JP4412853B2

JP4412853B2 - 扁平トナー、該扁平トナーの製造方法及び該扁平トナーを用いた画像形成方法

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Publication number: JP4412853B2
Application number: JP2001000447A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 弘山崎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP2002207317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター等に用いられる扁平トナー、該扁平トナーの製造方法及び該扁平トナーを用いた画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の粉砕法或いは重合法で作製したトナーを用いて形成した画像は、トナーの消費量が多いため、表面に凹凸が出来、光沢のある良好な画像とならず高画質の画像を得ることは難しかった。又、転写時、トナー消費量が多いためトナー層が厚くなり転写率が悪くなるため高濃度の画像が得られず、且つトナー散りが発生し良好な画像が得られなかった。
【０００３】
現在まで、印刷ライクな高画質の画像を得るために、トナーの粒径を細かくしてトナー消費量を少なくし、表面の凹凸を無くし均一な光沢を得る試みがなされて来たが、トナーの小粒径化にともないトナーのカバーリングパワーが減少し、充分な画像濃度が得られず、且つ現像、転写、感光体のクリーニング等の画像形成プロセスも難しくなり電子写真による画像形成方法で高画質の画像が得られていない。又、トナー粒径を２〜３μｍに小粒径化したトナー粒子を用いると、トナー粒子を吸い込んだ場合、塵肺等の疾病を患うおそれがあり、安全衛生上も好ましくない。
【０００４】
塵肺等の心配の無い５μｍ程度の粒径の形状が球形或いは不定形のカラートナーを用いて、電子写真法によりカラートナーを重ね合わせてカラー画像（印字率２５％）を形成すると、トナーの消費量はＡ−４版プリント１枚当たり９０ｍｇ程度となり、現像、転写、定着においても厚いトナー層を扱うことになる。この為トナー像にトナー散りも生じ、且つ画像表面に凹凸が生じトナー付着部と下地部との光沢差も大きくなり、高画質の画像を形成することは出来ていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、トナー消費量が少なくても高濃度の画像が得られ、凹凸が少なく、且つトナーの散りが無い高画質の画像を得ることが出来る扁平トナー、該扁平トナーの製造方法及び該扁平トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は下記構成を採ることにより達成される。
【０００７】
１．扁平トナーとキャリアを有する現像剤に使用される扁平トナーにおいて、数平均１次粒子径１０〜５００ｎｍの着色剤等を含む重合完了前の樹脂粒子を塩析／融着して２次粒子を作製し、該２次粒子の分散液を隘路を循環させて扁平化処理し、該扁平化処理後の分散液を反応容器に戻して、再度、重合温度に加熱して重合を完了することにより得られた扁平トナーの形状が、平均長さの長辺（ｒ_１）と短辺（ｒ_２）が５〜２０μｍ、平均厚さ（ｄ）が１〜５μｍ、平均長さの短辺と長辺比（ｒ_２／ｒ_１）が０．６〜０．９６、扁平トナーの平均厚さと平均短辺長さ比（ｄ／ｒ_２）が０．１〜０．４であることを特徴とする扁平トナー。
【０００９】
２．前記１に記載の扁平トナーが、加熱状態で加圧された隘路を循環させて粒子形状を扁平にし製造することを特徴とする扁平トナーの製造方法。
【００１０】
３．扁平トナーの扁平部が像形成体に向けて付着している画像形成方法において、前記１に記載の扁平トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
【００１２】
即ち、本発明者らは、鋭意研究した結果、電子写真法によりカラートナーを重ね合わせた場合でも、カラー原稿の印字率が２５％の場合、通常の球状或いは不定形トナーを使用した時にはトナー消費量がＡ−４版プリント１枚当たり８０〜１００ｍｇ必要であったのが、扁平トナーを使用すると、トナー消費量がＡ−４版プリント１枚当たり２０〜４０ｍｇと顕著に少なくても高濃度の画像が得られ、凹凸が少なく、光沢ムラに優れた画像を得ることが出来、且つ、トナー層の厚さも薄くなることにより、転写時のトナー散りが無い、高画質の画像を形成することが出来ることを見いだした。
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の扁平トナーは、数平均１次粒子径１０〜５００ｎｍの樹脂粒子を塩析／融着させた２次粒子を、加熱状態で加圧された隘路を循環させて扁平化処理を行い、製造することが出来る。
【００１４】
本発明の扁平トナーの体積平均粒径は３〜１０μｍが好ましく、より好ましくは４〜９μｍである。
【００１５】
本発明の扁平トナーは、特定の形状を有する。即ち、本発明の扁平トナーは、平均長さの長辺（ｒ₁）と短辺（ｒ₂）が５〜２０μｍ、平均厚さ（ｄ）が１〜５μｍである。平均長さの短辺と長辺比（ｒ₂／ｒ₁）は０．６〜０．９６、好ましくは０．８〜０．９６、扁平トナーの平均厚さと平均短辺長さ比（ｄ／ｒ₂）は０．１〜０．４である。
【００１６】
実際、このような扁平トナーを使用すると、電子写真法によりカラートナーを重ね合わせてカラー画像（印字率２５％）を形成した場合、Ａ−４版プリント１枚当たりのトナー消費量は多くても４０ｍｇ、通常１０〜３０ｍｇと顕著に少なくても高濃度の画像が得られ、トナー散りが無い高画質の画像を形成することが出来る。
【００１７】
扁平トナーの平均長さ（ｒ₁，ｒ₂）が５μｍ未満であると塵肺等の疾病を患うおそれがあり、安全衛生上好ましくなく、２０μｍを越えると現像性が低下し、忠実な現像が出来なくなり解像力が低下し好ましくない。
【００１８】
扁平トナーの平均長さの長辺と短辺比（ｒ₂／ｒ₁）が０．６未満であると扁平トナーの扁平部が像形成体に向けて付着しにくく、トナー層が厚くなりトナー消費量が多くなり、且つ転写、定着工程でのトナー散りや広がりも多くなり好ましくない。
【００１９】
扁平トナーの平均厚さ（ｄ）が１μｍ未満であると扁平トナーが現像時に破砕され、超微粉が発生し、トナー散りやカブリの発生原因となり好ましくなく、５μｍを越えると現像時にトナーが層状に現像されにくく、トナー層が厚くなりトナー消費量が多くなって好ましくない。
【００２０】
扁平トナーの平均厚さと平均短辺長さ比（ｄ／ｒ₂）が０．１未満であると扁平トナーが現像時に破砕され、超微粉が発生し、トナー散りやカブリの発生原因となり好ましくなく、０．４を越えるとトナーの偏平部が像形成体に向けて付着しにくくなりトナーが層状に現像されにくく、トナー層が厚くなりトナー消費量が多くなり好ましくない。又、転写、定着工程でもトナー散りやトナーの広がりが生じ好ましくない。
【００２１】
扁平トナーを上記の形状とすることにより、扁平トナーを用いて現像を行い像形成体（感光体）上に像形成を行うと、像形成体上の扁平トナーは扁平トナーの扁平部を像形成体上に向けて、より層状に付着するようになる。又、扁平トナーは像形成体上から中間転写体又は転写材へ転写時、或いは中間転写体から転写材へ転写時も、扁平トナーの扁平部を中間転写体上或いは転写材上に向けて層状に付着している。
【００２２】
扁平トナーの表面帯電状態は、略均一に帯電されており、この為、像形成体と扁平トナー端部とよりも扁平トナーの扁平な部分とのクーロン力が高くなるため、偏平部を付着させることになると考えられる。この様にして像形成体上、中間転写材上或いは転写材上に扁平トナーはその端部を寝かせて横方向に並び、扁平面どうしで重なりやすく層状になり、移動によっても安定したトナー画像が保たれると推定される。
【００２３】
扁平度が不充分なトナーや不定形トナーは、扁平部を一様に寝かせずランダムな付着状態になっていること、及び転写、定着工程でトナー散りやトナー画像の広がりが観察された。
【００２４】
扁平度が不十分なトナーや不定形トナーとは、本発明で規定した扁平トナー形状からはずれた形状のもので、粉砕法で作製したトナーや重合法の扁平化処理を行わないで作製したトナー等が該当する。
【００２５】
図１は本発明の扁平トナーの一例を示す模式図である。
図１のｒ₁は扁平トナーの長辺、ｒ₂は短辺、ｄは厚さを示す。
【００２６】
図２は像形成体上に付着した扁平トナーの一例を示す模式図である。
図２の１０は像形成体である感光体ドラム（感光体）を示し、３０１は扁平トナーを示す。
【００２７】
本発明の扁平トナーは、懸濁重合法や、乳化重合法で作製した数平均１次粒子径１０〜５００ｎｍの樹脂粒子を塩析／融着させて２次粒子を作製し、その後有機溶媒、凝集剤及び重合触媒等を添加して重合を行い、重合率が８０％まで進んだ溶液を、加熱された状態で加圧された隘路を循環させて粒子形状を扁平にし、さらに重合触媒を添加し重合を完了させることにより製造することが出来る。
【００２８】
塩析／融着とは、重合工程によって生成された樹脂微粒子を凝集剤により塩析させ、余分な分散剤、界面活性剤等を除却すると同時に加熱融着により樹脂粒子の大きさを調整することを云う。
【００２９】
扁平化処理は、重合が１００％完了してから行っても良いが、重合が８０％まで進んた状態で行った方が形状が均一になりより好ましい。
【００３０】
数平均１次粒子は、光散乱電気泳動粒径測定装置「ＥＬＳ−８００」（大塚電子工業株式会社製）で測定することが出来る。
【００３１】
体積平均粒径はコールターカウンターＴＡ−２型或いはコールターマルチサイザー（コールター株式会社製）で測定することが出来る。
【００３２】
塩析／融着は、樹脂粒子にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤等の分散液と混合する方法や、単量体中に離型剤や着色剤等のトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法等で作製した数平均１次粒子径１０〜５００ｎｍの樹脂粒子を塩析／融着させて行うことが出来る。
【００３３】
即ち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機等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液を分散安定剤を含有した水系媒体中でホモミキサーやホモジナイザー等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、撹拌翼の有る撹拌機構付きの反応装置へ移し、加熱することで重合反応を８０％まで進行させる。その後加熱された状態で加圧された隘路を循環させ形状を扁平にし、さらに重合触媒を添加し重合を進め、重合を完了させる。重合完了後、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扁平トナーを製造することが出来る。
【００３４】
図３は撹拌翼を備えた撹拌槽の一例を示す斜視図である。
図３において、撹拌槽の外周部に熱交換用のジャケット４０１を装着した縦型円筒状の撹拌槽４０２内の中心部に回転軸４０３を垂設し、該回転軸４０３に撹拌槽４０２の底面に近接させて配設された下段の撹拌翼４０４と、より上段に配設された撹拌翼４０５がある。上段の撹拌翼４０５は、下段に位置する撹拌翼４０４に対して回転方向に先行した交差角αをもって配設されている。交差角αは９０度未満であることが好ましい。この交差角の下限は特に限定されるものでは無いが、５度以上、好ましくは１０度以上あればよい。
【００３５】
樹脂を構成する重合性単量体として使用されるものとしては、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、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン等のスチレン、スチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。これらの中でビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することが出来る。
【００３６】
又、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
【００３７】
さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることも出来る。
【００３８】
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することが出来る。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることが出来る。この油溶性重合開始剤としては、２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、１，１′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２′−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、ｔ−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−ｔ−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、２，２−ビス−（４，４−ｔ−ブチルペルオキシシクロヘキシル）プロパン、トリス−（ｔ−ブチルペルオキシ）トリアジン等の過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤等を挙げることが出来る。
【００３９】
又、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することが出来る。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等を挙げることが出来る。
【００４０】
分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることが出来る。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することが出来る。
【００４１】
本発明において優れた樹脂としては、ガラス転移点が２０〜９０℃のものが好ましく、軟化点が８０〜２２０℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フローテスターで測定することが出来る。さらに、これら樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量が数平均分子量（Ｍｎ）で１０００〜１０００００、重量平均分子量（Ｍｗ）で２０００〜１００００００のものが好ましい。さらに、分子量分布として、Ｍｗ／Ｍｎが１．５〜１００、特に１．８〜７０のものが好ましい。
【００４２】
本発明の扁平トナーは少なくとも樹脂と着色剤を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や荷電制御剤等を含有することも出来る。さらに、上記樹脂と着色剤を主成分とする扁平トナー粒子に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添加したものであってもよい。
【００４３】
本発明の扁平トナーに使用する着色剤としてはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用することが出来る。
【００４４】
カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理することにより強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いることが出来る。
【００４５】
染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０３、同１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９５等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることが出来る。顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド５、同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１７８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同９３、同９４、同１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、同６０等を用いることが出来る。上記染料及び顔料は単独或いは混合して用いることが出来る。着色剤の数平均１次粒子径は種類により多様であるが、概ね１０〜２００ｎｍが好ましい。
【００４６】
着色剤の添加方法としては、単量体を重合させる段階で着色剤を添加し、重合して着色粒子とする方法等を用いることが出来る。尚、着色剤は重合体を作製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用することが好ましい。
【００４７】
さらに、定着性改良剤としての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を添加してもよい。
【００４８】
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することが出来るものを使用することが出来る。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第４級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【００４９】
尚、これら荷電制御剤や定着性改良剤の粒子は、分散した状態で数平均１次粒子径が１０〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００５０】
又、本発明の扁平トナーでは、外添剤として無機微粒子や有機微粒子等の微粒子を添加して使用することでより効果を発揮することが出来る。この理由としては、外添剤の埋没や脱離を効果的に抑制することが出来るため、その効果が顕著にでるものと推定される。
【００５１】
この無機微粒子としては、シリカ、チタニア及びアルミナ等の無機酸化物粒子の使用が好ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理の程度としては特に限定されるものでは無いが、メタノールウェッタビリティーとして４０〜９５のものが好ましい。メタノールウェッタビリティーとは、メタノールに対する濡れ性を評価するものである。この方法は、内容量２００ｍｌのビーカー中に入れた蒸留水５０ｍｌに、測定対象の無機微粒子を０．２ｇ秤量し添加する。メタノールを先端が液体中に浸漬されているビュレットから、ゆっくり撹拌した状態で無機微粒子の全体が濡れるまでゆっくり滴下する。この無機微粒子を完全に濡らすために必要なメタノールの量をａ（ｍｌ）とした場合に、下記式により疎水化度が算出される。
【００５２】
疎水化度＝（ａ／（ａ＋５０））×１００
この外添剤の添加量としては、扁平トナー中に０．１〜５．０質量％が好ましく、より好ましくは０．５〜４．０質量％である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
【００５３】
塩析／融着させた２次粒子の扁平化は、アニュラー型連続湿式撹拌ミル、ピストン型高圧式均質化機或いはインラインスクリュウポンプ等で行うことが出来る。
【００５４】
図４はアニュラー型連続湿式撹拌ミルの一例を示す要部断面図である。
アニュラー型連続湿式撹拌ミルは、既に知られているミルの１種で、断面三角形のアニュラー型（環状）のステータ５０１内にほぼ同じ形状を有するロータ５０２が回転し、このステータ５０１とロータ５０２との間の幅の狭い間隙、即ち、破砕帯５０３にメディア５０４が充填されていて、ミルに供給される８０％まで重合が進んだ２次粒子を含む溶液に機械的な衝撃力を与え、２次粒子の形状を扁平化する。前記溶液は、ミルの供給口５０５からポンプにてＷ型断面の前記破砕帯５０３を一巡し、上部のキャップセパレータ５０６でメディア５０４と分離されて、出口５０７から排出される。又、扁平化処理中の溶液の温度制御は、温水５０８をステータとロータに循環させることにより行われる。メディア５０４は、遠心力によって、Ｗ型の粉砕帯を順次に移動し、再度、入り口まで戻って循環する。粒子への圧力は加圧された隘路を循環することで粉砕帯の壁或いはメディアにより加えられる。メディアとしては、通常、０．５〜３ｍｍ径のジルコン、ガラス及びスチール等が用いられる。
【００５５】
かかるアニュラー型連続式湿式撹拌ミルを用いる２次粒子を含む溶液の扁平化処理温度は、２次粒子の樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）の−５℃〜＋４０℃が好ましく、０℃〜＋３０℃がより好ましく、さらに好ましくは＋１０〜＋３０℃である。ガラス転移点よりも５℃以上低い温度で処理すると、重合体粒子の破砕が起こり、目的とする扁平化を行うことが困難となり好ましくない。他方、ガラス転移点よりも４０℃以上高い温度で処理すると、２次粒子が相互に融着し、凝集塊を生じるとともに、扁平化された重合体粒子がその表面張力によって、再び、真球化するので、扁平化を効率よく行えず好ましくない。
【００５６】
本発明の扁平トナーを用いた画像形成方法は、導電性支持体上に感光層を有する感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を前記扁平トナーを有する現像剤で現像しトナー像を形成し、該トナー像を転写材へ転写後熱定着する画像形成装置を用いて行うことが好ましい。
【００５７】
図５は本発明の画像形成方法の一例を示す概略図である。
図５において１０は像形成体である感光体ドラム（感光体）で、有機感光層をドラム（導電性支持体）上に塗布し、その上に本発明の樹脂層を塗設した感光体で、接地されて時計方向に駆動回転される。１２はスコロトロンの帯電器で、感光体ドラム１０周面に対し一様な帯電をコロナ放電によって与えられる。この帯電器１２による帯電に先だって、前画像形成での感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いた露光部１１による露光を行って感光体周面の除電をしてもよい。
【００５８】
感光体への一様帯電ののち像露光器１３により画像信号に基づいた像露光が行われる。この図の像露光器１３は図示しないレーザーダイオードを露光光源とする。回転するポリゴンミラー１３１、ｆθレンズ等を経て反射ミラー１３２により光路を曲げられた光により感光体ドラム上の走査がなされ、静電潜像が形成される。
【００５９】
その静電潜像は次いで現像器１４で現像される。感光体ドラム１０周縁にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等の扁平トナーとキャリアを有する現像剤をそれぞれ内蔵した現像器１４が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１４１によって行われる。現像剤は図示していない層厚形成手段によって現像スリーブ１４１上に１００〜６００μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送され、現像が行われる。この時通常は感光体ドラム１０と現像スリーブ１４１の間に直流及び／又は交流バイアス電圧をかけて現像が行われる。
【００６０】
カラー画像形成方法は、１色目の顕像化が終った後２色目の画像形成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器１２による一様帯電が行われ、２色目の潜像が像露光器１３によって形成される。３色目、４色目についても２色目と同様の画像形成行程が行われ、感光体ドラム１０周面上には４色の顕像が形成される。
【００６１】
一方モノクロの電子写真装置では現像器１４は黒扁平トナー１種で構成され、１回の現像で画像を形成することが出来る。
【００６２】
記録紙Ｐは画像形成後、転写のタイミングの整った時点で給紙ローラ１７の回転作動により転写域へと給紙される。
【００６３】
転写域においては転写のタイミングに同期して感光体ドラム１０の周面に転写ローラ（転写器）１８が圧接され、給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転写される。
【００６４】
次いで記録紙Ｐは転写ローラとほぼ同時に圧接状態とされた分離ブラシ（分離器）１９によって除電がなされ、感光体ドラム１０の周面により分離して定着装置２０に搬送され、熱ローラ２０１と圧着ローラ２０２の加熱、加圧によって扁平トナーを溶着したのち排紙ローラ２１を介して装置外部に排出される。尚前記の転写ローラ１８及び分離ブラシ１９は記録紙Ｐの通過後感光体ドラム１０の周面より退避離間して次なるトナー像の形成に備える。
【００６５】
一方記録紙Ｐを分離した後の感光体ドラム１０は、クリーニング器２２のブレード２２１の圧接により残留トナーを除去・清掃し、再び露光部１１による除電と帯電器１２による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。尚感光体上にカラー画像を重ね合わせて形成する場合には、前記のブレード２２１は感光体面のクリーニング後直ちに移動して感光体ドラム１０の周面より退避する。
【００６６】
尚、３０は感光体、帯電器、転写器、分離器及びクリーニング器を一体化されている着脱可能なプロセスカートリッジである。
【００６７】
電子写真画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器及びクリーニング器の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【００６８】
実施例で用いたＫｏｎｉｃａ９０２８も同様な構成の画像形成装置である。その他、像形成体上にトナー像を形成し、順次転写体上（紙や中間転写体）にトナー像を転写して重ね合わせてカラートナー像を形成する画像形成装置も用いることが出来る。
【００６９】
像露光は、画像形成装置を複写機として使用する場合には、センサーで原稿を読み取り信号化し、この信号に従ってレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動又は液晶シャッターアレイの駆動を行い感光体に光を照射すること等により行われる。
【００７０】
尚、プリンターとして使用する場合には、像露光は受信データをプリントするための露光を行うことになる。
【００７１】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
《扁平トナー製造》
（トナー製造例１：黒扁平トナー１）
ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム０．９０ｋｇと純水１０．０ｌを入れ撹拌溶解する。この溶液に、リーガル３３０Ｒ（キャボット株式会社製カーボンブラック）１．２０ｋｇを徐々に加え、１時間よく撹拌した後に、サンドグラインダー（媒体型分散機）を用いて、２０時間連続分散した。このものを「着色剤分散液１」とする。また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇとイオン交換水４．０ｌからなる溶液を「アニオン界面活性剤溶液Ａ」とする。
【００７３】
ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇとイオン交換水４．０ｌからなる溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｂ」とする。過硫酸カリウム２２３．８ｇをイオン交換水１２．０ｌに溶解した溶液を「開始剤溶液Ｃ」とする。
【００７４】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた１００ｌのグラスライニング（ＧＬ）反応釜に、ＷＡＸエマルジョン（数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョン：数平均１次粒子径＝１２０ｎｍ／固形分濃度＝２９．９％）３．４１ｋｇ、「アニオン界面活性剤溶液Ａ」全量及び「ノニオン界面活性剤溶液Ｂ」全量を入れ、撹拌を開始する。撹拌翼の形状は図３の構成とした。次いで、イオン交換水４４．０ｌを加えた。
【００７５】
次いで、加熱を開始し、液温度が７５℃になったところで、「開始剤溶液Ｃ」全量を滴下して加えた。その後、液温度を７５℃±１℃に制御しながら、スチレン１２．１ｋｇ、アクリル酸ｎ−ブチル２．８８ｋｇ、メタクリル酸１．０４ｋｇ及びｔ−ドデシルメルカプタン５４８ｇの予め混合した溶液を滴下した。滴下終了後、液温度を８０℃±１℃に上げて、６時間加熱撹拌を行った。次いで、液温度を４０℃以下に冷却し撹拌を停止し、ポールフィルターで濾過し、これを「ラテックス１−Ａ」とする。
【００７６】
尚、ラテックス１−Ａ中の樹脂粒子のガラス転移点は５７℃、軟化点は１２１℃、重量平均分子量は１．２７万、重量平均粒径は１２０ｎｍであった。
【００７７】
又、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇをイオン交換純水４．０ｌに溶解した溶液を「アニオン界面活性剤溶液Ｄ」とする。また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇをイオン交換水４．０ｌに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｅ」とする。
【００７８】
過硫酸カリウム（関東化学株式会社製）２００．７ｇをイオン交換水１２．０ｌに溶解した溶液を「開始剤溶液Ｆ」とする。
【００７９】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルを付けた１００ｌのＧＬ反応釜に、ＷＡＸエマルジョン（数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョン：数平均１次粒子径＝１２０ｎｍ／固形分濃度＝２９．９％）３．４１ｋｇ、「アニオン界面活性剤溶液Ｄ」全量及び「ノニオン界面活性剤溶液Ｅ」全量を入れ、撹拌を開始する。次いで、イオン交換水４４．０ｌを投入する。加熱を開始し、液温度が７０℃になったところで、「開始剤溶液Ｆ」を添加する。次いで、スチレン１１．０ｋｇ、アクリル酸ｎ−ブチル４．００ｋｇ、メタクリル酸１．０４ｋｇ及びｔ−ドデシルメルカプタン９．０２ｇの予め混合した溶液を滴下する。滴下終了後、液温度を７２℃±２℃に制御して、６時間加熱撹拌を行った。次いで、液温度を８０℃±２℃に上げて、１２時間加熱撹拌を行った。次いで、液温度を４０℃以下に冷却し撹拌を停止し、ポールフィルターで濾過し、これを「ラテックス１−Ｂ」とする。
【００８０】
尚、ラテックス１−Ｂ中の樹脂粒子のガラス転移点は５８℃、軟化点は１３２℃、重量平均分子量は２４．５万、重量平均粒径は１１０ｎｍであった。
【００８１】
塩析剤として塩化ナトリウム５．３６ｋｇをイオン交換水２０．０ｌに溶解した溶液を「塩化ナトリウム溶液Ｇ」とする。
【００８２】
フッ素系ノニオン界面活性剤１．００ｇをイオン交換水１．００ｌに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｈ」とする。
【００８３】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、粒径および形状のモニタリング装置を付けた１００ｌのＳＵＳ反応釜に、上記で作製した「ラテックス１−Ａ」＝２０．０ｋｇ、「ラテックス１−Ｂ」＝５．２ｋｇ、「着色剤分散液１」＝０．４ｋｇ及びイオン交換水２０．０ｋｇを入れ撹拌する。次いで、４０℃に加温し、「塩化ナトリウム溶液Ｇ」、イソプロパノール（関東化学株式会社製）６．００ｋｇ、「ノニオン界面活性剤溶液Ｈ」をこの順に添加した。その後、１０分間放置した後に、昇温を開始し、液温度８５℃まで６０分で昇温し、８５±２℃にて０．５〜３時間加熱撹拌して塩析／融着させながら粒径成長させた。次に純水２．１ｌを添加して粒径成長を停止した。この液を「融着粒子分散液」とする。
【００８４】
次いで、温度センサー、冷却管を付けた５ｌの反応容器に、上記の融着粒子分散液５．０ｋｇを入れ、液温度８５℃±２℃にて、４時間加熱撹拌して重合率が８０％になった時点で、前記液をアニュラー型連続湿式撹拌ミル（神鋼パンテンツ株式会社製）に連続して供給し、温度６７℃、ローター周速１３ｍ／分、平均滞留時間１５分の条件にて扁平化処理を行った。次いで、前記反応容器に扁平化処理した液をもどし、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０３ｋｇを添加し、液温度８５℃±２℃にて、４時間加熱撹拌して重合を完了した。その後、４０℃以下に冷却し撹拌を停止した。次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、分級品を目開き４５μｍの篩いで濾過し、この濾液を「会合液１」とする。次いで、ヌッチェを用いて、会合液１より「ウエットケーキ状の黒扁平粒子１」を濾取した。その後、イオン交換水により洗浄した。
【００８５】
この「ウエットケーキ状の黒扁平粒子１」をフラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度６０℃にて予備乾燥後、流動層乾燥機を用いて６０℃の温度で乾燥して「黒扁平粒子１」を得た。
【００８６】
得られた「黒扁平粒子１」に、疎水化シリカ微粒子１質量％をヘンシェルミキサーにて外添混合して「黒扁平トナー１」を得た。
【００８７】
（トナー製造例２：黒扁平トナー２）
トナー製造例１のアニュラー型連続湿式撹拌ミルの条件を温度７０℃、ローター周速２０ｍ／分、平均滞留時間１５分とした他は同様にして「黒扁平トナー２」を得た。
【００８８】
（トナー製造例３：イエロー扁平トナー）
トナー製造例１において、着色剤をカーボンブラックの代わりにＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７を１．０５ｋｇ使用した他は同様にして「イエロー扁平トナー」を得た。
【００８９】
（トナー製造例４：マゼンタ扁平トナー）
トナー製造例１において、着色剤をカーボンブラックの代わりにＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を１．２０ｋｇ使用した他は同様にして「マゼンタ扁平トナー」を得た。
【００９０】
（トナー製造例５：シアン扁平トナー）
トナー製造例１において、着色剤をカーボンブラックの代わりにＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を０．６０ｋｇ使用した他は同様にして「シアン扁平トナー」を得た。
【００９１】
トナー製造例１〜５のガラス転移点及び扁平化条件を表１に示す。
【００９２】
【表１】

【００９３】
（トナー製造例６：黒不定形トナー）
トナー製造例１のアニュラー型連続湿式撹拌ミルを通さず重合を完了させた他はトナー製造例１と同様にして「黒不定形トナー」を得た。
【００９４】
（トナー製造例７：イエロー不定形トナー）
トナー製造例３のアニュラー型連続湿式撹拌ミルを通さず重合を完了させた他はトナー製造例３と同様にして「イエロー不定形トナー」を得た。
【００９５】
（トナー製造例８：マゼンタ不定形トナー）
トナー製造例４のアニュラー型連続湿式撹拌ミルを通さず重合を完了させた他はトナー製造例４と同様にして「マゼンタ不定形トナー」を得た。
【００９６】
（トナー製造例９：シアン不定形トナー）
トナー製造例５のアニュラー型連続湿式撹拌ミルを通さず重合を完了させた他はトナー製造例５と同様にして「シアン不定形トナー」を得た。
【００９７】
（トナー製造例１０：黒凹凸トナー）
スチレン−ｎブチルアクリレート共重合体樹脂１００ｋｇ、カーボンブラック１０ｋｇ及びポリプロピレン４ｋｇからなるトナー原材料をヘンシェルミキサーにより予備混合し、２軸押出機にて溶融混練し、ハンマーミルにて粗粉砕し、ジェット式粉砕機にて粉砕して、粉砕黒粒子を得た。この粉砕黒粒子を風力分級機にて目的の粒径分布となるまで繰り返し分級し「黒粒子」を得た。
【００９８】
得られた「黒粒子」に、疎水化シリカ微粒子１質量％をヘンシェルミキサーにて外添混合し、粉砕法による「黒トナー」を得た。尚、このトナーは重合法で得られたものと異なり、表面に凹凸を有する不定形のものであった。
【００９９】
《評価》
（扁平トナーの形状、粒径）
扁平トナー粒子の平均長さ（ｒ₁及びｒ₂）は、平滑面に扁平トナー粒子を均一に分散付着させ、その面を上面より顕微鏡で１０００倍に拡大し、扁平トナー粒子１００個について最大長さ（長辺）及び最小長さ（短辺）を測定し、その算術平均値を「ｒ₁」、「ｒ₂」とする。
【０１００】
扁平トナー粒子の厚さ（ｄ）は、平滑面に扁平トナー粒子を均一に分散付着させ、その面を上面より顕微鏡で１０００倍に拡大し、扁平トナー粒子１００個について最大高さを測定し、その算術平均値を「ｄ」とする。
【０１０１】
扁平トナーの体積平均粒径はコールターカウンターＴＡ−２型或いはコールターマルチサイザー（コールター株式会社製）で測定する。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（日科技製）、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以上の扁平トナーの体積分布を測定し体積平均粒径を算出する。
【０１０２】
トナー製造例１〜１０の形状、体積平均粒径を表２に示す。
【０１０３】
【表２】

【０１０４】
（現像剤の調製）
トナー製造例１〜１０のトナー各々と、シリコーン樹脂で被覆した６５μｍフェライトキャリアを、トナー／キャリア＝５０ｇ／９５０ｇの割合で混合して、評価用の「現像剤１〜１０」を調製した。
【０１０５】
（画像作成）
複写機はＫｏｎｉｃａ、ＫＬ９０２８（コニカ株式会社製カラープリンター）を使用した。現像剤は１〜１０、トナーは製造例１〜１０を用い、Ａ−４版カラー原稿（印字率２５％）の単色画像及びフルカラー画像をプリントして、「評価画像１〜５」を作成した。
【０１０６】
（像形成体上へのトナー付着状態評価）
複写機の像形成体上にトナー画像が形成された状態を顕微鏡で観察し、トナーの付着状態を評価した。
【０１０７】
表３に像形成体上へのトナー付着状態評価結果を示す。
【０１０８】
【表３】

【０１０９】
像形成体上でのトナーの付着状態を確認したところ、トナー製造例１〜５のトナーを用いた場合は、トナーが扁平面を向けて像形成体に付着していた。一方扁平形状ではないトナー製造例６〜１０のトナーを用いた場合は、トナーがいろいろな方向を向いて像形成体に付着していた。
【０１１０】
（画質評価）
得られた画像のトナーの消費量、画像濃度及びトナー散りを評価した。
【０１１１】
トナーの消費量は、Ａ−４版白紙画像（印字率０％に相当する）を１００枚プリントアウトした転写紙とＡ−４版カラー原稿（印字率２５％）を１００枚プリントアウトした転写紙の質量差から、Ａ−４版１枚当たりのトナー消費量に換算して求めた。
【０１１２】
画像濃度は、ＲＤ−９１８型濃度計（マクベス株式会社製）を用いて測定した。
【０１１３】
トナー散りは、プリント画像上のトナー散りを目視で観察し判定した。
表４にトナー消費量、画像濃度及びトナー散りの評価結果を示す。
【０１１４】
【表４】

【０１１５】
本発明の扁平トナーは、トナーの消費量が少なく、トナー散りも少なく且つ高濃度画像が得られ好ましい結果であった。
【０１１６】
【発明の効果】
実施例で実証した如く、本発明による扁平トナー、該扁平トナーの製造方法及び該扁平トナーを用いた画像形成方法は、トナー消費量が少なくても高濃度の画像が得られ、凹凸が少なく且つトナーの散りが無い高画質の画像を得ることが出来る優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の扁平トナーの一例を示す模式図である。
【図２】像形成体上に付着した扁平トナーの一例を示す模式図である。
【図３】撹拌翼を備えた撹拌槽の一例を示す斜視図である。
【図４】アニュラー型連続湿式撹拌ミルの一例を示す要部断面図である。
【図５】本発明の画像形成方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０感光体ドラム（感光体）
１１発光ダイオード等を用いた露光部
１２帯電器
１３像露光器
１４現像器
１７給紙ローラ
１８転写ローラ（転写器）
１９分離ブラシ（分離器）
２０定着装置
２１排紙ローラ
２２クリーニング器
３０プロセスカートリッジ

Claims

扁平トナーとキャリアを有する現像剤に使用される扁平トナーにおいて、数平均１次粒子径１０〜５００ｎｍの着色剤等を含む重合完了前の樹脂粒子を塩析／融着して２次粒子を作製し、該２次粒子の分散液を隘路を循環させて扁平化処理し、該扁平化処理後の分散液を反応容器に戻して、再度、重合温度に加熱して重合を完了することにより得られた扁平トナーの形状が、平均長さの長辺（ｒ_１）と短辺（ｒ_２）が５〜２０μｍ、平均厚さ（ｄ）が１〜５μｍ、平均長さの短辺と長辺比（ｒ_２／ｒ_１）が０．６〜０．９６、扁平トナーの平均厚さと平均短辺長さ比（ｄ／ｒ_２）が０．１〜０．４であることを特徴とする扁平トナー。
請求項１に記載の扁平トナーが、加熱状態で加圧された隘路を循環させて粒子形状を扁平にし製造することを特徴とする扁平トナーの製造方法。
扁平トナーの扁平部が像形成体に向けて付着している画像形成方法において、請求項１に記載の扁平トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。