〔1〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、少なくとも多段重合法によって得られる複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させて得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0036】
16〕前記〔1〕〜〔1〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、樹脂および着色剤を含有する着色粒子の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させてなる樹脂相を形成させて得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0037】
17〕前記〔1〕〜〔1〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0038】
18〕感光体上に形成された静電潜像を可視画像化し、該可視画像を記録媒体上に転写、加熱定着させる工程を有する画像形成方法において、該可視画像化を、前記〔1〕〜〔16〕の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーを用い、線速230〜900mm/secの加熱定着で行うことを特徴とする画像形成方法。
【0039】
19〕感光体上に形成された静電潜像を可視画像化し、該可視画像を記録媒体上に転写、加熱定着させる工程を有する前記〔18〕記載の画像形成方法であって、該感光体上にデジタル露光を行って静電潜像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【0040】
本発明は、トナーを構成する離型性を有する結晶性物質の島がトナー粒子中において、3次元的に偏りなく配置される状態となる様に制御することをにより、画像形成工程時の加圧方向に関係なくトナー中の離型性を有する結晶性物質の滲出を等方的かつ等量的にムラなく行うことを可能にした結果、オフセットの防止、光沢ムラの発生防止をはじめとする効果を見出したものである。以下本発明について詳細に説明する。
【0041】
本発明のトナー粒子は、海島構造を有するものであるが、海島構造とは、連続相中に、閉じた界面(相と相との境界)を有する島状の相が存在している構造のものをいう。すなわち、本発明のトナーでは、トナー粒子を構成する樹脂、着色剤、結晶性物質の各成分は、お互いに相溶せずに、それぞれが独立して相を形成するため、トナー粒子は海島構造を有するものとなる。そして、本発明はトナーという性質上、海である樹脂の連続相中に、結晶性物質の島と着色剤の島とが存在している構造をとるものとなっている。
【0042】
この様にして、本発明のトナー粒子は、連続相中に別の構成成分の相が島状に存在している構造を採るものであり、本発明では、該トナー粒子中における、島間の最近接壁間距離の平径値が特定範囲内にあるものの個数を特定することにより、トナー粒子中における結晶性物質の島の分散性を制御するとともに、トナー粒子中より遊離する結晶性物質の量を激減させることを見出し、その結果トナー粒子に添加された結晶性物質が画像形成時に効果的にその機能を発揮することにより、オフセット性の改良による感光体のフィルミング発生の抑制をはじめとする上記課題を達成したものである。
【0043】
すなわち、従来の技術においては、重合トナーに添加された結晶性物質は、トナー粒子中において、適度な分散性を達成しにくい傾向にあったが、本発明はこの問題を解決したのである。本発明において、結晶性物質のトナー粒子中における等方的、かつ、最適な分散性を達成させた明確な理由は必ずしも完全に解明されているものではないが、おそらく、従来技術のものは添加された結晶性物質の粒子同士がより凝集し易い傾向にあったためトナー粒子中において最適な分散状態を呈する様な島が形成できなかったものと推測される。本発明では、結晶性物質同士の凝集を効果的に制御する機構が作用することによってこの問題を解決したものと推測される。
【0044】
また、本発明では、トナー粒子表面に結晶性物質を露出させず、粒子内において均一な分散性を有することが、上記結晶性物質のトナー粒子中からの遊離をも同時に効果的に防ぐことを達成させたものと考えられる。この様な構造を有するトナー粒子を形成することができた理由は必ずしも完全に解明されているものではないが、おそらく、本発明のトナーに用いる離型性を有する結晶性物質はトナー粒子内部に存在することがより安定した状態で結着樹脂に保持されるためと推測される。
【0045】
あるいは、仮にトナー粒子表面に結晶性物質が存在していたとしても、本発明のトナーは、水系媒体中で結晶性物質の融点以上に加熱されて製造されるものであるので、濾過工程の段階で水系媒体を除去するときにトナー粒子表面に存在した結晶性物質も水といっしょに除去されるものであるとも推測される。
【0046】
また、結晶性物質の形状も起因するものと推測される。すなわち、従来技術のものは添加されて凝集した結晶性物質の形状が球形、もしくは球形に近い形状のため添加された結晶性物質の粒子がトナー粒子中を容易に移動し、又、結晶性物質粒子が球形、もしくは球形に近い形状であるためにトナー粒子中における接触面積が小さいために結晶性物質がトナー粒子中で堅固に保持されず、粒子中よりこぼれ落ちてしまうものと推測される。
【0047】
これに対し、本発明のトナー粒子は、トナー粒子中の結晶性物質の島が、粒子中で堅固に保持される形態をとっているため、加圧定着工程時以外ではトナー粒子中より遊離することなく安定かつ堅固に保持され、加圧定着の際に迅速かつ確実にトナー粒子外に滲出させる機能が付与させられたものと推測される。また、トナー粒子外に適度に滲出した離型機能を有する結晶性物質により、定着像表面にも摩擦係数の低い結晶性物質による保護層が形成されることにより汚れの問題が解消され、特に、製本時の様な画像情報の掲載された紙を束ね、重ね合わせたときに生ずる汚れ発生の防止も達成している。
【0048】
本発明のトナー粒子は、その構造が海島構造を有するものであることは、透過型電子顕微鏡で撮影されたトナー粒子の断面写真により、トナー粒子中に輝度の異なる領域を有しているものであることが確認できる。すなわち、本発明のトナー粒子は、上記透過型電子顕微鏡により、図1の模式図に示す様に、連続相中(結着樹脂の相)に輝度の異なる粒状の島(結晶性物質の相、及び着色剤の相)が存在することが確認される。更に、電子顕微鏡の観察結果より得られた結果に基づいて、トナー粒子1個中の島の個数、島の形状係数、島の最近接壁間距離等のトナー粒子中の海島構造を特定する因子が数値として得られるものである。
【0049】
透過電子顕微鏡写真における輝度とは、トナー粒子を構成する各要素、すなわち結着樹脂、着色剤、及び結晶性物質の結晶状態の差に起因して発生する電子線透過率の差を可視化することにより生ずるものであり、一般に着色剤は結着樹脂よりも電子線の透過率が低いため低輝度に撮影され、結晶性物質は結着樹脂よりも高輝度寄りに撮影される。
【0050】
電子顕微鏡写真において、低輝度とは画素(ピクセル)の輝度信号を256階調に分割した時に0〜99階調にあるものを言い、中輝度とは80〜160階調の範囲にあるもの、高輝度とは127〜255階調にあるものをいうが、本発明では相対的なもの、すなわち前述のトナー粒子の構成要素を写真によりそれぞれ判別できるものであればよく必ずしも上記の範囲に限定されるものではない。例えば、結晶性物質の島について、透過型電子顕微鏡観察用の切片を80〜120℃の環境下に置くと流出し空孔として観察されるため、着色剤の島と容易に識別が可能である。
【0051】
この様にして、本発明においてはトナー粒子中の各構成要素を輝度を基に識別することにより、海は海として、島は島として電子顕微鏡写真によって目視判定、識別することを可能にしているものであり、電子顕微鏡装置に設置されている画像解析装置によって輝度の情報を目視により識別可能なイメージ情報に変換させているものである。
【0052】
また、図1は、本発明の海島構造を有するトナー粒子の一例として示す模式図であり、電子顕微鏡写真においては、本願発明のトナー粒子は、この模式図に示す様に連続相と輝度の異なる島部とから構成されるものであることが観察される。また、トナー粒子の外周に沿って長さa、深さbの島部を有しない領域が存在するものでもある。
【0053】
本発明において、島部を構成する結晶性物質とは融点を有する有機化合物であって、好ましくはその化合物構造中にエステル基を含有する炭化水素化合物である。本発明のトナー粒子中の結晶性物質の融点はトナーの軟化点よりも低い温度で、具体的には130℃以下のものである。該有機化合物は、好ましくはその構造中にエステル基を有するものものであり、結晶性ポリエステル化合物も含まれるものである。
【0054】
また、本発明のトナーは、DSC曲線において、60℃から110℃に吸熱ピークを有し、かつその吸熱量が4〜30J/gであることを特徴とするものであるが、DSCにより、本発明のトナー中の島部を構成する結晶性物質が融点を有することを確認でき、更には結晶性を有するものであることはX線回折装置等の手段によって確認できるものである。また、本発明のトナー中に含有される結晶性物質は、画像形成時において離型剤としての機能を発揮するものも含有されるものである。
【0055】
かかる結晶性物質の融点は50〜130℃であることが好ましく、より好ましくは60〜110℃であり、特に好ましくは70〜98℃とされる。50〜130℃の範囲に融点を有する結晶性物質を含有したトナーでは、その溶融粘度を下げることが可能となり、紙等に対する接着性の向上を図ることができ、しかも、当該結晶性物質が存在しても、高温側の弾性率が好ましい範囲に維持されるため、良好な耐オフセット性が発揮される。
【0056】
結晶性物質の融点が50℃未満の場合には、定着性自体は向上するものの、保存性が低下し実用性に問題を生じる。一方、融点が130℃を超える場合には、溶融開始温度が高くなるために、定着性の向上に対する寄与が低く、定着性改良の効果発揮が少なくなる。
【0057】
ここで、本発明のトナー中に含有される結晶性物質の融点は、示差熱量分析装置(DSC)にて測定された値を云い、具体的には、0℃から200℃まで10℃/minの条件で昇温(第一昇温過程)したときに測定される吸熱ピークの最大ピークを示す温度を融点とする。そして、この融点は、後述する「DSCによる第一昇温過程での吸熱ピーク(P1)」と一致するものである。
【0058】
融点の具体的な測定装置としては、パーキンエルマー社製のDSC−7等を挙げることができる。示差熱量分析装置(DSC)による融点の具体的な測定方法は、昇温・冷却条件としては、0℃にて1分間放置した後、10℃/minの条件で200℃まで昇温し、その際に測定される最大の吸熱ピークを示す温度を第一昇温過程での吸熱ピークP1とする。その後、200℃にて1分間放置後、10℃/minの条件で降温し、その際に測定される最大の発熱ピークを示す温度を第一冷却過程での発熱ピークP2とする。
【0059】
本発明のトナーに用いられる結晶性物質は、DSCによる第一昇温過程での吸熱ピーク(P1)が50〜130℃、特に60〜110℃に存在することが好ましい。また、DSCによる第一冷却過程での発熱ピーク(P2)が30〜110℃、特に40〜120℃に存在することが好ましい。ここに、吸熱ピーク(P1)と、発熱ピーク(P2)とは、P1≧P2の関係が成立する。温度差(P1−P2)は、特に制限されるものではないが、50℃以下であることが好ましい。
【0060】
上記のような熱的特性を有する結晶性物質を含有させることにより、優れたオフセット防止効果(広い定着可能温度域)および優れた定着性(高い定着率)を発揮させることができる。本発明の効果を発揮させるためには、結着樹脂と結晶性物質とが互いに相分離した状態で存在していることが好ましい。
【0061】
すなわち、結晶性物質はシャープに溶解し、結果としてトナー全体の溶融粘度を下げることができ、定着性を向上することができるものである。また、互いに相分離して存在することにより、高温側での弾性率の低下を抑えることが可能となるため、耐オフセット性も損なうことがない。
【0062】
吸熱ピーク(P1)が50℃未満に存在する場合には、融解温度が低いために、定着性は向上するものの、保存安定性が低下する。また、吸熱ピーク(P1)が130℃を超える範囲に存在する場合には、融解温度が高いために、結果として定着性の向上及び耐オフセット性の向上を図ることができない。
【0063】
再結晶化の状態を示す発熱ピーク(P2)が30℃未満に存在する場合には、かなり低い温度まで冷却しないと再結晶化することができず、そのような物質は、結晶性が低い状態でトナー中に存在することになり、定着性の向上に寄与することができない。また、発熱ピーク(P2)が110℃を超える範囲に存在する場合には、再結晶化する温度が高過ぎて、いわゆる溶融温度も高くなり、低温定着性が損なわれる。
【0064】
また、上記の示差熱量分析装置(DSC)は、本発明のトナーの吸熱ピークを確認できると同時に、その熱量である吸熱量測定することが可能であり、本発明のトナーでは、上記の吸熱ピーク時の吸熱量が4〜30J/gであり、より好ましくは6〜24J/gである。
【0065】
本発明のトナー粒子の構造を観察することのできる透過型電子顕微鏡装置は、通常当業者の間でよく知られた機種で十分観察され、例えば、「LEM−2000型(トプコン社製)」等が用いられる。本発明では、10,000倍の倍率で1000個以上のトナー粒子の投影面から本発明で特徴とされるトナー粒子内における島部の個数等の透過型電子顕微鏡写真の結果より得られる値を算出したものである。
【0066】
本発明において、透過型電子顕微鏡を用いた撮影方法は、トナー粒子を測定する際に行う通常知られた方法で行われるものである。すなわち、トナーの断層面を測定する具体的方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナーを十分分散させた後、包埋し硬化させてもよく、粒径100nm程度のスチレン微粉末に分散させた後加圧成形した後、必要により得られたブロックを四三酸化ルテニウム、又は四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出し透過電子顕微鏡(TEM)を用い、トナーの断層形態を写真撮影した。当該写真からトナー粒子中における結晶性物質の領域の形状を目視で確認するとともに、該電子顕微鏡装置に備えられた画像処理装置「ルーゼックスF」(ニレコ(株)社製)により、撮影された画像情報を演算処理によって、トナー粒子内における島部のフェレ径、個数、形状係数の値が得られるものである。
【0067】
以上の方法により、本発明のトナー粒子の構造は特定される。以下、本発明のトナー粒子の構造を特定する因子について詳細に説明する。
【0068】
本発明のトナーでは、トナー粒子内に存在する島部における最近接壁間距離の平均値が100〜1060nmであり、かつ前記最近接壁間距離が1300nm以上となる島が、トナー粒子中の全島の10個数%以下であることを特徴とするものであり、この条件を満足することでトナー粒子内の結晶性物質からなる島が適度に短い距離間隔を保って粒子内をムラなく微分散することを達成している。本発明のトナー中の島が、距離間隔にばらつきなく微分散していることは、上記の透過型電子顕微鏡写真からも目視で確認できる。
【0069】
本発明のトナーは、最近接壁間距離の平均値が100〜1060nmであり、かつ、前記最近接壁間距離が1300nm以上となる島がトナー粒子中の全島の10個数%以下であることは、本発明のトナーがトナー粒子中において結晶性物質の島が粒子内でやたらに多く密な状態で存在している個所と島が殆ど存在しない個所といった粒子中での島の分散にムラのないことを意味するものである。すなわち、本発明では、トナー粒子中において、島がムラなく最適な状態で分散しているものであることが確認されるのである。
【0070】
なお、本発明のトナーにおける島の最近接壁間距離とは、図1の模式図で矢印で示す様に、トナー粒子中において隣接し合う島同士の界面間の距離をいうものである。
【0071】
また、本発明は、トナー粒子中の最近接壁間距離の平均値が、260〜820nmであり、かつ、前記最近接壁間距離が1300nm以上となる島の数がトナー中の全島の4個数%以下のものであると、トナー粒子中における島の分散性は更に向上するものとなり、定着工程において更に効果的な結晶性物質の滲出が達成されるものである。
【0072】
また、本発明では、最近接壁間距離が1300nm以上となるの島の個数が0個数%となるものであっても当然よい。すなわち、最近接壁間距離が1300nm以上となる島の数が0個数%とは、トナー粒子中で島がまさに短い距離間をもって完全にムラのない状態で微分散していることを意味するものである。
【0073】
本発明のトナーでは、トナー中の島が、前述の最近接壁間距離の平均値が100〜1060nmを有し、1300nm以上の最近接壁間距離を有する島の個数がトナー中の全島の10個数%以下であるときに、島部を構成する結晶性物質がトナー粒子表面に露出していないものが全体の98%以上であることを見出している。
【0074】
結晶性物質の島がトナー粒子表面に露出していないことにより、島がトナー粒子中からより脱離しにくい構造を有している。なお、島のトナー粒子表面からの露出状況と露出していないトナー粒子が全トナーの98%以上存在することは、前述の透過型電子顕微鏡観察結果により、前述の画像解析装置により得られるものである。本発明は1000個のトナー粒子表面を観察した結果に基づき、上記の関係を見出したものである。
【0075】
また、本発明のトナーは前述した様に、結晶性物質の島の他に輝度の異なることで電子顕微鏡写真より識別できる着色剤成分の島を有するものであるが、着色剤成分の島は、図1の模式図で島Bにより示されるものである。この模式図から明らかな様に本発明の海島構造を有するトナー粒子中には結晶性物質の島と着色剤成分の島という複数種類のトナー構成要素の島が存在していてもよいものであって、これらの種類の異なる島は、相互に輝度が異なるので、電子顕微鏡写真において容易に識別できるものである。
【0076】
本発明のトナー粒子中の着色剤成分の島Bは、以下に述べるボロノイ多角形の面積に基づいて特定されるものであって、ボロノイ多角形の面積に関するものも結晶性物質の島の時と同様に、前述の透過型電子顕微鏡装置により観察された画像情報に基づいて電子顕微鏡装置に付設された画像解析装置によって算出されるものである。
【0077】
本発明で用いられるボロノイ多角形の面積とは、トナー粒子中における島部の占有状況を示すものである。ボロノイ多角形あるいはボロノイ多面体とは、例えば岩波理化学事典にも掲載されている様に、空間中、あるいは平面上に多数の点が分散しているときに隣り合った点の垂直2等分面、垂直2等分線を作ることにより空間全体を多面体に、または平面全体を多角形に分割させ、この様にして形成される多面体をボロノイ多面体、多角形をボロノイ多角形と呼び、この様な空間や平面の分割をボロノイ分割と呼ぶ。図2にボロノイ多角形によって分割した本発明のトナー粒子の一例を示す。
【0078】
この様に、本発明ではトナー粒子中に占める島部の割合を表す尺度として、トナー粒子の海島構造中における島部の占有状態をボロノイ分割して得られるボロノイ多角形の面積により示すものである。すなわち、本発明ではトナー粒子中に存在する島の重心に着目し、隣接し合う島の重心を結んで作られる垂直2等分線によって多角形を形成し、これらの多角形の面積を前記透過型電子顕微鏡より得られた撮影写真の結果に基づき電子顕微鏡装置に設置された画像解析装置により算出するものである。
【0079】
ボロノイ多角形の面積の大きいものとは、隣接し合う島の重心間の距離が離れたものであることを示すものであり、すなわち、粒子中における島部の占有状態の疎な状態のものを示すものである。また、ボロノイ多角形の面積の小さいものとは隣接し合う島の重心間の距離が短く近接しているものであることを示し、すなわち、粒子中の島の占有状態が密な状態にあることを示すものである。本発明ではトナー粒子中の島部のボロノイ多角形については1000個のトナーについて測定を行い、トナー粒子1個当たりの平均値を算出したものである。
【0080】
なお、ボロノイ多角形を数学的に一般定義すると、以下に示される式で定義されるものである。
<ボロノイ多角形の面積>
2次元空間R2、または3次元空間R3におけるN個の独立した点P(i)(1≦i≦N)についてボロノイ多角形V(i)の集合は、
V(i)={X||X−P(i)|<|X−P(j)| for all
i to j}
(式中、X、Pは位置ベクトルで、| |はユークリッド空間における距離を示す。)
この様に定義されたV(i)はR2でボロノイ多角形、R3ではボロノイ多面体を形成すると仮定し、V(i)とV(j)とが隣合うときにボロノイ多角形の境界は、点P(i)と点P(j)を結ぶ線分の垂直2等分線の一部となるものと定義する。ユークリッド空間については、数理科学大辞典等に定義、記載されているとおりのものである。
【0081】
また、本発明のトナー粒子の重心、及びトナー粒子中の各島の重心は画像のモーメントによって得られるもので、透過型電子顕微鏡装置に設置された画像解析装置では自動的に算出される。ここで、トナー粒子の重心座標は、トナー粒子の任意の点における微小面積の有する輝度値とその任意の点の座標値との積を求める。そして、トナー粒子全体に存在する全座標について、その輝度と座標値の積を求め、その積の総和をトナー粒子の輝度(前述の様にして得られた各座標点における輝度値の総和)で除することで求められるものである。また、島の重心についても同様、島中の任意の座標点における輝度を求めることによって、島の重心も算出されるものである。この様に、本発明のトナー粒子の重心座標、及びトナー粒子中に存在する各島の重心座標とも各任意の点における輝度に基づき、すなわち画像の明暗から算出されるものである。
【0082】
本発明では、トナー粒子中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が20,000〜120,000nm2であり、かつその面積の平均値の変動係数が25%以下のものである。本発明において、ボロノイ多角形の面積の変動係数は以下の式により算出されるものである。
ボロノイ多角形の面積の変動係数={S1/K1}×100(%)
〔式中、S1はトナー粒子に存在する島部のボロノイ多角形の面積の標準偏差を示し、K1はボロノイ多角形の面積の平均値を示す。〕
【0083】
また、本発明のトナー粒子中の隣接し合う島のボロノイ多角形の面積の平均値については、より好ましくは40,000〜100,000nm2であり、かつその変動係数が20%以下である。
【0084】
また、本発明のトナー粒子では該トナー粒子中の隣接し合う島のボロノイ多角形の面積の平均値が、20,000〜120,000nm2であり、かつ160,000nm2以上の面積を有するボロノイ多角形を形成する島が、該島全体の3〜20個数%であることを特徴とするもので、更に帯電量分布を均一にする観点から、好ましくは50,000nm2以下の面積を有するボロノイ多角形を形成する島が、トナー粒子1個中に存在する該島全体の30個数%以上、更に好ましくは60個数%以上である。
【0085】
本発明のトナー粒子中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値は20,000〜120,000nm2の範囲内にあるものであるが、この範囲から外れたものは、トナー粒子中における島部の占有状況が好ましくないものとなり、例えば粒子中に島として存在する着色剤がトナー粒子中へ効果的に添加されていないことを示すもので、本発明の効果を見出すことが困難となり好ましくない。
【0086】
本発明のトナー粒子中の隣接し合う島より形成されるボロノイ多角形の面積の平均値の変動係数とは、ボロノイ多角形の面積のバラツキを特定するもの、すなわちトナー粒子中における島部の占有状態のばらつきを特定するものであり、ボロノイ多角形の面積の平均値の変動係数が25%以下の範囲であればよく、好ましくは20%以下である。なお、変動係数が0%のとき、すなわち、ボロノイ多角形の面積の平均値にばらつきのない状態、換言すればトナー粒子中における島の占有状態に全くばらつきのない状態、どのトナー粒子も島の占有状態が同じものである必要性は全くないのである。
【0087】
本発明では、ボロノイ多角形の面積の平均値の変動係数が25%を超えてしまうと、すなわち、得られるボロノイ多角形の面積間にバラツキが大きくなりすぎるため画像形成時に本発明の効果を見出すことが極めて困難となり好ましくない。
【0088】
また、本発明では、ボロノイ多角形の面積が160,000nm2以上となる島がトナー粒子1個中に存在する島全体の3〜20個数%であるが、これはトナー粒子中において、島が適度に分散していることを示すことを意味するものであり、この様に適度に島同士が距離を有していることで、トナー粒子中において島が偏在することがなく、着色剤がトナー粒子中に効果的に添加されていることを意味するものである。
【0089】
また、本発明では、トナー粒子の重心から特定範囲内に存在する島により形成されるボロノイ多角形の面積が、その範囲外に存在する島により形成されるボロノイ多角形の面積よりも小さいものであることを特徴としているものである。すなわち、本発明ではトナー粒子の重心から半径1000nmの外に存在する島によって形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が半径1000nm以内に存在する島によって形成されるボロノイ多角形の面積の平均値よりも大きいものであり、このことはトナー粒子中においては、島の分散状態がトナー粒子の重心からある程度離れた箇所ではまばらになっていることを意味するものである。この条件を満足することで、本発明のトナーではトナー粒子中において島を適度に粒子中に分散させ本発明で達成させた効果が見出されるものである。
【0090】
また、本発明のトナーでは、トナー粒子が海島構造を有するものであるが、トナー粒子の外周に沿った領域において島の存在しない領域を有するものである。図1の模式図において、トナー粒子断面の外周に沿って長さa、深さbで示される領域が島を含まない領域である。すなわち、本発明のトナーでは、トナー粒子断面の外周に沿って島部を全く含まない領域を有することが確認され、その領域は、深さが100〜200nm、より好ましくは深さ120〜180nmで、長さが500〜6000nm、より好ましくは長さ800〜4000nmである。
【0091】
本発明のトナーでは、この様にトナー粒子の外周に沿った特定領域内には島を存在させないことにより、特に島がトナー粒子からこぼれ落ちることを効果的に防ぐことを担っているものと推測され、更にトナー粒子に添加された着色剤を適度に粒子内に分散させることにより、本発明で見出された効果を促進させているものと推測され、トナー粒子断面の外周に沿った上記領域を有さないものでは、トナー粒子からの島の脱落が発生し易くなる傾向となり、本発明の課題を見出すことが困難になる傾向がある。
【0092】
本発明のトナーに用いられる着色剤は、トナー製造工程において重量平均粒径が30〜500nmの微粒子状態にした微粒子分散液化してトナー粒子中に添加するものである。着色剤微粒子を前記重量平均粒径のものとする製造方法についての具体的な説明は後述する。
【0093】
次に本発明のトナーの形状について詳細に説明する。
本発明で用いられるトナー粒子は、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、トナー表面における外添剤の存在状態が均一になり、帯電量分布がシャープになるとともに高い流動性が得られる。その結果、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。
【0094】
更に本発明者等は、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、その部分が外添剤の埋没を促進させ、帯電量の変化、流動性、クリーニング性を低下させていることが判明した。
【0095】
また、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、特に角部分では外添剤が埋没しやすくなり、トナー粒子の帯電が不均一になりやすいと推定される。即ち、角がないトナー粒子の割合を50個数%以上とし、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。
【0096】
更に、トナーを特定の形状としてその形状を揃えた場合にも、外添剤の埋没が発生せず、且つ帯電量分布がシャープとなることが判明した。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、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ことを見出だした。
【0097】
ここで、本発明のトナーの個数粒度分布および個数変動係数について説明する。本発明のトナーの個数粒度分布および個数変動係数とは、コールターカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)で測定されるものである。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イス(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いて使用するアパーチャーとしては100μmのものを用いて2μm以上の体積径、個数径を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。個数粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個数平均粒径とは、個数粒度分布における累積50%の径、すなわちDn50を表すものである。
【0098】
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。〕
【0099】
本発明のトナーの個数変動係数は27%以下であり、好ましくは25%以下である。個数変動係数が27%以下であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くなって画質が向上する。
【0100】
本発明の個数変動係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を風力により分級する方法も使用できるが、個数変動係数をより小さくするためには液中での分級が効果的である。この液中で分級する方法としては、遠心分離機を用い、回転数を制御してトナー粒子径の違いにより生じる沈降速度差に応じてトナー粒子を分別回収し調整する方法がある。
【0101】
次に、本発明のトナーの形状係数について説明する。本発明のトナーは、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、形状係数の変動係数が16%以下で、かつ、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下のものである。ここで、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。
形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
【0102】
ここで、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。
【0103】
次に、本発明のトナーについて、角がないトナー粒子について説明する。ここで角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部又はストレスにより摩耗し易い様な突部を実質的に有しないトナー粒子を云い、すなわち、図8(a)に示す様に、トナー粒子Tの長径をLとするときに、半径(L/10)の円Cで、トナー粒子Tの周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側を転がした場合に、当該円CがトナーTの外側に実質的にはみ出さない場合を「角がないトナー粒子」という。「実質的にはみ出さない場合」とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下である場合をいう。
【0104】
また、「トナー粒子の長径」とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線で挟んだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。なお、図8(b)及び(c)は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示している。
【0105】
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、更に拡大して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1000個のトナー粒子について行った。
【0106】
本発明のトナーにおいて、角がないトナー粒子の割合は50個数%以上であり、好ましくは70個数%以上である。角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることにより、現像剤搬送部材などとのストレスにより微細な粒子の発生などがおこりにくくなり、いわゆる現像剤搬送部材表面に対する汚染を抑制することができ、帯電量分布がシャープとなって、帯電性も安定し、良好な画質を長期にわたって形成できる。
【0107】
角がないトナーを得る方法は、特に限定されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。
【0108】
また、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。
【0109】
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。
【0110】
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。
〔測定条件〕
1:アパーチャー:100μm
2:サンプル調製法:電解液〔ISOTON II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)〕50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加えて攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。
【0111】
次に本発明のトナーの粒径について説明する。本発明で用いられるトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜9μmで、4.5〜8.5μmであることが好ましく、更に好ましくは5〜8μmである。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。
【0112】
個数平均粒径が3〜9μmであることにより、転写効率を高め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。トナーの粒度分布の算出、個数平均粒径の測定は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザー(いずれもコールター社製)、SLAD1100(島津製作所社製レーザ回折式粒径測定装置)等を用いて測定することができる。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を接続し測定、算出したものである。
【0113】
次に本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーは、少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて得られるものであるが、この製造方法は、重合性単量体を懸濁重合法により重合して樹脂粒子を調製し、あるいは、必要な添加剤の乳化液を加えた液中(水系媒体中)にて単量体を乳化重合、あるいはミニエマルジョン重合を行って微粒の樹脂粒子を調製し、必要に応じて荷電制御性樹脂粒子を添加した後、有機溶媒、塩類などの凝集剤等を添加して当該樹脂粒子を凝集、融着する方法で製造するものである。
【0114】
〈懸濁重合法〉
本発明のトナーを製造する方法の一例としては、重合性単量体中に荷電制御性樹脂を溶解させ、着色剤や必要に応じて離型剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が後述の攪拌翼である反応装置(攪拌装置)へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。なお、本発明でいうところの「水系媒体」とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものを示す。
【0115】
〈乳化重合法〉
また、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/融着させて調製する方法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、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本発明のトナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時にアルコールなど水に対して無限溶解する溶媒を加えてもよい。
【0116】
本発明のトナーの製造方法においては、少なくとも重合性単量体に結晶性物質を溶かした後、重合性単量体を重合せしめる工程を経て形成した複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させて得られるものである。本発明のトナーは、重合性単量体に結晶性物質を溶かすものであるが、これは溶解させて溶かすものでも、溶融して溶かすものであってもよい。
【0117】
また、本発明のトナーの製造方法は、多段重合法によって得られる複合樹脂微粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させるものであるが、多段重合法について以下に説明する。
【0118】
<多段重合法により得られる複合樹脂粒子の製造方法〉
本発明のトナーの製造方法は、以下に示す工程より構成されるものである。
1:多段重合工程
2:複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させてトナー粒子を得る塩析/融着工程
3:トナー粒子の分散系から当該トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過・洗浄工程
4:洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程、
5:乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
から構成される。
以下、各工程について、詳細に説明する。
【0119】
〔多段重合工程〕
多段重合工程とは、オフセット発生防止したトナーを得るべく樹脂粒子の分子量分布を拡大させるために行う重合方法である。すなわち、1つの樹脂粒子において異なる分子量分布を有する相を形成するために重合反応を多段階に分けて行うものであって、得られた樹脂粒子がその粒子の中心より表層に向かって分子量勾配を形成させる様に意図して行うものである。例えば、はじめに高分子量の樹脂粒子分散液を得た後、新たに重合性単量体と連鎖移動剤を加えることによってて低分子量の表層を形成する方法が採られている。
【0120】
本発明においては、製造の安定性および得られるトナーの破砕強度の観点から三段重合以上の多段重合法を採用することが好ましい。以下に、多段重合法の代表例である二段重合法および三段重合法について説明する。この様な多段階重合反応によって得られたトナーでは破砕強度の観点から表層程低分子量のものが好ましい。
【0121】
〈二段重合法〉
二段重合法は、結晶性物質を含有する高分子量樹脂から形成される中心部(核)と、低分子量樹脂から形成される外層(殻)とにより構成される複合樹脂粒子を製造する方法である。
【0122】
この方法を具体的に説明すると、先ず、結晶性物質を単量体に溶解させて単量体溶液を調製し、この単量体溶液を水系媒体(例えば、界面活性剤水溶液)中に油滴分散させた後、この系を重合処理(第一段重合)することにより、結晶性物質を含む高分子量の樹脂粒子の分散液を調製するものである。
【0123】
次いで、この樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と低分子量樹脂を得るための単量体とを添加し、樹脂粒子の存在下で単量体を重合処理(第二段重合)を行うことにより、樹脂粒子の表面に、低分子量の樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層を形成する方法である。
【0124】
〈三段重合法〉
三段重合法は、高分子量樹脂から形成される中心部(核)、結晶性物質を含有する中間層及び低分子量樹脂から形成される外層(殻)とにより構成される複合樹脂粒子を製造する方法である。本発明のトナーでは上記の様な複合樹脂粒子として存在するものである。
【0125】
この方法を具体的に説明すると、先ず、常法に従った重合処理(第一段重合)により得られた樹脂粒子の分散液を、水系媒体(例えば、界面活性剤の水溶液)に添加するとともに、上記水系媒体中に、結晶性物質を単量体に溶解させてなる単量体溶液を油滴分散させた後、この系を重合処理(第二段重合)することにより、樹脂粒子(核粒子)の表面に、結晶性物質を含有する樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層(中間層)を形成して、複合樹脂粒子(高分子量樹脂−中間分子量樹脂)の分散液を調製する。
【0126】
次いで、得られた複合樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と低分子量樹脂を得るための単量体とを添加し、複合樹脂粒子の存在下で単量体を重合処理(第三段重合)することにより、複合樹脂粒子の表面に、低分子量の樹脂(単量体の重合体)からなる被覆層を形成する。上記方法において、中間層を組み入れることにより、結晶性物質を微細かつ均一に分散することができ好ましい。
【0127】
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、結晶性物質を含有する樹脂粒子(核粒子)または被覆層(中間層)を形成する際に、結晶性物質を単量体に溶解させ、得られる単量体溶液を水系媒体中で油滴分散させ、この系に重合開始剤を添加して重合処理することにより、ラテックス粒子として得る方法である。
【0128】
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。
【0129】
結晶性物質を含有する樹脂粒子または被覆層を形成するために好適な重合法としては、臨界ミセル濃度以下の濃度の界面活性剤を溶解してなる水系媒体中に、結晶性物質を単量体に溶解した単量体溶液を、機械的エネルギーを利用して油滴分散させて分散液を調製し、得られた分散液に水溶性重合開始剤を添加して、油滴内でラジカル重合させる方法(以下、本発明では「ミニエマルジョン法」という。)を挙げることができ、本発明の効果をより発揮することができ好ましい。なお、上記方法において、水溶性重合開始剤に代えて、あるいは水溶性重合開始剤と共に、油溶性重合開始剤を用いても良い。
【0130】
機械的に油滴を形成するミニエマルジョン法によれば、通常の乳化重合法とは異なり、油相に溶解させた結晶性物質が脱離が少なく、形成される樹脂粒子または被覆層内に十分な量の結晶性物質を導入することができる。
【0131】
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攪拌装置「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンおよび圧力式ホモジナイザーなどを挙げることができる。また、分散粒子径としては、10〜1000nmとされ、好ましくは50〜1000nm、更に好ましくは30〜300nmである。ここで分散粒子径に分布を持たせることで、トナー粒子中における結晶性物質の相分離構造を均一かつ最近接壁間距離に特定の値がピークを有さない様に制御されるものである。
【0132】
なお、結晶性物質を含有する樹脂粒子または被覆層を形成するための他の重合法として、乳化重合法、懸濁重合法、シード重合法などの公知の方法を採用することもできる。また、これらの重合法は、複合樹脂粒子を構成する樹脂粒子(核粒子)または被覆層であって、結晶性物質を含有しないものを得るためにも採用することができる。
【0133】
この重合工程で得られる複合樹脂粒子の粒子径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定される質量平均粒径で10〜1000nmの範囲にあることが好ましい。
【0134】
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。
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。
【0135】
本発明のトナーは、樹脂および着色粒子の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させてなる樹脂層を形成させて得られるものであるが、このことについて以下に説明する。
【0136】
〔塩析/融着工程〕
この塩析/融着工程は、前記多段重合工程によって得られた複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させる(塩析と融着とを同時に起こさせる)ことによって、不定形(非球形)のトナー粒子を得る工程である。
【0137】
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。
【0138】
この塩析/融着工程では、複合樹脂粒子および着色剤粒子とともに、荷電制御剤などの内添剤粒子(数平均一次粒子径が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。
【0139】
〔熟成工程〕
熟成工程は、塩析/融着工程に後続する工程であり、樹脂粒子の融着後も温度を結晶性物質の融点近傍、好ましくは融点±20℃に保ち、一定の強度で攪拌を継続することにより、結晶性物質を相分離させる工程である。この工程においても結晶性物質のトナー粒子中における分散性を制御することが可能である。
【0140】
〔着色剤微粒子〕
本発明のトナーを得るために使用する着色剤微粒子は、界面活性剤を含有する水系媒体中で着色剤微粒子を微分散させるための分散装置を用いて形成されるものである。すなわち、図3に示される分散装置は本発明のトナーに好ましく用いられる着色剤微粒子を微分散させる分散装置の一例であり、攪拌室を区画形成するスクリーンと前記攪拌室内において高速回転するロータとにより剪断力を生じて、その剪断力の作用(さらに、衝突力・圧力変動・キャビテーション・ポテンシャルコアの作用)により、着色剤を界面活性剤を含有する水系媒体中に微分散させて微粒子を得るものである。
【0141】
ここで着色剤微粒子を分散させる水系媒体中に含有される界面活性剤は臨界ミセル濃度(CMC)以上の濃度で溶解しているものであり、使用される界面活性剤は、前記重合工程で使用するものと同一のものを使用することができる。
【0142】
着色剤微粒子の重量平均粒子径(分散粒子径)は30〜500nmとされ、好ましくは50〜300nmとされる。着色剤微粒子の重量平均粒子径が30nm未満の場合には、水系中での着色剤の浮遊が激しくなるために、また、重量平均粒子径が500nmを超えると着色剤粒子が水系中に適度に分散されずに沈降し易くなるために、着色剤をトナー粒子中に導入することが困難になる。この様な条件下では、着色剤粒子はトナー粒子中に取り込まれることなく水系中で遊離したままであり好ましくない。なお、着色剤微粒子の重量平均粒子径は、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。
【0143】
本発明のトナーに使用される着色剤微粒子は、界面活性剤を含有する水系媒体中に着色剤を投入した後、最初にプロペラ攪拌機等により予備分散(粗分散)を行い着色剤の凝集粒子の分散した予備分散液を生成する。この予備分散液を、攪拌室を区画形成するスクリーンと前記攪拌室内で高速回転するロータとを備えた攪拌装置に供給して、当該攪拌装置により分散処理(微分散処理)することにより好ましい分散状態を有する着色剤微粒子の分散液が調製される。
【0144】
本発明において、好ましい分散状態を有する着色剤微粒子を得るための分散処理用の攪拌装置としては、「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)を挙げることができる。この「クレアミックス」は、高速で回転させるロータ(攪拌羽根)と、このロータを取り囲む固定されたスクリーン(固定環)とを有し、被処理液に剪断力、衝突力、圧力変動、キャビテーション及びポテンシャルコアの作用を付与させる構造を有するもので、これらの作用が相乗的に機能することにより効果的に被処理液を乳化・分散させるものである。
【0145】
すなわち、この「クレアミックス」は、本来はエマルジョンの生成(液体微粒子の分散)に使用されるが、本発明者等は、固体である着色剤微粒子を水系媒体中に分散させるための装置として使用することにより、好ましい平均粒子径を有し、かつ粒径分布のシャープな着色剤微粒子の分散液を得ることを見出した。
【0146】
図3(a)は、高速回転するロータと、当該ロータを取り囲む固定されたスクリーンとを示す模式図であり、同図において、101はスクリーン、Mはスクリーン101により区画形成された攪拌室、102は攪拌室M内で高速回転するロータを示す。
【0147】
ロータ102は、高速で回転する攪拌羽根で、その回転数は通常4,500〜22,000rpmで、好ましくは10,000〜21,500rpmである。また、ロータ2の先端周速は通常10〜40m/secで、好ましくは15〜30m/secである。
【0148】
ロータ102を取り囲んで配置されるスクリーン101は、多数のスリット(図示省略)より構成された固定環からなる。スリットの幅は0.5〜5mmで、好ましくは0.8〜2mmである。また、スリット数は10〜50本で、好ましくは15〜30本である。ロータ102とスクリーン101との間隙(クリアランス)は、通常0.1〜1.5mmで、好ましくは0.2〜1.0mmである。
【0149】
着色剤微粒子の平均粒子径および粒径分布はロータ102の回転数等の制御によって調整され、更に、スクリーン101及びロータ102の形状を選択することでも調整できる。具体的には、「クレアミックス」に標準装備されたスクリーン(S1.0−24、S1.5−24、S1.5−18、S2.0−18、S3.0−9)とロータ(R1〜R4)との組合せによって好ましい分散状態のものが得られるが、自製して更に好ましい分散状態を得るものであってもよい。
【0150】
図3(b)は、ロータおよびスクリーンを備えた連続式の処理装置(クレアミックス)を示す模式図である。予備分散された分散液(予備分散液)は、図3(b)に示す予備分散液入口104から、スクリーン101とロータとの間の攪拌室に供給される。スクリーン101およびロータは、加圧真空アタッチメント103により囲まれており、温度センサー106、冷却ジャケット107および冷却コイル108が配置されている。予備分散液中の着色剤の凝集粒子は、高速回転するロータとスクリーン101とによって生じる剪断力が付与されて解砕(微分散)される。
【0151】
すなわち、スクリーン101とロータとの間にある帯域状の攪拌室に供給された予備分散液中の着色剤凝集粒子は、当該スクリーン101と当該ロータの高速回転により生じる剪断力(機械的エネルギー)を受け、また、剪断力に加えて、衝突力、圧力変動、キャビテーションおよびポテンションコアの作用により解砕(微分散)されて着色剤微粒子となる。着色剤微粒子の分散液は、スクリーン101のスリットから加圧真空アタッチメント103内に噴出され、好ましい平均粒子径と粒子径分布のシャープな着色剤微粒子の分散液が得られる。着色剤微粒子を含む分散液は、分散液出口105から次工程に送られる。
【0152】
ロータとスクリーンとの作用により攪拌装置内において、着色剤凝集粒子は解砕されて好ましい平均粒子径と粒子径分布のシャープな着色剤微粒子(分散粒子)となるが、その形成機構は、以下に示す複数の作用によるものである。
【0153】
(1)高速回転するロータ(攪拌羽根)の表面付近は、その速度勾配が大きいため表面付近では高速剪断速度領域が形成され、この領域で発生する剪断力により着色剤凝集粒子は解砕される。
【0154】
(2)ロータ(攪拌羽根)の後方では、その回転速度が大きい場合真空部(キャビテーション)が発生し、回転によって発生した気泡を分散液の流速が低下した段階で消滅させるが、同時に気泡の圧縮に伴い衝撃圧力が生じ、この衝撃圧力により着色剤の凝集粒子は解砕される。
【0155】
(3)ロータ(攪拌羽根)はその高速回転により予備分散液に圧力エネルギーを付与するが、圧力エネルギーを急激に開放すると予備分散液の運動エネルギーが増大し、ロータによって流動する予備分散液はスクリーンの開放部(スリット部)と密閉部(非スリット部)との間を繰返し通過する際にその圧力エネルギーに変動を与えることにより、圧力波を発生させて着色剤の凝集粒子を解砕させる。
【0156】
(4)大きな運動エネルギーを有する予備分散液がスクリーンその他の壁に衝突する際に、衝突力を受けた着色剤の凝集粒子は解砕され、シャープな粒子径分布を有する着色剤微粒子となる。
【0157】
(5)速度エネルギーを有する分散液がスクリーンのスリット部を通過する際に噴流(ジェット流)となる。噴流中のポテンシャルコア(粘流の作用を受けない速度領域)では、周囲の流体が高速度で吸引される。このエネルギーを受けた着色剤の凝集粒子は解砕され、シャープな粒子径分布を有する着色剤微粒子となる。
【0158】
着色剤微粒子分散液を得るための分散時間は、特に限定されるものではないが、5〜30分間で、好ましくは7〜25分間である。また、循環させる場合は5パス以上が好ましく、更に好ましくは5〜20パスである。分散時間は長すぎると分散が過度になるために微細粒子の存在量が多くなってしまうために好ましくない。
【0159】
また、本発明のトナーに好ましく用いられる着色剤微粒子を得るために、スクリーンおよびロータを備えた攪拌装置を具備する分散容器を使用し、この分散容器内に収容された水系媒体中において、前記攪拌装置の攪拌室から着色剤(着色剤を含む水系媒体)を噴出させる回分式の分散処理を行うものであってもよい。
【0160】
図3(c)は、そのような攪拌装置(クレアミックス)を具備する分散容器を示す模式図であり、このような装置により分散処理が行われる。図3(c)において、111は分散容器、112は攪拌装置、113は攪拌装置112を駆動させる為の攪拌シャフトである。攪拌装置112は、図3(a)に示したものと同様の構成(スクリーンおよびロータ)を有している。
【0161】
予備分散液(着色剤の凝集粒子の分散液)は、攪拌装置112の上部から攪拌室に入り、高速回転するロータとスクリーンとの間に生じる強力な剪断力、衝撃力および乱流によって攪拌され、重量平均粒径が30〜300nmの着色剤微粒子が形成され、スクリーンのスリットから分散容器111内に噴出する。着色剤微粒子の分散工程では、分散容器111をジャケット構造とし、かかるジャケット内に温水または蒸気、必要に応じて冷水等を流し、分散容器111内の温度制御を行ってもよい。
【0162】
図3(c)に示した分散容器を使用して回分式の分散処理を行う場合において、攪拌装置112の攪拌室からの着色剤の噴出方向(水系媒体中への着色剤微粒子の噴出方向)としては、下方または水平方向であることが好ましい。着色剤(着色剤微粒子)を下方または水平方向に噴出させることにより、分散容器111中の水系媒体が矢印Fに示すように流動する結果、下方に着色剤が噴出され、その流れは壁に沿って上昇し、再度クレアミックス内へ循環する方式となっている。このため、確実に分散工程を繰り返すことができ、分散エネルギーを均一に付与することができる。その結果、着色剤の分散径等を均一化することができるものと推定される。これにより、シャープな粒子径分布を有する着色剤微粒子を効率的に形成することができる。
【0163】
この様にして、本発明で好ましく用いられる着色剤粒子は、スクリーンとロータとによって生じる剪断力の作用により、着色剤凝集粒子は解砕され、好適な平均粒子径(重量平均粒径:30〜500nm)およびシャープな粒子径分布(標準偏差(σ)で30以下)を有する着色剤微粒子(一次粒子に近い微粒子)の分散液が得られ、この様な着色剤微粒子(分散粒子)を樹脂微粒子との塩析/融着に供することにより、形成されるトナー粒子内に着色剤微粒子が確実に導入され、導入された着色剤粒子は遊離することはなく、当該トナー粒子間において着色剤の含有割合にバラツキが生じない。
【0164】
この結果、本発明のトナーを高温高湿下や装置の長期使用停止期間を経ての画像形成に供した場合でも、トナーの帯電量変動によるカブリや微細ドットのチリなどの画像欠陥を発生させることがない。更に、本発明では媒体を使用せずに着色剤微粒子をトナー粒子中に分散させるので、トナー中に媒体の破砕片等の微細不純物の残存することに起因する画像欠陥を発生させることがない。
【0165】
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。
【0166】
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攪拌装置「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、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。
【0167】
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。
【0168】
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。
【0169】
また、本発明においては樹脂粒子と着色剤を水系媒体中において塩析、凝集、融着させて着色粒子(本発明では、トナー粒子と呼ぶ)を得た後、前記トナー粒子を水系媒体から分離するときに、水系媒体中に存在している界面活性剤のクラフト点以上の温度で行うことが好ましく、更に好ましくは、クラフト点〜(クラフト点+20℃)の温度範囲で行うことである。
【0170】
上記のクラフト点とは、界面活性剤を含有した水溶液が白濁化しはじめる温度であり、クラフト点の測定は下記のように行われる。
《クラフト点の測定》
塩析、凝集、融着する工程で用いる水系媒体すなわち界面活性剤溶液に、実際に使用する量の凝集剤を加えた溶液を調製し、この溶液を1℃で5日間貯蔵した。次いで、この溶液を攪拌しながら透明になるまで徐々に加熱した。溶液が透明になった温度をクラフト点として定義する。
【0171】
トナー粒子への過剰帯電を抑え、均一な帯電性を付与するという観点から、特に環境に対して帯電性を安定化し、維持する為に、本発明の静電荷像現像用トナーは、上記に記載の金属元素(形態として、金属、金属イオン等が挙げられる)をトナー中に250〜20000ppm含有することが好ましく、更に好ましくは800〜5000ppmである。
【0172】
また、本発明においては、凝集剤に用いる2価(3価)の金属元素と後述する凝集停止剤として加える1価の金属元素の合計値が350〜35000ppmであることが好ましい。 トナー中の金属イオン残存量の測定は、蛍光X線分析装置「システム3270型」〔理学電気工業(株)製〕を用いて、凝集剤として用いられる金属塩の金属種(例えば、塩化カルシウムに由来するカルシウム等)から発する蛍光X線強度を測定することによって求めることができる。具体的な測定法としては、凝集剤金属塩の含有割合が既知のトナーを複数用意し、各トナー5gをペレット化し、凝集剤金属塩の含有割合(質量ppm)と、当該金属塩の金属種からの蛍光X線強度(ピーク強度)との関係(検量線)を測定する。次いで、凝集剤金属塩の含有割合を測定すべきトナー(試料)を同様にペレット化し、凝集剤金属塩の金属種からの蛍光X線強度を測定し、含有割合すなわち「トナー中の金属イオン残存量」を求めることができる。
【0173】
〔濾過・洗浄工程〕
この濾過・洗浄工程では、上記の工程で得られたトナー粒子の分散系から当該トナー粒子を濾別する濾過処理と、濾別されたトナー粒子(ケーキ状の集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
【0174】
〔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。
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、攪拌式乾燥機などを使用することが好ましい。
【0175】
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。
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。
【0176】
本発明のトナーは、着色剤の不存在下において複合樹脂粒子を形成し、当該複合樹脂粒子の分散液に着色剤粒子の分散液を加え、当該複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させることにより調製されることが好ましい。
このように、複合樹脂粒子の調製を着色剤の存在しない系で行うことにより、複合樹脂粒子を得るための重合反応が阻害されることない。このため、本発明のトナーによれば、優れた耐オフセット性が損なわれることはなく、トナーの蓄積による定着装置の汚染や画像汚れを発生させることはない。
【0177】
また、複合樹脂粒子を得るための重合反応が確実に行われる結果、得られるトナー粒子中に単量体やオリゴマーが残留するようなことはなく、当該トナーを使用する画像形成方法の熱定着工程において、異臭を発生させることはない。
更に、得られるトナー粒子の表面特性は均質であり、帯電量分布もシャープとなるため、鮮鋭性に優れた画像を長期にわたり形成することができる。このようなトナー粒子間における組成・分子量・表面特性が均質であるトナーによれば、接触加熱方式による定着工程を含む画像形成方法において、画像支持体に対する良好な接着性(高い定着強度)を維持しながら、耐オフセット性および巻き付き防止特性の向上を図ることができ、適度の光沢を有する画像を得ることができる。
【0178】
次に、トナー製造工程で用いられる各構成因子について、詳細に説明する。
(重合性単量体)
本発明に用いられる樹脂(バインダー)を造るための重合性単量体としては、疎水性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋性単量体が用いられる。また、下記の様に構造中に酸性極性基を有する単量体又は塩基性極性基を有する単量体を少なくとも1種類含有するのが望ましい。
【0179】
(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。
【0180】
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。
【0181】
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。
【0182】
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【0183】
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、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。
【0184】
又、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、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。
【0185】
(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。
【0186】
(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。
【0187】
(a)のカルボキシル基を有する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。
【0188】
(b)のスルホン基を有する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、及びその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、及びこれらのNa塩等を挙げることができる。
【0189】
(4)塩基性極性基を有するモノマー
塩基性極性基を有するモノマーとしては、(a)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、(b)(メタ)アクリル酸アミドあるいは、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、(c)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(d)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、(a)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。
【0190】
(a)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。
【0191】
(b)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。
【0192】
(c)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。
【0193】
(d)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。
【0194】
(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、上記ラジカル重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合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、重合活性を上昇させ、重合温度の低下が図れ、更に、重合時間の短縮が達成できる等好ましい面を有している。
【0195】
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、特に限定されるものではないが例えば50℃から90℃の範囲である。但し、過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸等)を組み合わせた常温開始の重合開始剤を用いることで、室温またはそれ以上の温度で重合することも可能である。
【0196】
(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ことから好ましく用いられる。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。
【0197】
(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。
【0198】
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。
【0199】
本発明は、下記一般式(1)、(2)の界面活性剤が特に好ましく用いられる。
一般式(1) R1(OR2nOSO3
一般式(2) R1(OR2nSO3
【0200】
一般式(1)、(2)において、R1は炭素数6〜22のアルキル基またはアリールアルキル基を表すが、好ましくは炭素数8〜20のアルキル基またはアリールアルキル基であり、更に好ましくは炭素数9〜16のアルキル基またはアリールアルキル基である。
【0201】
1で表される炭素数6〜22のアルキル基としては、例えば、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、R1で表されるアリールアルキル基としては、ベンジル基、ジフェニルメチル基、シンナミル基、スチリル基、トリチル基、フェネチル基等が挙げられる。
【0202】
一般式(1)、(2)において、R2は炭素数2〜6のアルキレン基を表すが、好ましくは炭素数2〜3のアルキレン基である。R2で表される炭素数2〜6のアルキレン基としては、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基等が挙げられる。
【0203】
一般式(1)、(2)において、nは1〜11の整数であるが、好ましくは2〜10、更に好ましくは2〜5であり、特に好ましくは2〜3である。
【0204】
一般式(1)、(2)において、Mで表される1価の金属元素としてはナトリウム、カリウム、リチウムが挙げられる。中でも、ナトリウムが好ましく用いられる。
【0205】
以下に、一般式(1)、(2)で表される界面活性剤の具体例を示すが本発明はこれらに限定されるものではない。
化合物(101):C1021(OCH2CH22OSO3Na
化合物(102):C1021(OCH2CH23OSO3Na
化合物(103):C1021(OCH2CH22SO3Na
化合物(104):C1021(OCH2CH23SO3Na
化合物(105):C817(OCH2CH(CH3))2OSO3Na
化合物(106):C1837(OCH2CH22OSO3Na
【0206】
本発明においては、トナーの帯電保持機能を良好な状態に保ち、高温高湿下でのカブリ発生を抑え、転写性を向上させる観点から、また、低温低湿下での帯電量上昇を抑え、現像量を安定化させる観点から、上記記載の一般式(1)、(2)で表される界面活性剤の静電荷像現像用トナー中の含有量は、1〜1000ppmが好ましく、更に好ましくは5〜500ppmであり、特に好ましくは7〜100ppmである。
【0207】
本発明において、トナーに含有させる界面活性剤の量を上記記載範囲とすることで、本発明の静電荷像現像用トナーの帯電性は、環境の影響に左右されることなく、常に、均一で安定な状態で付与され維持されることが可能である。
【0208】
また、本発明の静電荷像現像用トナー中に含有される上記記載の一般式(1)、(2)で表される界面活性剤の含有量は以下に示す方法によって算出される。
トナー1gを50mlのクロロホルムに溶解させ、100mlのイオン交換水でクロロホルム層より界面活性剤を抽出する。更に抽出を行ったクロロホルム層を100mlのイオン交換水でもう一度抽出を行い合計200mlの抽出液(水層)を得、この抽出液を500mlまで希釈する。
この希釈液を試験液として、JIS 33636項に規定された方法に従い、メチレンブルーで呈色させ、吸光度を測定し、別途作成した検量線より、トナー中の界面活性剤の含有量を測定するものである。
【0209】
また、一般式(1)、(2)で表される界面活性剤の構造は、上記の抽出物を1H−NMRを用いて分析し、構造決定した。
【0210】
本発明では、水系媒体中で調製した樹脂粒子の分散液から、樹脂粒子を塩析、凝集、融着する工程において、金属塩を凝集剤として好ましく用いることができるが、2価または3価の金属塩を凝集剤として用いることが更に好ましい。その理由は、1価の金属塩よりも2価、3価の金属塩の方が臨界凝集濃度(凝析値あるいは凝析点)が小さいため好ましい。
【0211】
また、本発明では、ノニオン性界面活性剤を使用することもでき、具体的には、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合せ、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が挙げられる。
【0212】
本発明では、これらの界面活性剤は、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。
【0213】
(樹脂粒子、トナーの分子量分布)
本発明のトナーは、その分子量分布のピーク又は肩が、100,000〜1,000,000、及び1,000〜50,000に存在することが好ましく、更に分子量分布のピーク又は肩が、100,000〜1,000,000、25,000〜150,000及び1,000〜50,000に存在するものであることが好ましい。
【0214】
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く、更に好ましくは、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。
【0215】
前述の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。次いで、ポアサイズ0.45〜0.50μmのメンブランフィルターで処理した後に、GPCへ注入する。GPCの測定条件は、40℃にてカラムを安定化させ、THFを毎分1.0mlの流速で流し、1mg/mlの濃度の試料を約100μl注入して測定する。カラムは、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のShodex GPC KF−801、802、803、804、805、806、807の組合せや、東ソー社製のTSKgelG1000H、G2000H、G3000H、G4000H、G5000H、G6000H、G7000H、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。
【0216】
(凝集剤)
本発明では、水系媒体中で調製した樹脂粒子の分散液から、樹脂粒子を塩析、凝集、融着する工程において、金属塩を凝集剤として好ましく用いることができるが、2価または3価の金属塩を凝集剤として用いることが更に好ましい。その理由は、1価の金属塩よりも2価、3価の金属塩の方が臨界凝集濃度(凝析値あるいは凝析点)が小さいため好ましい。
【0217】
本発明で用いられる凝集剤は、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である1価の金属塩、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やマンガン、銅等の2価の金属塩、鉄やアルミニウム等の3価の金属塩等が挙げられる。
【0218】
これら金属塩の具体的な例を以下に示す。1価の金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、2価の金属塩としては、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、3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が臨界凝集濃度の小さい2価や3価の金属塩が好ましい。
【0219】
本発明で云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、凝集が起こるときの凝集剤の添加濃度を示すものである。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。
【0220】
本発明では、金属塩を用いて臨界凝集濃度以上の濃度になるように重合体微粒子分散液を処理する。この時、当然の事ながら、金属塩を直接加えるか、水溶液として加えるかは、その目的に応じて任意に選択される。水溶液として加える場合には、重合体粒子分散液の容量と金属塩水溶液の総容量に対し、添加した金属塩が重合体粒子の臨界凝集濃度以上になる必要がある。
【0221】
本発明では、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。
【0222】
(着色剤)
本発明のトナーは、上記の複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着して得られるものである。本発明のトナーを構成する着色剤(複合樹脂粒子との塩析/融着に供される着色剤粒子)としては、各種の無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【0223】
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。
【0224】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。
【0225】
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。
【0226】
有機顔料及び染料も従来公知のものを用いることができ、具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。
【0227】
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。
【0228】
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。
【0229】
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。
【0230】
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。
【0231】
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%である。
【0232】
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。
【0233】
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%である。また、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が挙げられる。この様にして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、乾燥処理されて得られるものである。
【0234】
(結晶性物質)
本発明に使用されるトナーは、結晶性物質を含有した樹脂粒子を水系媒体中において融着させ、熟成工程により結晶性物質を適度に凝集させて海島構造を形成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結晶性物質を含有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、微細に結晶性物質が分散されたトナーを得ることができる。ここで、熟成工程とは、樹脂粒子の融着後も温度を結晶性物質の融点±20℃の範囲で攪拌を継続する工程をいうものである。
【0235】
本発明のトナーでは、離型機能を有する結晶性物質として、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。
1−(OCO−R2n
式中、nは1〜4の整数で、好ましくは2〜4、更に好ましくは3〜4、特に好ましくは4である。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、更に好ましくは2〜5がよい。R2は、炭素数1〜40、好ましくは16〜30、更に好ましくは18〜26がよい。
【0236】
次に代表的な化合物の例を以下に示す。
【化1】

Figure 0004254072
【0237】
【化2】
Figure 0004254072
【0238】
また、本発明では結晶性物質として結晶性ポリエステルも用いることができるものであるが、結晶性ポリエステルとしては、脂肪族ジオールと、脂肪族ジカルボン酸(酸無水物および酸塩化物を含む)とを反応させて得られるポリエステルが好ましい。
【0239】
結晶性ポリエステルを得るために使用されるジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールZ、水素添加ビスフェノールA等を挙げることができる。
【0240】
結晶性ポリエステルを得るために使用されるジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコ酸、イタコン酸、グルタコ酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、これらの酸無水物あるいは酸塩化物を挙げることができる。
【0241】
特に好ましい結晶性ポリエステルとしては、1,4−シクロヘキサンジメタノールとアジピン酸とを反応して得られるポリエステル、1,6−ヘキサンジオールとセバシン酸とを反応して得られるポリエステル、エチレングリコールとコハク酸とを反応して得られるポリエステル、エチレングリコールとセバシン酸とを反応して得られるポリエステル、1,4−ブタンジオールとコハク酸とを反応して得られるポリエステルを挙げることができ、これらのうち、1,4−シクロヘキサンジメタノールとアジピン酸とを反応して得られるポリエステルが最も好ましい。
【0242】
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%、更に好ましくは3〜15質量%である。
【0243】
(現像剤)
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く、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た磁性一成分現像剤が挙げられいずれも使用できる。
【0244】
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もでき、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。
【0245】
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。
【0246】
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。
【0247】
次に本発明のトナーを用いる画像形成方法に用いる画像形成装置について説明する。
【0248】
図4は本発明の画像形成装置の一例を示す断面構成図である。4は被帯電体である感光体ドラムであり、アルミニウム製のドラム基体の外周面に感光体層である有機光導電体(OPC)を形成してなるもので矢印方向に所定の速度で回転する。
【0249】
図4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1から露光光が発せられる。これをポリゴンミラー2により、図4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3を介して、感光体面上に照射され静電潜像を作る。感光体ドラム4は、予め帯電器5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。
【0250】
感光体ドラム面上の静電潜像は、現像器6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紙8に転写器7の作用により転写される。更に感光体ドラム4と転写紙8は分離器(分離極)9により分離されるが、現像像は転写紙8に転写担持されて、定着器10へと導かれ定着される。
【0251】
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11にて清掃され、帯電前露光(PCL)12にて残留電荷を除き、次の画像形成のため再び帯電器5により、一様帯電される。
【0252】
トナーリサイクルを行うための方式としては特に限定されるものでは無いが、例えば、クリーニング部で回収されたトナーを搬送コンベアあるいは搬送スクリューによって補給用トナーホッパー、現像器あるいは補給用トナーと中間室によって混合して現像器へ供給する方法等をあげることができる。好ましくは現像器へ直接戻す方式あるいは中間室にて補給用トナーとリサイクルトナーを混合して供給する方式をあげることができる。
【0253】
次に図5において、トナーのリサイクル部材斜視構成図の一例を挙げる。この方式は現像器へリサイクルトナーを直接戻す方式である。
【0254】
クリーニングブレード13で回収された未転写トナーはトナークリーニング器11内の搬送スクリュウによってトナーリサイクルパイプ14に集められ、更にこのリサイクルパイプの受け口15から現像器6に戻され、再び現像剤として使用される。
【0255】
図5は又、本発明の画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジの斜視図でもある。この図5では斜視構造を判りやすくするため感光体ユニットと現像剤ユニットを分離した図面になっているが、これを全部一体化したユニットとして着脱自在に画像形成装置に搭載できる。この場合、感光体、現像器、クリーニング器及びリサイクル部材が一体となりプロセスカートリッジを構成している。
【0256】
又、上記画像形成装置は、感光体ドラムと、帯電器、現像器、クリーニング器あるいはリサイクル部材等の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを搭載する形態にすることもできる。
【0257】
次に、転写紙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。
【0258】
又、クリーニングブレード13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。これは感光体に圧接して用いられるため熱を伝え易く、本発明においては解除機構を設け、画像形成動作を行っていない時には感光体から離しておくのが望ましい。
【0259】
本発明は、電子写真法による画像形成装置、特にコンピュータ等からのデジタル画像データで変調した変調ビームにより感光体上に静電潜像を形成する装置に使用することもできる。図6は、本発明のトナーに適用されるデジタル画像形成装置を示す概略図である。
【0260】
近年、感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を現像して可視画像を得る電子写真等の分野において、画質の改善、変換、編集等が容易で高品質の画像形成が可能なデジタル方式を採用した画像形成方法の研究開発が盛んになされている。
【0261】
この画像形成方法及び装置に採用されるコンピュータまたは複写原稿からのデジタル画像信号により光変調する走査光学系として、レーザ光学系に音響光学変調器を介在させ、当該音響光学変調器により光変調する装置、半導体レーザを用い、レーザ強度を直接変調する装置があり、これらの走査光学系から一様に帯電した感光体上にスポット露光してドット状の画像を形成する。
【0262】
前述の走査光学系から照射されるビームは、裾が左右に広がった正規分布状に近似した丸状や楕円状の輝度分布となり、例えばレーザビームの場合、通常、感光体上で主走査方向あるいは副走査方向の一方あるいは両者が20〜100μmという極めて狭い丸状あるいは楕円状である。
【0263】
本発明のトナーは、トナー像が形成された画像形成支持体を、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ものであって、線速が230〜900mm/secという定着速度の範囲内において使用することのできるものである。
【0264】
図7は、本発明のトナーを用いた画像形成方法において使用する定着装置の一例を示す断面図であり、図7に示す定着装置10は、加熱ローラー71と、これに当接する加圧ローラー72とを備えている。なお、図7において、Tは転写紙(画像形成支持体)上に形成されたトナー像である。
【0265】
加熱ローラー71は、フッ素樹脂または弾性体からなる被覆層82が芯金81の表面に形成されてなり、線状ヒーターよりなる加熱部材75を内包している。
芯金81は、金属から構成され、その内径は10〜70mmとされる。芯金81を構成する金属としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅等の金属あるいはこれらの合金を挙げることができる。
【0266】
芯金81の肉厚は0.1〜15mmとされ、省エネルギーの要請(薄肉化)と、強度(構成材料に依存)とのバランスを考慮して決定される。例えば、0.57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8mmとする必要がある。
【0267】
被覆層82を構成するフッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)およびPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などを例示することができる。
【0268】
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みは10〜500μmとされ、好ましくは20〜400μmとされる。
【0269】
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みが10μm未満であると、被覆層としての機能を十分に発揮することができず、定着装置としての耐久性を確保することができない。一方、500μmを超える被覆層の表面には紙粉によるキズがつきやすく、当該キズ部にトナーなどが付着し、これに起因する画像汚れを発生する問題がある。
【0270】
また、被覆層82を構成する弾性体としては、LTV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコーンゴムおよびシリコーンスポンジゴムなどを用いることが好ましい。
【0271】
被覆層82を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされる。
【0272】
また、弾性体からなる被覆層82の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
【0273】
被覆層82を構成する弾性体のアスカーC硬度が80°を超える場合、および当該被覆層82の厚みが0.1mm未満である場合には、定着のニップを大きくすることができず、ソフト定着の効果(例えば、平滑化された界面のトナー層による色再現性の向上効果)を発揮することができない。
【0274】
加熱部材75としては、ハロゲンヒーターを好適に使用することができる。加圧ローラー72は、弾性体からなる被覆層84が芯金83の表面に形成されてなる。被覆層84を構成する弾性体としては特に限定されるものではなく、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの各種軟質ゴムおよびスポンジゴムを挙げることができ、被覆層84を構成するものとして例示したシリコーンゴムおよびシリコーンスポンジゴムを用いることが好ましい。
【0275】
被覆層84を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは70°未満、更に好ましくは60°未満とされる。
【0276】
また、被覆層84の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
【0277】
被覆層84を構成する弾性体のアスカーC硬度が80°を超える場合、および被覆層84の厚みが0.1mm未満である場合には、定着のニップを大きくすることができず、ソフト定着の効果を発揮することができない。
【0278】
芯金83を構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
【0279】
加熱ローラー10と加圧ローラー72との当接荷重(総荷重)としては、通常40〜350Nとされ、好ましくは50〜300N、さらに好ましくは50〜250Nとされる。この当接荷重は、加熱ローラー10の強度(芯金81の肉厚)を考慮して規定され、例えば0.3mmの鉄よりなる芯金を有する加熱ローラーにあっては、250N以下とすることが好ましい。
【0280】
また、耐オフセット性および定着性の観点から、ニップ幅としては4〜10mmであることが好ましく、当該ニップの面圧は0.6×105Pa〜1.5×105Paであることが好ましい。
【0281】
図7に示した定着装置による定着条件の一例を示せば、定着温度(加熱ローラー10の表面温度)が150〜210℃とされ、定着線速が230〜900mm/secとされる。
【0282】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。なお、文中「部」とは「質量部」を表す。
【0283】
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(第一段重合):
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5000mlのセパラブルフラスコにアニオン系界面活性剤
(101) C1021(OCH2CH22OSO3Na
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の攪拌速度で攪拌しながら、フラスコ内の温度を80℃に昇温させた。
【0284】
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、攪拌することにより重合(第一段重合)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。
【0285】
(2)中間層の形成(第二段重合);
攪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6.2g、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、結晶性物質として、上記式(19)で表される化合物(以下、「例示化合物(19)」という。)98.0gを添加し、90℃に加温し溶解させて単量体溶液を調製した。
【0286】
一方、アニオン系界面活性剤(上記式(101))1.6gをイオン交換水2700mlに溶解させた界面活性剤溶液を98℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、核粒子の分散液である前記ラテックス(1H)を固形分換算で28g添加した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック(株)製)により、前記例示化合物(19)の単量体溶液を8時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液(乳化液)を調製した。
【0287】
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98℃にて12時間にわたり加熱攪拌することにより重合(第二段重合)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。
【0288】
前記ラテックス(1HM)を乾燥し、走査型電子顕微鏡で観察したところ、ラテックスに取り囲まれなかった例示化合物(19)を主成分とする粒子(400〜1000nm)が観察された。
【0289】
(3)外層の形成(第三段重合):
上記の様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時間にわたり加熱攪拌することにより重合(第三段重合)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。
【0290】
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重量平均粒径は122nmであった。
【0291】
〔ラテックス2HML〕
界面活性剤(101)に代えて、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム:SDS)7.08gを使用したこと以外は、調製例1と同様にして、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す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(2HML)」とする。
【0292】
このラテックス(2HML)を構成する複合樹脂粒子は、138,000、80,000および12,000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110nmであった。
【0293】
〔着色粒子1〜13及び比較用着色粒子1〜4の製造〕
アニオン系界面活性剤(101)59.0gをイオン交換水1600mlに攪拌溶解し、この溶液を攪拌しながら、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(株)製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液(以下「着色剤分散液1」という。)を調製した。この着色剤分散液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、重量平均粒径で89nmであった。
【0294】
ラテックス1HML420.7g(固形分換算)と、イオン交換水900gと、着色剤分散液1 166gとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、攪拌装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に入れ攪拌した。容器内の温度を30℃に調製した後、この溶液に5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜10.0に調製した。
【0295】
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、攪拌下、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6〜60分間かけて90℃まで昇温し、会合粒子の生成を行った。その状態で、「コールターカウンター TA−II」にて会合粒子の粒径を測定し、個数平均粒径が4〜7μmになった時点で、塩化ナトリウム80.4gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、更に熟成処理として液温度85〜98℃にて2〜12時間にわたり加熱攪拌することにより、粒子の融着及び結晶性物質の相分離を継続させた(熟成工程)。
【0296】
その後、30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、攪拌を停止した。生成した会合粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄を行い、その後、40℃の温風で乾燥することにより、着色粒子を得た。
【0297】
前記凝集工程のpH、熟成処理工程の温度、熟成時間、攪拌強度を制御することにより、結晶性物質、着色剤分散状態、形状および形状係数の変動係数を制御し、更に、液中分級により、トナー粒径および粒度分布の変動係数を任意に調整して、表1〜表3に示す分散状態、形状特性および粒度分布特性、及び海島構造の特性を有する着色粒子からなる着色粒子1〜13および比較用着色粒子1〜4を得た。
【0298】
【表1】
Figure 0004254072
【0299】
【表2】
Figure 0004254072
【0300】
【表3】
Figure 0004254072
【0301】
以上の様にして得られた着色粒子1〜13及び比較用着色粒子1〜4の各々に、疎水性シリカ0.8質量部、疎水性酸化チタン1.0質量部を添加し、10lのヘンシェルミキサーの回転翼の周速を30m/sに設定し25分間混合した。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その形状や粒径は変化しないものである。
【0302】
キャリアの製造
フェライト芯材の製造
MnOを18mol%、MgOを4mol%、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。分散剤およ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℃m3時間本焼成を行い、抵抗値4.3×108Ω・cmのフェライト芯材粒子を得た。
【0303】
被覆用樹脂の製造
先ず、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0.1μmm、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℃およびガラス転移温度(Tg)110℃の樹脂微粒子を得た。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。
【0304】
次に、フェライト芯材粒子100質量部と前記樹脂微粒子2質量部とを攪拌羽根付き高速攪拌混合機に投入し、120℃で30分間攪拌混合して機械的衝撃力の作用を利用して体積平均粒径61μmの樹脂被覆キャリアを得た。
【0305】
現像剤の製造
外部添加剤が添加された着色粒子1〜13及び比較用着色粒子1〜4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、実施例1〜13、及び比較例1〜4とした。
【0306】
感光体P1の製造
長さ380mm、直径60mmの円筒状導電性支持体上に下記の塗布液を塗布し、感光体P1を作製した。
〈下引き層〉
チタンキレート化合物(TC−750 松本製薬社製) 30g
シランカップリング剤(KBM−503 信越化学社製) 17g
2−プロパノール 150ml
上記塗布液を用いて円筒状導電性支持体上に、膜厚0.5μmとなるよう塗布した。
【0307】
〈電荷発生層〉
Y型チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、ブラッグ角2θ(±0.2°)の27.2°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン) 60g
シリコーン変性ブチラール樹脂(X−40−1211M:信越化学社製)700g
2−ブタノン 2000ml
を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記下引き層の上に浸漬塗布法で塗布し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0308】
〈電荷輸送層〉
電荷輸送物質 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 225g
ポリカーボネート(粘度平均分子量30,000) 300g
酸化防止剤(例示化合物1−3) 6g
ジクロロメタン 2000ml
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
【0309】
〈保護層〉
メチルトリメトキシシラン 150g
ジメチルジメトキシシラン 30g
反応性電荷輸送性化合物(例示化合物B−1) 15g
ポリフッ化ビニリデン粒子(体積平均粒径0.2μm) 10g
酸化防止剤(例示化合物2−1) 0.75g
2−プロパノール 75g
3%酢酸 5g
を混合し、樹脂層用の塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に円形量規制型塗布装置により厚さ2μmの樹脂層を形成し、120℃、1時間の加熱硬化を行い、シロキサン樹脂層を形成し、感光体P1を作製した。
【0310】
【化3】
Figure 0004254072
【0311】
評価機として、図6に記載の画像形成プロセスを有するデジタル複写機(コロナ帯電、レーザ露光、反転現像、静電転写、爪分離、クリーニングブレードを有する)に、感光体(P1)及び各現像剤を搭載し評価した。上記デジタル複写機は以下の条件に設定し評価を行った。
【0312】
帯電条件
帯電器;スコロトロン帯電器、初期帯電電位を−750V
露光条件
露光部電位を−50Vにする露光量に設定。
現像条件
DCバイアス;−550V
転写極;コロナ帯電方式
【0313】
また、定着装置としては、芯金として鉄を使用し、表面を厚さ25μmのPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)で被覆された表面粗さRaが0.8μmの加熱ローラーを使用し、加圧ローラーとして鉄の芯金を使用し、HTVシリコーンゴムの上に厚み120μmのPFAチューブを被覆した表面粗さRaが0.8μmの加圧ローラーを用いた。なお、ニップ幅は3.8mmであり、線速は420mm/secである。
【0314】
なお、定着装置のクリーニング機構及びシリコンオイル供給機構は装着していない。定着の温度は加熱ローラーの表面温度で制御し、165℃の設定温度とした。
【0315】
複写条件は、低温低湿環境(10℃、20%RH)にて連続50万コピー行い、コピー画像のノンビジュアルオフセット性、高速定着時の巻き付き、クリーニング性、感光体のフィルミング発生、感光体の寿命、ハーフトーンの均一性及び文字つぶれの発生状況について評価を行った。
【0316】
<ノンビジュアルオフセット性>
10mm×50mm、厚さ5mmのフェルトパッドを50g/cm2(5×10-5Pa)の荷重で当接させ、10,000枚印字後の汚れを観察した。
評価基準
:フェルトパッドに汚れの発生が無い。
:フェルトパッドにごく軽微な汚れが発生(実用上問題なし)。
×:フェルトパッド画像上に汚れが発生(実用上問題有り)。
【0317】
<高速定着時の巻き付き>
熱ローラの温度設定を165℃としたままラインスピードの設定を420mm/secから840mm/secに変化させ、20,000枚印字後にベタ画像のコピーを行い、巻き付き性と定着率の評価を行った。
評価基準
:定着分離不良による紙詰まり発生がなく、定着分離爪痕も観察されない。
:定着分離不良による紙詰まり発生はないが、定着分離爪痕が若干認められた(実用上問題なし)。
×:定着分離不良による紙詰まり発生(実用上問題有り)。
なお、定着率の測定は、A4サイズの普通紙(秤量65g/m2)を使用した。
【0318】
<定着ローラ寿命>
定着ローラ上についた傷による画像汚れが発生した枚数で評価した。
【0319】
<クリーニング性能>
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すりぬけて、画像汚れとして判別された枚数で評価した。下記◎及び○を合格とした。
評価基準
:50万枚まで発生なし。
:40万〜50万枚で発生。
×:40万枚未満で発生。
【0320】
<製本時の汚れ>
64g/m2の普通紙に両面コピーを行い、一冊あたり100枚の冊子としたのち、20回手めくりした時の白地部の汚れを観察した。
ランクA:画像上に汚れの発生がない。
ランクB:画像上にごく軽微な汚れが確認されたが、実用上全く問題ないレベルのもの。
ランクC:画像上に軽微な汚れが確認されたが、実用上問題ないレベルのもの。
ランクD:画像上に汚れがあり、実用に適さない。
評価ランクA、B、Cを合格、Dを不合格とした。
【0321】
<感光体フィルミング>
前述の連続50万コピー後の感光体表面を目視観察により、フィルミングの有無を判定した。
【0322】
<感光体の寿命>
露光量を最大にしたときのカブリ濃度(転写紙に対する非画像部の相対濃度)が0.01を超えた時点の枚数で評価した。カブリ濃度は反射濃度測定機PDA−65(コニカ(株)製)で測定した。
【0323】
<ハーフトーンの均一性>
感光体フィルミング等の転写性変動に伴うハーフトーン画像の均一性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
ランクA:ムラのない均一な画像。
ランクB:スジ状の薄いムラが存在するが実用上問題なし。
ランクC:スジ状の薄いムラが数本存在するが実用上問題なし。
ランクD:スジ状のはっきりしたムラが数本以上存在し、実用上問題有り。
【0324】
<文字つぶれ>
3ポイント、5ポイントの文字画像を形成し、下記の評価基準で評価した。
◎:3ポイント、5ポイントとも明瞭であり、容易に判読可能で実用上問題なし。
○:3ポイントは、一部判読不能な文字が発生しているが、5ポイントは明瞭で容易に判読可能で実用上問題なし。
×:3ポイントは、殆どの文字が判読不能であり、5ポイントも、一部あるいは全部が判読不能な状態で実用上問題有り。
以上の評価項目についての結果を表4に示す。
【0325】
【表4】
Figure 0004254072
【0326】
前記表4の結果からも明らかな様に、本発明の静電荷像現像用トナーでは、ノンビジュアルオフセットの発生抑制等が達成され、定着装置を30万枚以上の長期にわたり、部材交換する必要なく連続使用可能であることが確認された。また、感光体の寿命も大幅に延長させることを可能にする結果が得られ、比較試料として用いられた従来技術の静電荷像現像用トナーよりも遙かに優れた性能を有する者であることが確認された。
【0327】
【発明の効果】
本発明の静電荷像現像用トナーによれば、トナー中の結晶性物質の定着工程時における効果的な滲出を可能としたことにより、ノンビジュアルオフセットの発生を抑制可能とし、低速機から高速機に至るまで定着装置よりオイル塗布機構を排除することを可能ならしめ、定着ローラー寿命を大幅に延長するとともに製本時における紙への汚れ付着防止を可能にした。また、感光体フィルミング等の発生を抑えることを可能とした結果、感光体寿命の延長も可能なものとし、鮮鋭性に優れた画像を長期にわたって提供することを可能とした。
【0328】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の海島構造を有するトナー粒子を説明する模式図及び本発明のトナー粒子中の島間の最近接壁間距離を矢印(←→)で示した模式図(島Bは省略)である。
【図2】本発明の海島構造を有するトナー粒子をボロノイ多角形によって分割した模式図である。
【図3】本発明の海島構造を有するトナー粒子に含有される着色剤粒子を得るために使用する攪拌装置である。
【図4】本発明に適用される画像形成装置の一例を示す断面構成図。
【図5】トナーのリサイクル部材斜視構成図。
【図6】本発明に適用されるデジタル画像形成装置の概略図である。
【図7】本発明に適用される定着装置の概略断面図。
【図8】角なしまたは角のあるトナーを説明する模式図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ光源
2 ポリゴンミラー
3 fθレンズ
4 感光体ドラム
5 帯電器
6 現像器
7 転写器
8 転写紙
9 分離器
10 定着器
11 クリーニング器
12 帯電前露光
13 クリーニングブレード
14 トナーリサイクルパイプ
15 リサイクルパイプの受け口
71 加熱ローラ
72 加圧ローラ
75 加熱部材
81 加熱ローラの芯金
82 加熱ローラの被覆層
101 スクリーン
102 ロータ
103 加圧真空アタッチメント
104 予備分散液出口
105 分散液出口
106 温度センサー
107 冷却ジャケット
108 冷却コイル
111 分散容器
112 攪拌装置
113 攪拌シャフト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for developing an electrostatic image used in a copying machine, a printer, and the like, and an image forming method using the toner for developing an electrostatic image, and more specifically, has a feature in the structure of the toner particles. It is about things.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in an image forming method using an electrophotographic method, digital image forming is becoming mainstream due to progress in digital technology. The digital image forming method is based on visualizing a small dot image of one pixel such as 1200 dpi (number of dots per inch), and there is a high image quality technology that faithfully reproduces these small dot images. There is a demand, and from the viewpoint of such high image quality, the toner particle size is being reduced.
[0003]
As a means for achieving toner particle size reduction, flow rate distribution and uniform shape, polymerized toner obtained by suspension polymerization method or emulsion polymerization method is attracting attention. Japanese Patent Application No. 11-304004, etc. Describes that the shape, roundness, and particle size distribution of a toner obtained by a polymerization method can be controlled.
[0004]
As a method for fixing a toner image formed on an image forming support such as paper, heat for fixing the image forming support on which the toner image is formed by passing between a heating roller and a pressure roller. The roll fixing method is widely used. However, the hot roll fixing method has a drawback that an offset phenomenon in which the molten toner adheres to the heating roller is generated, and image smearing is likely to occur.
[0005]
Therefore, as a means for preventing the occurrence of the offset phenomenon, it is known to apply silicone oil to the heating roller of the fixing device to give the heating roller releasability. This method is advantageous in that the type of toner is not limited, but it is unsuitable for business documents because it becomes difficult to write with a writing instrument such as a ballpoint pen because silicone oil adheres to the transfer paper. In the market, copy documents are immediately used as business documents, and writing into documents is very common, and the method of applying silicone oil is becoming unable to meet the demands of the times.
[0006]
In response to such a demand, a technique for imparting releasability to the toner itself by adding a release agent such as wax in the toner is employed. A sea island structure in which polypropylene as a mold release agent is dispersed in a polymer is formed, and the maximum diameter in the major axis direction of the island portion of the polypropylene and the average distance between the island and the island are specified. No. 161338 discloses a toner release agent component having a sea-island structure in which the particle size of the release agent component before heat fixing is specified and the sea-island structure disappears after heat fixing.
[0007]
However, even if the release agent is introduced into the toner in this way, it is still necessary to install a fixing roller cleaning mechanism. The reason for this is that although toner with a release agent does not generate an offset in image formation to the extent that printing is performed in units of several sheets, such image formation gradually undergoes image formation of 10,000 to 20,000 sheets. In addition, toner accumulates on the fixing roller to generate an offset called a so-called non-visual offset. From the viewpoint of preventing the occurrence of non-visual offset, it is necessary to replace the cleaning member of the fixing device every tens of thousands of sheets.
[0008]
Also, the processing capability of the image forming apparatus has been improved, and high-speed machines having an output of 50 sheets or more per minute have appeared. In such a high-speed machine, the release agent in the toner is applied to the toner surface in the fixing process. Since the fixing process is completed before it sufficiently exudes, the release agent contained in the toner cannot sufficiently function, so not only non-visual offset is likely to occur, but also at a small number of processing stages. This will cause an offset.
[0009]
Further, the toner disclosed in the above-mentioned document is based on a pulverization method, and the release agent is oriented in the produced toner through a kneading process. When the release agent is oriented in the toner, since the exudation of the release agent component on the toner surface in the fixing process follows the orientation direction, isotropic exudation in all directions of the toner is not performed, and further fixing. It becomes difficult to exert the effect of the release agent between the roller and the transfer paper. Thus, there is no pulverized toner that can withstand use in a high-speed machine.
[0010]
From the viewpoint of high image quality, the toner particle size has been reduced, and as disclosed in JP-A-8-41468, a technique for improving the release agent compound and increasing the amount added to the toner has been studied. However, when a large amount of release agent is added, the release agent is released from the toner particles, and the released release agent deteriorates the developer, lowers the toner fluidity, and generates photoconductor filming. Have a problem.
[0011]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-88409 discloses a polymerized toner having a toner particle structure specified and having a large spherical release agent island in the binder resin. However, the release to individual toner particles is disclosed. It has been found that some of the toner particles do not have islands of the release agent because the variation in the additive amount cannot be eliminated. In addition, since the shape of the release agent in the toner particles is spherical, the contact area between the release agent and the resin is reduced, and the chargeability of the toner is reduced due to the release of the release agent from the toner particles. This causes toner degradation that is inviting.
[0012]
Further, in the above document, it takes time until the release agent oozes out on the toner surface in the fixing process from a structure in which one or two islands of release agent having a large diameter exist near the center of the toner particle. For this reason, there is a problem that a sufficient release agent layer cannot be formed between the fixing roller and the toner, and until now, the technology that has been able to withstand the use in high-speed machines has been delivered to the market. There was no.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above circumstances. That is,
A first object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic charge image that is excellent in non-visual offset property and does not generate image smear even when the cumulative number of processing increases with long-term use.
The second object of the present invention is that the release agent is effectively leached onto the toner surface even when used in a high-speed machine, and meltability without occurrence of fixing wrap jam due to insufficient releasability, An object of the present invention is to provide an electrostatic image developing toner having excellent fluidity.
A third object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic image having durability that does not cause release of a release agent from the toner.
A fourth object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic image that can be used in a high-speed image forming apparatus having an oil / cleaning-less fixing process.
Furthermore, a fifth object of the present invention is to provide an image forming method using the toner.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors focused on the structure of a polymerized toner having a sea-island structure obtained by associating the resin particles of the present invention with the crystalline substance particles after studying insomnia and rest. It has been found that the object of the present invention can be achieved by controlling and specifying the dispersed state of islands made of crystalline substances in the particles.
[0015]
That is, the present invention takes the form in which a crystalline substance that is an island in toner particles having a sea-island structure is arranged in a three-dimensional manner with an appropriate dispersion state without being biased in the toner particles. The present inventors have found that the toner can be optimally exuded out of the toner even if the toner is pressed from any direction at the time of formation, and as a result, the occurrence of offset is prevented.
[0016]
In the present invention, by adopting the configuration of any one of the following items, the islands present in the toner particles are finely dispersed at a very short distance interval, and in the toner particles, the regions where the islands exist densely or It is possible to obtain a sea-island toner in which the islands are in the same dispersed state in any region of the toner particles without forming uneven toner in the dispersed state having sparsely existing regions. It is a thing.
[0017]
  [1] In an electrostatic charge image developing toner containing at least a resin, a colorant, and a crystalline substance, the toner has an endothermic peak at 60 to 110 ° C. in a DSC curve and an endothermic amount of 4 to 30 J / g. The toner contains a crystalline materialObtained by multistage polymerizationResin particles and colorant particles are salted out / fused, the toner particles have a sea-island structure, and the islands made of crystalline substances in the toner particles are between the nearest walls between the islands. An electrostatic charge image developing toner, characterized in that an island having an average distance of 100 to 1060 nm and a distance between the nearest walls of 1300 nm or more is 10% by number or less of all the islands.
[0018]
  [2] In an electrostatic charge image developing toner containing at least a resin, a colorant, and a crystalline substance, the toner has an endothermic peak at 60 to 110 ° C. in a DSC curve and an endothermic amount of 4 to 30 J / g. The toner contains a crystalline materialObtained by multistage polymerizationResin particles and colorant particles are salted out / fused, and the toner particles have a sea-island structure, and an island made of a crystalline substance in the toner particles is the closest wall between the islands. A toner for developing an electrostatic charge image, characterized in that the average value of the distance between the islands is 260 to 820 nm, and the number of the islands whose distance between the nearest walls is 1300 nm or more is 4% by number of all the islands.
[0019]
  [3]As described in [1] or [2]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and the islands are not exposed on the surface of the toner particles.98% or more of toner particlesIt is characterized byStillToner for charge image development.
[0020]
  [4][1] to any one of [3]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and an average value of areas of Voronoi polygons formed by vertical bisectors between centroids of adjacent islands in the sea-island structure Is 20,000-120,000 nm2And the coefficient of variation of the area of the Voronoi polygon is 25% or less.StillToner for charge image development.
[0021]
  [5][1] to any one of [3]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and an average value of areas of Voronoi polygons formed by vertical bisectors between centroids of adjacent islands in the sea-island structure 40,000 to 100,000 nm2And the coefficient of variation of the area of the Voronoi polygon is 20% or less.StillToner for charge image development.
[0022]
  [6][1] to any one of [3]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and an average value of areas of Voronoi polygons formed by vertical bisectors between centroids of adjacent islands in the sea-island structure Is 20,000-120,000 nm2And 160,000 nm2It includes 3 to 20% by number of islands having the above area.StillToner for charge image development.
[0023]
  [7]In any one of the above [1] to [6]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and are formed by vertical bisectors between the centroids of the islands existing outside the circle having a radius of 1000 nm centered on the centroid of the toner particle cross section. The average value of the area of the Voronoi polygon formed is larger than the average value of the area of the Voronoi polygon formed by the perpendicular bisector between the centroids of the islands existing inside the circle.StillToner for charge image development.
[0024]
  [8][1] to any one of [7]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and among the Voronoi polygons formed by vertical bisectors between the centroids of adjacent islands in the sea-island structure, the outer periphery of the toner For a Voronoi polygon that is in contact with the surface, the area of the Voronoi polygon is 160,000 nm2It is characterized by the existence of 5 to 30 islandsStillToner for charge image development.
[0025]
  [9][1] to any one of [8]In the toner for developing an electrostatic image, the toner particles have a sea-island structure, and the island is composed of islands having different luminances.StillToner for charge image development.
[0027]
  [10]In the electrostatic image developing toner according to any one of [1] to [9],The toner has a number variation coefficient in the number particle size distribution of 27% or less and a shape coefficient variation coefficient of 16% or less.StillToner for charge image development.
[0029]
  [11]In the electrostatic image developing toner according to any one of [1] to [9],The toner is characterized in that the proportion 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.StillToner for charge image development.
[0030]
  [12]In the electrostatic image developing toner according to any one of [1] to [11],The toner has a number average particle diameter of 3 to 9 μm.StillToner for charge image development.
[0031]
  [13]In the electrostatic image developing toner according to any one of [1] to [12],The toner has a logarithmic particle size distribution in which the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis when the particle size of the toner particles is D (μm), and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class is 70% or more. It is characterized by beingStillToner for charge image development.
[0034]
  [14] Previous[1]-[13The toner for developing an electrostatic image according to any one of the aboveInThe toner is a salted out / fused composite resin fine particle formed through a process of polymerizing a polymerizable monomer after dissolving a crystalline substance in at least a polymerizable monomer and a colored particle containing a colorant. An electrostatic charge image developing toner obtained by the method described above.
[0035]
  [15] Previous[1]-[14The toner for developing an electrostatic image according to any one of the aboveInThe toner for developing an electrostatic image, wherein the toner is obtained by salting out / fusing at least composite resin particles obtained by a multistage polymerization method and colorant particles.
[0036]
  [16] Previous[1]-[15The toner for developing an electrostatic image according to any one of the aboveInThe toner is obtained by forming a resin phase formed by fusing resin particles by a salting-out / fusing method on the surface of colored particles containing a resin and a colorant. Toner for charge image development.
[0037]
  [17] Previous[14] ~ [16Any one of the aboveFor electrostatic image developmentA method for producing a toner for developing an electrostatic image, comprising producing a toner.
[0038]
  [18In the image forming method comprising the steps of converting the electrostatic latent image formed on the photoreceptor into a visible image, transferring the visible image onto a recording medium, and fixing by heating, the visible imaging is performed as described in [1] to [1].16An image forming method comprising: using the toner for developing an electrostatic charge image according to any one of items 1 to 3 and performing heat fixing at a linear speed of 230 to 900 mm / sec.
[0039]
  [19And a step of converting the electrostatic latent image formed on the photoreceptor into a visible image, transferring the visible image onto a recording medium, and fixing the image by heating.18An image forming method according to claim 1, wherein the electrostatic latent image is formed by performing digital exposure on the photosensitive member.
[0040]
According to the present invention, by controlling the islands of the crystalline substance having releasability constituting the toner to be arranged in a three-dimensionally uniform manner in the toner particles, As a result of allowing the crystalline substance having releasability in the toner to bleed out isotropically and equally, regardless of the pressure direction, it is possible to prevent offset and gloss unevenness. It is a finding of the effect. The present invention will be described in detail below.
[0041]
The toner particles of the present invention have a sea-island structure. The sea-island structure is a structure in which an island-like phase having a closed interface (a boundary between phases) exists in a continuous phase. Say things. That is, in the toner of the present invention, each component of the resin, colorant, and crystalline substance constituting the toner particles is not compatible with each other and each forms a phase independently. It will have. In the present invention, the toner has a structure in which an island of a crystalline substance and an island of a colorant are present in a continuous phase of a resin that is the sea.
[0042]
In this way, the toner particles of the present invention adopt a structure in which a phase of another constituent component exists in an island shape in the continuous phase. By controlling the dispersibility of the crystalline substance islands in the toner particles by specifying the number of the contact diameters within the specified range, the amount of crystalline substances released from the toner particles is controlled. As a result, the crystalline substance added to the toner particles effectively exerts its function at the time of image formation, thereby suppressing the occurrence of filming of the photosensitive member by improving the offset property. The above problems have been achieved.
[0043]
That is, in the prior art, the crystalline substance added to the polymerized toner tended to hardly achieve appropriate dispersibility in the toner particles, but the present invention has solved this problem. In the present invention, the clear reason for achieving the isotropic and optimum dispersibility of the crystalline substance in the toner particles is not necessarily completely elucidated. It is presumed that an island that exhibits an optimal dispersion state could not be formed in the toner particles because the particles of the crystalline material thus tended to aggregate more easily. In the present invention, it is presumed that this problem has been solved by a mechanism that effectively controls the aggregation of the crystalline substances.
[0044]
In the present invention, the crystalline substance is not exposed on the surface of the toner particles, and having a uniform dispersibility within the particles effectively prevents the crystalline substance from being released from the toner particles at the same time. It is thought that it was achieved. The reason why the toner particles having such a structure can be formed is not completely elucidated, but the crystalline substance having releasability used in the toner of the present invention is probably contained inside the toner particles. It is presumed that the presence is held in the binder resin in a more stable state.
[0045]
Alternatively, even if a crystalline substance is present on the surface of the toner particles, the toner of the present invention is produced by heating to a temperature higher than the melting point of the crystalline substance in an aqueous medium. It is also assumed that the crystalline substance present on the toner particle surface when the aqueous medium is removed is also removed together with water.
[0046]
It is also presumed that the shape of the crystalline substance is also caused. That is, in the case of the prior art, the added crystalline substance has a spherical shape or a shape close to a spherical shape, so that the added crystalline substance particles easily move in the toner particles. Since the particles are spherical or have a shape close to a sphere, the contact area in the toner particles is small, so that the crystalline substance is not firmly held in the toner particles and is presumed to spill out from the particles.
[0047]
On the other hand, the toner particles of the present invention take a form in which the islands of the crystalline substance in the toner particles are firmly held in the particles, so that they are released from the toner particles except during the pressure fixing process. It is presumed that a function of allowing the toner particles to be stably and firmly held without causing the toner particles to exude quickly and reliably at the time of pressure fixing is given. In addition, due to the crystalline material having a releasing function that exudes moderately outside the toner particles, a protective layer made of a crystalline material having a low friction coefficient is formed on the surface of the fixed image. As a result, it is possible to prevent the occurrence of stains that occur when paper sheets with image information printed at the time of bookbinding are bundled and overlapped.
[0048]
The toner particles of the present invention have a sea-island structure because the toner particles have regions with different luminance based on a cross-sectional photograph of the toner particles taken with a transmission electron microscope. It can be confirmed that there is. That is, the toner particles of the present invention are obtained by using the transmission electron microscope, as shown in the schematic diagram of FIG. 1, in the continuous phase (binder resin phase) granular islands (crystalline substance phase, And a colorant phase) are present. Further, based on the results obtained from the observation result of the electron microscope, factors that specify the sea-island structure in the toner particles such as the number of islands in one toner particle, the shape factor of the island, and the distance between the closest walls of the island are numerical values. It is obtained as
[0049]
Luminance in a transmission electron micrograph is the visualization of the difference in electron beam transmissivity generated due to the difference in the crystalline state of each element constituting the toner particles, that is, the binder resin, the colorant, and the crystalline substance. In general, the colorant is photographed at a low luminance because the electron beam transmittance is lower than that of the binder resin, and the crystalline substance is photographed at a higher luminance than that of the binder resin.
[0050]
In an electron micrograph, low luminance means that the luminance signal of a pixel (pixel) is in 0 to 99 gradations when divided into 256 gradations, and medium luminance is in the range of 80 to 160 gradations, High brightness refers to one having 127 to 255 gradations, but in the present invention, it is not limited to the above range as long as it is a relative one, that is, any component that can distinguish the above-described toner particle components from photographs. It is not something. For example, when an island of a crystalline substance is placed in an environment at 80 to 120 ° C. for observation with a transmission electron microscope, it flows out and is observed as a void, so that it can be easily distinguished from an island of a colorant. .
[0051]
In this way, in the present invention, each component in the toner particles is identified based on the brightness, so that it is possible to visually determine and identify the sea as an ocean and the island as an island by an electron micrograph. The luminance information is converted into image information that can be visually identified by an image analysis apparatus installed in the electron microscope apparatus.
[0052]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of toner particles having a sea-island structure according to the present invention. In an electron micrograph, the toner particles of the present invention are different in brightness from the continuous phase as shown in this schematic diagram. It is observed that it is composed of islands. In addition, there may be a region that does not have an island portion having a length a and a depth b along the outer periphery of the toner particle.
[0053]
In the present invention, the crystalline substance constituting the island portion is an organic compound having a melting point, and is preferably a hydrocarbon compound containing an ester group in its compound structure. The melting point of the crystalline substance in the toner particles of the present invention is a temperature lower than the softening point of the toner, specifically 130 ° C. or less. The organic compound preferably has an ester group in its structure, and includes a crystalline polyester compound.
[0054]
The toner of the present invention has an endothermic peak from 60 ° C. to 110 ° C. in the DSC curve, and the endothermic amount is 4 to 30 J / g. It can be confirmed that the crystalline substance constituting the island portion in the toner of the invention has a melting point, and further, it can be confirmed by means such as an X-ray diffractometer that it has crystallinity. Further, the crystalline substance contained in the toner of the present invention includes those that exhibit a function as a release agent during image formation.
[0055]
The melting point of such a crystalline substance is preferably 50 to 130 ° C., more preferably 60 to 110 ° C., and particularly preferably 70 to 98 ° C. In a toner containing a crystalline substance having a melting point in the range of 50 to 130 ° C., the melt viscosity can be lowered, the adhesion to paper or the like can be improved, and the crystalline substance is present. Even in this case, the high-temperature elastic modulus is maintained within a preferable range, so that good offset resistance is exhibited.
[0056]
When the melting point of the crystalline substance is less than 50 ° C., the fixability itself is improved, but the storability is lowered, causing a problem in practical use. On the other hand, when the melting point exceeds 130 ° C., the melting start temperature becomes high, so that the contribution to the improvement of the fixability is low and the effect of improving the fixability is reduced.
[0057]
Here, the melting point of the crystalline substance contained in the toner of the present invention is a value measured by a differential calorimeter (DSC), specifically, 10 ° C./min from 0 ° C. to 200 ° C. The temperature showing the maximum peak of the endothermic peak measured when the temperature is raised under the conditions (first temperature raising process) is defined as the melting point. This melting point coincides with the “endothermic peak (P1) in the first temperature rising process by DSC” described later.
[0058]
As a specific measuring device of the melting point, DSC-7 manufactured by PerkinElmer, Inc. can be exemplified. The specific method for measuring the melting point with a differential calorimeter (DSC) is as follows. As the temperature rise / cooling conditions, the sample was left at 0 ° C. for 1 minute, then heated to 200 ° C. at 10 ° C./min. The temperature showing the maximum endothermic peak measured at this time is defined as an endothermic peak P1 in the first temperature raising process. Then, after leaving at 200 ° C. for 1 minute, the temperature is lowered under the condition of 10 ° C./min, and the temperature showing the maximum exothermic peak measured at that time is defined as the exothermic peak P2 in the first cooling process.
[0059]
The crystalline substance used in the toner of the present invention preferably has an endothermic peak (P1) in the first temperature rising process by DSC at 50 to 130 ° C., particularly 60 to 110 ° C. Moreover, it is preferable that the exothermic peak (P2) in the 1st cooling process by DSC exists in 30-110 degreeC, especially 40-120 degreeC. Here, the relationship of P1 ≧ P2 is established between the endothermic peak (P1) and the exothermic peak (P2). The temperature difference (P1-P2) is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. or less.
[0060]
By including a crystalline substance having the above thermal characteristics, it is possible to exhibit an excellent offset prevention effect (wide fixing temperature range) and an excellent fixing property (high fixing rate). In order to exert the effect of the present invention, it is preferable that the binder resin and the crystalline substance are present in a phase-separated state.
[0061]
That is, the crystalline substance dissolves sharply, and as a result, the melt viscosity of the whole toner can be lowered, and the fixability can be improved. Further, since they are phase-separated from each other, it is possible to suppress a decrease in elastic modulus on the high temperature side, so that the offset resistance is not impaired.
[0062]
When the endothermic peak (P1) is less than 50 ° C., since the melting temperature is low, the fixability is improved, but the storage stability is lowered. Further, when the endothermic peak (P1) is in a range exceeding 130 ° C., the melting temperature is high, and as a result, it is impossible to improve the fixability and the offset resistance.
[0063]
When the exothermic peak (P2) indicating the recrystallization state exists below 30 ° C., it cannot be recrystallized unless it is cooled to a considerably low temperature, and such a substance has a low crystallinity. Therefore, it cannot be contributed to the improvement of the fixing property. If the exothermic peak (P2) is in a range exceeding 110 ° C., the recrystallization temperature is too high, the so-called melting temperature is also increased, and the low-temperature fixability is impaired.
[0064]
Further, the differential calorimeter (DSC) can confirm the endothermic peak of the toner of the present invention, and at the same time can measure the endothermic amount, which is the amount of heat. In the toner of the present invention, the above endothermic peak can be measured. The endothermic amount at the time is 4 to 30 J / g, more preferably 6 to 24 J / g.
[0065]
The transmission electron microscope apparatus capable of observing the structure of the toner particles of the present invention is usually sufficiently observed by a model well known among those skilled in the art. For example, “LEM-2000 type (manufactured by Topcon Corporation)”, etc. Is used. In the present invention, values obtained from the results of transmission electron micrographs such as the number of island portions in the toner particles characterized by the present invention from the projection surface of 1000 or more toner particles at a magnification of 10,000 times. It is calculated.
[0066]
In the present invention, a photographing method using a transmission electron microscope is performed by a generally known method performed when measuring toner particles. That is, as a specific method for measuring the tomographic plane of the toner, the toner may be sufficiently dispersed in a room temperature curable epoxy resin, then embedded and cured, or dispersed in a styrene fine powder having a particle size of about 100 nm. After pressure forming, the block obtained is dyed with ruthenium tetroxide or osmium tetroxide if necessary, and then a flaky sample is cut out and transmitted using a microtome with diamond teeth The tomographic morphology of the toner was photographed using an electron microscope (TEM). The shape of the crystalline substance region in the toner particles is visually confirmed from the photograph, and an image taken by an image processing apparatus “Luzex F” (manufactured by Nireco Corporation) provided in the electron microscope apparatus. By calculating the information, the ferret diameter, number, and shape factor values of the islands in the toner particles can be obtained.
[0067]
By the above method, the structure of the toner particles of the present invention is specified. Hereinafter, factors that specify the structure of the toner particles of the present invention will be described in detail.
[0068]
In the toner of the present invention, the average value of the distance between the nearest walls in the island portion existing in the toner particles is 100 to 1060 nm, and the island where the distance between the nearest walls is 1300 nm or more is the whole island in the toner particles. 10% or less by weight. By satisfying this condition, the islands made of crystalline substances in the toner particles are finely dispersed uniformly in the particles while maintaining a reasonably short distance. Have achieved that. It can be visually confirmed from the above transmission electron micrograph that the islands in the toner of the present invention are finely dispersed with no variation in distance.
[0069]
In the toner of the present invention, the average value of the distance between the nearest walls is 100 to 1060 nm, and the number of islands where the distance between the nearest walls is 1300 nm or more is 10% by number or less of all the islands in the toner particles. In the toner of the present invention, there is no unevenness in the dispersion of the islands in the toner particles, such as where there are many islands of crystalline material in the particles and where there are almost no islands. It means that. That is, in the present invention, it is confirmed that the islands are dispersed in an optimum state without unevenness in the toner particles.
[0070]
The distance between the closest walls of the islands in the toner of the present invention refers to the distance between the interfaces of adjacent islands in the toner particles, as indicated by arrows in the schematic diagram of FIG.
[0071]
Further, according to the present invention, the average value of the distance between the nearest walls in the toner particles is 260 to 820 nm, and the number of islands where the distance between the nearest walls is 1300 nm or more is four of all the islands in the toner. % Or less, the dispersibility of the islands in the toner particles is further improved, and more effective leaching of the crystalline substance is achieved in the fixing step.
[0072]
In the present invention, the number of islands whose distance between the nearest walls is 1300 nm or more may be 0% by number. That is, the number of islands whose distance between the nearest walls is 1300 nm or more is 0% by number means that the islands in the toner particles are finely dispersed in a completely uniform state with a short distance. It is.
[0073]
In the toner of the present invention, the islands in the toner have an average value of the distance between the nearest walls of 100 to 1060 nm, and the number of islands having the distance between the nearest walls of 1300 nm or more is 10% by number of all the islands in the toner. It has been found that the percentage of the crystalline substance constituting the island portion not exposed on the toner particle surface is 98% or more of the total when
[0074]
Since the crystalline substance islands are not exposed on the surface of the toner particles, the islands have a structure that is less likely to be detached from the toner particles. It should be noted that the exposure situation from the toner particle surface of the island and the presence of 98% or more of the unexposed toner particles are obtained by the above-described image analysis apparatus based on the above-mentioned transmission electron microscope observation results. is there. The present invention has found the above relationship based on the result of observing the surface of 1000 toner particles.
[0075]
Further, as described above, the toner of the present invention has islands of colorant components that can be distinguished from electron micrographs due to the difference in brightness in addition to the islands of crystalline substances. This is indicated by island B in the schematic diagram of FIG. As is apparent from this schematic diagram, in the toner particles having the sea-island structure of the present invention, a plurality of types of toner component islands may be present, that is, a crystalline substance island and a colorant component island. Since these different types of islands have different brightness, they can be easily identified in an electron micrograph.
[0076]
The island B of the colorant component in the toner particles of the present invention is specified based on the area of the Voronoi polygon described below, and the area related to the area of the Voronoi polygon is also the island of the crystalline substance. Similarly, it is calculated by an image analyzer attached to the electron microscope apparatus based on the image information observed by the transmission electron microscope apparatus.
[0077]
The area of the Voronoi polygon used in the present invention indicates the state of occupancy of islands in the toner particles. A Voronoi polygon or Voronoi polyhedron is, for example, a perpendicular bisector of adjacent points when many points are dispersed in space or on a plane, as described in the Iwanami Physical and Chemical Dictionary, By creating a perpendicular bisector, the entire space is divided into polyhedrons, or the entire plane is divided into polygons. And the division of the plane is called Voronoi division. FIG. 2 shows an example of the toner particles of the present invention divided by Voronoi polygons.
[0078]
As described above, in the present invention, the occupancy state of the island portion in the sea-island structure of the toner particle is indicated by the area of the Voronoi polygon obtained by Voronoi division as a scale representing the ratio of the island portion in the toner particle. . That is, in the present invention, focusing on the center of gravity of the islands present in the toner particles, polygons are formed by vertical bisectors formed by connecting the centers of gravity of adjacent islands, and the areas of these polygons are transmitted through the transmission area. This is calculated by an image analysis apparatus installed in the electron microscope apparatus based on the result of the photograph taken by the scanning electron microscope.
[0079]
The large area of the Voronoi polygon means that the distance between the centers of gravity of adjacent islands is long, that is, the sparse state of the occupied state of the island part in the particle. It is shown. In addition, the small area of the Voronoi polygon means that the distance between the centroids of adjacent islands is short and close, that is, the occupied state of the islands in the particles is dense. Is. In the present invention, for the Voronoi polygons at the islands in the toner particles, 1000 toners are measured, and the average value per toner particle is calculated.
[0080]
In addition, when the Voronoi polygon is generally defined mathematically, it is defined by the following formula.
<Area of Voronoi polygon>
The set of Voronoi polygons V (i) for N independent points P (i) (1 ≦ i ≦ N) in the two-dimensional space R2 or the three-dimensional space R3 is
V (i) = {X || XP (i) | <| XP (j) | for all
i to j}
(In the formula, X and P are position vectors, and || represents a distance in Euclidean space.)
It is assumed that V (i) defined in this way forms a Voronoi polygon at R2, and a Voronoi polyhedron at R3. When V (i) and V (j) are adjacent, the boundary of the Voronoi polygon is It is defined as a part of a perpendicular bisector of a line segment connecting P (i) and point P (j). The Euclidean space is as defined and described in the Mathematical Science Dictionary.
[0081]
Further, the center of gravity of the toner particles of the present invention and the center of gravity of each island in the toner particles are obtained by the moment of the image, and are automatically calculated by the image analysis apparatus installed in the transmission electron microscope apparatus. Here, the barycentric coordinates of the toner particles are obtained by multiplying the brightness value of a minute area at an arbitrary point of the toner particles by the coordinate value of the arbitrary point. Then, the product of the brightness and the coordinate value is obtained for all coordinates existing in the entire toner particles, and the sum of the products is the brightness of the toner particles (the sum of the brightness values at the respective coordinate points obtained as described above). It is required by dividing. Similarly, for the center of gravity of the island, the center of gravity of the island is also calculated by obtaining the luminance at an arbitrary coordinate point in the island. As described above, the center-of-gravity coordinates of the toner particles of the present invention and the center-of-gravity coordinates of each island present in the toner particles are calculated based on the luminance at each arbitrary point, that is, from the brightness of the image.
[0082]
In the present invention, the average value of the area of the Voronoi polygon formed by the perpendicular bisector between the centroids of adjacent islands in the toner particles is 20,000 to 120,000 nm.2And the coefficient of variation of the average value of the area is 25% or less. In the present invention, the variation coefficient of the area of the Voronoi polygon is calculated by the following equation.
The coefficient of variation of the area of the Voronoi polygon = {S1 / K1} × 100 (%)
[In the formula, S1 represents the standard deviation of the area of the Voronoi polygon in the island portion present in the toner particles, and K1 represents the average value of the area of the Voronoi polygon. ]
[0083]
Further, the average value of Voronoi polygon areas of adjacent islands in the toner particles of the present invention is more preferably 40,000 to 100,000 nm.2And the coefficient of variation is 20% or less.
[0084]
Further, in the toner particles of the present invention, the average value of the Voronoi polygon areas of adjacent islands in the toner particles is 20,000 to 120,000 nm.2And 160,000 nm2The island forming the Voronoi polygon having the above area is 3 to 20% by number of the whole island, and preferably 50,000 nm from the viewpoint of making the charge amount distribution uniform.2The islands forming Voronoi polygons having the following areas are 30% by number or more, more preferably 60% by number or more of the whole islands present in one toner particle.
[0085]
The average value of the area of the Voronoi polygon formed by the perpendicular bisector between the centroids of adjacent islands in the toner particles of the present invention is 20,000 to 120,000 nm.2However, if it is out of this range, the occupancy of the islands in the toner particles becomes unfavorable. For example, a colorant present as an island in the particles is effective in the toner particles. This is not preferable because it is difficult to find the effect of the present invention.
[0086]
The variation coefficient of the average value of the area of the Voronoi polygon formed from the adjacent islands in the toner particles of the present invention specifies the variation in the area of the Voronoi polygon, that is, the occupation of the island portion in the toner particles The variation of the state is specified, and the variation coefficient of the average value of the area of the Voronoi polygon may be 25% or less, and preferably 20% or less. When the coefficient of variation is 0%, that is, in a state where there is no variation in the average value of the Voronoi polygon area, in other words, in a state where there is no variation in the occupied state of the islands in the toner particles, all the toner particles There is no need to have the same occupation.
[0087]
In the present invention, if the variation coefficient of the average value of the area of the Voronoi polygon exceeds 25%, that is, the variation between the areas of the obtained Voronoi polygon becomes too large, the effect of the present invention is found at the time of image formation. It becomes extremely difficult to do so.
[0088]
In the present invention, the area of the Voronoi polygon is 160,000 nm.2The above-mentioned islands are 3 to 20% by number of the whole islands present in one toner particle, which means that the islands are moderately dispersed in the toner particles. In this way, the islands are appropriately spaced from each other, meaning that the islands are not unevenly distributed in the toner particles and that the colorant is effectively added to the toner particles. is there.
[0089]
In the present invention, the area of the Voronoi polygon formed by the islands existing within the specific range from the center of gravity of the toner particles is smaller than the area of the Voronoi polygon formed by the islands existing outside the range. It is characterized by being. That is, in the present invention, the average value of the areas of Voronoi polygons formed by islands existing within a radius of 1000 nm from the gravity center of the toner particles is the average value of the areas of Voronoi polygons formed by islands existing within a radius of 1000 nm. This means that in the toner particles, the dispersed state of the islands is sparse at some distance from the center of gravity of the toner particles. By satisfying these conditions, in the toner of the present invention, the effect achieved by the present invention can be found by appropriately dispersing islands in the toner particles.
[0090]
In the toner of the present invention, the toner particles have a sea-island structure, but have a region where no island exists in the region along the outer periphery of the toner particles. In the schematic diagram of FIG. 1, the region indicated by the length a and the depth b along the outer periphery of the cross section of the toner particle is a region that does not include an island. That is, it is confirmed that the toner of the present invention has a region that does not include any island part along the outer periphery of the cross section of the toner particle. The region has a depth of 100 to 200 nm, more preferably a depth of 120 to 180 nm. The length is 500 to 6000 nm, more preferably 800 to 4000 nm.
[0091]
In the toner of the present invention, it is presumed that the island is not particularly present in a specific region along the outer periphery of the toner particle, thereby effectively preventing the island from spilling from the toner particle. Further, it is presumed that the effect found in the present invention is promoted by appropriately dispersing the colorant added to the toner particles in the particles, and the region along the outer periphery of the cross section of the toner particles. If it does not have, the island tends to fall off from the toner particles, and the problem of the present invention tends to be difficult to find.
[0092]
The colorant used in the toner of the present invention is a fine particle dispersion that is made into a fine particle state having a weight average particle diameter of 30 to 500 nm in the toner production process, and is added to the toner particles. A specific description of the production method in which the colorant fine particles have the weight average particle diameter will be described later.
[0093]
Next, the shape of the toner of the present invention will be described in detail.
The toner particles used in the present invention have a shape coefficient variation coefficient of 16% or less, and toner composed of toner particles having a number variation coefficient of 27% or less in the number particle size distribution is used. The presence of the external additive becomes uniform, the charge amount distribution becomes sharp, and high fluidity is obtained. As a result, it is excellent in developability and fine line reproducibility, and stable cleaning properties can be formed over a long period of time.
[0094]
Further, 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 becomes an external additive. As a result, it was found that the change in charge amount, fluidity and cleaning properties were reduced.
[0095]
In addition, when charge is applied to the toner particles by frictional charging, it is presumed that the external additive tends to be buried particularly in the corner portions, and the toner particles are likely to be non-uniformly charged. That is, by using toner composed of toner particles in which the number of toner particles having no corners is 50% by number or more and the number variation coefficient in the number particle size distribution is controlled to 27% or less, developability and fine line reproduction are also achieved. It has been found that a high-quality image can be formed over a long period of time.
[0096]
Further, it has been found that even when the toner is made to have a specific shape, the external additive is not buried and the charge amount distribution becomes sharp. That is, even when toner having a shape factor of 1.2 to 1.6 in which the proportion of toner particles is 65% by number or more and the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, developability, fine line It has been found that images with excellent reproducibility and high image quality can be formed over a long period of time.
[0097]
Here, the number particle size distribution and the number variation coefficient of the toner of the present invention will be described. The number particle size distribution and the number variation coefficient of the toner of the present invention are measured by a Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.). In the present invention, a Coulter multisizer was used, and an interface (manufactured by Nikka Kisha Co., Ltd.) for outputting the particle size distribution and a personal computer were connected. The aperture used in the Coulter Multisizer was 100 μm, and the volume diameter and number diameter of 2 μm or more were measured to calculate the particle size distribution and average particle size. The number particle size distribution represents the relative frequency of toner particles with respect to the particle size, and the number average particle size represents a cumulative 50% diameter in the number particle size distribution, that is, Dn50.
[0098]
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). ]
[0099]
The number variation coefficient of the toner of the present invention is 27% or less, preferably 25% or less. When the number variation coefficient is 27% or less, voids in the transferred toner layer are reduced, fixing properties are improved, and offset is less likely to occur. In addition, the charge amount distribution becomes sharp, the transfer efficiency is increased, and the image quality is improved.
[0100]
The method for controlling the number variation coefficient of the present invention is not particularly limited. For example, a method of classifying toner particles by wind force can be used, but classification in a liquid is effective for reducing the number variation coefficient. As a method of classifying in this liquid, there is a method of using a centrifuge and controlling the number of revolutions to separate and adjust the toner particles according to the difference in sedimentation speed caused by the difference in toner particle diameter.
[0101]
Next, the shape factor of the toner of the present invention will be described. In the toner of the present invention, the proportion of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65 number% or more, the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number in the number particle size distribution. The coefficient of variation is 27% or less. Here, 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.
Shape factor = ((maximum diameter / 2)2× π) / projection area
[0102]
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.
[0103]
Next, toner particles having no corners will be described for the toner of the present invention. Here, the toner particles having no corners are toner particles that do not substantially have protrusions that concentrate electric charges or protrusions that easily wear due to stress. That is, as shown in FIG. When the major axis of the toner particle T is L, the circle C having a radius (L / 10) rolls inward while touching the inner line at one point with respect to the peripheral line of the toner particle T. A case where the toner does not substantially protrude outside the toner T is referred to as “toner particles having no corners”. “A case where the protrusion does not substantially protrude” refers to a case where the protrusion having the protruding circle is one or less.
[0104]
The “major diameter of toner particles” refers to the width of a particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on a plane is sandwiched between two parallel lines. 8B and 8C show projection images of toner particles having corners, respectively.
[0105]
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-fold photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement was performed on 1000 toner particles.
[0106]
In the toner of the present invention, the proportion of toner particles having no corners is 50% by number or more, preferably 70% by number or more. When the ratio of toner particles having no corners is 50% by number or more, generation of fine particles is less likely to occur due to stress with the developer conveying member and the like, and so-called contamination on the surface of the developer conveying member is suppressed. In addition, the charge amount distribution becomes sharp, the chargeability is stable, and good image quality can be formed over a long period of time.
[0107]
A method for obtaining toner having no corners is not particularly limited. For example, as described above as a method for controlling the shape factor, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy by impact force in a gas phase, or a toner is dissolved. It can be obtained by adding in a solvent that does not, and applying a swirling flow.
[0108]
In the toner of the present invention, when the particle diameter of the toner particles 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. In the histogram showing the distribution, the sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class after the most frequent class. The toner is preferably 70% or more.
[0109]
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.
[0110]
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 a computer via the I / O unit according to the following conditions and using the particle size distribution analysis program in the computer. is there.
〔Measurement condition〕
1: Aperture: 100 μm
2: Sample preparation method: Electrolytic solution [ISOTON II (manufactured by Coulter Scientific Japan)] A suitable amount of a surfactant (neutral detergent) is added to 50 to 100 ml and stirred, and 10 to 20 mg of a measurement sample is added thereto. This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
[0111]
Next, the particle diameter of the toner of the present invention will be described. The toner used in the present invention has a number average particle diameter of 3 to 9 μm, preferably 4.5 to 8.5 μm, and more preferably 5 to 8 μm. This particle size can be controlled by the concentration of the flocculant (salting-out agent), the amount of organic solvent added, the fusing time, and the polymer composition in the toner production method.
[0112]
When the number average particle diameter is 3 to 9 μm, the transfer efficiency is increased, the image quality of halftone is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved. Calculation of the particle size distribution of the toner and measurement of the number average particle size are performed using a Coulter Counter TA-II, Coulter Multisizer (both manufactured by Coulter), SLAD1100 (Laser diffraction type particle size measuring device manufactured by Shimadzu Corporation) and the like. Can be measured. In the present invention, a Coulter Multisizer is used to measure and calculate an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) that outputs a particle size distribution and a personal computer.
[0113]
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
The toner of the present invention is obtained by polymerizing at least a polymerizable monomer in an aqueous medium. In this production method, resin particles are prepared by polymerizing a polymerizable monomer by a suspension polymerization method. Alternatively, the emulsion resin of the required additives is added (in an aqueous medium), and the monomer is emulsion polymerized or miniemulsion polymerized to prepare fine resin particles, and charged as necessary. After adding the controllable resin particles, an organic solvent, an aggregating agent such as a salt, and the like are added to produce the resin particles by agglomeration and fusion.
[0114]
<Suspension polymerization method>
As an example of a method for producing the toner of the present invention, a charge control resin is dissolved in a polymerizable monomer, and various constituent materials such as a colorant, a mold release agent, and a polymerization initiator are added. Then, various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer using a homogenizer, a sand mill, a sand grinder, an ultrasonic disperser or the like. The polymerizable monomer in which these various constituent materials are dissolved or dispersed is dispersed in oil droplets having a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Thereafter, the stirring mechanism is transferred to a reaction device (stirring device) which is a stirring blade described later, and the polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention. In the present invention, the “aqueous medium” refers to a medium containing at least 50% by mass of water.
[0115]
<Emulsion polymerization method>
Further, as a method for producing the toner of the present invention, a method in which resin particles are prepared by salting out / fusion in an aqueous medium 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 particle size growth, and the shape is controlled by smoothing the particle surface while heating and stirring, and the particles are heated in a fluidized state while containing water. By drying, the toner of the present invention can be formed. Here, a solvent that is infinitely soluble in water, such as alcohol, may be added simultaneously with the flocculant.
[0116]
In the method for producing a toner of the present invention, the composite resin fine particles and the colorant particles formed through the step of polymerizing the polymerizable monomer after at least dissolving the crystalline substance in the polymerizable monomer are salted out / It is obtained by fusing. The toner of the present invention dissolves a crystalline substance in a polymerizable monomer, but it may be dissolved and dissolved or melted and dissolved.
[0117]
The toner production method of the present invention is to salt out / fuse the composite resin fine particles obtained by the multistage polymerization method and the colorant particles. The multistage polymerization method will be described below.
[0118]
<Method for producing composite resin particles obtained by multistage polymerization method>
The toner manufacturing method of the present invention comprises the following steps.
1: Multistage polymerization process
2: A salting out / fusing step for obtaining toner particles by salting out / fusing the composite resin particles and the colorant particles.
3: Filtration / washing step of separating the toner particles from the toner particle dispersion and removing the surfactant from the toner particles.
4: a drying process for drying the washed toner particles;
5: Step of adding an external additive to the dried toner particles
Consists of
Hereinafter, each step will be described in detail.
[0119]
[Multistage polymerization process]
The multi-stage polymerization step is a polymerization method performed for expanding the molecular weight distribution of the resin particles so as to obtain a toner in which offset generation is prevented. That is, in order to form phases having different molecular weight distribution in one resin particle, the polymerization reaction is performed in multiple stages, and the obtained resin particle has a molecular weight gradient from the center of the particle toward the surface layer. It is intended to be formed. For example, a method of forming a low molecular weight surface layer by first obtaining a high molecular weight resin particle dispersion and then newly adding a polymerizable monomer and a chain transfer agent is employed.
[0120]
In the present invention, it is preferable to employ a multi-stage polymerization method of three-stage polymerization or more from the viewpoint of production stability and crushing strength of the resulting toner. Hereinafter, the two-stage polymerization method and the three-stage polymerization method, which are representative examples of the multistage polymerization method, will be described. The toner obtained by such a multistage polymerization reaction preferably has a lower molecular weight as the surface layer from the viewpoint of crushing strength.
[0121]
<Two-stage polymerization method>
The two-stage polymerization method is a method for producing composite resin particles composed of a central portion (core) formed from a high molecular weight resin containing a crystalline substance and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. is there.
[0122]
This method will be described in detail. First, a crystalline substance is dissolved in a monomer to prepare a monomer solution, and the monomer solution is added to oil droplets in an aqueous medium (for example, a surfactant aqueous solution). After the dispersion, this system is polymerized (first stage polymerization) to prepare a dispersion of high molecular weight resin particles containing a crystalline substance.
[0123]
Next, a polymerization initiator and a monomer for obtaining a low molecular weight resin are added to the dispersion of the resin particles, and the monomer is polymerized in the presence of the resin particles (second-stage polymerization). Thus, a coating layer made of a low molecular weight resin (monomer polymer) is formed on the surface of the resin particles.
[0124]
<Three-stage polymerization method>
The three-stage polymerization method produces composite resin particles composed of a central part (core) formed from a high molecular weight resin, an intermediate layer containing a crystalline substance, and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin. Is the method. The toner of the present invention exists as the composite resin particles as described above.
[0125]
This method will be specifically described. First, a dispersion of resin particles obtained by a polymerization process (first-stage polymerization) according to a conventional method is added to an aqueous medium (for example, an aqueous solution of a surfactant). In the aqueous medium, a monomer solution obtained by dissolving a crystalline substance in a monomer is dispersed in oil droplets, and then this system is polymerized (second-stage polymerization) to obtain resin particles (cores). A coating layer (intermediate layer) made of a resin (monomer polymer) containing a crystalline substance is formed on the surface of the particles, and a dispersion of composite resin particles (high molecular weight resin-intermediate molecular weight resin) is prepared. Prepare.
[0126]
Next, a polymerization initiator and a monomer for obtaining a low molecular weight resin are added to the obtained dispersion of composite resin particles, and the monomer is polymerized in the presence of the composite resin particles (third-stage polymerization). ), A coating layer made of a low molecular weight resin (monomer polymer) is formed on the surface of the composite resin particles. In the above method, the incorporation of the intermediate layer is preferable because the crystalline substance can be finely and uniformly dispersed.
[0127]
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 a coating layer (intermediate layer) containing a crystalline substance, the crystalline substance is dissolved in the monomer, and the resulting monomer solution is oiled in an aqueous medium. It is a method of obtaining latex particles by dispersing in drops and adding a polymerization initiator to this system for polymerization treatment.
[0128]
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.
[0129]
As a suitable polymerization method for forming resin particles or a coating layer containing a crystalline substance, the crystalline substance is a monomer in an aqueous medium in which a surfactant having a concentration equal to or lower than the critical micelle concentration is dissolved. The monomer solution dissolved in is dispersed in oil droplets using mechanical energy to prepare a dispersion, and a water-soluble polymerization initiator is added to the resulting dispersion to cause radical polymerization in the oil droplets. A method (hereinafter referred to as “mini-emulsion method” in the present invention), and the effects of the present invention can be exhibited more preferably. In the above method, an oil-soluble polymerization initiator may be used instead of or together with the water-soluble polymerization initiator.
[0130]
According to the mini-emulsion method that mechanically forms oil droplets, unlike the usual emulsion polymerization method, the crystalline substance dissolved in the oil phase has little detachment and is sufficient in the formed resin particles or coating layer. Any amount of crystalline material can be introduced.
[0131]
Here, the disperser for dispersing oil droplets by mechanical energy is not particularly limited. For example, the stirring device “CLEARMIX” (M technique (M Co., Ltd.), ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, manton gorin, pressure homogenizer, and the like. The dispersed particle diameter is 10 to 1000 nm, preferably 50 to 1000 nm, and more preferably 30 to 300 nm. Here, by providing a distribution of the dispersed particle diameter, the phase separation structure of the crystalline substance in the toner particles is controlled uniformly so that a specific value does not have a peak in the distance between the nearest walls. .
[0132]
In addition, as other polymerization methods for forming resin particles or a coating layer containing a crystalline substance, known methods such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, and a seed polymerization method can be employed. These polymerization methods can also be employed to obtain resin particles (core particles) or coating layers constituting the composite resin particles that do not contain a crystalline substance.
[0133]
The particle diameter of the composite resin particles obtained in this polymerization step is in the range of 10 to 1000 nm in terms of mass average particle diameter measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Is preferred.
[0134]
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.
The softening point of the composite resin particles is preferably in the range of 95 to 140 ° C.
[0135]
The toner of the present invention is obtained by forming a resin layer formed by fusing resin particles on the surface of the resin and colored particles by a salting-out / fusing method. This will be described below.
[0136]
[Salting out / fusion process]
This salting-out / fusion step is carried out by salting out / bonding the composite resin particles and the colorant particles obtained in the multi-stage polymerization step (to cause salting-out and fusion at the same time) to form an irregular shape ( This is a step of obtaining non-spherical toner particles.
[0137]
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. .
[0138]
In this salting-out / fusion process, internal additive particles such as charge control agents (fine particles having a number average primary particle size of about 10 to 1000 nm) may be salted out / fused together with the composite resin particles and the colorant particles. Good. The colorant particles may be surface-modified, and conventionally known ones can be used as the surface modifier.
[0139]
[Aging process]
The aging step is a step subsequent to the salting-out / fusion step, and after the resin particles are fused, the temperature is kept near the melting point of the crystalline substance, preferably the melting point ± 20 ° C., and stirring is continued at a constant strength. This is a step of phase-separating the crystalline substance. Also in this step, it is possible to control the dispersibility of the crystalline substance in the toner particles.
[0140]
[Colorant fine particles]
The colorant fine particles used for obtaining the toner of the present invention are formed using a dispersing device for finely dispersing the colorant fine particles in an aqueous medium containing a surfactant. That is, the dispersing apparatus shown in FIG. 3 is an example of a dispersing apparatus that finely disperses the fine colorant particles preferably used in the toner of the present invention, and includes a screen that forms a stirring chamber and a rotor that rotates at high speed in the stirring chamber. A shearing force is generated, and fine particles are obtained by finely dispersing the colorant in an aqueous medium containing a surfactant by the action of the shearing force (further impact force, pressure fluctuation, cavitation, potential core action). It is.
[0141]
Here, the surfactant contained in the aqueous medium in which the colorant fine particles are dispersed is dissolved at a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration (CMC), and the surfactant used is used in the polymerization step. The same one can be used.
[0142]
The weight average particle diameter (dispersion particle diameter) of the colorant fine particles is 30 to 500 nm, preferably 50 to 300 nm. When the weight average particle diameter of the colorant fine particles is less than 30 nm, the colorant floats in the aqueous system severely, and when the weight average particle diameter exceeds 500 nm, the colorant particles are moderately contained in the aqueous system. Since it is easy to settle without being dispersed, it is difficult to introduce the colorant into the toner particles. Under such conditions, the colorant particles are not preferred because they remain free in the aqueous system without being taken into the toner particles. The weight average particle diameter of the colorant fine particles is measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
[0143]
The fine colorant particles used in the toner of the present invention are prepared by first adding a colorant into an aqueous medium containing a surfactant and then preliminarily dispersing (coarse dispersion) with a propeller stirrer or the like. A dispersed predispersion is produced. A preferable dispersion state is obtained by supplying the preliminary dispersion to a stirrer including a screen that forms a stirrer chamber and a rotor that rotates at a high speed in the stirrer chamber, and performing a dispersion process (fine dispersion process) using the stirrer. A dispersion of colorant fine particles having the following is prepared:
[0144]
In the present invention, “CLEARMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.) can be mentioned as a stirring device for dispersion treatment for obtaining colorant fine particles having a preferable dispersion state. This “Clearmix” has a rotor (stirring blade) that rotates at a high speed and a fixed screen (fixed ring) that surrounds the rotor, and a shearing force, collision force, pressure fluctuation, cavitation and It has a structure that imparts the action of a potential core, and these actions function synergistically to effectively emulsify and disperse the liquid to be treated.
[0145]
That is, this “Clear mix” is originally used for the production of emulsion (dispersion of liquid fine particles), but the present inventors use it as an apparatus for dispersing solid colorant fine particles in an aqueous medium. Thus, it has been found that a dispersion of colorant fine particles having a preferable average particle size and a sharp particle size distribution can be obtained.
[0146]
FIG. 3A is a schematic diagram showing a rotor that rotates at a high speed and a fixed screen that surrounds the rotor. In FIG. 3, 101 is a screen, M is a stirring chamber partitioned by the screen 101, 102. Indicates a rotor rotating at high speed in the stirring chamber M.
[0147]
The rotor 102 is a stirring blade that rotates at a high speed, and its rotation speed is usually 4,500 to 22,000 rpm, preferably 10,000 to 21,500 rpm. The tip peripheral speed of the rotor 2 is normally 10 to 40 m / sec, preferably 15 to 30 m / sec.
[0148]
The screen 101 arranged so as to surround the rotor 102 is formed of a fixed ring composed of a large number of slits (not shown). The width of the slit is 0.5 to 5 mm, preferably 0.8 to 2 mm. Moreover, the number of slits is 10-50, Preferably it is 15-30. The gap (clearance) between the rotor 102 and the screen 101 is usually 0.1 to 1.5 mm, preferably 0.2 to 1.0 mm.
[0149]
The average particle size and particle size distribution of the colorant fine particles are adjusted by controlling the number of revolutions of the rotor 102, and can be adjusted by selecting the shapes of the screen 101 and the rotor 102. Specifically, the screen (S1.0-24, S1.5-24, S1.5-18, S2.0-18, S3.0-9) and the rotor (R1), which are standard equipment in “CLEARMIX”, are provided. Although a preferable dispersion state is obtained by combination with ~ R4), it may be produced in-house to obtain a more preferable dispersion state.
[0150]
FIG.3 (b) is a schematic diagram which shows the continuous processing apparatus (Clear mix) provided with the rotor and the screen. The predispersed dispersion liquid (preliminary dispersion liquid) is supplied from a preliminary dispersion liquid inlet 104 shown in FIG. 3B to a stirring chamber between the screen 101 and the rotor. The screen 101 and the rotor are surrounded by a pressurized vacuum attachment 103, and a temperature sensor 106, a cooling jacket 107, and a cooling coil 108 are disposed. The agglomerated particles of the colorant in the preliminary dispersion are crushed (finely dispersed) by applying a shearing force generated by the rotor rotating at high speed and the screen 101.
[0151]
That is, the colorant-aggregated particles in the preliminary dispersion supplied to the band-shaped stirring chamber located between the screen 101 and the rotor are subjected to shear force (mechanical energy) generated by high-speed rotation of the screen 101 and the rotor. In addition to the shearing force, it is crushed (finely dispersed) into fine colorant particles by the action of impact force, pressure fluctuation, cavitation and potentio core. The dispersion liquid of the colorant fine particles is ejected from the slit of the screen 101 into the pressurized vacuum attachment 103 to obtain a dispersion liquid of the colorant fine particles having a preferable average particle diameter and sharp particle diameter distribution. The dispersion liquid containing the colorant fine particles is sent to the next process from the dispersion liquid outlet 105.
[0152]
In the stirrer due to the action of the rotor and the screen, the colorant agglomerated particles are crushed to form fine colorant particles (dispersed particles) having a preferred average particle size and sharp particle size distribution. The formation mechanism is as follows. This is due to the multiple actions shown.
[0153]
(1) Near the surface of the rotor (stirring blade) that rotates at high speed, the velocity gradient is large, so a high-speed shear rate region is formed near the surface, and the colorant aggregated particles are crushed by the shearing force generated in this region. .
[0154]
(2) Behind the rotor (stirring blade), if the rotational speed is high, a vacuum part (cavitation) is generated, and the bubbles generated by the rotation disappear at the stage where the flow rate of the dispersion liquid is reduced. Along with this, an impact pressure is generated, and the aggregated particles of the colorant are crushed by the impact pressure.
[0155]
(3) The rotor (stirring blade) imparts pressure energy to the preliminary dispersion by its high-speed rotation. However, if the pressure energy is suddenly released, the kinetic energy of the preliminary dispersion increases, and the preliminary dispersion flowing by the rotor is a screen. When repeatedly passing between the open portion (slit portion) and the sealed portion (non-slit portion), pressure energy is changed to generate pressure waves to break up the aggregated particles of the colorant.
[0156]
(4) When the pre-dispersion liquid having a large kinetic energy collides with the screen or other walls, the aggregated particles of the colorant subjected to the collision force are crushed and become colorant fine particles having a sharp particle size distribution.
[0157]
(5) When the dispersion having velocity energy passes through the slit portion of the screen, it becomes a jet (jet flow). In the potential core (velocity region not affected by the viscous flow) in the jet, the surrounding fluid is sucked at a high speed. The agglomerated particles of the colorant that have received this energy are crushed and become fine colorant particles having a sharp particle size distribution.
[0158]
The dispersion time for obtaining the colorant fine particle dispersion is not particularly limited, but is 5 to 30 minutes, preferably 7 to 25 minutes. Moreover, when circulating, 5 paths or more are preferable, More preferably, it is 5-20 paths. If the dispersion time is too long, the dispersion becomes excessive and the abundance of fine particles increases, which is not preferable.
[0159]
Further, in order to obtain colorant fine particles preferably used for the toner of the present invention, a dispersion container having a stirring device equipped with a screen and a rotor is used, and the stirring is performed in an aqueous medium accommodated in the dispersion container. You may perform the batch-type dispersion | distribution process which ejects a coloring agent (aqueous medium containing a coloring agent) from the stirring chamber of an apparatus.
[0160]
FIG.3 (c) is a schematic diagram which shows the dispersion | distribution container provided with such a stirring apparatus (Clear mix), and a dispersion process is performed by such an apparatus. In FIG. 3C, 111 is a dispersion vessel, 112 is a stirring device, and 113 is a stirring shaft for driving the stirring device 112. The stirring device 112 has the same configuration (screen and rotor) as that shown in FIG.
[0161]
The preliminary dispersion (dispersion of the colorant aggregated particles) enters the stirring chamber from the upper part of the stirring device 112 and is stirred by the strong shearing force, impact force and turbulence generated between the rotor rotating at high speed and the screen. Colorant fine particles having a weight average particle diameter of 30 to 300 nm are formed and ejected into the dispersion container 111 from the slits of the screen. In the dispersion step of the colorant fine particles, the dispersion container 111 may have a jacket structure, and the temperature in the dispersion container 111 may be controlled by flowing warm water or steam into the jacket, and if necessary, cold water.
[0162]
In the case of performing batch-type dispersion processing using the dispersion container shown in FIG. 3C, the colorant ejection direction from the stirring chamber of the stirring device 112 (the ejection direction of the colorant fine particles into the aqueous medium) Is preferably in the downward or horizontal direction. By ejecting the colorant (colorant fine particles) downward or in the horizontal direction, the aqueous medium in the dispersion container 111 flows as indicated by an arrow F. As a result, the colorant is ejected downward, and the flow follows the wall. And then recirculates into the Claremix. For this reason, a dispersion | distribution process can be repeated reliably and dispersion | distribution energy can be provided uniformly. As a result, it is estimated that the dispersion diameter of the colorant can be made uniform. Thereby, the colorant fine particles having a sharp particle size distribution can be efficiently formed.
[0163]
In this way, the colorant particles preferably used in the present invention are crushed by the action of shearing force generated by the screen and the rotor, and the suitable average particle diameter (weight average particle diameter: 30 to 30). 500 nm) and a dispersion of colorant fine particles (fine particles close to primary particles) having a sharp particle size distribution (standard deviation (σ) of 30 or less) is obtained, and such colorant fine particles (dispersed particles) are obtained as resin fine particles. By subjecting the toner particles to salting out / fusion, colorant fine particles are surely introduced into the toner particles to be formed, and the introduced colorant particles are not released, and the colorant is contained between the toner particles. There is no variation in the ratio.
[0164]
As a result, even when the toner of the present invention is used for image formation under high temperature and high humidity or after a long period of non-use of the apparatus, image defects such as fogging due to toner charge amount fluctuations and fine dot dust are generated. There is no. Furthermore, in the present invention, since the colorant fine particles are dispersed in the toner particles without using the medium, image defects caused by the remaining fine impurities such as the fragmented pieces of the medium in the toner do not occur.
[0165]
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).
[0166]
The disperser used for the dispersion treatment of the colorant particles is not particularly limited, but preferably a stirring device “CLEARMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.) equipped with a rotor rotating at high speed, ultrasonic dispersion And pressure dispersers such as a mechanical homogenizer, manton gourin, and pressure homogenizer, and medium dispersers such as a Getzman mill and a diamond fine mill.
[0167]
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.
[0168]
The temperature range suitable for salting out / fusion is (Tg + 10) to (Tg + 50 ° C.), and particularly preferably (Tg + 15) to (Tg + 40 ° C.). In addition, an organic solvent that is infinitely soluble in water may be added in order to effectively perform fusion.
[0169]
In the present invention, resin particles and a colorant are salted out, aggregated, and fused in an aqueous medium to obtain colored particles (referred to as toner particles in the present invention), and then the toner particles are separated from the aqueous medium. When performing, it is preferable to carry out at the temperature more than the craft point of the surfactant which exists in an aqueous medium, More preferably, it is carrying out in the temperature range of a craft point-(craft point +20 degreeC).
[0170]
The Kraft point is a temperature at which an aqueous solution containing a surfactant starts to become cloudy, and the Kraft point is measured as follows.
<Measurement of craft point>
A solution was prepared by adding the actual amount of the flocculant to the aqueous medium, that is, the surfactant solution used in the salting out, agglomeration and fusion processes, and this solution was stored at 1 ° C. for 5 days. The solution was then gradually heated with stirring until clear. The temperature at which the solution becomes clear is defined as the Kraft point.
[0171]
The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention is described above in order to stabilize and maintain the chargeability particularly with respect to the environment from the viewpoint of suppressing excessive charge to the toner particles and imparting uniform chargeability. It is preferable to contain 250 to 20000 ppm, more preferably 800 to 5000 ppm in the toner.
[0172]
Moreover, in this invention, it is preferable that the total value of the bivalent (trivalent) metal element used for a coagulant | flocculant and the monovalent | monohydric metal element added as an aggregation terminator mentioned later is 350-35000 ppm. The residual amount of metal ions in the toner is measured using a fluorescent X-ray analyzer “System 3270 type” (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.), and the metal species of the metal salt used as a flocculant (for example, calcium chloride It can be determined by measuring the intensity of the fluorescent X-ray emitted from the derived calcium or the like. As a specific measurement method, a plurality of toners having a known content ratio of the flocculant metal salt are prepared, each toner 5g is pelletized, the content ratio (mass ppm) of the flocculant metal salt, and the metal species of the metal salt The relationship (calibration curve) with the fluorescent X-ray intensity (peak intensity) is measured. Next, the toner (sample) whose content of the flocculant metal salt is to be measured is similarly pelletized, and the fluorescent X-ray intensity from the metal species of the flocculant metal salt is measured. Amount "can be determined.
[0173]
[Filtering and washing process]
In this filtration / washing step, a filtration treatment for filtering the toner particles from the toner particle dispersion obtained in the above step, and a surfactant or salt from the filtered toner particles (cake-like aggregate). A cleaning process for removing deposits such as a depositing agent is performed. Here, the filtration method is not particularly limited, such as a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a filtration method using a filter press or the like.
[0174]
[Drying process]
This step is a step of drying the washed toner particles.
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.
[0175]
The water content of the dried toner particles is preferably 5% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less.
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.
[0176]
The toner of the present invention forms composite resin particles in the absence of a colorant, adds a dispersion of the colorant particles to the dispersion of the composite resin particles, and saltes out the composite resin particles and the colorant particles. It is preferably prepared by fusing.
Thus, the polymerization reaction for obtaining the composite resin particles is not inhibited by preparing the composite resin particles in a system in which no colorant is present. Therefore, according to the toner of the present invention, the excellent offset resistance is not impaired, and the fixing device is not contaminated or the image is not stained due to the accumulation of toner.
[0177]
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 odor is generated.
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.
[0178]
Next, each component used in the toner manufacturing process will be described in detail.
(Polymerizable monomer)
As a polymerizable monomer for producing the resin (binder) used in the present invention, a hydrophobic monomer is an essential constituent, and a crosslinkable monomer is used as necessary. Moreover, it is desirable to contain at least one monomer having an acidic polar group or a monomer having a basic polar group in the structure as described below.
[0179]
(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.
[0180]
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.
[0181]
Examples of vinyl aromatic monomers include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, p. -N-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2, Examples thereof include styrene monomers such as 4-dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.
[0182]
Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, Examples include ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc. It is done.
[0183]
Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, and examples of vinyl ether monomers include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether, and the like. It is done.
[0184]
Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, and the diolefin monomer includes butadiene, isoprene, Examples include chloroprene.
[0185]
(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.
[0186]
(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).
[0187]
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group (a) include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid monobutyl ester, maleic acid Examples thereof include monooctyl esters and metal salts thereof such as Na and Zn.
[0188]
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated compound having a sulfone group (b) include sulfonated styrene and its Na salt, allylsulfosuccinic acid, allylsulfosuccinic acid octyl, and their Na salts. it can.
[0189]
(4) Monomers having basic polar groups
As the monomer having a basic polar group, (a) a (meth) acrylic acid ester of an aliphatic alcohol having 1 to 12, preferably 2 to 8, particularly preferably 2, an amine group or a quaternary ammonium group. , (B) (meth) acrylic acid amide or (meth) acrylic acid amide mono- or disubstituted with an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms optionally on N, (c) a heterocyclic ring having N as a ring member Examples thereof include a vinyl compound substituted with a group and (d) N, N-diallyl-alkylamine or a quaternary ammonium salt thereof. Among them, (a) (meth) acrylic acid ester of an aliphatic alcohol having an amine group or a quaternary ammonium group is preferable as a monomer having a basic polar group.
[0190]
Examples of (meth) acrylic acid esters of aliphatic alcohols having an amine group or quaternary ammonium group (a) 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.
[0191]
(B) (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.
[0192]
Examples of the vinyl compound substituted with a heterocyclic group having N as a ring member in (c) include vinylpyridine, vinylpyrrolidone, vinyl-N-methylpyridinium chloride, vinyl-N-ethylpyridinium chloride and the like.
[0193]
Examples of N, N-diallyl-alkylamine in (d) include N, N-diallylmethylammonium chloride, N, N-diallylethylammonium chloride and the like.
[0194]
(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. By using a redox initiator, the polymerization activity can be increased, the polymerization temperature can be lowered, and the polymerization time can be shortened.
[0195]
The polymerization temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator, but it is, for example, in the range of 50 ° C to 90 ° C. However, it is also possible to polymerize at room temperature or higher by using a polymerization initiator that starts at room temperature in combination with a hydrogen peroxide-reducing agent (such as ascorbic acid).
[0196]
(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, gives a toner having a sharp molecular weight distribution, and is excellent in storage stability, fixing strength, and offset resistance. Preferable examples include ethyl thioglycolate, propyl thioglycolate, propyl thioglycolate, butyl thioglycolate, t-butyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, octyl thioglycolate, decyl 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.
[0197]
(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.
[0198]
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).
[0199]
In the present invention, surfactants represented by the following general formulas (1) and (2) are particularly preferably used.
General formula (1) R1(OR2)nOSOThreeM
General formula (2) R1(OR2)nSOThreeM
[0200]
In the general formulas (1) and (2), R1Represents an alkyl group or arylalkyl group having 6 to 22 carbon atoms, preferably an alkyl group or arylalkyl group having 8 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group or arylalkyl group having 9 to 16 carbon atoms. is there.
[0201]
R1Examples of the alkyl group having 6 to 22 carbon atoms represented by: n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-hexadecyl group, cyclopropyl group , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, and R1Examples of the arylalkyl group represented by the formula include a benzyl group, a diphenylmethyl group, a cinnamyl group, a styryl group, a trityl group, and a phenethyl group.
[0202]
In the general formulas (1) and (2), R2Represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms. R2Examples of the alkylene group having 2 to 6 carbon atoms represented by: ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, propylene group, ethylethylene group and the like.
[0203]
In general formula (1), (2), n is an integer of 1-11, Preferably it is 2-10, More preferably, it is 2-5, Most preferably, it is 2-3.
[0204]
In the general formulas (1) and (2), examples of the monovalent metal element represented by M include sodium, potassium, and lithium. Of these, sodium is preferably used.
[0205]
Specific examples of the surfactant represented by the general formulas (1) and (2) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Compound (101): CTenHtwenty one(OCH2CH2)2OSOThreeNa
Compound (102): CTenHtwenty one(OCH2CH2)ThreeOSOThreeNa
Compound (103): CTenHtwenty one(OCH2CH2)2SOThreeNa
Compound (104): CTenHtwenty one(OCH2CH2)ThreeSOThreeNa
Compound (105): C8H17(OCH2CH (CHThree))2OSOThreeNa
Compound (106): C18H37(OCH2CH2)2OSOThreeNa
[0206]
In the present invention, from the viewpoint of maintaining the charge holding function of the toner in a good state, suppressing fogging under high temperature and high humidity, and improving transferability, and suppressing the increase in charge amount under low temperature and low humidity, developing From the viewpoint of stabilizing the amount, the content of the surfactant represented by the general formulas (1) and (2) in the toner for developing an electrostatic charge image is preferably 1 to 1000 ppm, more preferably 5 It is -500 ppm, Most preferably, it is 7-100 ppm.
[0207]
In the present invention, by setting the amount of the surfactant to be contained in the toner within the above described range, the chargeability of the electrostatic image developing toner of the present invention is always uniform without being influenced by environmental influences. It can be applied and maintained in a stable state.
[0208]
Further, the content of the surfactant represented by the above general formulas (1) and (2) contained in the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention is calculated by the following method.
1 g of toner is dissolved in 50 ml of chloroform, and the surfactant is extracted from the chloroform layer with 100 ml of ion exchange water. Further, the extracted chloroform layer is extracted once again with 100 ml of ion-exchanged water to obtain a total of 200 ml of extract (water layer), and this extract is diluted to 500 ml.
Using this diluted solution as a test solution, in accordance with the method defined in JIS 33636, color was developed with methylene blue, the absorbance was measured, and the surfactant content in the toner was measured from a separately prepared calibration curve. is there.
[0209]
Moreover, the structure of the surfactant represented by the general formulas (1) and (2) was determined by analyzing the above extract using 1H-NMR.
[0210]
In the present invention, a metal salt can be preferably used as an aggregating agent in a step of salting out, agglomerating, and fusing resin particles from a dispersion of resin particles prepared in an aqueous medium. More preferably, a metal salt is used as the flocculant. The reason is that a divalent or trivalent metal salt is preferable to a monovalent metal salt because the critical aggregation concentration (coagulation value or coagulation point) is smaller.
[0211]
In the present invention, a nonionic surfactant can also be used. Specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, a combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, Examples include higher fatty acid and polyethylene glycol esters, higher fatty acid and polypropylene oxide esters, and sorbitan esters.
[0212]
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.
[0213]
(Molecular weight distribution of resin particles and toner)
The toner of the present invention preferably has a molecular weight distribution peak or shoulder at 100,000 to 1,000,000 and 1,000 to 50,000, and further has a molecular weight distribution peak or shoulder of 100. It is preferable that it exists in 1,000,000,000, 25,000-150,000, and 1,000-50,000.
[0214]
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. Is preferable, and it is preferable to use an intermediate molecular weight resin having a peak or a shoulder at a portion of 15,000 to 100,000.
[0215]
As a method for measuring the molecular weight of the toner or resin described above, GPC (gel permeation chromatography) using THF (tetrahydrofuran) as a solvent is preferable. 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 GPC 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 the measurement of the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated using a calibration curve created using monodisperse polystyrene standard particles. About 10 points may be used as polystyrene for preparing a calibration curve.
[0216]
(Flocculant)
In the present invention, a metal salt can be preferably used as an aggregating agent in a step of salting out, agglomerating, and fusing resin particles from a dispersion of resin particles prepared in an aqueous medium. More preferably, a metal salt is used as the flocculant. The reason is that a divalent or trivalent metal salt is preferable to a monovalent metal salt because the critical aggregation concentration (coagulation value or coagulation point) is smaller.
[0217]
The flocculant used in the present invention is a monovalent metal salt which is a salt of an alkali metal such as sodium, potassium or lithium, for example, a salt of an alkaline earth metal such as calcium or magnesium, or a divalent such as manganese or copper. Examples thereof include metal salts and trivalent metal salts such as iron and aluminum.
[0218]
Specific examples of these metal salts are shown below. Examples of the monovalent metal salt include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, and examples of the divalent metal salt include calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, and the like. Examples thereof include aluminum chloride and iron chloride. These are appropriately selected according to the purpose, but divalent or trivalent metal salts having a small critical aggregation concentration are preferable.
[0219]
The critical flocculation concentration referred to in the present invention is an index relating to the stability of the dispersion in the aqueous dispersion, and indicates the concentration of the flocculating agent added when the flocculating agent 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.
[0220]
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.
[0221]
In the present invention, the metal salt concentration 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.
[0222]
(Coloring agent)
The toner of the present invention is obtained by salting out / fusion-bonding the composite resin particles and the colorant particles. Examples of the colorant constituting the toner of the present invention (colorant particles used for salting out / fusion with composite resin particles) include various inorganic pigments, organic pigments, and dyes. A conventionally well-known thing can be used as an inorganic pigment. Specific inorganic pigments are exemplified below.
[0223]
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.
[0224]
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.
[0225]
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.
[0226]
Conventionally known organic pigments and dyes can also be used, and specific organic pigments and dyes are exemplified below.
[0227]
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.
[0228]
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.
[0229]
Examples of the pigment for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
[0230]
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.
[0231]
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 it is 3-15 mass%.
[0232]
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.
[0233]
The addition amount of these surface modifiers is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the colorant. Examples of the surface modification method for 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 and reacted. The colorant particles whose surface has been modified in this manner are obtained by filtration, and after drying and filtering with the same solvent are repeated, drying is performed.
[0234]
(Crystalline substance)
The toner used in the present invention is preferably a toner in which resin particles containing a crystalline substance are fused in an aqueous medium and the crystalline substance is appropriately aggregated by an aging step to form a sea-island structure. . As described above, the resin particles containing the crystalline substance in the resin particles are salted out / fused in the aqueous medium with the colorant particles, whereby a toner in which the crystalline substance is finely dispersed can be obtained. Here, the aging step refers to a step in which stirring is continued in the range of the melting point of the crystalline substance ± 20 ° C. even after the resin particles are fused.
[0235]
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 crystalline substance having a releasing function, and particularly preferably an ester compound represented by the following formula: is there.
R1-(OCO-R2)n
In the formula, n is an integer of 1 to 4, preferably 2 to 4, more preferably 3 to 4, and 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.
[0236]
Next, the example of a typical compound is shown below.
[Chemical 1]
Figure 0004254072
[0237]
[Chemical formula 2]
Figure 0004254072
[0238]
In the present invention, crystalline polyester can also be used as the crystalline substance. As the crystalline polyester, aliphatic diol and aliphatic dicarboxylic acid (including acid anhydride and acid chloride) are used. Polyester obtained by reaction is preferred.
[0239]
Examples of the diol used to obtain the crystalline polyester include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-butenediol. , Neopentyl glycol, 1,5-pentane glycol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, bisphenol A, bisphenol Z, hydrogenated bisphenol A and the like.
[0240]
Dicarboxylic acids used to obtain crystalline polyesters include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, speric acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid , Itaconic acid, glutamic acid, n-dodecyl succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, acid anhydrides or acid chlorides thereof Can be mentioned.
[0241]
Particularly preferred crystalline polyesters include polyesters obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and adipic acid, polyesters obtained by reacting 1,6-hexanediol and sebacic acid, ethylene glycol and succinic acid. And polyester obtained by reacting ethylene glycol and sebacic acid, polyester obtained by reacting 1,4-butanediol and succinic acid, among these, Most preferred is a polyester obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and adipic acid.
[0242]
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.
[0243]
(Developer)
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, the non-magnetic one-component developer or about 0.1 to 0.5 μm in the toner is used. Examples thereof include a magnetic one-component developer containing magnetic particles.
[0244]
It can also be mixed with a carrier and used as a two-component developer. In this case, as magnetic particles of the carrier, metals such as iron, ferrite and magnetite, alloys of these metals with metals such as aluminum and lead, etc. Conventionally known materials can be used. 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.
[0245]
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.
[0246]
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.
[0247]
Next, an image forming apparatus used in the image forming method using the toner of the present invention will be described.
[0248]
FIG. 4 is a sectional view showing an example of the image forming apparatus of the present invention. Reference numeral 4 denotes a photosensitive drum as a member to be charged, which is formed by forming an organic photoconductor (OPC) as a photosensitive layer on the outer peripheral surface of an aluminum drum base, and rotates at a predetermined speed in the direction of an arrow. .
[0249]
In FIG. 4, exposure light is emitted from the semiconductor laser light source 1 based on information read by a document reading device (not shown). This is distributed in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4 by the polygon mirror 2 and irradiated onto the surface of the photoreceptor through an fθ lens 3 that corrects image distortion to form an electrostatic latent image. The photosensitive drum 4 is uniformly charged in advance by the charger 5 and starts to rotate clockwise in accordance with the timing of image exposure.
[0250]
The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is developed by the developing device 6, and the formed developed image is transferred to the transfer paper 8 that has been conveyed in time by the action of the transfer device 7. Further, the photosensitive drum 4 and the transfer paper 8 are separated by a separator (separation pole) 9, but the developed image is transferred and supported on the transfer paper 8 and led to the fixing device 10 to be fixed.
[0251]
Untransferred toner or the like remaining on the surface of the photoreceptor is cleaned by a cleaning device 11 of a cleaning blade type, removed residual charge by pre-charge exposure (PCL) 12, and again by the charger 5 for the next image formation. Uniformly charged.
[0252]
The method for recycling the toner is not particularly limited. For example, the toner collected by the cleaning unit is mixed with a replenishing toner hopper, a developing device or a replenishing toner by an intermediate chamber by a conveying conveyor or a conveying screw. And a method for supplying the developer to the developing device. Preferably, a method of returning directly to the developing unit or a method of mixing and supplying the replenishing toner and the recycled toner in the intermediate chamber can be given.
[0253]
Next, in FIG. 5, an example of a perspective configuration diagram of a toner recycling member is given. In this method, the recycled toner is directly returned to the developing unit.
[0254]
The untransferred toner collected by the cleaning blade 13 is collected on the toner recycling pipe 14 by the conveying screw in the toner cleaning device 11, and further returned to the developing device 6 from the receiving port 15 of the recycling pipe and used again as a developer. .
[0255]
FIG. 5 is also a perspective view of a process cartridge detachably attached to the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 5, the photosensitive unit and the developer unit are separated for easy understanding of the perspective structure. However, the unit can be detachably mounted on the image forming apparatus as an integrated unit. In this case, the photosensitive member, the developing device, the cleaning device, and the recycling member are integrated to form a process cartridge.
[0256]
In addition, the image forming apparatus may be configured to include a photosensitive drum and a process cartridge including at least one of a charging device, a developing device, a cleaning device, and a recycling member.
[0257]
Next, the transfer paper 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.
[0258]
The cleaning blade 13 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. Since this is used in pressure contact with the photoconductor, it is easy to transfer heat. In the present invention, it is desirable to provide a release mechanism and keep it away from the photoconductor when no image forming operation is performed.
[0259]
The present invention can also be used in an electrophotographic image forming apparatus, particularly an apparatus for forming an electrostatic latent image on a photosensitive member with a modulated beam modulated with digital image data from a computer or the like. FIG. 6 is a schematic view showing a digital image forming apparatus applied to the toner of the present invention.
[0260]
In recent years, in the field of electrophotography where an electrostatic latent image is formed on a photosensitive member and the latent image is developed to obtain a visible image, image quality can be improved, converted, edited, etc., and high-quality image formation is possible. Research and development of image forming methods adopting various digital methods have been actively conducted.
[0261]
As a scanning optical system that optically modulates with a digital image signal from a computer or a copy original employed in the image forming method and apparatus, an optical optical modulator is interposed in the laser optical system, and the optical modulation is performed by the acoustooptic modulator. There is an apparatus that directly modulates the laser intensity using a semiconductor laser, and forms a dot image by spot exposure on a uniformly charged photoconductor from these scanning optical systems.
[0262]
The beam irradiated from the scanning optical system described above has a circular or elliptical luminance distribution that approximates a normal distribution with a skirt extending from side to side. For example, in the case of a laser beam, the main scanning direction or One or both in the sub-scanning direction is an extremely narrow circle or ellipse of 20 to 100 μm.
[0263]
The toner of the present invention is suitably used in an image forming method including a step of fixing an image forming support on which a toner image is formed between a heating roller and a pressure roller constituting a fixing device. The linear velocity can be used within a fixing speed range of 230 to 900 mm / sec.
[0264]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a fixing device used in the image forming method using the toner of the present invention. The fixing device 10 shown in FIG. 7 includes a heating roller 71 and a pressure roller 72 in contact with the heating roller 71. And. In FIG. 7, T is a toner image formed on a transfer paper (image forming support).
[0265]
The heating roller 71 has a coating layer 82 made of a fluororesin or an elastic body formed on the surface of the cored bar 81 and includes a heating member 75 made of a linear heater.
The cored bar 81 is made of metal and has an inner diameter of 10 to 70 mm. Although it does not specifically limit as a metal which comprises the metal core 81, For example, metals, such as iron, aluminum, copper, or these alloys can be mentioned.
[0266]
The thickness of the cored bar 81 is set to 0.1 to 15 mm, and is determined in consideration of the balance between the demand for energy saving (thinning) and the strength (depending on the constituent materials). For example, in order to maintain the same strength as that of a cored bar made of iron of 0.57 mm with a cored bar made of aluminum, the wall thickness needs to be 0.8 mm.
[0267]
Examples of the fluororesin constituting the coating layer 82 include PTFE (polytetrafluoroethylene) and PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer).
[0268]
The thickness of the coating layer 82 made of a fluororesin is 10 to 500 μm, preferably 20 to 400 μm.
[0269]
When the thickness of the coating layer 82 made of a fluororesin is less than 10 μm, the function as the coating layer cannot be sufficiently exhibited, and the durability as the fixing device cannot be ensured. On the other hand, there is a problem that the surface of the coating layer exceeding 500 μm is easily scratched by paper dust, and toner or the like adheres to the scratched part, thereby causing image smearing.
[0270]
Further, as the elastic body constituting the covering layer 82, it is preferable to use silicone rubber, silicone sponge rubber, or the like having good heat resistance such as LTV, RTV, HTV.
[0271]
The Asker C hardness of the elastic body constituting the covering layer 82 is less than 80 °, preferably less than 60 °.
[0272]
Moreover, the thickness of the coating layer 82 made of an elastic body is 0.1 to 30 mm, preferably 0.1 to 20 mm.
[0273]
When the Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer 82 exceeds 80 ° and when the thickness of the coating layer 82 is less than 0.1 mm, the fixing nip cannot be increased, and soft fixing is performed. (For example, the effect of improving the color reproducibility by the toner layer at the smoothed interface) cannot be exhibited.
[0274]
As the heating member 75, a halogen heater can be preferably used. The pressure roller 72 is formed by forming a coating layer 84 made of an elastic body on the surface of the cored bar 83. The elastic body constituting the covering layer 84 is not particularly limited, and examples thereof include various soft rubbers and sponge rubbers such as urethane rubber and silicone rubber. The silicone rubber exemplified as constituting the covering layer 84 and It is preferable to use silicone sponge rubber.
[0275]
The Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer 84 is less than 80 °, preferably less than 70 °, and more preferably less than 60 °.
[0276]
The thickness of the coating layer 84 is 0.1 to 30 mm, preferably 0.1 to 20 mm.
[0277]
When the Asker C hardness of the elastic body constituting the coating layer 84 exceeds 80 °, and when the thickness of the coating layer 84 is less than 0.1 mm, the fixing nip cannot be increased, and soft fixing is not performed. The effect cannot be demonstrated.
[0278]
Although it does not specifically limit as a material which comprises the metal core 83, Metals, such as aluminum, iron, copper, or those alloys can be mentioned.
[0279]
The contact load (total load) between the heating roller 10 and the pressure roller 72 is usually 40 to 350 N, preferably 50 to 300 N, and more preferably 50 to 250 N. This contact load is defined in consideration of the strength of the heating roller 10 (the thickness of the cored bar 81). For example, in a heating roller having a cored bar made of iron of 0.3 mm, the contact load should be 250 N or less. Is preferred.
[0280]
From the viewpoint of offset resistance and fixing property, the nip width is preferably 4 to 10 mm, and the surface pressure of the nip is 0.6 × 10 6.FivePa ~ 1.5 × 10FivePa is preferred.
[0281]
If an example of the fixing conditions by the fixing device shown in FIG. 7 is shown, the fixing temperature (surface temperature of the heating roller 10) is 150 to 210 ° C., and the fixing linear velocity is 230 to 900 mm / sec.
[0282]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this. In the text, “part” means “part by mass”.
[0283]
Production example of resin particles for toner
[Latex 1HML]
(1) Preparation of core particles (first stage polymerization):
Anionic surfactant in a 5000 ml separable flask equipped with a stirrer, temperature sensor, condenser, and nitrogen inlet
(101) CTenHtwenty one(OCH2CH2)2OSOThreeNa
A surfactant solution (aqueous medium) in which 7.08 g was dissolved in 3010 g of ion-exchanged water was charged, and the temperature in the flask was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream.
[0284]
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 consisting 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)”.
[0285]
(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, 6.2 g of methacrylic acid, 5.6 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, As a crystalline substance, 98.0 g of a compound represented by the above formula (19) (hereinafter referred to as “Exemplary Compound (19)”) is added, heated to 90 ° C. and dissolved to prepare a monomer solution. did.
[0286]
On the other hand, a surfactant solution obtained by dissolving 1.6 g of an anionic surfactant (the above formula (101)) in 2700 ml of ion-exchanged water is heated to 98 ° C., and a dispersion of core particles is added to the surfactant solution. After adding 28 g of the latex (1H) in terms of solid content, the compound (19) of the exemplified compound (19) was simply added by a mechanical disperser “CLEARMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.) having a circulation path. The monomer solution was mixed and dispersed for 8 hours to prepare a dispersion (emulsion) containing emulsified particles (oil droplets).
[0287]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.1 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 ml of ion exchange water and 750 ml of ion exchange water are added to this dispersion (emulsion). Polymerization (second-stage polymerization) was performed by heating and stirring for 12 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 covered with an intermediate molecular weight resin). This is referred to as “latex (1HM)”.
[0288]
When the latex (1HM) was dried and observed with a scanning electron microscope, particles (400 to 1000 nm) mainly composed of the exemplified compound (19) not surrounded by the latex were observed.
[0289]
(3) Formation of outer layer (third stage polymerization):
An initiator solution obtained 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, and 300 g of styrene under a temperature condition of 80 ° C. A monomer mixture composed 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 part 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 exemplary compound (19) in the intermediate layer was obtained, and this latex is referred to as “latex (1HML)”.
[0290]
The composite resin particles constituting the latex (1HML) had peak molecular weights of 138,000, 80,000 and 13,000, and the weight average particle size of the composite resin particles was 122 nm.
[0291]
[Latex 2HML]
Latex (center consisting of high molecular weight resin) in the same manner as in Preparation Example 1 except that 7.08 g of an anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate: SDS) was used instead of the surfactant (101). Part, an intermediate layer made of an intermediate molecular weight resin, and an outer layer made of a low molecular weight resin). This latex is referred to as “latex (2HML)”.
[0292]
The composite resin particles constituting the latex (2HML) had peak molecular weights of 138,000, 80,000 and 12,000, and the weight average particle size of the composite resin particles was 110 nm.
[0293]
[Production of colored particles 1 to 13 and comparative colored particles 1 to 4]
Anionic surfactant (101) 59.0 g was dissolved in 1600 ml of ion-exchanged water with stirring, and while stirring this solution, 420.0 g of carbon black “Regal 330” (manufactured by Cabot) was gradually added. A dispersion of colorant particles (hereinafter referred to as “colorant dispersion 1”) was prepared by dispersion treatment using “CLEAMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.). 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 89 nm.
[0294]
Latex 1HML 420.7g (solid content conversion), ion-exchanged water 900g, colorant dispersion 1 166g in a reaction vessel (four-necked flask) equipped with a temperature sensor, cooling tube, nitrogen introducing device, and stirring device. The mixture was stirred. After adjusting the temperature in the container to 30 ° C., a 5N sodium hydroxide aqueous solution was added to this solution to adjust the pH to 8 to 10.0.
[0295]
Next, an aqueous solution obtained by dissolving 12.1 g of magnesium chloride hexahydrate in 1000 ml of ion-exchanged water was added at 30 ° C. over 10 minutes with stirring. After standing for 3 minutes, the temperature was started to rise, and the system was heated to 90 ° C. over 6 to 60 minutes to produce associated particles. In this state, the particle size of the associated particles was measured with “Coulter Counter TA-II”, and when the number average particle size became 4 to 7 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 further, as a ripening treatment, the mixture was heated and stirred at a liquid temperature of 85 to 98 ° C. for 2 to 12 hours to continue particle fusion and crystalline phase separation (aging). Process).
[0296]
Then, it cooled to 30 degreeC, hydrochloric acid was added, pH was adjusted to 2.0, and stirring was stopped. The produced associated particles were filtered, repeatedly washed with ion exchange water at 45 ° C., and then dried with hot air at 40 ° C. to obtain colored particles.
[0297]
By controlling the pH of the agglomeration step, the temperature of the aging treatment step, the aging time, and the stirring strength, the coefficient of variation of the crystalline substance, the colorant dispersion state, the shape and the shape factor is controlled, Colored particles 1 to 13 consisting of colored particles having dispersion states, shape characteristics and particle size distribution characteristics, and sea-island structure characteristics shown in Tables 1 to 3 by arbitrarily adjusting the coefficient of variation of the toner particle size and particle size distribution. Comparative colored particles 1 to 4 were obtained.
[0298]
[Table 1]
Figure 0004254072
[0299]
[Table 2]
Figure 0004254072
[0300]
[Table 3]
Figure 0004254072
[0301]
To each of the colored particles 1 to 13 and the comparative colored particles 1 to 4 obtained as described above, 0.8 part by weight of hydrophobic silica and 1.0 part by weight of hydrophobic titanium oxide are added, and 10 l of Henschel is added. The peripheral speed of the rotating blades of the mixer was set to 30 m / s and mixed for 25 minutes. In addition, the shape and particle size of these colored particles are not changed by the addition of an external additive.
[0302]
Carrier manufacturing
Manufacture of ferrite core material
18 mol% of MnO, 4 mol% of MgO, Fe2OThree78 mol% was pulverized, mixed and dried in a wet ball mill for 2 hours, and then temporarily calcined by maintaining at 900 ° C. for 2 hours, and this was pulverized in a ball mill for 3 hours to form a slurry. Dispersant and binder are added, granulated and dried with a spray dryer, followed by main firing at 1200 ° C. for 3 hours, resistance value 4.3 × 108Ω · cm ferrite core material particles were obtained.
[0303]
Manufacture of coating resin
First, a cyclohexyl methacrylate / methyl methacrylate (copolymerization ratio 5 /) was prepared by an emulsion polymerization method in which the concentration in an aqueous medium using sodium benzenesulfonate having an alkyl group having 12 carbon atoms as a surfactant was 0.3% by mass. 5), a volume average primary particle size of 0.1 μmm, a weight average molecular weight (Mw) of 200,000, a number average molecular weight (Mn) of 91,000, Mw / Mn = 2.2, a softening point temperature. Resin fine particles having (Tsp) 230 ° C. and glass transition temperature (Tg) 110 ° C. were obtained. The resin fine particles azeotroped with water in the emulsified state, and the residual monomer amount was 510 ppm.
[0304]
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 equipped with stirring blades, stirred and mixed at 120 ° C. for 30 minutes, and the mechanical impact force is applied to the volume. A resin-coated carrier having an average particle size of 61 μm was obtained.
[0305]
Production of developer
Each of colored particles 1 to 13 to which an external additive has been added and comparative colored particles 1 to 4 are mixed with a carrier to prepare a developer having a toner concentration of 6% by mass. Examples 1 to 13 and comparison It was set as Examples 1-4.
[0306]
Manufacture of photoreceptor P1
The following coating solution was applied onto a cylindrical conductive support having a length of 380 mm and a diameter of 60 mm to produce a photoreceptor P1.
<Underlayer>
Titanium chelate compound (TC-750, manufactured by Matsumoto Pharmaceutical) 30g
Silane coupling agent (KBM-503, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 17g
150 ml of 2-propanol
It apply | coated so that it might become a film thickness of 0.5 micrometer on the cylindrical conductive support body using the said coating liquid.
[0307]
<Charge generation layer>
Y-type titanyl phthalocyanine (titanyl phthalocyanine having a maximum peak at 27.2 ° with a Bragg angle 2θ (± 0.2 °) as measured by Cu-Kα characteristic X-ray diffraction spectrum) 60 g
700 g of silicone-modified butyral resin (X-40-1211M: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
2-butanone 2000ml
Were mixed for 10 hours using a sand mill to prepare a charge generation layer coating solution. This coating solution was applied onto the undercoat layer by a dip coating method to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.
[0308]
<Charge transport layer>
Charge transport material N- (4-methylphenyl) -N- {4- (β-phenylstyryl) phenyl} -p-toluidine 225 g
Polycarbonate (viscosity average molecular weight 30,000) 300g
Antioxidant (Exemplary Compound 1-3) 6 g
Dichloromethane 2000ml
Were mixed and dissolved to prepare a charge transport layer coating solution. This coating solution was applied onto the charge generation layer by a dip coating method to form a charge transport layer having a dry film thickness of 20 μm.
[0309]
<Protective layer>
150g of methyltrimethoxysilane
Dimethyldimethoxysilane 30g
Reactive charge transport compound (Exemplary Compound B-1) 15 g
Polyvinylidene fluoride particles (volume average particle size 0.2 μm) 10 g
Antioxidant (Exemplary Compound 2-1) 0.75 g
2-propanol 75g
3% acetic acid 5g
Were mixed to prepare a coating solution for the resin layer. A 2 μm-thick resin layer is formed on the charge transport layer on the charge transport layer by using a circular amount-regulating coating apparatus, and heat-cured at 120 ° C. for 1 hour to form a siloxane resin layer. Produced.
[0310]
[Chemical 3]
Figure 0004254072
[0311]
As an evaluation machine, a digital copying machine (having corona charging, laser exposure, reversal development, electrostatic transfer, nail separation, and cleaning blade) having the image forming process shown in FIG. 6, a photoconductor (P1) and each developer And evaluated. The digital copying machine was evaluated under the following conditions.
[0312]
Charging conditions
Charger: Scorotron charger, initial charge potential of -750V
Exposure conditions
Set the exposure amount so that the potential of the exposed area is -50V.
Development conditions
DC bias; -550V
Transfer pole; corona charging method
[0313]
In addition, as a fixing device, a heating roller using iron as a core metal and having a surface roughness Ra of 0.8 μm coated with PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) having a thickness of 25 μm. Was used, and an iron cored bar was used as a pressure roller, and a pressure roller having a surface roughness Ra of 0.8 μm, in which a PFA tube having a thickness of 120 μm was coated on HTV silicone rubber, was used. The nip width is 3.8 mm, and the linear velocity is 420 mm / sec.
[0314]
The cleaning mechanism for the fixing device and the silicon oil supply mechanism are not installed. The fixing temperature was controlled by the surface temperature of the heating roller, and was set to 165 ° C.
[0315]
Copying conditions were continuous 500,000 copies in a low-temperature and low-humidity environment (10 ° C., 20% RH). The life, halftone uniformity, and occurrence of character collapse were evaluated.
[0316]
<Non-visual offset>
10 g x 50 mm, 5 mm thick felt pad 50 g / cm2(5 × 10-FivePa was applied with a load of Pa), and the smear after printing 10,000 sheets was observed.
Evaluation criteria
: There is no stain on the felt pad.
: Very slight dirt is generated on the felt pad (no problem in practical use).
X: Dirt is generated on the felt pad image (there is a problem in practical use).
[0317]
<Winding during high-speed fixing>
The line speed setting was changed from 420 mm / sec to 840 mm / sec while keeping the temperature setting of the heat roller at 165 ° C., a solid image was copied after printing 20,000 sheets, and the wrapping property and the fixing rate were evaluated. .
Evaluation criteria
: No paper jam occurs due to poor fixing separation, and no fixing separation claw mark is observed.
: No paper jam occurred due to poor fixing separation, but some fixing separation claw marks were observed (no problem in practical use).
×: Paper jam occurs due to poor fixing separation (practical problem).
The fixing rate was measured using A4 size plain paper (weighing 65 g / m2)It was used.
[0318]
<Fixing roller life>
Evaluation was based on the number of image stains caused by scratches on the fixing roller.
[0319]
<Cleaning performance>
Evaluation was made based on the number of images determined as image smearing because the toner slipped on the photosensitive member from the cleaning device on the white background of the image. The following items ◎ and ○ were accepted.
Evaluation criteria
: Not generated up to 500,000 sheets.
: Generated at 400,000 to 500,000 sheets.
X: Occurs in less than 400,000 sheets.
[0320]
<Dirt during bookbinding>
Double-sided copying was performed on 64 g / m 2 of plain paper to make 100 booklets per book, and then the stain on the white background was observed when turning 20 times.
Rank A: There is no stain on the image.
Rank B: Slight dirt was confirmed on the image, but it was at a level where there was no practical problem at all.
Rank C: Slight dirt was confirmed on the image, but there was no practical problem.
Rank D: The image has dirt and is not suitable for practical use.
Evaluation ranks A, B, and C were accepted, and D was rejected.
[0321]
<Photoconductor filming>
The presence or absence of filming was determined by visual observation of the surface of the photoreceptor after the above-mentioned continuous 500,000 copies.
[0322]
<Life of photoconductor>
Evaluation was made by the number of sheets when the fog density (relative density of the non-image area with respect to the transfer paper) when the exposure amount was maximized exceeded 0.01. The fog density was measured with a reflection density measuring device PDA-65 (manufactured by Konica Corporation).
[0323]
<Uniformity of halftone>
The uniformity of the halftone image accompanying the transferability variation such as photoconductor filming was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
Rank A: A uniform image without unevenness.
Rank B: There are streaky thin irregularities, but there is no practical problem.
Rank C: There are several stripe-like thin irregularities, but there is no practical problem.
Rank D: Several or more streaky irregularities exist, and there is a problem in practical use.
[0324]
<Crushed characters>
3-point and 5-point character images were formed and evaluated according to the following evaluation criteria.
A: 3 points and 5 points are clear, easily readable and practically no problem.
◯: Some characters are illegible in 3 points, but 5 points are clear and easily readable, and there is no practical problem.
X: Most characters are unreadable at 3 points, and 5 points are practically problematic in a state where some or all of them are unreadable.
The results for the above evaluation items are shown in Table 4.
[0325]
[Table 4]
Figure 0004254072
[0326]
As apparent from the results in Table 4, the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention can suppress the occurrence of non-visual offset and the like, and it is not necessary to replace the fixing device for a long period of 300,000 sheets or more. It was confirmed that continuous use was possible. In addition, it is possible to obtain results that can significantly extend the life of the photosensitive member, and have a performance far superior to that of the conventional electrostatic image developing toner used as a comparative sample. Was confirmed.
[0327]
【The invention's effect】
According to the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of non-visual offset by enabling effective exudation of the crystalline substance in the toner during the fixing step, and from the low speed machine to the high speed machine. It has become possible to eliminate the oil application mechanism from the fixing device until it reaches the end, greatly extending the life of the fixing roller and preventing dirt from adhering to the paper during bookbinding. Further, as a result of suppressing the occurrence of photoconductor filming and the like, it is possible to extend the life of the photoconductor and to provide an image with excellent sharpness over a long period of time.
[0328]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating toner particles having a sea-island structure according to the present invention, and a schematic diagram in which the distance between the nearest walls between the islands in the toner particles according to the present invention is indicated by arrows (← →) (island B is omitted). is there.
FIG. 2 is a schematic diagram in which toner particles having a sea-island structure according to the present invention are divided by Voronoi polygons.
FIG. 3 is a stirring device used for obtaining colorant particles contained in toner particles having a sea-island structure according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus applied to the present invention.
FIG. 5 is a perspective configuration diagram of a toner recycling member.
FIG. 6 is a schematic view of a digital image forming apparatus applied to the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a fixing device applied to the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a toner having no corners or corners.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor laser light source
2 Polygon mirror
3 fθ lens
4 Photosensitive drum
5 Charger
6 Developer
7 Transfer device
8 Transfer paper
9 Separator
10 Fixing device
11 Cleaning device
12 Pre-charge exposure
13 Cleaning blade
14 Toner recycling pipe
15 Recycling pipe receptacle
71 Heating roller
72 Pressure roller
75 Heating member
81 Core of heating roller
82 Heating roller coating layer
101 screen
102 rotor
103 Pressurized vacuum attachment
104 Preliminary dispersion outlet
105 Dispersion outlet
106 Temperature sensor
107 Cooling jacket
108 Cooling coil
111 Dispersion container
112 Stirrer
113 Stirring shaft

Claims (19)

少なくとも樹脂と着色剤と結晶性物質とを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーはDSC曲線で60〜110℃に吸熱ピークを有し、かつ吸熱量が4〜30J/gであり、該トナーは結晶性物質を含有し多段重合法により得られた樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着してなるものであり、該トナー粒子は海島構造を有し、該トナー粒子中の結晶性物質よりなる島について、該島間の最近接壁間距離の平均値が100〜1060nmであり、前記最近接壁間距離が1300nm以上である島が、全島の10個数%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。In an electrostatic charge image developing toner containing at least a resin, a colorant, and a crystalline substance, the toner has an endothermic peak at 60 to 110 ° C. in a DSC curve, and an endothermic amount is 4 to 30 J / g. The toner contains a crystalline substance and is obtained by salting out / fusion-bonding resin particles and colorant particles obtained by a multistage polymerization method. The toner particles have a sea-island structure, and are contained in the toner particles. The average distance between the nearest walls between the islands is 100 to 1060 nm, and the number of the islands with the distance between the nearest walls is 1300 nm or more is 10% by number or less of the whole island. A toner for developing an electrostatic charge image. 少なくとも樹脂と着色剤と結晶性物質とを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーはDSC曲線で60〜110℃に吸熱ピークを有し、かつ吸熱量が4〜30J/gであり、該トナーは結晶性物質を含有し多段重合法により得られた樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着してなるものであり、該トナー粒子は海島構造を有するもので、該トナー粒子中の結晶性物質よりなる島について、該島間の最近接壁間距離の平均値が260〜820nmであり、前記最近接壁間距離が1300nm以上である島が、全島の4個数%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。In an electrostatic charge image developing toner containing at least a resin, a colorant, and a crystalline substance, the toner has an endothermic peak at 60 to 110 ° C. in a DSC curve, and an endothermic amount is 4 to 30 J / g. The toner contains a crystalline substance and is obtained by salting out / fusing resin particles obtained by a multistage polymerization method and colorant particles, and the toner particles have a sea-island structure. Among the islands made of crystalline material, the average distance between the nearest walls between the islands is 260 to 820 nm, and the number of the islands whose distance between the nearest walls is 1300 nm or more is 4% by number of the whole islands. A toner for developing an electrostatic charge image. 請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は、海島構造を有し、該トナー粒子表面に島の露出していないトナー粒子が98%以上あることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  3. The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the toner particles have a sea-island structure, and the toner particles have 98% or more toner particles on which no islands are exposed. Toner for electrostatic image development. 請求項1〜3の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が20,000〜120,000nm2であり、かつ該ボロノイ多角形の面積の変動係数が25%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 3, wherein the toner particles have a sea-island structure, and bisect between the centroids of adjacent islands in the sea-island structure. An electrostatic charge image development characterized in that the average value of the area of the Voronoi polygon formed by the line is 20,000 to 120,000 nm 2 and the coefficient of variation of the area of the Voronoi polygon is 25% or less. Toner. 請求項1〜3の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が40,000〜100,000nm2であり、かつ該ボロノイ多角形の面積の変動係数が20%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 3, wherein the toner particles have a sea-island structure, and bisect between vertical centers of adjacent islands in the sea-island structure. The average value of the area of the Voronoi polygon formed by the line is 40,000 to 100,000 nm 2 and the coefficient of variation of the area of the Voronoi polygon is 20% or less. Toner. 請求項1〜3の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中の隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が20,000〜120,000nm2であり、かつ160,000nm2以上の面積を有する島を3〜20個数%含むことを特徴とする静電荷像現像用トナー。The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 3, wherein the toner particles have a sea-island structure, and bisect between the centroids of adjacent islands in the sea-island structure. An electrostatic charge comprising 3 to 20% of islands having an average area of Voronoi polygons formed by lines of 20,000 to 120,000 nm 2 and an area of 160,000 nm 2 or more. Toner for image development. 請求項1〜6の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、トナー粒子断面における重心を中心とする半径1000nmの円の外側に存在する島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値が、該円の内側に存在する島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形の面積の平均値より大きいことを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the toner particles have a sea-island structure and exist outside a circle having a radius of 1000 nm centered on a center of gravity in a cross section of the toner particles. The average value of the area of the Voronoi polygon formed by the vertical bisector between the centroids of the islands is the value of the Voronoi polygon formed by the vertical bisector between the centroids of the islands existing inside the circle. An electrostatic charge image developing toner having a larger area average value. 請求項1〜7の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該海島構造中隣接し合う島の重心間の垂直2等分線により形成されるボロノイ多角形のうち、トナーの外周に接して存在するボロノイ多角形について、該ボロノイ多角形の面積が160,000nm2以上となる島が5〜30個存在することを特徴とする静電荷像現像用トナー。The electrostatic charge image developing toner according to claim 1, wherein the toner particles have a sea-island structure, and a perpendicular bisector between the centers of gravity of adjacent islands in the sea-island structure. Among the Voronoi polygons formed by the above method, there are 5 to 30 islands having a Voronoi polygon area of 160,000 nm 2 or more with respect to the Voronoi polygon existing in contact with the outer periphery of the toner. Toner for electrostatic image development. 請求項1〜8の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子は海島構造を有するものであり、該島が輝度の異なる島より構成されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  9. The electrostatic charge image developing toner according to claim 1, wherein the toner particles have a sea-island structure, and the islands are configured by islands having different luminances. Toner for electrostatic image development. 請求項1〜9の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であり、形状係数の変動係数が16%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 9, wherein the toner has a number variation coefficient in a number particle size distribution of 27% or less and a variation coefficient of a shape factor of 16% or less. A toner for developing an electrostatic charge image. 請求項1〜9の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が65個数%以上であり、形状係数の変動係数が16%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 9, wherein the toner has a ratio of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 of 65% by number or more. An electrostatic charge image developing toner having a variation coefficient of shape factor of 16% or less. 請求項1〜11の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは個数平均粒径が3〜9μmであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the toner has a number average particle diameter of 3 to 9 μm. 請求項1〜12の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、トナー粒子の粒径をD(μm)とするときに、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静電荷像現像用トナー。  13. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the toner has a natural logarithm lnD on the horizontal axis when the particle diameter of the toner particles is D (μm). The relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class in the histogram showing the number-based particle size distribution with the axis divided into a plurality of classes at intervals of 0.23 and the next most frequent class after the most frequent class A toner for developing an electrostatic charge image, wherein the sum (M) of the relative power (m2) of the toner particles contained is 70% or more. 請求項1〜13の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは少なくとも重合性単量体に結晶性物質を溶かした後、重合性単量体を重合せしめる工程を経て形成した複合樹脂微粒子と着色剤を含有する着色粒子とを塩析/融着して得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 13, wherein the toner is subjected to a step of polymerizing the polymerizable monomer after dissolving the crystalline substance in at least the polymerizable monomer. A toner for developing an electrostatic charge image, which is obtained by salting out / fusion-bonding the formed composite resin fine particles and colored particles containing a colorant. 請求項1〜14の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、少なくとも多段重合法によって得られる複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させて得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 14, wherein the toner is obtained by salting out / fusion-bonding at least composite resin particles obtained by a multistage polymerization method and colorant particles. An electrostatic charge image developing toner, 請求項1〜15の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、該トナーは、樹脂および着色剤を含有する着色粒子の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させてなる樹脂相を形成させて得られるものであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。  The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 15, wherein the toner is formed by fusing resin particles on a surface of colored particles containing a resin and a colorant by a salting-out / fusing method. An electrostatic charge image developing toner obtained by forming a resin phase. 請求項14〜16の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーを製造することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。  17. A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising producing the toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 14 to 16. 感光体上に形成された静電潜像を可視画像化し、該可視画像を記録媒体上に転写、加熱定着させる工程を有する画像形成方法において、該可視画像化を、請求項1〜16の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナーを用い、線速230〜900mm/secの加熱定着で行うことを特徴とする画像形成方法。  17. An image forming method comprising the steps of: visualizing an electrostatic latent image formed on a photoconductor; transferring the visible image onto a recording medium; and heat-fixing the visible image. An image forming method, wherein the electrostatic charge image developing toner according to claim 1 is used and heat fixing at a linear speed of 230 to 900 mm / sec. 感光体上に形成された静電潜像を可視画像化し、該可視画像を記録媒体上に転写、加熱定着させる工程を有する請求項18記載の画像形成方法であって、該感光体上にデジタル露光を行って静電潜像を形成することを特徴とする画像形成方法。  19. The image forming method according to claim 18, further comprising the steps of: visualizing the electrostatic latent image formed on the photoconductor; transferring the visible image onto a recording medium; and heat-fixing the image. An image forming method comprising forming an electrostatic latent image by performing exposure.
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