JPWO2007099693A1 - トナー - Google Patents

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Abstract

少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーであって、該結着樹脂はビニル系樹脂であり、該トナーのTHF不溶分が0.0質量%以上16.0質量%未満であり、該トナーのTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)の測定において分子量5000〜8万の領域Dr1にメインピークを有し、GPC−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において前記GPC−RI測定における分子量1万〜12万の領域Dm1にメインピークを有し、分子量30万〜700万の領域Dm2に少なくとも1つのピークを有することを特徴とするトナー。

Description

本発明は、電子写真及び静電印刷の如き画像形成方法において、静電荷像を現像するためのトナー、またはトナージェット方式のトナーに関する。
記録体上の電気的あるいは磁気的潜像を顕像化するために、トナーを用いて該潜像を可視化する画像形成方法がある。その代表的なものとしては電子写真法が挙げられる。この電子写真法においては、種々の手段で感光体上に電気的に潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像してトナー画像を形成し、必要に応じて紙の如き転写材に該トナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱加圧、あるいは溶剤蒸気の如き定着方法を用いて該トナー画像を転写材に定着させることにより、画像を得るといったものである。
熱ローラー定着法やフィルム定着法は、熱ローラー或いは定着フィルムを被定着シート上のトナー画像を接触させながら通過せしめることにより定着を行うものである。これらの定着方法は熱ローラーや定着フィルムの表面と被定着シート上のトナーとが接触するため、トナーを被定着シート上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができ、電子写真装置として非常に良好である。しかしながら、上記定着方法では、熱ローラーや定着フィルム表面とトナーとが溶融状態で接触するために、トナーの一部が熱ローラーや定着フィルム表面に付着し、熱ローラーや定着フィルム表面に付着したトナーが次の被定着シートに再転移するオフセット現象を生じ、被定着シートを汚すことがある。
最近の小型化、軽量化、省エネルギー、及び高信頼性といった要求を考慮すると、定着性、耐オフセット性及び高耐久性といったトナー性能のさらなる向上がなければ対応しきれない。
特開2003−280270号公報には、結着樹脂成分がポリエステル樹脂であり、THF不溶分を5〜30質量%含有し、且つTHF可溶分のGPC−MALLS分析における光散乱検出器により得られる溶出容量と光散乱強度の関係を規定したトナーが開示されている。
しかしながら、現在では、トナーの低温定着性、高グロス化、定着可能温度領域の広さ及び長期にわたる現像耐久性の更なる向上が求められている。
本発明の目的は、上記課題を解決したトナーを提供することにある。
より詳しくは、低温定着性及び耐オフセット性に優れ、定着温度範囲が広く、定着時に高いグロスの定着画像が得られ、耐久性に優れ高画質なトナー画像を形成し得るトナーを提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、下記の構成とすることで上記課題を解決し得ることを見いだした。具体的には、低温定着性及び耐オフセット性に優れ、定着温度範囲が広く、定着時に高いグロスの定着画像が得られ、耐久性に優れ高画質なトナー画像を形成し得るトナーが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子を有するトナーであって、該結着樹脂の主成分はビニル系樹脂であり、該トナーのテトラヒドロフラン(THF)不溶分の含有量が、該トナーの結着樹脂に対して0.0質量%以上16.0質量%未満であり、該トナーのTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)の測定において分子量5000〜8万の領域Dr1にメインピークを有し、ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において前記ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)測定における分子量1万〜12万の領域Dm1にメインピークを有し、分子量30万〜700万の領域Dm2に少なくとも1つのピークを有することを特徴とするトナーである。
本発明により、低温定着性及び耐オフセット性に優れ、定着温度範囲が広く、定着時に高いグロスの定着画像が得られ、耐久性に優れ、高画質なトナー画像を形成し得るトナーを提供することができる。
図1は、本発明のトナーのTHF可溶分のGPC−RIにより測定された分子量分布のチャートを示す図である。
図2は、図1のチャートにおいて、ピークの高さをhr1[mV]=1.00として換算したときの分子量分布のチャートを示す図である。
図3は、図2のチャートにおいて、3つの分子量領域の積分値S1、S2、S3を示す。
図4は、本発明のトナーのTHF可溶分のGPC−MALLSにより測定された分子量分布のチャートを示す図である。
図5は、図4のチャートにおいて、ピークの高さをhm1[mV]=1.00として換算したときの分子量分布のチャートを示す図である。
図6は、トナーのDSCによって測定される吸熱チャートの一例を示す図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
低分子量領域の成分を多く含有させることで低温定着性が向上し、また高分子量領域の成分を多く含有させることで耐高温オフセット性が向上することが知られている。従来の技術は低分子量領域の成分と高分子量領域の成分の割合を制御することで低温定着性と耐高温オフセット性の両立を図ろうとしてきた。
特に高分子量領域においては、分子量の高い成分を少量含ませることが、耐高温オフセット性や現像における耐久性が高まるので好ましいが、分子量が高くなる程、また高分子量領域の成分の量が多くなる程、低温定着性を悪化させている。
その結果、トナー中で高分子量領域の成分の偏析や分離が起こり易く、現像性や耐高温オフセット性を悪化させる原因となる。さらには、均一に混合されずに偏析、分離してしまった高分子量領域の成分には、ワックスや着色剤などのトナー材料が入り込み難く、現像を悪化させる。
上述のとおり、本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子を有するトナーであって、該結着樹脂の主成分はビニル系樹脂であり、該トナーのテトラヒドロフラン(THF)不溶分の含有量が、該トナーの結着樹脂に対して0.0質量%以上16.0質量%未満であり、該トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)の測定において分子量5000〜8万の領域Dr1にメインピークを有し、GPC−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において前記GPC−RI測定における分子量1万〜12万の領域Dm1にメインピークを有し、分子量30万〜700万の領域Dm2に少なくとも1つのピークを有することに特徴を有する。なお、以下、テトラヒドロフランをTHF、ゲルパーミエーションクロマトグラム−示差屈折率検出器をGPC−RI、ゲルパーミエーションクロマトグラム−多角度レーザー光散乱検出器をGPC−MALLSとそれぞれ称することがある。
<GPC−RIによる分子量分布の測定>
本発明における好ましいトナーのTHF可溶分について測定した分子量分布のチャートの一例を図1〜図5に示す。
トナーのTHF可溶分のGPC−RIにより測定された分子量分布のチャートにおいて、メインピークにおける分子量をMr1とし、そのときのピークの高さをhr1[mV]としたときの分子量分布を図1に示した。図1の分子量分布のチャートにおいて、横軸に分子量Mの常用対数をとり、縦軸にピークの高さ(mV)をとる。分子量5000〜8万の領域をDr1とする。分子量80万〜400万の領域Dr2におけるピークの最大高さをhr2[mV]とし、また分子量400万以上の領域Dr3におけるピークの最大高さをhr3[mV]とする。
図1に示したトナーのTHF可溶分のGPC−RIにより測定された分子量分布のチャートにおいて、ピークの高さをhr1[mV]=1.00として換算したときの分子量分布のチャートを図2に示した。したがって、図2においてはピークの高さは%で表される。
図2において、メインピーク(メインピークにおける分子量をMr1とする}の高さをHr1で示した。領域Dr2(Dr2におけるピークの最大高さに対応する分子量をMr2とする)におけるピークの最大高さをHr2、領域Dr3(Dr3におけるピークの最大高さに対応する分子量をMr3とする)におけるピークの最大高さをHr3とする。図2に示されるように、本発明のトナーは、GPC−RI測定における分子量5000〜8万の領域Dr1にメインピークを有する。
また、図3は図2と同じ分子量分布のチャートを示しており、分子量が300〜2000の領域の積分値をS1、分子量が2000〜15000の領域の積分値をS2、分子量が15000〜100万の領域の積分値をS3で示した。
<GPC−MALLSによる分子量分布の測定>
トナーのTHF可溶分のGPC−MALLSにより測定された分子量分布のチャートにおいて、横軸の保持時間をGPC−RIによる測定において得られた標準ポリスチレン検量線から求めた分子量の常用対数とし、メインピークにおける分子量をMm1とし、そのときのピークの高さをhm1[mV]にしたときの分子量分布を図4に示した。図4において、Mrは分子量を表す。ここで、分子量1万〜12万の領域をDm1とする。分子量30万〜700万の領域Dm2(Dm2におけるピークの最大高さに対応する分子量をMm2とする)におけるピークの最大高さをhm2、分子量700万〜2千万の領域Dm3(Dm3におけるピークの最大高さに対応する分子量をMm3とする)におけるピークの最大高さをhm3(不図示)とする。
図4に示したトナーのTHF可溶分のGPC−MALLSにより測定された分子量分布のチャートにおいて、ピークの高さをhm1[mV]=1.00として換算したときの分子量分布のチャートを図5に示した。したがって、図5においてはピークの高さは%で表される。
図5において、メインピーク(メインピークにおける分子量をMm1とする}の高さをHm1、領域Dm2(Dm2におけるピークの最大高さに対応する分子量をMm2とする)におけるピークの最大高さをHm2で示した。また、領域Dm3(Dm3の最大高さにおける分子量をMm3とする)におけるピークの最大高さをHm3(不図示)とする。図4または図5に示されるように、本発明のトナーは、前記GPC−RI測定における分子量1万〜12万の領域Dm1にメインピークを有し、また、分子量30万〜700万の領域Dm2に少なくとも1つのピークを有する。
トナーのTHF可溶分のGPC−RIで測定される分子量分布のチャートにおいて、Dr1の領域にある成分とGPC−MALLSで測定される分子量分布のチャートにおいて、前記GPC−RI測定におけるDm1の領域にある成分を含有したトナーは、低温定着性に効果があり、また溶融粘度が小さく高いグロス画像が得られる。
さらに、GPC−MALLSで測定される分子量分布のチャートにおいて、前記GPC−RI測定におけるDm2の領域にある成分は、トナー中に存在するワックスや前記GPC−RI測定における分子量30万未満の重合体又は共重合体に比べ温度変化による粘度変化が少ない。そのため、GPC−MALLSで測定される分子量分布のチャートにおいて、前記GPC−RI測定におけるDm2の領域にある成分を含むトナーは、広い定着可能温度領域を得ることができる。
本発明では、トナーのTHF可溶分のGPC−RIで測定される分子量分布のチャートにおいてDr1の領域と、GPC−MALLSで測定される分子量分布のチャートにおいて、前記GPC−RI測定におけるDm1の領域にメインピークを有すること、及びTHF不溶分の含有量を16.0質量%未満に規定したことにより、特定の分子量からなる成分をバランス良く配合させることができる。特に、Dr1の領域にある成分をバランスよく含有しているため、粘度低下が速く紙への接着効果に優れ、ワックスを速く浸みださせるため離型効果に優れ、その結果低温定着性に優れた効果を発揮する。また、GPC−MALLSで測定される分子量分布のチャートにおいて、Dm2の領域にある成分をバランスよく含有しているため、ワックスや分子量30万未満の重合体又は共重合体の軟化や浸みだしに対し、より効果を高めるよう作用する。それにより、低温定着性、耐久性、定着可能温度域拡大に優れた効果を発揮する。
また、本発明のトナーは、トナーのTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折計検出器(RI)の測定において分子量80万〜400万の領域Dr2におけるピークの最大高さ(Hr2)と分子量400万以上の領域Dr3におけるピークの最大高さ(Hr3)がメインピークの高さ(Hr1)に対して、下記の(1)及び(2)式を満たすものであることが好ましい。
0.00≦(Hr2)/(Hr1)≦0.30 ・・・(1)
0.00≦(Hr3)/(Hr1)≦0.05 ・・・(2)
トナーのTHF可溶分のGPC−RIで測定される分子量分布のチャートにおいて、Hr2がHr1に対して0.30以下であり、Hr3がHr1に対して0.05以下の場合は、低温定着性、耐久性に優れた効果を発揮する。また、Hr2がHr1に対して0.30より大きく、Hr3がHr1に対して0.05より大きい場合は、低温定着性が悪くなりやすく、好ましくない。特に、Hr2がHr1に対して0.30より大きいときは、グロスの向上に有効である低分子量成分の量が少なく、温度変化による粘度変化が少ないため、グロスが低下してしまうことがある。さらに、Hr3がHr1に対して0.05より大きいときは、温度変化による粘度変化が少なく、グロスが低下することがある。
また、本発明のトナーは、前記GPC−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において、前記GPC−RI測定における分子量30万〜700万の領域Dm2におけるピークの最大高さ(Hm2)と分子量700万〜2千万の領域Dm3におけるピークの最大高さ(Hm3)が領域Dm1におけるメインピークの高さ(Hm1)に対して、次の(3)及び(4)式を満たすものであることが好ましい。
0.050≦(Hm2)/(Hm1)<0.500 ・・・(3)
0.000≦(Hm3)/(Hm1)<0.500 ・・・(4)
トナーのTHF可溶分のGPC−MALLSにおいて測定される分子量分布のチャートにおいて、Hm2がHm1に対して0.050以上0.500未満であり、Hm3がHm1に対して0.500未満の場合は、低温定着性、耐久性に優れた効果を発揮する。Hm2がHm1に対して0.050より小さい場合には耐高温オフセット性、耐久性が低下することがあり、0.500以上の場合には低温定着性が低下することがある。また、Hm3がHm1に対して0.500以上の場合は、低温定着性が悪くなりやすく、好ましくない。
また、本発明においては、トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量が300〜2000の領域の積分値(S1)と、分子量2000〜15000の領域の積分値(S2)と、分子量15000〜100万の領域の積分値(S3)との比がS1:S2:S3=(0.01〜0.95):1.00:(1.00〜8.00)であることが好ましい。S1:S2:S3=(0.01〜0.95):1.00:(1.00〜8.00)であることにより、トナーに含有される成分がバランスよく含有しているため、低温定着性、耐オフセット性及び定着画像の高グロス化の更なる向上を達成することができる。
S2を1.00としたときにS1が0.01未満であるか、S3が8.00を超える場合は、低温定着性が悪くなることがあり、逆にS1が0.95を超えるか、S3が1.00未満である場合は耐オフセット性が悪化することがある。
また、本発明のトナーは示差走査熱量分析(DSC)によって測定される吸熱チャートにおいて、吸熱メインピークが、40〜130℃の範囲にあり、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qがトナー1g当たり10〜35Jであることが好ましい。
上記したように、吸熱メインピークを有し、GPC−RIとGPC−MALLSにおける測定において、特定の分子量領域にそれぞれメインピークを有するトナーを構成することが好ましい。これにより、低温定着性、耐高温オフセットと耐久性が高性能なトナーを得ることができる。本発明で規定する構成のうち、吸熱メインピークが40〜130℃の範囲にあり、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qがトナー1g当たり10〜35Jとすることにより、低温定着時においても良好な離型性を示すことができる。更にワックスをトナーに加える場合には、結着樹脂のポリマー鎖間の分子間力を適度に緩和し、定着時の吸熱によるトナーの軟化とトナーの放熱による樹脂の硬化が適当な状態を形成することができる。該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qは、ワックスの種類やその含有量等を適宜選択することにより、調整することができる。なお、該吸熱メインピークは、50〜110℃の範囲にあることがより好ましく、特に好ましくは60〜90℃である。また、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qは、トナー1g当たり15〜35Jであることがより好ましい。
尚、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qがトナー1g当たり10J未満であると、定着性が悪化し、定着画像のグロスは低くなりやすく、また、定着部材等の削れや傷に対する抑制しにくくなる。一方、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qがトナー1g当たり35Jを越えると、ワックスの可塑効果が大きくなりすぎ、耐オフセット性が悪化することがある。
本発明のトナーを製造するための製造方法としては、懸濁重合法、界面重合法及び分散重合法の如き、媒体中で直接トナーを製造する方法(以下、重合法とも称する)であることが好ましい。この重合法で得られるトナー(以下、重合トナーとも称する)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っていて帯電量の分布も比較的均一となるため高い転写性を有している。特に本発明のトナーを製造するための製造方法として、上記重合法の中でも、懸濁重合法であることが好ましい。
懸濁重合法に関して以下に説明する。
本発明において懸濁重合法は、少なくとも重合性単量体、着色剤及び二重結合を有する付加反応性樹脂を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して、該重合性単量体組成物の液滴を製造する造粒工程、該液滴中の該重合性単量体を重合する重合工程を少なくとも経ることによりトナー粒子を製造する重合法である。後述するように、ワックス、極性樹脂、及び低分子量樹脂を所望により重合性単量体組成物に添加することができる。また、GPCにより求められる該低分子量樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量(Mw)が、2000〜6000であることが、低温定着性及び耐ブロッキンング性といった点で好ましい。
本発明のトナーにおいては、高温時におけるトナーの粘度変化の改良を目的として樹脂成分に反応性官能基を有していても良い。例えば二重結合、イソシアナート基などが挙げられる。
本発明のトナーの製造においては、トナー粒子の形状や材料の分散性や定着性、あるいは画像特性の改良を目的として、重合性単量体組成物中に極性樹脂を添加して重合することができる。例えば、単量体では水溶性のため水性懸濁液中では溶解して乳化重合を起こすため使用できないアミノ基、カルボン酸基、水酸基、スルフォン酸基、グリシジル基、及びニトリル基の如き親水性官能基含有の単量体成分をトナー中に導入したい時には、これらとスチレンあるいはエチレンの如きビニル化合物とのランダム共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体の如き共重合体、ポリエステル及びポリアミドの如き重縮合体、あるいは、ポリエーテル及びポリイミンの如き付加重合体の形で使用が可能である。
上記以外に重合性単量体組成物中に添加することができる低分子量樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリ酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体の如きスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独或いは混合して使用できる。
低分子量樹脂の中でも、低分子量樹脂のガラス転移点が40〜100℃であることが好ましい。ガラス転移点が40℃未満であると、トナー粒子全体の強度が低下して多数耐久試験時に転写性や現像特性の低下を招きやすい。さらに、高温多湿環境下においてトナー粒子同士が凝集し、保存安定性が低下しやすくなる。一方、ガラス転移点が100℃を超えると、定着不良という問題が生じ易くなる。
低温定着性、高グロス画像が得られるといった点から、該低分子量樹脂のガラス転移点は40〜70℃であることが好ましく、より好ましくは40〜65℃である。
該低分子量樹脂の添加量は、トナー粒子中の結着樹脂100質量部中に、0.1〜75質量部であることが好ましい。トナー粒子中の結着樹脂100質量部中に0.1質量部未満では、低分子量樹脂の添加による効果が小さい。
本発明のトナーは、二重結合を有する付加反応性樹脂を含有することが好ましい。したがって、本発明のトナーを製造するに際して、二重結合を有する付加反応性樹脂を用いることが好ましい。二重結合を有する付加反応性樹脂としては、スチレン系樹脂が好ましい。例えば180℃以上の高温下で重合し製造されたスチレン樹脂では、重クロロホルム溶媒を用いたH−NMRの測定において、4.6〜4.9ppmと5.0〜5.2ppmに二重結合に由来するピークが観察される。即ち、上記のようにして得られた付加反応性樹脂は二重結合を有しており、これらの二重結合がトナー粒子の製造時に架橋する。こうして、トナー粒子中に少量の架橋構造が導入されることによって、高温時におけるトナーの粘度変化率をより効果的に小さくすることができる。さらに付加反応性樹脂の重量平均分子量が2000〜6000の場合には、従来用いられてきた低分子の架橋剤、例えばジビニルベンゼンに比べて、分子量が高くて反応性が穏やかなため、微架橋をすることによって、低粘度でありながら温度に依存する粘度変化率の小さい熱特性を有するトナーが得られる。
上記二重結合を有する付加反応性樹脂の数平均分子量は500以上3000未満であるのが好ましい。付加反応性樹脂の数平均分子量が500より小さい場合には、分子量の小さい成分が多く存在し、その浸みだしにより保存安定性が悪くなることがある。また、数平均分子量が3000より大きい場合には、低温定着性が低下することがある。
上記以外に重合性単量体組成物中に添加することができる付加反応性樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリ酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体の如きスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独或いは混合して使用できる。
該付加反応性樹脂のガラス転移点は40〜100℃であることが好ましい。ガラス転移点が40℃未満であると、トナー粒子全体の強度が低下して多数耐久試験時に転写性や現像特性の低下が起こりやすい。さらに、高温多湿環境下においてトナー粒子同士が凝集し、保存安定性が低下するという問題も生じる。一方、ガラス転移点が100℃を超えると、定着不良という問題が生じ易くなる。
低温定着性、高グロス画像が得られるといった点から、該付加反応性樹脂のガラス転移点は40〜70℃であることが好ましく、より好ましくは40〜65℃である。
該付加反応性樹脂の添加量は、トナー粒子中の結着樹脂100質量部に対して、0.1〜75質量部であることが好ましい。トナー粒子中の結着樹脂100質量部に対して0.1質量部未満では、付加反応性樹脂の添加による効果が小さい。
本発明のトナーは、少なくともコア部とシェル部を有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであることが好ましい。該トナー粒子は、コア部を覆うようにシェル部が存在している。このような構造をとることによりコア部のトナー表面への析出による各環境下における帯電不良やブロッキングを防ぐことができる。また、さらにシェル部の表面上にはシェル部とはコントラストの違う表層部が存在するものがより好ましい。この表層部が存在することにより環境安定性、耐久性、耐ブロッキング性をより良化させることができる。
前記表層部を構成する材料は、分子鎖極性構造を有していることが好ましい。本発明において、分子鎖極性構造とは分子内の原子にδまたはδの電子密度状態を多数有している分子構造をいう。
樹脂の分子は、複数の種類の原子から構成されており、その構成原子は固有の電気陰性度を有しており、原子によってその値は大きく異なっている。この電気陰性度の差により分子内では電子が局在化する。このときの局在化は、構成される原子の種類、数、結合様式によって状態が変化し、分子鎖の極性が変化する。
上記分子鎖極性構造として好ましいものは、例えば縮重合や付加重合により形成された結合構造である。具体的には、エステル結合(−COO−)、エ−テル結合(−O−)、アミド結合(−CONH−)、イミン結合(−NH−)、ウレタン結合(−NHCOO−)、ウレア結合(−NHCONH−)が挙げられる。
例えば、エ−テル鎖(−CH−O−CH−)などでは炭素原子上の電子が少し欠乏(δ)していて、酸素原子上の電子は少し過剰(δ)であり、さらに酸素原子を頂点とした結合角が生じている状態にある。このように分極した分子鎖が多数あれば、分子すなわち樹脂の極性が大きくなり、分極した分子鎖が少なければ小さくなる。また、一般的に炭化水素からなる分子は極性が低い。
上記表層部が分子鎖極性構造を有することによって帯電安定性が向上する。また水系または親水系媒体のような極性溶媒中でトナー粒子が生成される場合、分子鎖極性構造を有する表層部がトナー表面近傍により均一に形成されるため、トナーの高温高湿下、低温低湿下での帯電安定性や高速プリント時の耐久性が向上する。
本発明のトナーは、ポリエステル樹脂を含有するのが好ましい。ポリエステル樹脂としては、スチレン変性ポリエステル樹脂が好ましく用いられる。
本発明において特に好適に用いられる表層部としてはポリエステル樹脂又はその誘導体が挙げられる。
本発明のトナー粒子を生成するために使用することが出来る重合性単量体として好ましいものに、ビニル系重合性単量体を挙げることができる。例えばスチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチル、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルの如きビニルエステル;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の如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
本発明のトナーのシェル部は、これらのビニル系重合性単量体から形成されるビニル系重合体や添加した樹脂によって構成される。これらのビニル系重合性単量体の中でも、内部又は中心部を主に形成しているワックスを効率的に覆うという点から、スチレン重合体若しくはスチレン−アクリル共重合体或いはスチレン−メタクリル共重合体が好ましい。
本発明のトナーのコア部を構成する材料としてはワックスが好ましい。本発明に係わるトナーに使用可能なワックス成分としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムの如き石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ−ン樹脂も使用できる。
特にエステルワックスでは、下記式(1)〜(6)で示す炭素数が10以上の長鎖エステル部分を1個以上有する化合物が、オーバーヘッドプロジェクター用のトランスペアレンシーフィルム(OHPフィルム)の透明性等を阻害せず好ましい。
Figure 2007099693
(式中、a及びbは0〜4の整数を示し、a+bは4であり、R及びRは炭素数が1〜40の有機基を示し、n及びmは0〜15の整数を示し、nとmが同時に0になることはない。)
Figure 2007099693
(式中、a及びbは1〜3の整数を示し、a+bは4であり、Rは炭素数が1〜40の有機基を示しn及びmは0〜15の整数を示し、nとmが同時に0になることはない。)
Figure 2007099693
(式中、a及びbは0〜3の整数を示し、a+bは2または3であり、R及びRは炭素数が1〜40の有機基を示し、且つRとRとの炭素数差が10以上である基を示し、Rは炭素数が1以上の有機基を示し、cは2または1であり、a+b+c=4であり、n及びmは0〜15の整数を示し、nとmが同時に0になることはない。)
−COO−R (4)
(式中、R及びRは炭素数が1〜40の炭化水素基を示し、且つR及びRは、お互いに同じでも異なる炭素数でもよい。)
Figure 2007099693
(式中、R及びRは炭素数が1〜40の炭化水素基を示し、nは2〜20の整数であり、且つR及びRは、お互いに同じでも異なる炭素数でもよい。)
Figure 2007099693
(式中、R及びRは炭素数が1〜40の炭化水素基を示し、nは2〜20の整数であり、且つR及びRは、お互いに同じでも異なる炭素数でもよい。)
ワックスの分子量としては、重量平均分子量(Mw)が300〜1500のものが好ましく、より好ましくは400〜1250である。300未満になるとワックスのトナー粒子表面への露出が生じ易く、1500を超えると低温定着性が低下することがある。更に、重量平均分子量/数平均分子量の比(Mw/Mn)が1.5以下になると、ワックスのDSC吸熱曲線のピークがよりシャープになり、室温時のトナー粒子の機械的強度が向上し、定着時にはシャープな溶融特性を示す特に優れたトナーの特性が得られる。
上記エステルワックスの具体例としては、下記の式で表される化合物が挙げられる。
1)CH(CH20COO(CH21CH
2)CH(CH17COO(CHOOC(CH17CH
3)CH(CH17OOC(CH18COO(CH17CH
近年、フルカラー両面画像の必要性も増してきており、両面画像を形成せしめる際においては、最初に表面に形成された転写材上のトナー像が、次に裏面に画像を形成する時にも定着器の加熱部を再度通過する可能性があり、その際のトナーの定着画像の耐高温オフセット性を十分に考慮する必要がある。具体的には、ワックスをトナー粒子中に2〜30質量%添加することが好ましい。2質量%未満の添加では耐高温オフセット性が低下し、更に両面画像の定着時において裏面の画像がオフセット現象を示す場合がある。30質量%より多い場合は、重合法による製造において造粒時にトナー粒子の合一が起き易く、粒度分布の広いものが生成し易い。
本発明のトナーは、平均円形度が0.970以上1.000以下であり、モ−ド円形度が0.98以上1.00以下であることが好ましい。なお、該平均円形度及びモード円形度は、2μm以上の粒径のトナーをフロー式粒子像測定装置で計測して、得られた個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムから求めた。
ここで、本発明における「円形度」とは、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置FPIA−2100を用いて測定を行い、下式より得られた値を円形度と定義する。
円形度 a=L/L
:粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長
L :粒子像の周囲長
(L;粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長、L;粒子の投影像の周囲長)
本発明における円形度はトナーの凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合、円形度が1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
平均円形度が0.970以上1.000以下のトナーは転写性に非常に優れる点で好ましい。これは、トナーと感光体との接触面積が小さく、鏡像力やファンデルワールス力等に起因するトナーの感光体への付着力が低下するためと考えられる。従って、このようなトナーを用いれば転写率が高く、転写残トナーが非常に低減するため、帯電部材と感光体との圧接部におけるトナーが非常に少なく、トナー融着が防止され、画像欠陥が著しく抑制されるものと考えられる。
これらの効果は、転写中抜けの発生しやすい接触転写工程を含む画像形成方法においては、より顕著となって現れる。
本発明に係わるトナーは、粉砕法によって製造することも可能であるが、この粉砕法で得られるトナーは一般に不定形のものであり、平均円形度0.970以上1.000以下とするためには機械的・熱的あるいは何らかの特殊な処理を行うことが必要となることが多い。
また、トナーの円形度分布において、モード円形度が0.98以上1.00以下であると、トナー粒子の多くが真球に近い形状を有することを意味しており、鏡像力やファンデルワールス力等に起因するトナーの感光体への付着力の低下がより一層顕著になり、転写効率は非常に高いものとなり好ましい。
ここで、モード円形度とは、0.40から1.00までの円形度を、0.40以上0.41未満、0.41以上0.42未満、…0.99以上1.00未満及び1.00の如く0.01毎に61分割し、測定した各粒子の円形度をそれぞれ各分割範囲に割り振り、円形度頻度分布において頻度値が最大となる分割範囲の円形度をいう。
本発明においては、トナーの帯電性を制御する目的でトナー中に荷電制御剤を添加しておくことが好ましい。
これらの荷電制御剤としては、公知のもののうち、重合阻害性、水相移行性の殆どないものが好ましい。例えば、正荷電制御剤としてニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、アミン系化合物等が挙げられる。負荷電制御剤としては、含金属サリチル酸共重合体、含金属モノアゾ系染料化合物、尿素誘導体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体が挙げられる。
これらの荷電制御剤の添加量は、結着樹脂又は重合性単量体に対して0.1〜10質量%であることが好ましい。
トナー粒子を重合法で製造する際に用いる重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジバレロニトリル)、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の如きアゾ系、又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドの如き過酸化物系重合開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤は、重合性単量体に対して0.5〜20質量%の添加が好ましく、単独でも又は併用してもよい。
トナー粒子の結着樹脂の主成分はビニル系樹脂であることが好ましい。ビニル系樹脂は前述したビニル系重合性単量体の重合により生成されることが好ましい。
トナー粒子の結着樹脂の分子量をコントロールする為に、連鎖移動剤を添加してもよい。連鎖移動剤の好ましい添加量としては、重合性単量体に対して0.001〜15質量%である。
トナー粒子の結着樹脂の分子量をコントロールする為に、架橋剤を添加してもよい。例えば、架橋性モノマーとしては、2官能の架橋剤として、ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、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アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、及び以上のアクリレートをメタクリレートに変えたものが挙げられる。
多官能の架橋性モノマーとしてはペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシ・ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアクリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリールクロレンデート等が挙げられる。架橋剤の好ましい添加量としては、重合性単量体に対して0.001〜15質量%である。
水系分散媒体の場合には、重合性単量体組成物の粒子の分散安定剤として、例えば、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、メタ珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナの如き無機化合物の微粉体を添加してもよい。
本発明では各種特性付与を目的として上記以外にも下記に示す各種添加剤を含有させることができる。該添加剤は、トナー粒子に添加した時の耐久性から、トナー粒子の重量平均粒径の1/10以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。これらの特性付与を目的とした添加剤としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
1)流動性付与剤:金属酸化物(例えばシリカ,アルミナ,酸化チタン)、カーボンブラック及びフッ化カーボン。それぞれ、疎水化処理を行ったものがより好ましい。
2)研磨剤:金属酸化物(例えばチタン酸ストロンチウム,酸化セリウム,アルミナ,酸化マグネシウム,酸化クロム)、窒化物(例えば窒化ケイ素)、炭化物(例えば炭化ケイ素)、金属塩(例えば硫酸カルシウム,硫酸バリウム,炭酸カルシウム)。
3)滑剤:フッ素系樹脂粉末(例えばフッ化ビニリデン,ポリテトラフルオロエチレン)、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛,ステアリン酸カルシウム)。
4)荷電制御性粒子:金属酸化物(例えば酸化錫,酸化チタン,酸化亜鉛,シリカ,アルミナ)、カーボンブラック。
これら添加剤は、トナー粒子100質量部に対し、好ましくは0.1〜10.0質量部が用いられ、より好ましくは0.1〜5質量部が用いられる。これら添加剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。
また、本発明のトナーは、好ましくは2.0〜12.0μmの重量平均粒径D4を有し、より好ましくは4.0〜9.0μmの重量平均粒径を有し、さらに好ましくは5.0〜8.0μmの重量平均粒径を有する。
本発明のトナーのガラス転移点(Tg)は40〜100℃であることが好ましく、より好ましくは40〜80℃であり、さらに好ましくは45〜70℃である。ガラス転移点が40℃未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が低下する。ガラス転移点が100℃を超える場合には、トナーの耐低温オフセット性、オーバーヘッドプロジェクター用フィルムの透過画像の透明性が低下しやすくなる。
本発明のトナーのTHF不溶分の含有量は、トナーの結着樹脂に対して0.0質量%以上16.0質量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.0質量%以上10.0質量%未満、さらに好ましくは0.0質量%以上5.0質量%未満である。THF不溶分の含有量が16.0質量%以上の場合には、低温定着性が低下しやすくなる。
トナーのTHF不溶分とは、THF溶媒に対して不溶性となった超高分子ポリマー成分(実質的に架橋ポリマー)の質量割合を示す。トナーのTHF不溶分とは、以下のように測定された値をもって定義する。
トナー1.0gを秤量し(W1(g))、円筒濾紙(例えば東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF200mlを用いて20時間抽出し、溶媒によって抽出された可溶成分をエバポレートした後、40℃で数時間真空乾燥し、THF可溶樹脂成分量を秤量する(W2(g))。トナー中の顔料の如き樹脂成分以外の成分の質量を(W3(g))とする。THF不溶分は、下記式から求められる。
THF不溶分(質量%)=(W1−(W3+W2))/(W1−W3)×100
トナーのTHF不溶分は、結着樹脂の重合度、架橋度によって調整することが可能である。
本発明におけるトナー中のテトラヒドロフラン(THF)の可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量(Mw)は、15000〜80000である。このようなトナーは、環境安定性と耐久安定性が良好に発現される。さらに、トナー中のテトラヒドロフラン(THF)の可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量が20000〜50000であることが好ましい。トナー中のテトラヒドロフラン(THF)の可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量が15000未満であると、耐ブロキング性や耐久性が悪くなりやすく、80000を超える場合では、低温定着性、高グロス画像が得られにくくなる。
また、本発明におけるトナー中のテトラヒドロフラン(THF)の可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量と数平均分子量の比Mw/Mnは、5〜100が好ましい。Mw/Mnが5未満では定着可能温度領域が狭くなることがあり、100以上では低温定着性が悪くなることがある。
本発明では、重合法を用いてトナーを製造するときに用いられる分散安定剤として、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸、及びその塩、ポリメタアクリル酸、及びその塩、澱粉の如き有機化合物を使用しても良い。これらの分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2〜20質量部を使用することが好ましい。
分散安定剤の中で、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いてもよいが細かい粒子を得る為に、水系分散媒体中にて該無機化合物を生成させてもよい。例えば、リン酸カルシウムの場合、高撹拌下においてリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合するとよい。
分散安定剤の微細な分散の為に、重合体単量体100質量部に対して0.001〜0.1質量部の界面活性剤を使用してもよい。これは、上記分散安定剤の初期の作用を促進する為のものである。具体例としては、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、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、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、オクチル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、及びオレイン酸カルシウムが挙げられる。
本発明で用いられる着色剤としては、公知のものを使用することが出来る。
例えば、黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライト、マグネタイトが挙げられる。
黄色顔料としては、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザーイエロー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などの縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180等が好適に用いられる。
橙色顔料としては、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、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RK、インダスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、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、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオキシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アンスラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254が特に好ましい。
青色顔料としては、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化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アンスラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が特に好ましい。
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
緑色顔料としては、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が挙げられる。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合して、更には固溶体の状態で用いることが出来る。
本発明においては、重合法を用いてトナー粒子を製造する為に、着色剤の持つ重合阻害性や分散媒体移行性に注意を払う必要がある。必要により、重合阻害のない物質による着色剤の表面処理を施して表面改質をおこなっても良い。特に、染料やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。
染料を処理する好ましい方法として、予めこれらの染料の存在下に重合性単量体を重合し、得られた着色重合体を重合性単量体組成物に添加する。又、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質(例えば、オルガノシロキサン等)で処理を行ってもよい。
本発明のトナーは、非磁性トナー及び磁性トナーのいずれにも用いることができる。本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合にはその中に磁性粉を含有せしめてもよい。このような磁性粉としては、磁場の中におかれて磁化される物質が用いられ、例えば、鉄、コバルト、ニッケルの如き強磁性金属の粉末、若しくはマグネタイト、フェライトの如き磁性酸化鉄の粉末がある。
重合法を用いて磁性トナー粒子を得る場合に、磁性体の持つ重合阻害性や分散媒体移行性等に注意を払う必要があり、必要により表面改質(例えば、重合阻害のない物質による表面処理)を施しておいた方が好ましい。
トナー粒子の製造工程中、重合反応後半に昇温してもよく、更にトナー定着時の臭いの原因となる未反応の重合性単量体又は副生成物を除去する為に、反応後半又は重合反応終了後に一部分散媒体を反応系から留去してもよい。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄、濾過により回収し、乾燥する。
懸濁重合法においては、重合性単量体組成物100質量部に対して水300〜3,000質量部を分散媒体として使用するのが好ましい。
本発明のトナーの定着において定着可能温度領域とは低温オフセット終了温度と高温オフセット開始温度との間の温度領域のことである。
本発明のトナーに関する物性の測定方法及び評価方法について以下説明する。
<分子量の測定>
本発明のGPC−RI及びGPC−MALLSによる分子量は次の条件で測定される。
トナー用樹脂0.04gをTHF20mlに分散し溶解後、24時間静置した後、0.2μmフィルター(たとえば、マイショリディスクH−25−2(東ソー社製)、エキクロディスク25CRゲルマン(サイエンスジャパン社製)などが好ましく利用できる)で濾過し、その濾液を試料として用いる。
[分析条件]
分離カラム:Shodex KF−807、KF−805、KF−803、KF−G(商品名、昭和電工社製)
カラム温度:40℃
移動相溶媒:THF
移動相流速:1.0ml/min.
試料濃度 :約0.2%
注入量 :400μl
検出器1 :多角度光散乱検出器Wyatt DAWN EOS(90°検出器を使用)(商品名、昭光通商社製)
検出器2 :示差屈折率検出器Shodex RI−71(商品名、昭和電工社製)
[測定理論]
LS=(dn/dc)2×C×Mabs×KLS
LS:検出器の測定電圧値(V)
dn/dc:試料1gあたりの屈折率の増分(ml/g)、
本発明ではポリスチレンの文献値から0.185ml/gとした。
C:溶液の濃度(g/ml)
Mabs:絶対分子量
KLS:測定電圧と散乱強度(還元レイリー比)の係数(装置定数)
MALLSでは、カラムの分子篩いにより分子サイズで分離され、絶対分子量(Mabs)と濃度(C)が刻々変化するため別途濃度検出器をMALLSと組み合わせて測定する必要がある。その検出器の測定電圧を濃度Cに換算し絶対分子量(Mabs)を求める。本発明では、濃度検出器として示差屈折率検出器(RI)を使用し、RI検出器の信号強度(RI)を濃度(C)に換算し用いる。
RI=(dn/dc)×C×KRI
KRI:測定電圧と屈折率の係数(RI定数:ポリスチレン標準にて校正)
分子サイズ〔慣性半径(Rw)〕はDebye Plotにより算出した。
本発明においては示差屈折率検出器(RI)によって測定された分子量をMrとする。GPC−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定結果から計算で求められた絶対分子量をMabsとする。
一般に、GPCのクロマトグラムの測定では、高分子量側はベースラインからクロマトグラムが立ち上がり開始点から測定を始め、低分子量側は分子量約400まで測定する。
<DSCによる吸熱メインピーク及び熱量積分値の測定>
本発明において、示差走査熱量計(DSC)としてM−DSC(商品名、TA−インストルメンツ社製)を用いた。測定するトナー6mgを精秤する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲20℃〜200℃の間で、昇温速度1℃/分、常温常湿下で測定を行う。このときのモジュレーション振幅±0.5℃、周波数1/minで測定する。得られるリバーシングヒートフロー曲線から最大ガラス転移点Tg(℃)を計算する。Tgは、吸熱前後のベースラインと吸熱による曲線の接線との交点の中心値をTg(℃)として求めたものである。DSCによって測定される昇温時の吸熱チャートにおいて、吸熱メインピークのピーク面積で表される吸熱量(J)をトナー1g当たりの熱量に換算した熱量積分値(J/g)を測定した。トナーのDSCによる測定によって得られたリバーシングヒートフロー曲線の一例を図6に示した。熱量積分値(J/g)は、上記の測定から得られたリバーシングヒートフロー曲線を用いて求める。計算には解析ソフトユニバーサルアナリシスVer.2.5H(TAインスツルメンツ社製)を用い、IntegralPeakLinearの機能を用いて、35℃と135℃での測定点を結ぶ直線と吸熱曲線とで囲まれた領域から熱量積分値(J/g)を求める。
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定>
電解質溶液100〜150mlに界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml添加し、これに測定試料を2〜20mg添加する。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で1〜3分間分散処理して、コールターカウンターマルチサイザーにより100μmのアパーチャーを用いて体積を基準として2〜40μmの粒度分布を測定し、トナーの重量平均粒径(D4)を算出するものとする。
以下に、本発明につき実施例をもって説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。なお、実施例及び比較例中で使用する部はすべて質量部を示す。
[二重結合を有する付加反応性樹脂の合成例]
スチレン系樹脂(1)の製造例
滴下ロート、リービッヒ冷却管及び攪拌機を備えた耐圧反応機にキシレン35質量部を入れて200℃まで昇温した。このときの圧力は0.3MPaであった。これにスチレンモノマー100質量部及びn−ブチルアクリレート0.1部及びジ−tert−ブチルパーオキサイド3.5部の混合物を滴下ロートに仕込み、200℃のキシレンに2時間かけて加圧下(0.3MPa)で滴下した。滴下後、更に200℃で2時間反応を行い、溶液重合を完了して、キシレンを除去した。得られたスチレン系樹脂の重量平均分子量は3160で、Tgは55℃であった。これをスチレン系樹脂(1)とする。
スチレン系樹脂(2)の製造例
滴下ロート、リービッヒ冷却管、窒素封入管(窒素流量100ml/min)及び攪拌機を備えた反応機にキシレン600質量部を入れて135℃まで昇温した。これにスチレンモノマー100質量部、n−ブチルアクリレート0.1部、ジ−tert−ブチルパーオキサイド17部の混合物を滴下ロートに仕込み135℃のキシレンに2時間かけて常圧で滴下した。更にキシレン還流下(137℃〜145℃)で2時間反応を行い、溶液重合を完了して、キシレンを除去した。得られたスチレン系樹脂の重量平均分子量は3200で、Tgは56℃であった。これをスチレン系樹脂(2)とする
スチレン系樹脂(3)、(4)の製造例
表4に示す単量体組成物及び重合開始剤の組成比、及び、反応条件以外はスチレン系樹脂(1)の製造方法と同様の方法で溶液重合を行い、スチレン系樹脂(3)、(4)を得た。
スチレン系樹脂(5)の製造例
キシレン20質量部、スチレン80質量部、n−ブチルアクリレート20質量部及び重合開始剤であるジ−tert−ブチルパーオキサイド2質量部の混合物を、リービッヒ冷却管及び攪拌機を備えた反応機に仕込み温度100℃にて24時間で重合を行った。その後、キシレンを除去してスチレン系樹脂(5)を得た。得られたスチレン系樹脂の重量平均分子量は42万で、Tgは62℃であった。これをスチレン系樹脂(5)とする。
スチレン系樹脂(6)の製造例
表4に示す単量体組成物及び重合開始剤の組成比、及び、反応条件以外はスチレン系樹脂(5)の製造方法と同様の方法で溶液重合を行い、スチレン系樹脂(6)を得た。
表4に、上記で得られたスチレン系樹脂(1)〜(6)の物性を合わせて示す。
<実施例1>
四つ口容器中にイオン交換水720質量部と0.1モル/リットルのNaPO水溶液935質量部を添加し、高速撹拌装置TK−ホモミキサーを用いて11,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl水溶液75質量部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
スチレンモノマー 64質量部
n−ブチルアクリレート 16質量部
銅フタロシアニン(ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
スチレン系樹脂(1) 20質量部
(Mw=3200、Mw/Mn=1.19)
ポリエステル系樹脂(1) 5質量部
負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合
物) 0.4質量部
ワックス〔フィシャ−トロップシュワックス、融点:78.2℃〕
10質量部
上記単量体混合物1をアトライターを用いて3時間分散させた単量体混合物1に重合開始剤である1,1,3,3−テトラメチルブチルパ−オキシ2−エチルヘキサノエ−ト8.0質量部(トルエン溶液50%)を添加した重合性単量体組成物を水系分散媒体中に投入し、撹拌機の回転数を10,000rpmに維持しつつ5分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内温を70℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら6時間反応させた。原材料及び重合条件を表1a、表1b及びスチレン系樹脂(二重結合を有する付加反応性樹脂)の物性を表4、ポリエステル系樹脂(1)の物性を表5に示した。
次いで、容器内を温度80℃に昇温して4時間維持し、その後毎分1℃の冷却速度で徐々に30℃まで冷却し、スラリー1を得た。スラリー1を含む容器内に希塩酸を添加して分散安定剤を除去せしめた。更に、ろ別、洗浄、乾燥して重量平均粒径が5.8μmの重合体粒子(トナー粒子1)を得た。
得られたトナー粒子1(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(1−1)を得た。その他トナー(1−1)の物性について測定し、その結果を表1a、表1bに示した。
トナー(1−1)のTHF可溶分のGPCにより測定された分子量分布(RI及びMALLS)のチャートの測定結果を表6a、表6bに示した。
<定着試験>
フルカラーレーザービームプリンター(LBP−2510、キヤノン製)の定着ユニットを定着温度が調整できるように改造した改造定着器によってプロセススピ−ド150mm/secで定着温度を110〜250℃の範囲を5℃間隔で未定着トナー画像(0.5mg/cm)を受像紙(75g/m)にオイルレスで加熱加圧し、受像紙に定着画像を形成した。
<低温定着性及び耐高温オフセット性の評価>
1cm角の定着画像に対して、ワイプ(商品名キムワイプS−200、株式会社クレシア製)を3枚重ねて75g/cm2の荷重をかけた状態で10回こすり、こすり前後の定着画像の濃度低下率が5%未満になる温度をトナーの定着温度とし、最も低い定着温度を低温定着性の評価基準とし、最も高い定着温度を耐高温オフセット性の評価基準とした。
<画像濃度測定>
画像濃度については、マクベス濃度計(RD−914;マクベス社製)を用いて、SPI補助フィルターを用い、低温低湿(L/L)(15℃/15%RH)、常温常湿(N/N)(25℃/60%RH)及び高温高湿(H/H)(32℃/78%RH)の環境下で出力した画像の定着画像部の画像濃度を測定した。
<耐久画像濃度測定>
―非磁性トナーの場合−
フルカラーレーザービームプリンター(LBP−2510、キヤノン製)の改造機を使用し、低温低湿(15℃/15%RH)、常温常湿(25℃/60%RH)、高温高湿(32℃/78%RH)の環境下においてトナー200gをプロセスカ−トリッジにセットし、2%の印字比率の画像を6000枚まで記録紙(75mg/cm)を用いてプリントアウトして、初期と12000枚出力時のベタ画像濃度の評価を、次の評価基準で行った。
A : 1.45以上
B : 1.44〜1.40
C : 1.39〜1.35
D : 1.34〜1.30
E : 1.29〜1.25
F : 1.24以下
−磁性トナーの場合−
フルカラーレーザービームプリンター(LBP−2160、キヤノン製)の改造機(プロセススピードを150mm/sec)を使用し、低温低湿(15℃/15%RH)、常温常湿(25℃/60%RH)、高温高湿(32℃/78%RH)の環境下においてトナー500gをプロセスカ−トリッジにセットし、2%の印字比率の画像を12000枚まで記録紙(75mg/cm)を用いてプリントアウトして、初期と12000枚出力時のベタ画像濃度の評価を行った。
初期と12000枚出力時におけるベタ画像濃度用未定着画像の画出しはLBP−2160改造機を使用し、未定着画像の定着は実施例1と同様にLBP−2510(キヤノン製)の定着ユニットを定着温度が調整できるように改造したLBP−2510の改造定着器で行った。評価基準は次のとおりとした。
A : 1.45以上
B : 1.44〜1.40
C : 1.39〜1.35
D : 1.34〜1.30
E : 1.29〜1.25
F : 1.24以下
<現像スジ評価>
現像スジは12000枚印字後に得られたハーフトーン画像(トナー載り量0.30mg/cm)から、下記基準に従い評価した。
A:現像ローラ上にも、ハーフトーン部の画像上にも現像スジと見られる排紙方向の縦スジは見られない。実用上全く問題のないレベル。
B:現像ローラの両端に周方向の細いスジが1〜5本あるものの、ハーフトーン部の画像上に現像スジと見られる排紙方向の縦スジは見られない。実用上全く問題のないレベル。
C:現像ローラの両端に周方向の細いスジが数本あり、ハーフトーン部の画像上にも細かい現像スジが数本見られる。しかし、画像処理で消せるレベルでの実用上問題のないレベル。
D:現像ローラ上とハーフトーン部の画像上に多数本の現像スジが見られ、画像処理でも消せない。
<カブリ>
「リフレクトメータ」(東京電色社製)により測定したプリントアウト画像の白地部分の白色度と転写紙の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、下記の基準で画像カブリを評価した。
A:1.5%未満
B:1.5%以上、2.5%未満
C:2.5%以上、4.0%未満
D:4%以上
H−NMR(核磁気共鳴)スペクトルの測定>
次の条件で測定した。
測定装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
データポイント:32768
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :10000回
測定温度 :60℃
試料 :測定試料50mgを直径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒としてCDClを添加し、これを60℃の恒温槽内で溶解させて調製する。
H−NMR測定による2重結合に由来するメチン基(−CH=CH−)のプロトンの存在比率の決定
H−NMRスペクトルにおける4.6ppm〜4.9ppmのメチン基の水素(各H相当)のシグナルと5.0ppm〜5.2ppmのメチン基の水素(各H相当)のシグナルとの強度比、S4.6〜4.9/S5.0〜5.2を求める。
A:ピークあり
B:ピークなし
スチレン系樹脂の評価結果を表4に示した。
<ブロッキング試験>
10gのトナーを100mlガラス瓶にいれ、45℃と50℃で10日間放置した後にガラス瓶を回転(1回転/秒)させトナーのほぐれ具合を目視で判定した。
A…変化なし
B…凝集体があるが、すぐにほぐれる
C…ほぐれにくい
D…流動性なし
E…明白なケーキング
<グロス評価>
定着画像領域にある画像をハンデイ光沢計グロスチェッカ(商品名IG−310、堀場製作所製)を用いてグロス値を測定した。
トナー(1−1)200gをプロセスカ−トリッジに充填し、低温低湿(15℃/15%RH)、常温常湿(25℃/60%RH)、高温高湿(32℃/78%RH)の環境下にて2%の印字比率の画像を12000枚までプリントアウトして、初期と12000枚出力時のベタ画像濃度の評価を行った。その結果を表7に示した。次に定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例2>
実施例1のモノマー(スチレンモノマー及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン0.01質量部を加えた以外は実施例1と同様にしてトナー粒子2を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子2(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(2−1)を得た。このトナー(2−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(2−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6b示す。
実施例1と同様にトナー(2−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカ−トリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例3>
実施例1のポリエステル系樹脂(1)5質量部を0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子3を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子3(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(3−1)を得た。このトナー(3−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(3−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(3−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカ−トリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例4>
実施例1のポリエステル系樹脂(1)5質量部をポリエステル系樹脂(2)5質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子4を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
得られたトナー粒子4(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(4−1)を得た。トナー(4−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(4−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(4−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例5>
実施例1のフィッシャートロップシュ10質量部をフィッシャートロップシュ20質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子5を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子5(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(5−1)を得た。トナー(5−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(5−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(5−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例6>
実施例1で得られたスラリー1(100質量部)に対して、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体で表面被覆した、粒径40μmのフェライトキャリア(500質量部)加え、撹拌羽根を用いて均一に撹拌しながら60℃で1時間撹拌した。30℃に冷却後、希塩酸を添加して分散安定剤を除去せしめた。更に、ろ別、洗浄、乾燥してトナー粒子6を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子6(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(6−1)を得た。トナー(6−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(6−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(6−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例7>
実施例1のモノマーにジビニルベンゼンを0.05質量部加え、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子7を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子7(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(7−1)を得た。トナー(7−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(7−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(7−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例8>
実施例1のスチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(3)に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子8を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子8(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(8−1)を得た。トナー(8−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(8−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(8−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例9>
<疎水性磁性酸化鉄の製造>
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄イオンに対して1.0〜1.05当量の苛性ソーダ溶液を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。該水溶液をpH8に維持しながら、空気を吹き込み、85〜90℃で酸化反応を行い、種晶を生成させるスラリー液を調製した。次に、このスラリー液にはじめのアルカリ量(苛性ソーダのナトリウム成分)に対して0.9〜1.15当量の硫酸第一鉄水溶液を加えた後、スラリー液をpH=8に維持して、空気を吹込みながら酸化反応を進め、酸化反応の終期にpHを約6に調整し、酸化反応を終了した。生成した酸化鉄粒子を洗浄、濾過して取り出し、乾燥を行わずに別の水中に再分散させた。この再分散液のpHを調整して、十分攪拌しながらn−ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤を磁性酸化鉄100質量部に対し2.5質量部添加し、十分に撹拌を行った。生成した疎水性酸化鉄粒子を洗浄、濾過、乾燥して、次に凝集している粒子を解砕して、平均粒径が0.17μmの疎水性磁性酸化鉄1を得た。
四つ口容器中にイオン交換水710質量部と0.1モル/リットルのNaPO水溶液850質量部を添加し、高速撹拌装置TK−ホモミキサーを用いて12,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl水溶液68質量部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
スチレンモノマー 62質量部
n−ブチルアクリレート 18質量部
ジビニルベンゼン 0.05質量部
上記疎水性磁性酸化鉄1 95質量部
スチレン系樹脂(1) 20質量部
ポリエステル系樹脂(1) 5質量部
負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合
物) 0.4質量部
ワックス〔フィッシャートロップシュワックス、融点:78.2℃〕
10質量部
上記単量体混合物2をアトライターを用いて3時間分散させた単量体混合物2に重合開始剤である、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8質量部(トルエン溶液50%)を添加した重合性単量体組成物を水系分散媒体中に投入し、撹拌機の回転数を10,000rpmに維持しつつ5分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内温を80℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら8時間反応させた。原材料及び重合条件を表1a、表1b及びスチレン系樹脂(二重結合を有する付加反応性樹脂)の物性を表4に示した。
次いで、容器内を毎分1℃の冷却速度で徐々に30℃まで冷却し、スラリー2を得た。スラリー2を含む容器内に希塩酸を添加して分散安定剤を除去せしめた。更に、ろ別、洗浄、乾燥して重量平均粒径が5.7μmの重合体粒子(トナー粒子9)を得た。
得られたトナー粒子9(100質量部)に対して、BET法による比表面積が120m/gである疎水性シリカ1.0質量部を外添してトナー(9−1)を得た。その他トナー(9−1)のトナー物性について測定し、表1a、表1bに示した。
トナー(9−1)のTHF可溶分のGPCにより測定された分子量分布のチャートの測定結果を表6a、表6bに示した。
画像形成装置として、LBP−2160(キヤノン製)の定着装置を取り外し、プロセススピードを150mm/secにしたLBP−2160改造機を使用し、常温常湿下で12000枚の画出し試験をおこなった。未定着画像の画出しはLBP−2160改造機を使用し、定着は実施例1と同様にLBP−2510(キヤノン製)の定着ユニットを定着温度が調整できるように改造したLBP−2510の改造定着器で行った。
トナー(9−1)700gをプロセスカートリッジに充填し、低温低湿(L/L)(15℃/15%RH)、常温常湿(N/N)(25℃/60%RH)及び高温高湿(H/H)(32℃/78%RH)の環境下にて2%の印字比率の画像を12000枚までプリントアウトして、初期と12000枚出力時ベタ画像濃度の評価を行った。その結果を表7に示した。次に定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例10>
[樹脂微粒子分散液1の調整]
スチレンモノマー 370g
n−ブチルアクリレート 30g
アクリル酸 6g
ドデカンチオール 24g
4臭化炭素 4g
上記の材料を混合溶解したものを、非イオン性界面活性剤ノニポール400(商品名、東邦化学工業株式会社製)を7gおよびアニオン性界面活性剤ネオゲンSC(商品名、第一工業製薬株式会社製)を10.2gイオン交換水550.2gに溶解したものにフラスコ中で分散、乳化し10分ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム4.2gを溶解したイオン交換水50gを投入し、窒素置換をおこなった。そののちフラスコを攪拌しながらオイルバスで内容物が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより、中心径148nm、ガラス転移点58℃、Mw11000のアニオン性樹脂微粒子分散液1を得た。
[樹脂微粒子分散液2の製造]
スチレンモノマー 280g
n−ブチルアクリレート 120g
アクリル酸 7.8g
上記の材料を混合溶解したものを、非イオン性界面活性剤ノニポール400を7gおよびアニオン性界面活性剤ネオゲンSCを12.2gイオン交換水550.2gに溶解したものにフラスコ中で分散、乳化し10分ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム3.2gを溶解したイオン交換水50gを投入し、窒素置換をおこなった。そののちフラスコを攪拌しながらオイルバスで内容物が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより、中心径109nm、ガラス転移点54℃、Mw53万のアニオン性樹脂微粒子分散液2を得た。
[着色剤分散液の製造]
銅フタロシアニン顔料PV FAST BLUE(BASF) 20g
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 2.2g
イオン交換水 78g
上記の材料を混合し、本田電子(株)製超音波洗浄機W−113にて発振周波数28kHzで10分間分散して着色剤分散液を得た。このサンプルの粒度分布を堀場製作所(株)製粒度測定装置LA−700で測定したところ体積平均粒径は152nmであり、また1μmの粗大粒子は観察されなかった。
[離型剤分散液1の製造]
パラフィンワックスHNP0190(融点85℃ 日本精蝋) 200g
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 10g
イオン交換水 780g
上記の材料を95℃に加熱し、ゴーリンホモジナイザーで560×10N/mの吐出圧力で乳化した後、急冷し、離型剤分散液を得た。このサンプルを堀場製作所(株)製粒度測定装置LA−700で測定したところ体積平均粒径は158nmであり、また0.8μm以上の粗大粒子は5%以下であった。
[トナーの製造]
樹脂微粒子分散液1 240g
樹脂微粒子分散液2 20g
着色剤分散液 30g
離型剤分散液1 30g
サニゾールB50(花王株式会社製) 1.5g
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックスT50で混合分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で1時間保持した後、ネオゲンSC3gを追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。冷却後、ろ過し、イオン交換水で充分洗浄を行い、トナー粒子10を得た。
得られたトナー粒子10(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(10−1)を得た。トナー(10−1)の物性を表2に示す。
得られたトナー(10−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(10−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例1>
実施例1のモノマー(スチレン及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼンを0.25質量部加え、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子11を得た。
得られたトナー粒子11(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(11−1)を得た。トナー(11−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(11−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表1a、表1bに示す。
実施例1と同様にトナー(11−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例2>
実施例1のスチレン64.0質量部を83.0質量部、n−ブチルアクリレート16.0質量部を17.0質量部、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)、フィッシャートロップシュ10質量部をステアリン酸ステアリル13質量部、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を4.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子12を得た。
トナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(12−1)を得た。トナー(12−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(12−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(12−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例3>
実施例1のモノマー(スチレン及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン0.25質量部を加え、スチレン系樹脂(1)20質量部を0質量部、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を5.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子13を得た。
トナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(13−1)を得た。トナー(13−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(13−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(13−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカ−トリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例4>
実施例1のモノマー(スチレンモノマー及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン1.00質量部を加え、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を10.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子14を得た。
トナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(14−1)を得た。トナー(14−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(14−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(14−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例5>
スチレン系樹脂(2) 60質量部
スチレン系樹脂(5) 40質量部
ポリエステル系樹脂(1) 5質量部
銅フタロシアニン(ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物) 0.4質量部
ワックス〔フィッシャートロプシュワックス、融点:78℃〕
10質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後、130℃で二軸混練押出機によって溶融混練を行い、混練物を冷却後、カッターミルで粗粉砕、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕して、更に風力分級機を用いて分級することによって、重量平均粒径6.7μmのトナー粒子15を得た。
得られたトナー粒子15(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(15−1)を得た。トナー(15−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(15−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(15−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例6>
比較例5のスチレン系樹脂(5)を(6)に変更した以外は比較例5と同様にしてトナー粒子16を得た。
得られたトナー粒子16(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(16−1)を得た。トナー(16−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(16−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(16−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例7>
実施例1のモノマー(スチレンモノマー及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン0.20質量部を加え、スチレン系樹脂(1)20質量部を0質量部、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を7.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子17を得た。
得られたトナー粒子17(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(17−1)を得た。トナー(17−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(17−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(17−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例8>
[着色剤微粒子の分散液の調製]
n−ドデシル硫酸ナトリウム(商品名アデカホープLS−90、旭電化社製)0.95質量部と、イオン交換水10.0質量部とを樹脂容器に仕込み、この系を攪拌してn−ドデシル硫酸ナトリウムの水溶液を調製した。この水溶液を攪拌しながら、カーボンブラック(商品名リーガル330R、キャボット社製)1.1質量部を徐々に添加した。添加後1時間攪拌し、次いで、媒体型分子量機を用い、カーボンブラックの分散処理を20時間にわたり連続して行うことにより、着色剤微粒子の分散液(以下、「着色剤分散液〔C〕」という。)を調製した。この着色剤分散液〔C〕における着色剤微粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計(商品名ELS−800、大塚電子社製)を用いて測定したところ、重量平均粒子径で115nmであった。また、静置乾燥による重量法で測定した着色剤分散液〔C〕の固形分濃度は17.0質量%であった。
[離型剤微粒子の分散液の用意]
通常の合成方法により製造されたポリプロピレン(PP)を用いて、熱溶融させた状態で熱分解を行い、ポリプロピレン1の離型剤微粒子を得た。
得られた(ポリプロピレン1)1.00kgを、界面活性剤(ノニルフェノキシエタノール)の水溶液2.50kgに添加し、水酸化カリウムを用いてpHを9に調整する。この系を、加圧下において前記離型剤の軟化点以上の温度に昇温して、当該離型剤の乳化分散処理を行うことにより、固形分28.6質量%の離型剤粒子の分散液を作製した。この分散液を「離型剤分散液W1」とした。
[界面活性剤の水溶液の調製]
〔調製例(S−1)〕アニオン系の界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(関東化学社製)0.052質量部と、イオン交換水4.0質量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、アニオン系界面活性剤の水溶液(以下、「界面活性剤溶液(S−1)」という。)を調製した。
〔調製例(S−2)〕ノニオン系の界面活性剤(商品名ニューコール565C、日本乳化剤社製)0.012質量部と、イオン交換水4.0質量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、ノニオン系界面活性剤の水溶液(以下、「界面活性剤溶液(S−2)」という。)を調製した。
〔調製例(S−3)〕ノニオン系の界面活性剤(商品名FC−170C、住友スリーエム社製)1.20質量部と、イオン交換水1000質量部とをガラスビーカーに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、ノニオン系界面活性剤の水溶液(以下、「界面活性剤溶液(S−3)」という。)を調製した。
[重合開始剤の水溶液の調製]
〔調製例(P−1)〕重合開始剤である過硫酸カリウム(関東化学社製)200.0質量部と、イオン交換水12000質量部とをホウロウポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、重合開始剤の水溶液(以下、「開始剤溶液(P−1)」という。)を調製した。
〔調製例(P−2)〕重合開始剤である過硫酸カリウム(関東化学社製)224.0質量部と、イオン交換水12000質量部とをホウロウポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、重合開始剤の水溶液(以下、「開始剤溶液(P−2)」という。)を調製した。
[塩化ナトリウムの水溶液の調製]
塩析剤である塩化ナトリウム(和光純薬社製)5.40質量部と、イオン交換水20.0質量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、塩化ナトリウムの水溶液(以下、「塩化ナトリウム溶液(N)」という。)を調製した。
[トナー粒子の製造]
〔製造例(1)〕
(i)樹脂微粒子〔A〕の分散液の調製:温度センサ、冷却管、窒素導入装置および攪拌翼を備え、ガラスライニング処理が内面に施された内容積100リットルの反応釜に、界面活性剤溶液(S−1)4.0リットルと、界面活性剤溶液(S−2)4.0リットルとを仕込み、室温で攪拌しながらイオン交換水40.0リットルを添加し、この系を加熱した。系の温度が75℃になったところで、開始剤溶液(P−2)12.0リットルを添加し、系の温度を75℃±1℃に制御しながら、スチレン12.2kgとアクリル酸n−ブチル3.0kgとメタクリル酸1.0kgとt−ドデシルメルカプタン550gとからなる単量体混合物を定量計付きの送液ポンプにより180分間かけて添加し、この系の温度を80℃±1℃に制御しながら5時間にわたり攪拌を行った。その後、系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止し、ポールフィルターによりスケール(異物)を濾別除去することにより、低分子量樹脂からなる樹脂微粒子〔A〕の分散液(以下、「低分子量ラテックス〔A〕」という。)を調製した。この低分子量ラテックス〔A〕を構成する樹脂微粒子の重量平均粒径は103nmであった。
(ii)樹脂微粒子〔B〕の分散液の調製:温度センサ、冷却管、窒素導入装置および攪拌翼を備え、ガラスライニング処理が内面に施された内容積100リットルの反応釜に、界面活性剤溶液(S−1)4.0リットルと、界面活性剤溶液(S−2)4.0リットルとを仕込み、この系を室温で攪拌しながら、イオン交換水44.0リットルを添加し、この系を加熱した。系の温度が70℃になったところで、開始剤溶液(P−1)12.0リットルを添加し、系の温度を70℃±1℃に制御しながら、スチレン11.2kgとアクリル酸n−ブチル4.10kgとメタクリル酸1.0kgとt−ドデシルメルカプタン9.0gとからなる単量体混合物を定量計付きの送液ポンプにより180分間かけて添加し、この系の温度を72℃±2℃に制御しながら5時間にわたり攪拌を行い、さらに、この系の温度を80℃±2℃に制御しながら12時間にわたり攪拌を行った。その後、系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止し、ポールフィルターによりスケール(異物)を濾別除去することにより、高分子量樹脂からなる樹脂微粒子〔B〕の分散液(以下、「高分子量ラテックス〔B〕」という。)を調製した。この高分子量ラテックス〔B〕を構成する樹脂微粒子の重量平均粒径は104nmであった。
(iii)トナー粒子の製造(塩析/融着工程):温度センサ、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルおよび攪拌翼(アンカー翼)を備えた内容積100リットルのステンレス製の反応釜に、低分子量ラテックス〔A〕20.0kgと、高分子量ラテックス〔B〕5.0kgと、着色剤分散液〔C〕0.4kgと、離型剤分散液(W1)1.02kgと、イオン交換水20.0kgとを仕込み、この系を室温で攪拌した。系の温度を40℃まで加温し、塩化ナトリウム溶液(N)20リットルと、イソプロピルアルコール(関東化学社製)6.00kgと、界面活性剤溶液(S−3)1.0リットルとを、この順に添加した。この系を10分間放置した後加熱を開始し、60分間かけて85℃まで昇温させ、85℃±2℃で6時間にわたり攪拌を行うことにより、高分子量樹脂からなる樹脂微粒子と、低分子量樹脂からなる樹脂微粒子と、着色剤微粒子と、ポリプロピレン1の離型剤微粒子とを塩析/融着させてトナー粒子を形成した。系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止した後、目開き45μmのフィルターで凝集物を濾別除去することにより、トナー粒子の分散液を得た。次いで、得られた分散液からヌッチェを用いた減圧濾過によりウエットケーキ(トナー粒子の集合物)を濾別し、これをイオン交換水で洗浄処理した。洗浄処理されたウエットケーキをヌッチェより取り出し、細かく砕きながら全紙パット5枚に広げ、これにクラフト紙で覆いをかけた後、40℃の送風乾燥機で100時間かけて乾燥することにより、ブロック状のトナー粒子の集合物を得た。次いで、この集合物をヘンシェル粉砕機で解砕処理することにより、トナー粒子18を得た。
トナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(18−1)を得た。トナー(18−1)の物性を表3に示す。
得られたトナー(18−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(18−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例9>
(ii)樹脂微粒子〔B2〕の分散液の調製:温度センサ、冷却管、窒素導入装置および攪拌翼を備え、ガラスライニング処理が内面に施された内容積100リットルの反応釜に、界面活性剤溶液(S−1)4.0リットルと、界面活性剤溶液(S−2)4.0リットルとを仕込み、この系を室温で攪拌しながら、イオン交換水44.0リットルを添加し、この系を加熱した。系の温度が65℃になったところで、開始剤溶液(P−1)12.0リットルを添加し、系の温度を65℃±1℃に制御しながら、スチレン11.0kgとアクリル酸n−ブチル4.50kgとメタクリル酸1.0kgとt−ドデシルメルカプタン4.0gとからなる単量体混合物を定量計付きの送液ポンプにより180分間かけて添加し、この系の温度を70℃±2℃に制御しながら5時間にわたり攪拌を行い、さらに、この系の温度を75℃±2℃に制御しながら12時間にわたり攪拌を行った。その後、系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止し、ポールフィルターによりスケール(異物)を濾別除去することにより、高分子量樹脂からなる樹脂微粒子〔B2〕の分散液(以下、「高分子量ラテックス〔B2〕」という。)を調製した。この高分子量ラテックス〔B2〕を構成する樹脂微粒子の重量平均粒径は104nmであった。
高分子量ラテックス〔B〕を上記高分子量ラテックス〔B2〕に変更した以外は比較例8と同様にしてトナー粒子19を得た。
得られたトナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(19−1)を得た。トナー(19−1)の物性を表3に示す。
得られたトナー(19−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(19−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
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この出願は2006年3月3日に出願された日本国特許出願番号第2006−058186からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
【0032】
試料を懸濁した電解液を超音波分散器で1〜3分間分散処理して、コールターカウンターマルチサイザーにより100μmのアパーチャーを用いて体積を基準として2〜40μmの粒度分布を測定し、トナーの重量平均粒径(D4)を算出するものとする。
実施例
以下に、本発明につき実施例をもって説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。なお、実施例及び比較例中で使用する部はすべて質量部を示す。
[樹脂の合成例]
スチレン系樹脂(1)の製造例
滴下ロート、リービッヒ冷却管及び攪拌機を備えた耐圧反応機にキシレン35質量部を入れて200℃まで昇温した。このときの圧力は0.3MPaであった。これにスチレンモノマー100質量部及びn−ブチルアクリレート0.1部及びジ−tert−ブチルパーオキサイド3.5部の混合物を滴下ロートに仕込み、200℃のキシレンに2時間かけて加圧下(0.3MPa)で滴下した。滴下後、更に200℃で2時間反応を行い、溶液重合を完了して、キシレンを除去した。得られたスチレン系樹脂の重量平均分子量は3160で、Tgは55℃であった。これをスチレン系樹脂(1)とする。
スチレン系樹脂(2)の製造例
滴下ロート、リービッヒ冷却管、窒素封入管(窒素流量100ml/min)及び攪拌機を備えた反応機にキシレン600質量部を入れて135℃まで昇温した。これにスチレンモノマー100質量部、n−ブチルアクリレート0.1部、ジ−tert−ブチルパーオキサイド17部の混合物を滴下ロートに仕込み135℃のキシレンに2時間かけて常圧で滴下した。更にキシレン還流下(137℃〜145℃)で2時間反応を行い、溶液重合を完了して、キシレンを除去した。得られたスチレン系樹脂の重量平均分子量は3200で、
【0039】
310、堀場製作所製)を用いてグロス値を測定した。
トナー(1−1)200gをプロセスカートリッジに充填し、低温低湿(15℃/15%RH)、常温常湿(25℃/60%RH)、高温高湿(32℃/78%RH)の環境下にて2%の印字比率の画像を12000枚までプリントアウトして、初期と12000枚出力時のベタ画像濃度の評価を行った。その結果を表7に示した。次に定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<実施例3>
実施例1のポリエステル系樹脂(1)5質量部を0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子3を得た。原材料及び重合条件を表1a、表1bに示す。
トナー粒子3(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が1
【0042】
結果も表7に示した。
【0043】
<実施例9>
<疎水性磁性酸化鉄の製造>
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄イオンに対して1.0〜1.05当量の苛性ソーダ溶液を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。該水溶液をpH8に維持しながら、空気を吹き込み、85〜90℃で酸化反応を行い、種晶を生成させるスラリー液を調製した。次に、このスラリー液にはじめのアルカリ量(苛性ソーダのナトリウム成分)に対して0.9〜1.15当量の硫酸第一鉄水溶液を加えた後、スラリー液をpH=8に維持して、空気を吹込みながら酸化反応を進め、酸化反応の終期にpHを約6に調整し、酸化反応を終了した。生成した酸化鉄粒子を洗浄、濾過して取り出し、乾燥を行わずに別の水中に再分散させた。この再分散液のpHを調整して、十分攪拌しながらn−ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤を磁性酸化鉄100質量部に対し2.5質量部添加し、十分に撹拌を行った。生成した疎水性酸化鉄粒子を洗浄、濾過、乾燥して、次に凝集している粒子を解砕して、平均粒径が0.17μmの疎水性磁性酸化鉄1を得た。
四つ口容器中にイオン交換水710質量部と0.1モル/リットルのNaPO水溶液850質量部を添加し、高速撹拌装置TK−ホモミキサーを用いて12,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl水溶液68質量部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
スチレンモノマー 62質量部
n−ブチルアクリレート 18質量部
ジビニルベンゼン 0.05質量部
【0045】
し、プロセススピードを150mm/secにしたLBP−2160改造機を使用し、常温常湿下で12000枚の画出し試験をおこなった。未定着画像の画出しはLBP−2160改造機を使用し、定着は実施例1と同様にLBP−2510(キヤノン製)の定着ユニットを定着温度が調整できるように改造したLBP−2510の改造定着器で行った。
トナー(9−1)700gをプロセスカートリッジに充填し、低温低湿(L/L)(15℃/15%RH)、常温常湿(N/N)(25℃/60%RH)及び高温高湿(H/H)(32℃/78%RH)の環境下にて2%の印字比率の画像を12000枚までプリントアウトして、初期と12000枚出力時ベタ画像濃度の評価を行った。その結果を表7に示した。次に定着評価を行い、その結果も表7に示した。
【0048】
<比較例1>
実施例1のモノマー(スチレン及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼンを0.25質量部加え、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子11を得た。
得られたトナー粒子11(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(11−1)を得た。トナー(11−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(11−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表1a、表1bに示す。
実施例1と同様にトナー(11−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
【0049】
<比較例3>
実施例1のモノマー(スチレン及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン0.25質量部を加え、スチレン系樹脂(1)20質量部を0質量部、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を5.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子13を得た。
トナー粒子(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ0.8質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(13−1)を得た。トナー(13−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(13−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(13−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例4>
実施例1のモノマー(スチレンモノマー及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン1.00質量部を加え、スチレン系樹脂(1)をスチレン系樹脂(2)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチル
【0051】
面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(15−1)を得た。トナー(15−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(15−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(15−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
<比較例7>
実施例1のモノマー(スチレンモノマー及びn−ブチルアクリレート)にジビニルベンゼン0.20質量部を加え、スチレン系樹脂(1)20質量部を0質量部、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘ
【0052】
キサノエート8.0質量部(トルエン溶液50%)を7.0質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子17を得た。
得られたトナー粒子17(100質量部)に対して、BET法による比表面積が200m/gである疎水性シリカ2.0質量部とBET法による比表面積が100m/gである酸化チタン0.1質量部を外添してトナー(17−1)を得た。トナー(17−1)の物性を表1a、表1bに示す。
得られたトナー(17−1)の分子量分布に関する測定を実施例1と同じようにして行った。該測定結果を表6a、表6bに示す。
実施例1と同様にトナー(17−1)をレーザービームプリンタ(キヤノン製:LBP−2510)改造機のプロセスカートリッジにセットし、実施例1と同様の画像評価を行った。次に実施例1と同様の定着評価を行い、その結果も表7に示した。
【0059】
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【0060】
Figure 2007099693
【0062】
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【0063】
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【0064】
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【0065】
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Claims (12)

  1. 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子を有するトナーであって、該結着樹脂の主成分はビニル系樹脂であり、該トナーのテトラヒドロフラン(THF)不溶分の含有量が、該トナーの結着樹脂に対して0.0質量%以上16.0質量%未満であり、該トナーのTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)の測定において分子量5000〜8万の領域Dr1にメインピークを有し、ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において前記ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)測定における分子量1万〜12万の領域Dm1にメインピークを有し、分子量30万〜700万の領域Dm2に少なくとも1つのピークを有することを特徴とするトナー。
  2. 前記トナーのTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折計検出器(RI)の測定において分子量80万〜400万の領域Dr2におけるピークの最大高さ(Hr2)と分子量400万以上の領域Dr3におけるピークの最大高さ(Hr3)がメインピークの高さ(Hr1)に対して、下記の(1)及び(2)式、
    0.00≦(Hr2)/(Hr1)≦0.30 ・・・(1)
    0.00≦(Hr3)/(Hr1)≦0.05 ・・・(2)
    を満たすことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナーのゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)の測定において、前記ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)−示差屈折率検出器(RI)測定における分子量30万〜700万の領域Dm2におけるピークの最大高さ(Hm2)と分子量700万〜2千万の領域Dm3におけるピークの最大高さ(Hm3)が領域Dm1におけるメインピークの高さ(Hm1)に対して、下記の(3)及び(4)式、
    0.050≦(Hm2)/(Hm1)<0.500 ・・・(3)
    0.000≦(Hm3)/(Hm1)<0.500 ・・・(4)
    を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
  4. 前記トナーの示差走査熱量分析(DSC)によって測定される吸熱チャートにおいて、吸熱メインピークが40〜130℃の範囲にあり、該吸熱メインピークのピーク面積で表される熱量積分値Qがトナー1g当たり10〜35Jであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
  5. 前記トナーは、平均円形度が0.970以上1.000以下であり、モード円形度が0.98以上1.00以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー。
  6. 前記トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量300〜2000の領域の積分値(S1)と、分子量2000〜15000の領域の積分値(S2)と、分子量15000〜100万の領域の積分値(S3)との比が、S1:S2:S3=(0.01〜0.95):1.00:(1.00〜8.00)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー。
  7. ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  8. 前記ポリエステル樹脂がスチレン変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項7に記載のトナー。
  9. 二重結合を有する付加反応性樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のトナー。
  10. 前記付加反応性樹脂の数平均分子量が500以上3000以下であることを特徴とする請求項9に記載のトナー。
  11. 前記付加反応性樹脂がスチレン系樹脂であることを特徴とする請求項9または10に記載のトナー。
  12. 前記トナー粒子は、重合性単量体、着色剤及び二重結合を有する付加反応性樹脂を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中で造粒し、重合して製造されたものであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のトナー。
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