JP4961491B2 - カプセルトナー、その製造方法および二成分現像剤 - Google Patents

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Description

本発明は、カプセルトナー、その製造方法および二成分現像剤に関する。
電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段とを備える。
帯電手段は感光体表面を帯電させ、露光手段は、帯電状態にある感光体表面に信号光を照射して画像情報に対応する静電潜像を形成させる。現像手段は、感光体表面に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給してトナー像を形成させ、転写手段は、感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写し、さらに、定着手段は、転写されたトナー像を記録媒体に定着させる。また、クリーニング手段は、たとえばクリーニングブレードであり、トナー像転写後の感光体表面に残留するトナーをブレードで掻取って感光体表面を清浄化する。
このような画像形成装置では、現像剤として、トナーを含む一成分現像剤、またはトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像し、画像を形成する。ここで用いられるトナーは、マトリックスであるポリエステル系結着樹脂中に着色剤、離型剤であるワックスなどを分散させて粒状化した樹脂粒子である。
トナーの製造方法として、従来から混練粉砕法が汎用されているが、粉砕トナーは表面に凹凸の多い不定形状であり、粉砕後の破砕面がそのままトナー粒子表面となるため表面組成が不均一になりやすく、トナー粒子の表面状態を均一に制御するのは難しい。トナー粒子表面が凹凸の多い不定形状であると、トナーの流動性が低下したり、トナー組成の不均一性が原因となり、かぶりやトナー飛散が発生する等の問題が生じる。
このようなトナー粒子表面の不定形状の問題を鑑みて、混練粉砕法に代わり、トナー原料の分散液を混合し、凝集させてトナーを製造する湿式法が種々提案されている。しかしながら、湿式法の場合、分散安定剤や凝集剤を多用するため、それらの成分の一部がトナー粒子表面または内部に残留して耐湿性の低下や帯電特性の悪化を招き、特に帯電特性が著しく不安定になりやすいという欠点がある。
一方、近年の高画質化の流れに伴い、トナーの小粒径化が進み、微粉である小粒径トナーの、二成分現像剤中における含有率が増加する傾向にある。小粒径トナーを含む二成分現像剤においては、現像装置内でのストレスによる小粒径トナーの割れや形状変化により、キャリアへのトナースペント(帯電付与部材への汚染)とそれに伴う現像剤の帯電劣化が生じ、現像や転写プロセスが影響され、画質の劣化を招く要因となっている。
そこで、流動性、転写性などが良好で、帯電性能が均一であり、耐オフセット性に優れ、またその他の様々な機能を有するトナーとして、トナー母粒子の表面を樹脂層により被覆したカプセルトナーが提案されている。
しかし樹脂層で被覆されたカプセルトナーでは、耐ブロッキング性を向上させるために、一般的にトナー母粒子よりも耐熱性の高い樹脂微粒子が用いられることにより、トナー母粒子が溶け出し難くなり、低温オフセットが発生し易くなるという問題がある。また、樹脂被覆層がトナー母粒子内部からの離型剤の染み出しを阻害し、高温オフセットが発生し易くなるため、十分な定着可能温度域(非オフセット温度域)が得られないという問題がある。
特許文献1には、母体粒子に樹脂微粒子を機械的衝撃力により固着させたトナー粒子が開示されている。また、特許文献2には、トナー表面にワックスを固着させたトナーが開示されている。
特開平6−342224号公報 特開平5−173357号公報
しかし、特許文献1に開示されるトナーは、離型剤が母体粒子内部に含まれるため、定着時に離型剤がトナー粒子表面に浸み出しにくく、十分な耐オフセット性が得られにくいという問題がある。また、特許文献2に開示されるトナーは、トナー表面がワックスでコーティングされていることにより耐ブロッキング性が悪いという問題がある。
本発明の目的は、トナー母粒子の表面に、離型剤微粒子および樹脂微粒子で構成される樹脂被覆層が形成されることにより、耐ブロッキング性を損なうことなく、耐オフセット性に優れたカプセルトナー、二成分現像剤、およびカプセルトナーの製造方法を提供することである。
また本発明は、樹脂微粒子を含む水性分散体と、離型剤微粒子を含む水性分散体とを混合して混合微粒子水性分散体を調製する第1工程と、
前記混合微粒子水性分散体を脱水乾燥して混合微粒子を得る第2工程と、
結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、前記混合微粒子とを流動させ、前記トナー母粒子表面に前記混合微粒子を付着させて被覆トナー粒子を形成させる工程と、
前記被覆トナー粒子をキャリアガス中で流動させながら、前記トナー母粒子および前記樹脂微粒子を可塑化する液体を噴霧して、衝撃力により前記混合微粒子を膜化させて、前記トナー母粒子表面に樹脂被覆層を形成させる工程とを含むことを特徴とするカプセルトナーの製造方法である。
また本発明は、前記樹脂微粒子を含む水性分散体は、樹脂の乳化重合または樹脂を水性媒体中に乳化分散させることにより得られることを特徴とする。
また本発明は、前記離型剤微粒子を含む水性分散体は、離型剤を水性媒体中に乳化分散させる、または溶剤中で乳化分散後に水性媒体に置換することにより得られることを特徴とする。
また本発明は、前記第1工程では、前記樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合が、重量比で3重量%以上30重量%以下となるように前記混合微粒子水性分散体を調製することを特徴とする。
また本発明は、前記混合微粒子において、前記樹脂微粒子の平均粒子径に対する前記離型剤微粒子の平均粒子径比は、0.3以上2.0以下であることを特徴とする。
また本発明は、前記離型剤微粒子の示差走査熱量測定におけるオンセット温度が70℃以上であることを特徴とする。
また本発明は、前記第2工程では、前記脱水乾燥を熱風受熱式乾燥処理により行うことを特徴とする。
また本発明は、前記離型剤微粒子の体積平均粒子径が、0.1μm以上1.0μm以下であることを特徴とする。
また本発明は、本発明のカプセルトナーの製造方法で製造されるカプセルトナーであって、
結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、
前記離型剤微粒子および前記樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層であって、前記離型剤微粒子が0.1μm以上1.0μm以下の離型剤分散粒子径で分散している樹脂被覆層とを有することを特徴とする。
また本発明は、樹脂被覆層中の前記離型剤微粒子が、トナー母粒子100重量部に対し0.2重量部以上2.3重量部以下含有されることを特徴とする。
また本発明は、前記カプセルトナーとキャリアとを含む二成分現像剤である。
また本発明によれば、流動状態にあるトナー母粒子と樹脂微粒子および離型剤微粒子からなる混合微粒子とにこれらの粒子を可塑化させる液体を噴霧するので、これらの粒子が可塑化されて軟化し、トナー母粒子表面に小さな衝撃力で離型剤微粒子を分散させた樹脂被覆層を形成できる。
また、前記混合微粒子は、樹脂微粒子を含む水性分散体と、離型剤微粒子を含む水性分散体とを混合して混合微粒子水性分散体を調製する第1工程と、前記混合微粒子水性分散体を脱水乾燥して前記混合微粒子を得る第2工程とを含む方法により製造されるので、樹脂微粒子と離型剤微粒子が均一に混合された混合微粒子が得られ、樹脂被覆層中に離型剤を好適に分散させ、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記樹脂微粒子を含む水性分散体は、樹脂の乳化重合または樹脂を水性媒体中に乳化分散させることにより得られるので、微細かつ均一な粒子径の樹脂微粒子を含む水性分散体が得られ、樹脂被覆層中に離型剤を好適に分散させ、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記離型剤微粒子を含む水性分散体は、離型剤を水性媒体中に乳化分散させる、または溶剤中で乳化分散後に水性媒体に置換することにより得られるので、微細かつ均一な粒子径の離型剤微粒子を含む水性分散体が得られ、樹脂被覆層中に離型剤を好適に分散させ、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記第1工程では、前記樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合が、重量比で3重量%以上30重量%以下となるように前記混合微粒子水性分散体を調製するので、樹脂被覆層中に離型剤を好適に分散させ、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記混合微粒子において、前記樹脂微粒子の平均粒子径に対する前記離型剤微粒子の平均粒子径比は、0.3以上2.0以下であるので、離型剤微粒子を樹脂被覆層中に好適に分散させ、かつ離型剤微粒子を樹脂被覆層の表面に露出させることができる。その結果、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記離型剤微粒子の示差走査熱量測定におけるオンセット温度が70℃以上であるので、離型剤微粒子が融解してカプセルトナー表面にフィルム状に広がることを防止し、離型剤微粒子が微細に分散された樹脂被覆層を形成することができる。その結果、トナーの耐ブロッキング性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
また本発明によれば、前記第2工程では、前記脱水乾燥を熱風受熱式乾燥処理により行うので、樹脂被覆層を形成する乾燥微粒子を効率よく乾燥できる。
また本発明によれば、前記離型剤微粒子の体積平均粒子径が、0.1μm以上1.0μm以下であるので、離型剤微粒子がトナー表面で凝集2次粒子を形成したり、トナー表面から遊離することなく、樹脂被覆層中に均一に分散される。
また本発明によれば、樹脂被覆層で被覆されているカプセルトナーにおいて、前記樹脂被覆層が離型剤微粒子を含むので、トナー母粒子のみに離型剤を含む場合と比べ、トナー粒子表面へ離型剤微粒子が染み出し易い。その結果、高温オフセットの発生を抑制でき、定着可能温度域の広いトナーを得ることができる。また、前記離型剤微粒子は、樹脂被覆層中に分散されているので、トナー母粒子表面を離型剤でコーティングしている場合と比べ、良好な耐ブロッキング性が得られる。樹脂被覆層中において、離型剤微粒子は0.1μm以上1.0μm以下の離型剤分散粒子径で分散している。
また本発明によれば、樹脂被覆層中の前記離型剤微粒子が、トナー母粒子100重量部に対し0.2重量部以上2.3重量部以下含有されるので、樹脂被覆層中の離型剤微粒子が好適に分散され、良好な耐ブロッキング性が得られる。
また本発明によれば、本発明のカプセルトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であるので、耐ブロッキング性および耐ホットオフセットを両立させた二成分現像剤とすることができる。
本発明の実施の一形態であるカプセルトナーの製造方法の第1の手順を示す工程図である。 本発明のカプセルトナーの製造方法で用いる膜化装置201の構成を示す正面図である。 図2に示す膜化装置201を切断面線A200―A200からみた概略断面図である。 粉体投入部206および粉体回収部207まわりの構成を示す側面図である。 プセルトナーの製造方法の第2の手順を示す工程図である。
本発明のトナーは、トナー母粒子と、トナー母粒子の表面を被覆する樹脂微粒子とからなるカプセルトナーである。樹脂微粒子は離型剤微粒子を含み、トナー母粒子の表面に離型剤微粒子を内包した樹脂被覆層を形成する。
1、トナーの製造方法
図1は、本発明の実施の一形態であるカプセルトナーの製造方法の第1の手順を示す工程図である。本実施の形態におけるカプセルトナーの製造方法は、トナー母粒子作製工程S1と、混合微粒子作製工程S2と、混合微粒子付着工程S3と、膜化工程S4と、外添工程S5とを含む。
(1)トナー母粒子作製工程S1
トナー母粒子作製工程S1では、樹脂微粒子および離型剤微粒子よりなる樹脂被覆層によって被覆されるべきトナー母粒子を作製する。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含む粒子であり、その作製方法は特に限定されることなく、公知の方法によって行うことができる。トナー母粒子の作製方法としては、たとえば、粉砕法などの乾式法、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法、溶融乳化法などの湿式法が挙げられる。以下、粉砕法によってトナー母粒子を作製する方法を説明する。
(粉砕法によるトナー母粒子作製)
粉砕法によるトナー母粒子の作製では、結着樹脂、着色剤およびその他の添加剤を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調整を行い、トナー母粒子を得る。
混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。
混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、TEM−100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87、PCM−30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式の混練機が好ましい。
粉砕機としては、たとえば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、および高速で回転する回転子(ロータ)と固定子(ライナ)との間に形成される空間に固化物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機が挙げられる。
分級には、遠心力および風力による分級により過粉砕トナー母粒子を除去できる公知の分級機を使用でき、たとえば、旋回式風力分級機(ロータリー式風力分級機)などを使用できる。
(トナー母粒子原料)
前述のように、トナー母粒子は、結着樹脂と着色剤とを含む。
結着樹脂としては、非晶性ポリエステルが用いられる。非晶性ポリエステル樹脂とは明確な融点を有しない樹脂である。非晶性樹脂は一般に抵抗が高いので、万一トナー表面に露出しても、帯電性安定性への影響を小さく抑えることができる。一方、結晶性のポリエステル樹脂は、融解に必要なエネルギー量が大きいため、トナーの定着性を向上させることができず好ましくない。
非晶性ポリエステルは、通常、構成モノマーとして、2価のアルコール単量体および3価以上の多価アルコール単量体から選ばれる1種以上と、2価のカルボン酸単量体および3価以上の多価カルボン酸単量体から選ばれる1種以上とを用いて、縮重合によって得られるものが使用される。
2価のアルコール単量体としては、たとえばポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−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Aのプロピレン付加物、ビスフェノールAのエチレン付加物、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
3価以上の多価アルコール単量体としては、たとえばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
本発明においては、これらの2価のアルコール単量体および3価以上の多価アルコール単量体から単独であるいは複数の単量体を用いることができる。
また、酸成分としては、2価のカルボン酸単量体として、たとえばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、及びこれらの酸の無水物、もしくは低級アルキルエステル等が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸単量体としては、たとえば1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸およびこれらの酸無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
本発明においては、これらの2価のカルボン酸単量体および3価以上の多価カルボン酸単量体から単独であるいは複数の単量体を用いることができる。
本発明における非晶性ポリエステルの製造方法は、特に限定されることなく、上記の単量体を用いてエステル化、エステル交換反応により製造することができる。
着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料などを使用できる。
黒色の着色剤としては、たとえば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトおよびマグネタイトなどが挙げられる。
黄色の着色剤としては、たとえば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、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などが挙げられる。
橙色の着色剤としては、たとえば、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43などが挙げられる。
赤色の着色剤としては、たとえば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、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などが挙げられる。
紫色の着色剤としては、たとえば、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
青色の着色剤としては、たとえば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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などが挙げられる。
緑色の着色剤としては、たとえば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。
白色の着色剤としては、たとえば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などの化合物が挙げられる。
着色剤は1種を単独で使用でき、または2種以上の異なる色のものを併用できる。また同色であっても、2種以上を併用できる。着色剤の使用量は特に制限されないが、好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部、さらに好ましくは0.2〜10重量部である。
着色剤は、結着樹脂中に均一に分散させるために、マスターバッチ化して用いてもよい。また2種以上の着色剤を複合粒子化して用いてもよい。複合粒子は、たとえば、2種以上の着色剤に適量の水、低級アルコールなどを添加し、ハイスピードミルなどの一般的な造粒機で造粒し、乾燥させることによって製造できる。マスターバッチおよび複合粒子は、乾式混合の際にトナー組成物に混入される。
トナー母粒子には、結着樹脂および着色剤の他に電荷制御剤が含まれてもよい。電荷制御剤としては、この分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の電荷制御剤を使用できる。
正電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。電荷制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.5重量%以上3重量%以下である。また、電荷制御剤は、後述の被覆工程において樹脂微粒子からなる被覆層中に混ぜて使用してもよい。
また、トナー母粒子には、結着樹脂および着色剤の他に離型剤が含まれてもよい。離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)およびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、好ましくは結着樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部、さらに好ましくは0.5〜10重量部、特に好ましくは1.0〜8.0重量部である。
トナー母粒子作製工程S1において得られるトナー母粒子は、体積平均粒子径が3μm以上10μm以下であることが好ましく、5μm以上8μm以下であることがさらに好ましい。トナー母粒子の体積平均粒子径が3μm以上10μm以下であると、長期にわたり高精細な画像を安定して形成できる。トナー母粒子の体積平均粒子径が3μm未満であると、トナー母粒子の粒子径が小さいため、高帯電化および低流動化するおそれがある。トナーが高帯電化、低流動化すると、感光体にトナーを安定して供給できなくなり、地肌かぶりおよび画像濃度の低下などが発生するおそれがある。トナー母粒子の平均粒子径が10μmを超えると、トナー母粒子の粒子径が大きいため形成画像の層厚が大きくなり、粒状性の著しい画像となり、高精細な画像を得られない。またトナー母粒子の粒子径が大きくなることによって比表面積が減少し、トナーの帯電量が小さくなる。トナーの帯電量が小さくなると、トナーが感光体に安定して供給されず、トナー飛散による機内汚染が発生するおそれがある。
(2)混合微粒子作製工程S2
混合微粒子作製工程S2は、樹脂微粒子および離型剤微粒子からなる混合微粒子を作製する工程で、樹脂微粒子水性分散体調製工程S2aと、離型剤微粒子水性分散体調製工程S2bと、水性分散体混合工程S2cと、乾燥粒子化工程S2dとを含む。
(2−1)樹脂微粒子水性分散体調製工程S2a
樹脂微粒子水性分散体調製工程S2aでは、水を主成分とする水系媒体中に樹脂微粒子が微細な分散粒子径を保ったまま安定な状態で分散している樹脂微粒子水性分散体を調製する。
樹脂微粒子は、たとえば、樹脂微粒子原料である樹脂をホモジナイザーなどで乳化分散させ細粒化することによって得られる。また樹脂のモノマー成分の重合によっても得られる。
樹脂微粒子原料としては、たとえば、トナー材料に用いられる樹脂を用いることができ、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体などが挙げられる。上記の樹脂の中でも、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体を含むことが好ましい。アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体は、軽量で高い強度を有し、さらに透明性も高く、安価で、粒子径の揃った材料を得やすいなど多くの利点を有する。
また、樹脂微粒子原料として用いられる樹脂としては、トナー母粒子に含まれる結着樹脂と同じ種類の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよいが、トナーの表面改質を行う点において、異なる種類の樹脂が用いられることが好ましい。異なる種類の樹脂が用いられる場合、樹脂微粒子原料として用いられる樹脂の軟化温度が、トナー母粒子に含まれる結着樹脂の軟化温度よりも高いことが好ましい。これによって、本実施形態の製造方法で製造されたトナーは、保存中にトナー同士が融着することを防止でき、保存安定性を向上させることができる。
樹脂微粒子の体積平均粒子径は、トナー母粒子の平均粒子径よりも充分に小さい必要があり、0.05μm以上1μm以下であることが好ましい。また、0.1μm以上0.5μm以下であることがさらに好ましい。樹脂微粒子の体積平均粒子径が0.05μm以上1μm以下であることによって、トナー母粒子表面に好適な大きさの突起部が形成される。このことによって本発明の方法で製造されるトナーは、クリーニング時にクリーニングブレードに引っ掛かり易くなり、クリーニング性が向上する。
樹脂微粒子の添加量は、特に限定されないが、トナー母粒子の表面全面が被覆される必要があるため、トナー母粒子100重量部に対して、1重量部以上30重量部以下で用いられることが好ましい。このような割合で樹脂微粒子が用いられると、トナー母粒子の表面全面に樹脂微粒子を付着させることができ、トナー母粒子の表面全面に被覆層を形成させることができる。その結果、トナー母粒子に含まれる低融点成分が浸出することによって発生するトナーの凝集をより確実に防止できる。
樹脂微粒子の添加量が1重量部未満であると、トナー母粒子の表面全面を被覆することができず、トナー母粒子に含まれる低融点成分が浸出するおそれがある。また、被覆層の膜厚が薄くなるため、被覆層に含まれる離型剤が染み出し易くなる。樹脂微粒子の添加量が30重量部を超えると、被覆層の膜厚が大きくなり過ぎ、樹脂微粒子の構成材料によっては、トナーの定着性が低下するおそれがある。
(2−2)離型剤微粒子水性分散体調製工程S2b
離型剤微粒子水性分散体調製工程S2bでは、水を主成分とする水系媒体中に離型剤微粒子が微細な分散粒子径を保ったまま安定な状態で分散している離型剤微粒子水性分散体を調製する。離型剤微粒子水性分散体は、たとえば、原料である離型剤をホモジナイザーなどで乳化分散させ細粒化することによって得られる。または溶剤中で乳化分散後に水性媒体に置換することによって得られる。離型剤微粒子原料としては、トナー母粒子に含まれる離型剤と同一のものが用いられる。
離型剤微粒子の体積平均粒子径は、0.1μm以上1.0μm以下が好ましい。離型剤微粒子の体積平均粒子径が0.1未満であると、トナー製造時に離型剤微粒子が凝集するので均一に分散させにくくなり、また、体積平均粒子径が1.0μmを越えると、離型剤微粒子がトナー表面に露出しやすくなり、耐ブロッキング性が低下する。
離型剤微粒子の示差走査熱量測定におけるオンセット温度は、70℃以上であることが望ましい。離型剤微粒子のオンセット温度が70℃未満であると高温保存時や使用時における現像層内の温度上昇などにより、ブロッキングが起こるという問題がある。
(2−3)水性分散体混合工程S2c
水性分散体混合工程S2cでは、樹脂微粒子水性分散体調製工程S2aで調製した樹脂微粒子水性分散体と離型剤微粒子水性分散体調製工程S2bで離型剤微粒子水性分散体とを混合し、混合微粒子水性分散体を調製する。混合微粒子水性分散体において、樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合は、重量比で3重量%以上30重量%以下であることが好ましい。樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合が3重量%以下であると、樹脂被覆層中の離型剤量が少なく所望の効果が得られない。また30重量%を超えると、流動性および高温保存安定性が低下する。
後述の工程によって形成される樹脂被覆層中の離型剤微粒子は、トナー母粒子100重量部に対し0.2重量部以上2.3重量部以下含有されることが好ましい。樹脂被覆層中の離型剤微粒子が、トナー母粒子100重量部に対して0.2重量部未満であると、耐ホットオフセット性が低下し、また、トナー母粒子100重量部に対して2.3重量部を超えると、耐ブロッキング性が低下する。
(2−4)乾燥粒子化工程S2d
乾燥粒子化工程S2dでは、水性分散体混合工程S2cで調製した混合微粒子水性分散体を脱水乾燥して混合微粒子とする。
脱水乾燥に使用する装置としては、たとえば熱風受熱式乾燥機、伝導伝熱式乾燥機、遠赤外線乾燥機、マイクロ波乾燥機などが使用できる。乾燥効率や処理量の点で熱風受熱式乾燥機(噴霧乾燥機)が好ましく、具体的には、たとえば、藤崎乾燥機MDL−050型(商品名、藤崎電機株式会社製)が使用できる。
混合微粒子において、樹脂微粒子の平均粒子径に対する離型剤微粒子の平均粒子径比は、0.3以上2.0以下であることが好ましい。樹脂微粒子の平均粒子径に対する離型剤微粒子の平均粒子径比が0.3未満であると、トナー製造時に離型剤微粒子が凝集するので均一に分散させにくくなり、また、平均粒子径比が2.0を超えると、離型剤微粒子がトナー表面に露出しやすくなり耐ブロッキング性が低下する。
(3)混合微粒子付着工程S3
混合微粒子付着工程S3では、トナー母粒子作製工程S1で作製したトナー母粒子に、混合微粒子作製工程S2で調製した混合微粒子を付着させ、被覆トナー粒子を形成させる。
混合微粒子付着工程S3で使用できる装置としては、たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。
(4)膜化工程S4
膜化工程S4では、混合微粒子付着工程S3で得られた被覆トナー粒子をキャリアガス中で流動させながら、トナー母粒子および混合微粒子を可塑化する液体を噴霧して、衝撃力を付与することにより、混合微粒子をトナー母粒子表面で膜化させて樹脂被覆層を形成し、カプセルトナー粒子を形成させる。
<膜化装置>
図2は、本発明のカプセルトナーの製造方法で用いる膜化装置201の構成を示す正面図である。図3は、図2に示す膜化装置201を切断面線A200―A200からみた概略断面図である。
膜化工程S4では、たとえば図2に示す膜化装置201を用い、前記装置内での循環と撹拌の相乗効果による衝撃力でトナー母粒子に樹脂膜を形成する。膜化装置201は回転撹拌装置であり、粉体流路202と、噴霧手段203と、回転撹拌手段204と、図示しない温度調整用ジャケットと、粉体投入部206と、粉体回収部207とを含んで構成される。回転撹拌手段204と、粉体流路202とは循環手段を構成する。
(粉体流路)
粉体流路202は、撹拌部208と、粉体流過部209とから構成される。撹拌部208は、内部空間を有する円筒形状の容器状部材である。回転撹拌室である撹拌部208には、開口部210、211が形成される。開口部210は、撹拌部208の軸線方向一方側の面208aにおける略中央部において、撹拌部208の面208aを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される。また、開口部211は、撹拌部208の前記軸方向片側の面208aに垂直な側面208bにおいて、撹拌部208の側面208bを含む側壁を厚み方向に貫通するよう形成される。循環管である粉体流過部209は、一端が開口部210と接続され、他端が開口部211と接続される。これによって撹拌部208の内部空間と粉体流過部209の内部空間とが連通され、粉体流路202が形成される。この粉体流路202を、被覆トナー粒子および気体が流過する。粉体流路202は、被覆トナー粒子が流動する方向である粉体流動方向が一定となるよう設けられる。
粉体流路202内の温度は、トナー母粒子のガラス転移温度以下に設定され、30℃以上トナー母粒子のガラス転移温度以下であることが好ましい。粉体流路202内の温度は、トナー母粒子の流動により、どの部分においてもほぼ均一となる。流路内の温度がトナー母粒子のガラス転移温度を超えると、トナー母粒子が軟化し過ぎ、トナー母粒子の凝集が発生するおそれがある。また温度が30℃未満であると、分散液の乾燥速度が遅くなり生産性が低下する。したがってトナー母粒子の凝集を防止するために、粉体流路202および後述の回転撹拌手段204の温度をトナー母粒子のガラス転移温度以下に維持する必要がある。そのため、内径が粉体流路管の外径よりも大きい、後述の温度調整用ジャケットを粉体流路202および回転撹拌手段204の外側の少なくとも一部に配設する。
(回転撹拌手段)
回転撹拌手段204は、回転軸部材218と、円盤状の回転盤219と、複数の撹拌羽根220とを含む。回転軸部材218は、撹拌部208の軸線に一致する軸線を有しかつ撹拌部208の軸線方向他方側の面208cに、面208cを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される貫通孔221に挿通されるように設けられ、図示しないモータにより軸線回りに回転する円柱棒状部材である。回転盤219は、その軸線が回転軸部材218の軸線に一致するように回転軸部材218に支持され、回転軸部材218の回転に伴い回転する円盤状部材である。複数の撹拌羽根220は、回転盤219の周縁部分により支持され、回転盤219の回転に伴って回転する。
膜化工程S4において、回転撹拌手段204の最外周の周速度は、30m/sec以上に設定するのが好ましく、50m/sec以上に設定するのがさらに好ましい。回転撹拌手段204の最外周とは、回転撹拌手段204の回転軸部材218が延びる方向に垂直な方向において、回転軸部材218の軸線との距離がもっとも長い回転撹拌手段204の部分204aである。回転時の回転撹拌手段204の最外周における周速が30m/sec以上に設定することによって、被覆トナー粒子を孤立流動させることができる。最外周における周速度が30m/sec未満であると、被覆トナー粒子を孤立流動させることができないため、トナー母粒子を樹脂膜で均一に被覆できなくなる。
被覆トナー粒子は、回転盤219に対して垂直に衝突することが好ましい。これによって、被覆トナー粒子が充分に撹拌されるので、トナー母粒子を混合微粒子でより均一に被覆でき、被覆層が均一なトナーの収率をより向上させることができる。
(噴霧手段)
噴霧手段203は、粉体流路202の外壁に形成される開口に挿通されて設けられ、粉体流過部209において、被覆トナー粒子の流動方向における開口部211に最も近い側の粉体流過部に設けられる。
噴霧手段203は、噴霧液体を被覆トナー粒子に向けて噴霧する。噴霧手段203は、液体を貯留する液体貯留部と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、液体とキャリアガスとを混合し得られる混合物を噴霧液体として粉体流路202内に存在する被覆トナー粒子に向けて噴霧する二流体ノズルとを備える。
キャリアガスとしては、圧縮エアなどを用いることができる。送液ポンプによって一定流量で噴霧手段203に送液され、噴霧手段203により噴霧された液体は、被覆トナー粒子表面に展延する。
(温度調整用ジャケット)
温度調整手段である図示しない温度調整用ジャケットは、粉体流路202の外側の少なくとも一部に設けられ、ジャケット内部の空間に冷却媒または加温媒を通して粉体流路202内と回転撹拌手段204を所定の温度に調整する。これによって、粉体流路内および回転撹拌手段の外側の温度をトナー母粒子および混合微粒子が軟化変形しない温度以下に制御することができる。また膜化工程S4において、トナー母粒子、混合微粒子および液体にかかる温度のばらつきを少なくし、被覆トナー粒子の安定な流動状態を保つことが可能となる。
本実施形態において、温度調整用ジャケットは、粉体流路202の外側全体に設けられることが好ましい。被覆トナー粒子は通常粉体流路202内の内壁に何度も衝突するが、衝突の際衝突エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、トナー母粒子および混合微粒子に蓄積される。衝突回数の増加とともに、それらの粒子に蓄積される熱エネルギーが増加し、やがてトナー母粒子および混合微粒子は軟化して粉体流路202の内壁に付着する。温度調整用ジャケットを粉体流路202の外側全体に設けることにより、トナー母粒子および混合微粒子の粉体流路202内壁への付着力が低下し、装置内温度の急上昇による粉体流路202内壁に対するトナー母粒子の付着を確実に防止でき、トナー母粒子および混合微粒子によって粉体流路202内が狭くなることを回避できる。したがって、トナー母粒子が樹脂微粒子で均一に被覆され、クリーニング性に優れるトナーを高い収率で製造できる。
また、噴霧手段203より下流の粉体流過部209内部では、噴霧された液体が乾燥せず残存状態にあり、温度が適正でないと乾燥速度が遅くなり液体が滞留しやすい。これに被覆トナー粒子が接触すると、粉体流路202内壁に被覆トナー粒子が付着しやすくなり、トナーの凝集発生源となる。開口部210付近の内壁では、撹拌部208に流入する被覆トナー粒子と、回転撹拌手段204による撹拌で撹拌部208内を流動する被覆トナー粒子とが衝突し、衝突した被覆トナー粒子が開口部210付近に付着しやすい。したがってこのような被覆トナー粒子が付着しやすい部分に温度調整用ジャケットを設けることによって、粉体流路202内壁に対する被覆トナー粒子の付着をより確実に防止できる。
(粉体投入部および粉体回収部)
粉体流路202の粉体流過部209には、粉体投入部206と、粉体回収部207とが接続される。図4は、粉体投入部206および粉体回収部207まわりの構成を示す側面図である。
粉体投入部206は、被覆トナー粒子を供給する図示しないホッパと、ホッパと粉体流路202とを連通する供給管212と、供給管212に設けられる電磁弁213とを備える。ホッパから供給される被覆トナー粒子は、電磁弁213によって供給管212内の流路が開放されている状態において、供給管212を介して粉体流路202に供給される。粉体流路202に供給される被覆トナー粒子は、回転撹拌手段204による撹拌によって、一定の粉体流動方向に流過する。また電磁弁213によって供給管212内の流路が閉鎖されている状態においては、被覆トナー粒子は粉体流路202に供給されない。
粉体回収部207は、回収タンク215と、回収タンク215と粉体流路202とを連通する回収管216と、回収管216に設けられる電磁弁217とを備える。電磁弁217によって回収管216内の流路が開放されている状態において、粉体流路202を流過するトナー粒子は回収管216を介して回収タンク215に回収される。また電磁弁217によって回収管216内の流路が閉鎖されている状態においては、粉体流路202を流過するトナー粒子は回収されない。
トナー母粒子および混合微粒子を溶解せず可塑化させる効果のある液体としては、特に限定されないが、噴霧後にこれらの粒子から除去される必要があるので、蒸発し易い液体であることが好ましい。このような液体としては、水または低級アルコールを含むことが好ましい。
低級アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。噴霧液体がこのような低級アルコールを含むと、混合微粒子のトナー母粒子に対する濡れ性を高めることができ、トナー母粒子の表面全面または大部分に被覆層を形成させることがより容易となる。また、可塑化されたトナー母粒子および混合微粒子が、外力によって変形し、トナー母粒子表面に均一な被覆層を形成できる。また噴霧液体を除去するための乾燥時間を一層短縮することができる。さらに、液体を除去する際の乾燥時間をより短縮でき、トナー母粒子同士の凝集を抑制できる。
また噴霧される液体の粘度は、5cP以下であることが好ましい。液体の粘度は、25℃において測定され、たとえば、コーンプレート型回転式粘度計により測定できる。粘度が5cP以下の液体で好ましいものとしてアルコールが挙げられる。アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコールなどが挙げられる。これらのアルコールは粘度が小さく、また蒸発しやすいので、液体がアルコールを含むことによって、噴霧手段203から噴霧される液体の噴霧液滴径が粗大化することなく、液滴径の微細な液体の噴霧が可能となる。また液滴径の均一な液体の噴霧が可能となる。トナー母粒子と液滴との衝突時には、さらに液滴の微細化を促進できる。これによって、トナー母粒子および混合微粒子表面を均一に濡らし、馴染ませ、衝突エネルギーとの相乗効果で混合微粒子を軟化させることができる。その結果、均一性に優れたカプセルトナーを得ることができる。
噴霧液体としては、上記のものに限定されることなく、たとえば、ブタノール、ジエチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類などを用いてもよい。
噴霧された液体は、粉体流路202内が一定のガス濃度になるようにガス化され、ガス化した液体は貫通孔221を通って粉体流路202外へ排出されることが好ましい。これによって、粉体流路202内のガス化した液体の濃度を一定に保ち、濃度が一定に保たれていない場合より液体の乾燥速度を上げることができる。よって未乾燥の液体が残存するトナー粒子が他のトナー粒子に付着することを防止し、トナー粒子の凝集を抑制し、被覆層が均一なトナーの収率をより向上させることができる。
ガス排出部222において濃度センサにより測定されるガス化された液体の濃度は、3重量%以下程度であることが好ましい。濃度が3重量%以下程度であると、液体の乾燥速度を充分に大きくでき、未乾燥の液体が残存するトナー粒子が他のトナー粒子に付着することを防止し、トナー粒子の凝集を防止できる。またガス化された液体の濃度は、0.1重量%以上3.0重量%以下であることがさらに好ましい。噴霧速度がこのような範囲内であると、生産性を低下させることなく、トナー粒子の凝集を防止できる。
本実施形態では、粉体流路202においてトナー母粒子および被覆トナー粒子の流動速度が安定してから、噴霧を開始することが好ましい。これにより、被覆トナー粒子に液体を均一に噴霧でき、被覆層が均一なトナーの収率を向上させることができる。
膜化工程S4では、トナー母粒子に付着した混合微粒子が軟化し膜化するまで、所定の温度で回転撹拌手段204の撹拌を続け、被覆トナー粒子を流動させて、混合微粒子をトナー母粒子表面で膜化させる。
このような膜化装置201としては、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、温度調整用ジャケットは粉体流過部209と撹拌部208との外側の全面に設けられてもよく、粉体流過部209または撹拌部208の外側の一部に設けられてもよい。粉体流過部209と撹拌部208との外側の全面に温度調整用ジャケットを設けた場合、被覆トナー粒子の粉体流路202内壁への付着をより確実に防止することができる。
また、膜化装置201の代わりに、市販の撹拌装置と噴霧手段とを組合せて構成することもできる。粉体流路および回転撹拌手段を備える市販の撹拌装置としては、たとえば、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)などが挙げられる。このような撹拌装置内に液体噴霧ユニットを取付けることによって、膜化装置として用いることができる。
(5)外添工程S5
外添工程S5では、膜化工程S4で得たカプセルトナー粒子表面に外添剤を付着させる。外添剤としては公知のものを使用でき、たとえば、シリカ、酸化チタンなどが挙げられる。またこれらは、シランカップリング剤やシリコーン樹脂などによって表面処理されていることが好ましい。外添剤の使用量は、カプセルトナー100重量部に対して1〜10重量部であることが好ましい。
図5は、カプセルトナーの製造方法の第2の手順を示す工程図である。本発明のカプセルトナーの製造方法の第2の手順は、トナー母粒子作製工程A1と、微粒子調製工程A2と、被覆工程A3と、外添工程A4とを含む。
トナー母粒子作製工程A1は、前述のトナー母粒子作製工程S1と同様にして行うので説明は省略する。
<微粒子調製工程A2>
微粒子調製工程A2では、乾燥した樹脂微粒子および離型剤微粒子を調製する。乾燥にはどのような方法を用いてもよく、たとえば熱風受熱式乾燥、伝導伝熱式乾燥、遠赤外線乾燥、マイクロ波乾燥などの方法で乾燥樹脂微粒子を得られる。樹脂微粒子は、後の被覆工程A3において、トナー母粒子を被覆する樹脂被覆層として用いられる。トナー母粒子表面を樹脂微粒子で被覆することによって、たとえばトナー母粒子に含まれる離型剤などの低融点成分の溶融による、保存中のトナー凝集の発生を防止できる。また、たとえば樹脂微粒子を分散させた液体を噴霧してトナー母粒子を被覆した場合、樹脂微粒子の形状がトナー母粒子表面に残るので、表面が平滑なトナーに比べクリーニング性に優れるトナーを得られる。樹脂微粒子原料としては、前記の樹脂を用いることができる。
樹脂微粒子の添加量は、特に限定されないが、トナー母粒子の表面全面が被覆される必要があるため、トナー母粒子100重量部に対して、1重量部以上30重量部以下で用いられることが好ましい。このような割合で樹脂微粒子が用いられると、トナー母粒子の表面全面に樹脂微粒子を付着させることができ、トナー母粒子の表面全面に被覆層を形成させることができる。その結果、トナー母粒子に含まれる低融点成分が浸出することによって発生するトナーの凝集をより確実に防止できる。
樹脂微粒子の添加量が1重量部未満であると、トナー母粒子の表面全面を被覆することができず、トナー母粒子に含まれる低融点成分が浸出するおそれがある。また、被覆層の膜厚が薄くなるため、被覆層に含まれる離型剤が染み出し易くなる。樹脂微粒子の添加量が30重量部を超えると、被覆層の膜厚が大きくなり過ぎ、樹脂微粒子の構成材料によっては、トナーの定着性が低下するおそれがある。
<被覆工程A3>
被覆工程A3は、たとえば表面改質装置を用いて行われる。第1の表面改質装置は、トナー母粒子、樹脂微粒子および離型剤微粒子を内部に収容する容器と、容器内部に噴霧液体を噴霧する噴霧手段とを備える装置である。また本実施の形態において、第1の表面改質装置は、容器内のトナー母粒子を撹拌する撹拌手段を備える。
トナー母粒子、樹脂微粒子および離型剤微粒子を内部に収容する容器としては、閉鎖系の容器を用いることができる。トナー母粒子および樹脂微粒子と共に収容される離型剤微粒子としては、トナー母粒子に含まれる離型剤と同一のものが用いられる。
噴霧手段は、噴霧液体を貯留する噴霧液体貯留部と、キャリアガスを貯留するキャリアガス貯留部と、噴霧液体とキャリアガスとを混合して得られる混合物を容器内に収容されるトナー母粒子に向けて噴射し、噴霧液体の液滴をトナー母粒子に噴霧する液体噴霧ユニットとを備える。
キャリアガスとしては、圧縮エアなどを用いることができる。液体噴霧ユニットとしては、市販品を用いることができ、たとえば、噴霧液体をチューブポンプ(商品名:MP−1000A、東京理化器械株式会社製)を通して二流体ノズル(商品名:HM−6型、扶桑精機株式会社製)に定量送液するように接続したものを使用することができる。
撹拌手段としては、衝撃力を主体とする機械的および熱的エネルギーをトナー母粒子に付与することができる撹拌ロータなどが用いられる。
撹拌手段を備える容器としては、市販品を用いることができ、たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。このような混合機の容器内に液体噴霧ユニットを取付けることによって、この混合機を本実施の形態の表面改質装置として用いることができる。
表面改質装置の容器内の温度は、トナー母粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移温度未満であることが好ましい。このような温度であると、容器内でトナー母粒子が溶融し過ぎることによって発生するトナー母粒子の凝集を防止することができる。容器内の温度がトナー母粒子に含まれる結着樹脂のガラス転移温度以上であると、容器内でトナー母粒子が溶融し過ぎ、トナー母粒子の凝集が発生するおそれがある。さらに、トナー母粒子の凝集を防止するために、表面改質装置の容器内は必要に応じて冷却されることが好ましい。
トナー母粒子への樹脂微粒子の被覆は、次のようにして行う。
まずトナー母粒子と離型剤微粒子とを容器に投入し、撹拌手段によって撹拌し、トナー母粒子表面に離型剤微粒子を分散・付着させた後、樹脂微粒子を投入し、撹拌手段によってトナー母粒子、離型剤微粒子および樹脂微粒子が撹拌される状態で、容器内部に噴霧液体を噴霧する。トナー母粒子および樹脂微粒子の表面は、噴霧液体が噴霧され、かつ撹拌による熱的エネルギーが加えられることによって、膨潤軟化する。これに、撹拌手段による機械的衝撃力が付加されることにより、トナー母粒子表面に樹脂微粒子が固着するとともに、樹脂微粒子の一部が、トナー母粒子および隣り合う樹脂微粒子の少なくともいずれか一方と融着する。このとき用いられる噴霧液体には離型剤微粒子に対する可塑化効果はなく、離型剤微粒子は軟化しない。したがって、離型剤微粒子は機械的衝撃力によってトナー母粒子または樹脂微粒子に埋没し、被覆層表面へはほとんど露出しない。
上記のような表面改質装置を用いると、トナー母粒子と樹脂微粒子との使用割合が設定し易く、被覆層の厚みを好適にすることができる。また、表面改質装置は撹拌手段を備えるので、トナー母粒子に均一な量の樹脂微粒子を付着させることができ、帯電性が均一なトナーを得ることができる。
トナー母粒子の表面に離型剤微粒子を内包した樹脂被覆層を形成させたあと、噴霧液体の除去を行う。噴霧液体の除去は、たとえば乾燥機で噴霧液体を気化させることによって行う。噴霧液体の除去には、たとえば、熱風受熱式乾燥機、伝導伝熱式乾燥機、凍結乾燥機などの通常用いられる乾燥機が用いられるが、樹脂被覆層形成工程で使用する装置内で噴霧液体の供給を止め、一定時間攪拌しながら気化、乾燥させることが好ましい。
外添工程A4は、前述の外添工程S5と同様にして行うので説明は省略する。
2、カプセルトナー
本発明の実施形態であるトナーは、上記の実施形態であるカプセルトナーの製造方法で製造される。上記のカプセルトナーの製造方法によって得られるカプセルトナーは、トナー母粒子の表面に離型剤微粒子を含んだ樹脂被覆層が形成されていることにより、耐ブロッキング性を損なうことなく、耐オフセット性に優れた定着可能温度域の広いカプセルトナーである。
3、二成分現像剤
本発明のカプセルトナーは、キャリアと混合し、二成分現像剤として使用することができる。
キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアトナー母粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。
被覆物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの粒子径は特に制限されないが、高画質化を考慮すると、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは20〜50μmである。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。たとえば、樹脂被覆キャリア(密度5〜8g/cm)と混合する場合、トナーが全現像剤量の2〜30重量重量%、好ましくは2〜20重量重量%含まれるようにすればよい。また、トナーによるキャリアの被覆率は、40〜80重量%であることが好ましい。
(実施例)
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。以下において、「部」および「%」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。実施例および比較例における樹脂のガラス転移温度(Tg)および軟化温度(Tm)、離型剤微粒子の融点およびオンセット温度、トナー母粒子の体積平均粒子径および変動係数、樹脂微粒子および離型剤微粒子の体積平均粒子径、離型剤微粒子の分散粒子径は、以下のようにして測定した。
[樹脂のガラス転移温度]
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(JIS)K7121−1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC曲線を測定した。得られたDSC曲線において、ガラス転移に相当する吸熱ピークより高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Tg)とした。
[樹脂の軟化温度]
流動特性評価装置(商品名:フローテスターCFT−100C、株式会社島津製作所製)を用い試料1gを昇温速度毎分6℃で加熱し、荷重20kgf/cm(9.8×10Pa)を与えてダイ(ノズル口径1mm、長さ1mm)から試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度(Tm)とした。
[離型剤微粒子の融点およびオンセット温度]
示差走査熱量計(商品名:DSC220、セイコー電子工業株式会社製)を用い、試料1gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を離型剤微粒子の融点とした。得られたDSC曲線において、融解に相当する吸熱ピークより低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をオンセット温度とした。
[離型剤微粒子の分散粒子径]
作製したトナー粒子を樹脂包埋し、ミクロトームにより約80nmの薄片に切り出したものを透過型顕微鏡により観察した。白抜けしたように観察される樹脂被覆層中の離型剤成分の全ての面積から球相当面積径に換算した直径を求め、その直径の範囲を分散粒子径とした。
[トナー母粒子の体積平均粒子径および変動係数]
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、株式会社エスエムテー製)を用い周波数20kHzで3分間分散処理し、測定用試料とした。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:Multisizer3、ベックマン・コールター社製)を用い、アパーチャ径:100μm、測定粒子数:50000カウントの条件下で測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径および体積粒度分布における標準偏差を求めた。変動係数(CV値、%)は、下記式に基づいて算出した。
CV値(%)=(体積粒度分布における標準偏差/体積平均粒子径)×100
[樹脂微粒子および離型剤微粒子の体積平均粒子径]
レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(商品名:LA−920、株式会社堀場製作所製)を用い、体積基準で50%頻度粒子径(メジアン径)として測定した。
(実施例1)
〔トナー母粒子作製工程S1〕
ポリエステル樹脂(商品名:タフトン、花王株式会社製、ガラス転移温度60℃、軟化温度138℃) 88部
着色剤(銅フタロシアニン、C.I.ピグメントブルー15:3) 5部
離型剤(カルナウバワックス、東亜化成株式会社製、融点82℃) 5部
帯電制御剤(商品名:ボントロンE84、オリエント化学工業株式会社製) 2部
上記の原料をヘンシェルミキサにて3分間混合分散した後、二軸押出機(商品名:PCM−30、株式会社池貝製)を用いて溶融混練分散した。二軸押出機の運転条件は、シリンダ設定温度110℃、バレル回転数300rpm、原料供給速度20kg/時間とした。得られたトナー混練物を冷却ベルトにて冷却後、φ2mmのスクリーンを有するスピードミルにて粗粉砕した。この粗粉砕物をジェット式粉砕機(商品名:IDS−2、日本ニューマチック工業株式会社製)にて微粉砕し、さらにエルボージェット分級機(商品名、日鉄鉱業株式会社製)にて分級し、トナー母粒子(体積平均粒子径6.9μm、変動係数22)を得た。
〔混合微粒子作製工程S2〕
スチレン−アクリル酸−ブチルアクリル酸共重合体樹脂(商品名:SK540、三洋化成工業株式会社製)と、界面活性剤ポリオキシエチレンアルキルエーテル(商品名:エマルゲン1108、花王株式会社製)5gと蒸留水1985gとを、95℃に加熱しながら高圧ホモジナイザーに投入し、樹脂微粒子(体積平均粒子径150nm、ガラス転移温度64℃、軟化温度120℃)の水性分散体J1(固形分濃度5%)を得た。
フィッシャートロプッシュワックス(商品名:FNP0090、日本精鑞株式会社製)100gと、界面活性剤ポリオキシエチレンアルキルエーテル(商品名:エマルゲン1108、花王株式会社製)5gと蒸留水1985gとを、95℃に加熱しながら高圧ホモジナイザーに投入し、離型剤微粒子1(体積平均粒子径150nm、融点ピーク温度90℃、オンセット温度82℃)の水性分散体W1(固形分濃度5%)を得た。
2000gの樹脂微粒子の水性分散体J1と、200gの離型剤微粒子1の水性分散体W1とを20℃の液体の状態で混合し、混合微粒子水性分散体1(樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合:10重量%)を得た。
混合微粒子水性分散体1を、藤崎乾燥機MDL−050型(商品名、藤崎電機株式会社製)を用いて脱水乾燥し、混合微粒子1を作製した。
〔混合微粒子付着工程S3〕
トナー母粒子100部および8.25部の混合微粒子1を、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)に投入し、周速20m/secで5分間混合し、被覆トナー粒子を作製した。
〔膜化工程S4〕
被覆トナー粒子を、膜化装置(商品名:ハイブリダイザーNHS−1型、株式会社奈良機械製作所製)に投入し、エタノールを噴霧しながら、被覆トナー粒子に衝撃力を付与して、カプセルトナー粒子(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.3μm)を得た。
〔外添工程S5〕
カプセルトナー粒子100部と、疎水性シリカ微粒子(商品名:KE−P10、株式会社日本触媒製、平均一次粒子径100nm)0.5部と、小粒径疎水性シリカ微粒子(商品名:RX−200、日本アエロジル株式会社製、平均一次粒子径12nm)1.0部と、疎水性チタン酸化物(平均一次粒子径40nm)0.6部とを、ヘンシェルミキサにて3分間混合し、実施例1のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23)を得た。
(実施例2)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、界面活性剤および蒸留水の投入量をそれぞれ1.2gおよび1899gとしたこと以外は、実施例1と同様にして離型剤微粒子2(体積平均粒子径300nm、融点ピーク温度90℃、オンセット温度82℃)の水性分散体W2(固形分濃度5%)を得た。離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子2の水性分散体W2を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体2(樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合:5重量%)を得て、混合微粒子2を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子2を7.88部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.5μm)を得た。
(実施例3)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子1の水性分散体W1の投入量を60gとしたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体3(樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合:3重量%)を得て、混合微粒子3を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子3を7.73部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例3のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.3μm)を得た。
(実施例4)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子1の水性分散体W1の投入量を400gとしたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体4(樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合:20重量%)を得て、混合微粒子4を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子4を9.0部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.3μm)を得た。
(実施例5)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子1の水性分散体W1の投入量を600gとしたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体5(樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合:30重量%)を得て、混合微粒子5を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子5を9.75部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例5のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.3μm)を得た。
(実施例6)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、フィッシャートロプッシュワックスの代わりにポリエチレンワックス(商品名:PW655N、東洋ペトロライト株式会社製)100gを用いたこと以外は、実施例1と同様にして離型剤微粒子3(体積平均粒子径300nm、融点ピーク温度98℃、オンセット温度70℃)の水性分散体W3(固形分濃度5%)を得た。離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子3の水性分散体W3を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体6(樹脂微粒子に対する離型剤微粒子の割合:10重量%)を得て、混合微粒子6を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子6を8.25部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例6のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.5μm)を得た。
(実施例7)
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、フィッシャートロプッシュワックスの代わりにカルナウバワックス(東亜化成株式会社製)100gを用い、界面活性剤および蒸留水の投入量をそれぞれ3gおよび1898gとしたこと以外は、実施例1と同様にして離型剤微粒子4(体積平均粒子径200nm、融点ピーク温度82℃、オンセット温度70℃)の水性分散体W4(固形分濃度5%)を得た。離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子4の水性分散体W4を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体7(樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合:5重量%)を得て、混合微粒子7を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子7を10.5部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例7のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜0.4μm)を得た。
参考例1
混合微粒子作製工程S2を行わず、微粒子調製工程A2を行った。樹脂微粒子の水性分散体J1を、藤崎乾燥機MDL−050型(商品名、藤崎電機株式会社製)を用いて脱水乾燥し、乾燥樹脂微粒子とした。同様にして、離型剤微粒子4の水性分散体W4から乾燥離型剤微粒子を得た。
混合微粒子付着工程S3および膜化工程S4を行わず、以下のようにして被覆工程A3を行った。
トナー母粒子100部と乾燥離型剤微粒子0.5重量部とを、容器内に液体を噴霧できる二流体ノズルを取付けた表面改質装置(商品名:ハイブリダイザーNHS−1型、株式会社奈良機械製作所製)に投入し、回転数5000rpmで5分間滞留させ、トナー母粒子表面に離型剤微粒子を分散・付着させた。
続いて乾燥樹脂微粒子10部を投入し、回転数8000rpmでさらに10分間滞留させた後、二流体ノズルに圧縮エアを送り、噴霧液体としてエタノール(特級、キシダ化学株式会社製)を30分間噴霧し(噴霧速度0.5g/分)、トナー母粒子の表面全面を樹脂微粒子および離型剤微粒子で被覆し、カプセルトナーを得た。
外添工程A4は実施例1と同様にして行い、参考例1のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜1μm)を得た。
(実施例
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、界面活性剤および蒸留水の投入量をそれぞれ15gおよび1888gとしたこと以外は、実施例6と同様にして離型剤微粒子5(体積平均粒子径50nm、融点ピーク温度82℃、オンセット温度70℃)の水性分散体W5(固形分濃度5%)を得た。
離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子5の水性分散体W5を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体9(樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合:5重量%)を得て、混合微粒子9を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子9を10.5部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜1μm)を得た。
(実施例
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、界面活性剤および蒸留水の投入量をそれぞれ6gおよび1894gとしたこと以外は、実施例7と同様にして離型剤微粒子6(体積平均粒子径100nm、融点ピーク温度82℃、オンセット温度70℃)の水性分散体W6(固形分濃度5%)を得た。
離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子6の水性分散体W6を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体10(樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合:5重量%)を得て、混合微粒子10を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子10を10.5部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜1μm)を得た。
(実施例10
混合微粒子作製工程S2において、離型剤微粒子の水性分散体の調製時に、界面活性剤および蒸留水の投入量をそれぞれ1.5gおよび1988gとしたこと以外は、実施例6と同様にして離型剤微粒子7(体積平均粒子径300nm、融点ピーク温度82℃、オンセット温度70℃)の水性分散体W7(固形分濃度5%)を得た。
離型剤微粒子1の水性分散体W1の代わりに離型剤微粒子7の水性分散体W7を100g用いたこと以外は、実施例1と同様にして混合微粒子水性分散体11(樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合:5重量%)を得て、混合微粒子11を作製した。
混合微粒子付着工程S3において、混合微粒子1の代わりに混合微粒子11を10.5部用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例10のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.1μm〜1μm)を得た。
(実施例11
膜化工程S4を行わなかったこと以外は、実施例7と同様にして実施例11のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23、離型剤分散粒子径0.5μm〜2μm)を得た。
(比較例1)
被覆工程A3において、乾燥離型剤微粒子を用いなかったこと以外は、実施例7と同様にして比較例1のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23)を得た。
(比較例2)
被覆工程A3において、乾燥樹脂微粒子を用いなかったこと以外は、実施例8と同様にして比較例2のカプセルトナー(体積平均粒子径7.0μm、変動係数23)を得た。
[二成分現像剤の作製]
実施例1〜11、参考例1および比較例1、2の各カプセルトナーと、体積平均粒子径45μmのフェライトコアキャリアとを、カプセルトナー濃度が7%になるように調整して混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた実施例1〜11、参考例1および比較例1、2のカプセルトナー、または実施例1〜11、参考例1および比較例1、2の各カプセルトナーを含む二成分現像剤を用いて、以下のようにして評価を行った。
[耐ブロッキング性]
外添トナー100gをポリ容器に密閉し、50℃で48時間放置した後、トナーを取出し#100メッシュのふるいに掛けた。ふるい上に残存するトナーの重量を測定し、トナー全重量に対する割合として残存量を求め、下記の基準で耐ブロッキング性を評価した。数値が低いほど、トナーがブロッキングを起こさず、耐ブロッキング性が良好であることを示す。
◎(非常に良好):トナーの残存なし。
○(良好):残存量5%以下。
△(実用上問題なし):残存量が5%より大きく、10%未満。
×(不良):残存量が10%以上。
[定着性および低温定着性]
二成分現像剤を、市販の複写機(商品名:MX-2300G、シャープ株式会社製)に
充填し、加熱ローラの表面温度を130℃から220℃まで5℃刻みで上げて画像を形成させ、記録用紙にトナー像が定着されない低温オフセット現象と、記録用紙の白地部に加熱ローラからトナー像が再転写される高温オフセット現象とがいずれも発生しない非オフセット域を調べた。
非オフセット域は、低温オフセット現象が発生しない加熱ローラの最低温度である最低定着温度と、高温オフセット現象が発生しない加熱ローラの表面温度の最高温度である最高定着温度との温度差として求める。
以下の基準で定着性を評価した。
◎(非常に良好):非オフセット域が50℃以上。
○(良好):非オフセット域が30℃以上50℃未満。
△(実用上問題なし):非オフセット域が20℃以上30℃未満。
×(不良):非オフセット域が20℃未満。
低温定着性については以下の基準で評価した。
○(良好):最低定着温度が155℃未満。
△(実用上問題なし):最低定着温度が155℃以上160℃未満。
×(不良):最低定着温度が160℃以上。
実施例1〜11、参考例1および比較例1、2のカプセルトナーを表1、各カプセルトナーの評価結果を表2に示す。
Figure 0004961491

Figure 0004961491
表2の結果より、実施例1〜11のトナーは、耐ブロッキング性、定着性および低温定着性に優れ、耐ブロッキング性および耐ホットオフセットを両立させた二成分現像剤とすることができることがわかる。比較例1のトナーは、耐ブロッキング性には優れるが、定着性が不良となり、また、比較例2のトナーは、定着性には優れるが、耐ブロッキング性が不良となった。

Claims (11)

  1. 樹脂微粒子を含む水性分散体と、離型剤微粒子を含む水性分散体とを混合して混合微粒子水性分散体を調製する第1工程と、
    前記混合微粒子水性分散体を脱水乾燥して混合微粒子を得る第2工程と、
    結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、前記混合微粒子とを流動させ、前記トナー母粒子表面に前記混合微粒子を付着させて被覆トナー粒子を形成させる工程と、
    前記被覆トナー粒子をキャリアガス中で流動させながら、前記トナー母粒子および前記樹脂微粒子を可塑化する液体を噴霧して、衝撃力により前記混合微粒子を膜化させて、前記トナー母粒子表面に樹脂被覆層を形成させる工程とを含むことを特徴とするカプセルトナーの製造方法。
  2. 前記樹脂微粒子を含む水性分散体は、樹脂の乳化重合または樹脂を水性媒体中に乳化分散させることにより得られることを特徴とする請求項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  3. 前記離型剤微粒子を含む水性分散体は、離型剤を水性媒体中に乳化分散させる、または溶剤中で乳化分散後に水性媒体に置換することにより得られることを特徴とする請求項またはに記載のカプセルトナーの製造方法。
  4. 前記第1工程では、前記樹脂微粒子に対する前記離型剤微粒子の割合が、重量比で3重量%以上30重量%以下となるように前記混合微粒子水性分散体を調製することを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  5. 前記混合微粒子において、前記樹脂微粒子の平均粒子径に対する前記離型剤微粒子の平均粒子径比は、0.3以上2.0以下であることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  6. 前記離型剤微粒子の示差走査熱量測定におけるオンセット温度が70℃以上であることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  7. 前記第2工程では、前記脱水乾燥を熱風受熱式乾燥処理により行うことを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  8. 前記離型剤微粒子の体積平均粒子径が、0.1μm以上1.0μm以下であることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のカプセルトナーの製造方法で製造されるカプセルトナーであって、
    結着樹脂および着色剤を含むトナー母粒子と、
    前記離型剤微粒子および前記樹脂微粒子で構成され、前記トナー母粒子の表面を被覆する樹脂被覆層であって、前記離型剤微粒子が0.1μm以上1.0μm以下の離型剤分散粒子径で分散している樹脂被覆層とを有することを特徴とするカプセルトナー。
  10. 樹脂被覆層中の前記離型剤微粒子が、トナー母粒子100重量部に対し0.2重量部以上2.3重量部以下含有されることを特徴とする請求項9に記載のカプセルトナー。
  11. 請求項9または10に記載のカプセルトナーとキャリアとを含むことを特徴とする二成分現像剤。
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