JP4765650B2 - 静電荷像現像用トナー、その製造方法、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
水系媒体中で作製した少なくとも樹脂と着色剤を含有するコア粒子の分散液中に、シェル用樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用樹脂粒子を凝集、融着させ熱エネルギーにより熟成する静電荷像現像用トナーの製造方法において、
シェルの8点平均膜厚が100nm乃至300nmであり、かつ、該シェルの最大膜厚をHmax、最小膜厚をHminとしたときに、Hmaxは190〜280nm、Hminは130〜230nmであり、Hmax/Hminが1.50未満とし、かつ、下記(1)〜(3)の要件を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
(1)前記コア粒子を構成する樹脂のガラス転移温度をTg1、前記シェルを構成する樹脂のガラス転移温度をTg2とする時に、
Tg2−Tg1≧20℃、10℃≦Tg1≦30℃
(2)前記コア粒子を構成する樹脂の溶解度パラメータをSP1、前記シェルを構成する樹脂の溶解度パラメータをSP2としたときに、
SP1とSP2の差が0.2乃至1.0
(3)円形度が0.900以上のコア粒子を作製する工程と、該コア粒子表面に樹脂微粒子を添加して、シェルを形成する工程を経て、コア・シェル構造のトナーとする。
前記Hmax/Hminが1.05〜1.40であることを特徴とする前記1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
前記1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法を用いて作製したことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
前記3に記載の静電荷像現像用トナーを用い、プリント速度が400mm/sec以上であることを特徴とする画像形成方法。
前記3に記載の静電荷像現像用トナーを用い、感光体と、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、及び、感光体クリーニング手段を有することを特徴とする画像形成装置。
尚、本発明に係るトナーの体積基準平均メディアン径は2.5〜7.0μmを有するものが好ましい。
(2) コア粒子の円形性(後段では円形度として表示)を高めた後シェル化する
(3) シェル化温度の適正化(コアTg+20℃<シェル化温度<コアTsp)を行う(Tspとは軟化点である)。
本発明は、少なくとも樹脂と着色剤を含有するコアの表面にシェルを有するコア・シェル構造のトナーに関し、コア・シェル構造のシェル層を薄く、かつ、均一に形成することにより、低温定着性と耐熱保存性を両立し、さらに、安定した帯電性を有するトナーを提供することを可能にしている。
均一なシェルを形成する具体的な方法、すなわち、シェルの形成を制御する因子としては、以下のものが挙げられる。これらの因子については後で詳細に説明する。すなわち、
(1)コア及びシェルを構成する樹脂のガラス転移温度と溶解度パラメータ
(2)コア粒子の円形度
(3)シェル化を行う温度条件に着目する
このうち、コア及びシェルを構成する樹脂のガラス転移温度と溶解度パラメータについては、本発明に係るトナーでは、コアとシェルがお互いに相溶しにくい構造を形成することが好ましい。すなわち、コア領域を形成する樹脂とシェル領域を形成する樹脂を選択することにより、コア領域とシェル領域とが相分離した構造を有するトナーが得られ、シェルの膜厚が薄くてもコア領域がトナー表面に露出することのない耐熱保存性に優れたトナーの作製が可能になる。
本発明に係るトナーは、低温定着性と耐熱保存性とを両立するとともに、安定した帯電性を確保することも可能にしている。すなわち、本発明に係るトナーを用いて画像形成を行ったときに、機内でのトナー飛散やプリント画像上での画像カスレの発生が解消され、良好な帯電立ち上がり性能が発現されることを見出した。このように安定した帯電性が発現されるようになった理由は、おそらく、コア・シェル構造におけるシェルの厚みを本発明で特定するレベルに揃えることで、シェルの厚みにムラがなくなりコアへの帯電性の寄与が均一化されたため、トナー粒子表面における電荷分布が均一化して帯電性が確保されるようになったものと推測される。
本発明トナーにおけるシェルの膜厚は、トナーの断面層を透過型電子顕微鏡により撮影した写真より計測されるものである。透過型電子顕微鏡としては、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)、JEM−2000FX(日本電子社製)等が用いられる。
前記した如く、低Tgコアに対し均一なシェル層を形成するためには以下の3手段が挙げられる。以下、コアを構成する樹脂を単にコアという如く「を構成する樹脂」を略す。
コアのガラス転移温度をTg1、シェルのガラス転移温度をTg2とするとき、Tg2−Tg1≧20℃の範囲とすることが好ましい、さらに好ましいくはTg2−Tg1≧30℃であるのがよい。
コア粒子の円形度を0.900以上に高めた後シェル化を開始する。
コアTg+20℃<シェル化温度<コアTspの範囲内でシェル化を実施することが好ましい。
本発明のトナーにおいて、樹脂Aのガラス転移温度をTg1、樹脂Bのガラス転移温度をTg2とするとき、Tg2−Tg1≧20℃、10℃≦Tg1≦30℃の条件になっていることが好ましい。
1/Tg’=W1/T1+W2/T2+・・・+Wn/Tn
(式中、W1、W2、・・・Wnは共重合体樹脂を構成する全重合性単量体に対する各重合性単量体の質量分率、T1、T2、・・・Tnは各重合性単量体を用いて形成されるホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度)を示す。)
ガラス転移温度は、DSC−7示差走査カロリーメーター(パーキンエルマー社製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラー(パーキンエルマー社製)を用いて行うことが出来る。
200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−Cool−Heatの温度制御で行い、その2nd Heatにおけるデータをもとに解析を行った。
本発明では、トナー中のシェル層を形成する樹脂は、コア部の樹脂と相溶せず、しかも、シェル層を形成する樹脂はコア部と十分な接着性を有している。
σ=(ΣΔer/ΣΔvi)1/2
又、各ビニル系共重合体の溶解度パラメーター値は、各成分の溶解度パラメーター値とモル比の積により算出されるものである。例えば、共重合体樹脂をX,Yの2種類の単量体より構成されるものと仮定したとき、各単量体の質量組成比をx,y(質量%)、分子量をMx、My、溶解度パラメーター値をSPx、SPyとすると、各単量体比はX/Mx(モル%)、y/My(モル%)となる。ここで、共重合体樹脂のモル比をCとすると、C=x/Mx+y/Myと表され、この共重合体樹脂の溶解度パラメーター値SPは下記式(3)のようになる。
SP=〔(x×SPx/Mx)+(y×Spy/My)〕×1/C
尚、溶解度パラメーター値は、ビニル系共重合体を構成する単量体の組成比を変えることにより制御することが可能であり、例えばスチレンとメタクリル酸メチルを用いて形成された共重合体樹脂では、スチレンの組成比を減少させ、メタクリル酸メチルの組成比を増大させることにより溶解度パラメーターの値が低下する傾向を有していることが確認されている。
本発明の円形度は「FPIA−2100」(シスメックス社製)を用いて測定した値である。具体的には、コア粒子を界面活性剤入り水溶液にてなじませ、超音波分散を1分行い分散した後、「FPIA−2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で測定を行う。この範囲であれば、再現性のある測定値が得られる。円形度は下記式にて定義された値である。
又、平均円形度は、各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数でわり算して算出した値である。
本発明のトナーの軟化点の測定方法について説明する。
(1)結着樹脂
コア部を形成する樹脂Aおよびシェル層を形成する樹脂Bは、スチレンーアクリル系共重合樹脂が好ましい。また、コア部を形成する樹脂を作製する単量体には、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の共重合体のガラス転移温度(Tg)を引き下げる重合性単量体を共重合することが好ましい。また、シェル層を形成する樹脂を作製するための単量体には、スチレン、メチルメタクリレート、メタクリル酸等の共重合体のガラス転移温度(Tg)を引き上げる重合性単量体を共重合することが好ましい。
本発明の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でき、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができる。
本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、従来公知のものが挙げられる。具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
本発明に係るトナーを構成するコアやシェルを構成する樹脂は、前述の重合性単量体を重合して生成されるが、本発明に使用可能なラジカル重合開始剤には以下のものがある。具体的には、油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げられる。
又、反応系中に重合性単量体等を適度に分散させておくために分散安定剤を使用することも可能である。分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することができる。
次に、本発明に係る静電荷像現像用トナーの製造方法について説明する。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)樹脂微粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂微粒子と着色剤粒子を凝集、融着させてコア粒子(会合粒子)を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整する第1の熟成工程
(5)コア粒子分散液中に、シェル用の樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造の着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成して、コア・シェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程
また、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程
を有する場合もある。上記工程については、後で詳述する。
この工程では、ラジカル重合性単量体に離型剤化合物を溶解させて、離型剤化合物を混合したラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
この重合工程の好適な一例においては、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、ワックスを溶解或いは分散含有したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤を添加し、当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記液滴中に油溶性重合開始剤が含有されていてもよい。このような重合工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い撹拌又は超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
前記融着工程における凝集、融着の方法としては、重合工程により得られた樹脂微粒子(着色又は非着色の樹脂微粒子)を用いた塩析/融着法が好ましい。また、当該凝集・融着工程においては、樹脂微粒子や着色剤微粒子とともに、離型剤微粒子や荷電制御剤などの内添剤微粒子を凝集、融着させることができる。
そして、本発明では、凝集・融着工程の加熱温度や特に第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、粒径が一定で分布が狭く形成したコア粒子表面が平滑だが均一な形状を有するものになるように制御する。具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして樹脂粒子同士の融着の進行を抑制させて均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を長くしてコア粒子の表面が均一な形状のものに制御する。
シェル化工程では、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加してコア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を被覆させて着色粒子を形成する。
シェル化により着色粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウムなどの停止剤を添加して粒子成長を停止させ、その後もコア粒子に付着させたシェル用樹脂粒子を融着させるために数時間加熱撹拌を継続する。そして、シェル化工程ではコア粒子表面に厚さが100〜300nmのシェルを形成する。このようにして、コア粒子表面に樹脂粒子を固着させてシェルを形成し、丸みを帯び、しかも形状の揃った着色粒子が形成される。
この工程は、前記着色粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
この工程は、洗浄処理されたケーキを乾燥処理し、乾燥された着色粒子を得る工程である。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、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥された着色粒子の水分は、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。尚、乾燥処理された着色粒子同士が、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。
この工程は、乾燥された着色粒子に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。
本発明に係るトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよいが、二成分現像剤として特に好ましく用いられる。
下記のように、第1段重合、第2段重合、次いで、第3段重合を行い、多層構造を有する「コア部用樹脂粒子1」を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に下記で示されるアニオン系界面活性剤(構造式1)4部をイオン交換水3040部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10部をイオン交換水400部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532部、n−ブチルアクリレート200部、メタクリル酸68部、n−オクチルメルカプタン16.4部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子A1」とする。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1部、n−ブチルアクリレート62.2部、メタクリル酸12.3部、n−オクチルメルカプタン1.75部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精鑞社製)93.8部を添加し、90℃に加温して溶解させて単量体溶液を調製した。
上記のようにして得られた「樹脂粒子A2」に、過硫酸カリウム5.45部をイオン交換水220部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293.8部、n−ブチルアクリレート154.1部、n−オクチルメルカプタン7.08部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却し、「コア部用樹脂粒子1」を得た。第3段重合で調製した「樹脂粒子A3」のMwは26,800であった。
「コア部用樹脂粒子1」の調製において、第3段重合(外層形成)に用いた、スチレンを271.7部、n−ブチルアクリレート173.8部、メタクリル酸3.5部、n−オクチルメルカプタン7.0部、過硫酸カリウム5.4部をイオン交換水210部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子2」を調製した。
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器において、スチレン90.8部、n−ブチルアクリレート72.7部、メタクリル酸12.3部の混合液に離型剤としてパラフィンワックス「HNP−57」(日本精鑞社製)を93.8部添加し、80℃に加温し溶解した。
上記のようにして得られた「樹脂粒子C1」に、過硫酸カリウム3.8部をイオン交換水148部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300.9部、n−ブチルアクリレート146.9部、メタクリル酸3部、n−オクチルメルカプタン4.93部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより第2段重合(外層の形成)を行った後、28℃まで冷却し、「コア部用樹脂粒子3」を得た。
「コア部用樹脂粒子3」の調製において、第2段重合(外層の形成)に用いた、スチレンを115.7部、n−ブチルアクリレート60.5部、n−オクチルメルカプタン7.0部、過硫酸カリウム5.4部をイオン交換水210部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子4」を調製した。
「コア部用樹脂粒子3」の調製において、第2段重合(外層の形成)に用いた、スチレンを274.1部、n−ブチルアクリレート168.6部、メタクリル酸5.2部、n−オクチルメルカプタン6.6部、過硫酸カリウム5.1部をイオン交換水197部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子5」を調製した。
「コア部用樹脂粒子3」の調製において、第2段重合(外層の形成)に用いた、スチレンを202.5部、n−ブチルアクリレート211.5部、メタクリル酸36部、n−オクチルメルカプタン5.2部、過硫酸カリウム5.1部をイオン交換水197部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子6」を調製した。
「コア部用樹脂粒子3」の調製において、第1段重合(内層の形成)に用いた、スチレンを115.9部、n−ブチルアクリレート47.4部、メタクリル酸12.3部、n−オクチルメルカプタン1.8部、過硫酸カリウム6.1部をイオン交換水237部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子7」を調製した。
「コア部用樹脂粒子3」の調製において、第2段重合(外層の形成)に用いた、スチレンを193.5部、n−ブチルアクリレート220.5部、メタクリル酸36.0部、n−オクチルメルカプタン5.8部、過硫酸カリウム5.1部をイオン交換水197部に溶解した開始剤溶液に変更した以外は同様にして、「コア部用樹脂粒子9」を調製した。
(シェル層用樹脂粒子1の調製)
上記の「コア部用樹脂粒子1」の第1段重合において、スチレンを624部、2−エチヘキシルアクリレートを120部、メタクリル酸を56部、n−オクチルメルカプタンを16.4部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子1」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを560部、2−エチヘキシルアクリレートを144部、メタクリル酸を96部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子2」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを548部、2−エチヘキシルアクリレートを156部、メタクリル酸を96部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子3」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを585.6部、2−エチヘキシルアクリレートを138.4部、メタクリル酸を56部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子4」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを140部、メタクリル酸メチルを400部、2−エチルヘキシルメタクリレートを240部、メタクリル酸を20部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子5」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを144部、メタクリル酸メチルを400部、2−エチルヘキシルメタクリレートを240部、メタクリル酸56部をイタコン酸16部、n−オクチルメルカプタンを8.0部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子6」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを528部、2−エチルヘキシルアクリレートを208部、メタクリル酸を64部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子7」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを666.4部、2−エチルヘキシルアクリレートを109.6部、メタクリル酸を24部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子8」を調製した。
「シェル層用樹脂粒子1」の調製において、スチレンを436.8部、2−エチルヘキシルアクリレートを155.2部、メタクリル酸を208部、n−オクチルメルカプタンを16.5部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル層用樹脂粒子9」を調製した。
下記のようにして、トナー1〜19を作製した。
(着色剤粒子の分散液1の調製)
上記のアニオン系界面活性剤(1)90部をイオン交換水1600部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330」(キャボット社製)400部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エムテクニック社製)を用いて分散処理を行い、「着色剤粒子分散液1」を調製した。
420.7部(固形分換算)の「コア部用樹脂粒子1」と、イオン交換水900部と、「着色剤粒子分散液1」200部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調製した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
次いで、65℃において「シェル層用樹脂粒子1」を96部添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2部をイオン交換水1000部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、「コア部1」の表面に、「シェル層用樹脂粒子1」の粒子を融着させた後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成させた。
「トナー1」の作製において用いた「コア部用樹脂粒子1」、「シェル層用樹脂粒子1」を、表1に記載のコア部用樹脂粒子、表2に記載のシェル層用樹脂粒子に変更し、表3に記載のコア粒子円形度、シェル化温度に変更した以外は同様にして「トナー2〜19」を作製した。
上記で調製した「トナー1〜19」に疎水性シリカ(数平均一次粒径=12nm、疎水化度=68)を1質量%および疎水性酸化チタン(数平均一次粒径=20nm、疎水化度=63)を1.2質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して「トナー1〜19」を調製した。なお、得られたトナーの「トナー1〜9」を「実施例1〜9」、「トナー10〜16」を「参考例10〜16」、「トナー17〜19」を「比較例1〜3」とする。
《現像剤の調製》
次いで、上記調製した各トナーに対して、シリコン樹脂を被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを混合し、それぞれトナー濃度が6%の「現像剤1〜19」を調製した。
《評価》
上記で作製した「実施例1〜9」と、「参考例10〜16」、「比較例1〜3」を用いて下記の評価を行った。なお、評価基準の◎と○を合格、×を不合格とする。
プリント画像は、プリント画像電子写真方式を採用する市販の複合機「Sitios9331」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用い、線速を280mm(約50枚/分)に、現像ローラーを外径9mmに、定着機を図4の構成をとる定着装置(ベルト180と加熱ローラを用いたタイプ)に変更してプリントを行い、プリント画像を作成した。複合機の機内の状態、プリント画像を下記項目について評価を行った。
帯電速度は、トナーを現像装置に供給したときの帯電立ち上がり性能で評価した。具体的には、画素率が75%と画像部の多い原稿を用い、トナー消費量(供給量)が著しく多いプリントモードで1000枚のプリント打ち出しを行った後、帯電立ち上がり不良による機内のトナー飛散の状態と、プリント画像の画像カスレの程度を目視により評価した。
◎:機内のトナー汚れ、プリント画像のカスレ共に全くない
○:機内のトナー汚れはないが、プリント画像の後端に軽微なカスレあり(実用可)
×:機内のトナー汚れ、プリント画像のカスレあり(実用上問題あり)
〈画像保持性〉
画像保持性は、高温高湿(30℃、90%RH)に72時間放置した現像剤を現像器に投入してプリントを行い、そのプリント画像を目視で評価した。なお、原稿としては、写真画像、文字およびハーフトーン画像を有するものを用いた。
評価基準
◎:階調性変動が目視で確認されない
○:淡色(ハーフトーン)、写真画像が暗く感じるが実用上問題なし
×:3ポイントの文字「e」の判別ができず、実用上問題
尚、本発明における帯電安定性の良否は、帯電速度と画像保持性の総合した特性と考えられる。
耐熱保管性は、上記で作製した各トナー100gを、55℃、90%RHの条件下に24時間放置した後、目開き45μmのフルイで篩い、フルイ上に残った凝集物の量(割合)で評価した。
◎:フルイ上の量が、5%未満で凝集量が非常に少なく耐熱保管性優良(断熱梱包材が全くなしで夏場に輸送を行っても凝集物の発生なし)
○:フルイ上の量が、5〜30%で凝集量が少なく耐熱保管性良好(ダンボール梱包のみで夏場に輸送を行っても凝集物の発生なし)
×:フルイ上の量が、30%より多く、凝集量が多く実用上問題(保冷輸送を行う必要がある)。
上記評価機の定着装置の加熱ローラー表面温度を、紙表面温度が80〜150℃の範囲内で10℃刻みで変化するように変更し、各変更温度でトナー画像を定着して定着画像を作製した。なお、プリント画像の作成に当たっては、A4版サイズの上質紙(80g/m2)を使用した。
◎:最低定着温度100℃未満での定着が可能
○:最低定着温度100℃以上、130℃未満での定着が可能
×:最低定着温度130℃以上での定着が可能
11 スコロトロン帯電器
11A 帯電前露光手段
12 レーザ書込み装置
T トナー
A コア
B シェル
C 着色剤
D ワックス
Claims (5)
- 水系媒体中で作製した少なくとも樹脂と着色剤を含有するコア粒子の分散液中に、シェル用樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用樹脂粒子を凝集、融着させ熱エネルギーにより熟成する静電荷像現像用トナーの製造方法において、
シェルの8点平均膜厚が100nm乃至300nmであり、かつ、該シェルの最大膜厚をHmax、最小膜厚をHminとしたときに、Hmaxは190〜280nm、Hminは130〜230nmであり、Hmax/Hminが1.50未満とし、かつ、下記(1)〜(3)の要件を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
(1)前記コア粒子を構成する樹脂のガラス転移温度をTg1、前記シェルを構成する樹脂のガラス転移温度をTg2とする時に、
Tg2−Tg1≧20℃、10℃≦Tg1≦30℃
(2)前記コア粒子を構成する樹脂の溶解度パラメータをSP1、前記シェルを構成する樹脂の溶解度パラメータをSP2としたときに、
SP1とSP2の差が0.2乃至1.0
(3)円形度が0.900以上のコア粒子を作製する工程と、該コア粒子表面に樹脂微粒子を添加して、シェルを形成する工程を経て、コア・シェル構造のトナーとする。 - 前記Hmax/Hminが1.05〜1.40であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法を用いて作製したことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- 請求項3に記載の静電荷像現像用トナーを用い、プリント速度が400mm/sec以上であることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項3に記載の静電荷像現像用トナーを用い、感光体と、少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、及び、感光体クリーニング手段を有することを特徴とする画像形成装置。
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