JPWO2008056519A1 - Toner and toner production method - Google Patents

Toner and toner production method Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008056519A1
JPWO2008056519A1 JP2008543023A JP2008543023A JPWO2008056519A1 JP WO2008056519 A1 JPWO2008056519 A1 JP WO2008056519A1 JP 2008543023 A JP2008543023 A JP 2008543023A JP 2008543023 A JP2008543023 A JP 2008543023A JP WO2008056519 A1 JPWO2008056519 A1 JP WO2008056519A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
wax
toner
resin
resin particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008543023A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
湯浅 安仁
安仁 湯浅
荒瀬 秀和
秀和 荒瀬
一寛 柳
一寛 柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Publication of JPWO2008056519A1 publication Critical patent/JPWO2008056519A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0827Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09392Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

本発明のトナーは、トナー母体粒子と外添剤を含むトナーであって、前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子であるバインダー樹脂粒子と、第三の樹脂粒子であるトナーの形状を調整するための形状調整樹脂粒子と、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に、第ニの樹脂粒子である被覆樹脂粒子を融着し、前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は、前記バインダー樹脂粒子の軟化点よりも高い。これにより、トナーの形状を適正に制御し、狭い粒度分布を有する小粒径のトナーを分級工程不要で作成でき、転写時の中抜けや飛び散りを防止できるトナー及びトナーの製造方法を提供する。The toner of the present invention is a toner containing toner base particles and an external additive, and the toner base particles are at least binder resin particles as first resin particles and third resin particles in an aqueous medium. Fusing the coated resin particles, which are the second resin particles, to the core particles produced by aggregating the shape-adjusting resin particles for adjusting the shape of the toner, the colorant particles and the wax particles, The softening point of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles is higher than the softening point of the binder resin particles. Thus, it is possible to provide a toner and a toner manufacturing method capable of appropriately controlling the shape of the toner, producing a toner having a small particle size having a narrow particle size distribution without a classification step, and preventing omission and scattering during transfer.

Description

本発明は複写機、レーザプリンタ、普通紙FAX、カラーPPC、カラーレーザプリンタ、カラーFAX及びこれらの複合機に用いられるトナー及びトナーの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a toner used in a copying machine, a laser printer, plain paper FAX, a color PPC, a color laser printer, a color FAX, and a complex machine thereof, and a toner manufacturing method.

近年、プリンタ等の画像形成装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型化、高速化、高画質化、メンテナンスフリーなどを実現する技術が求められている。そのため電子写真方式における転写残りの廃トナーをクリーニングせずに、現像において廃トナーを回収するクリーナーレスプロセスや、カラー画像の高速出力を可能とするタンデムカラープロセス、また定着時にオフセット防止のための定着オイルを使用せずとも高光沢性、高透光性を有する鮮明なカラー画像と非オフセット性を両立させるオイルレス定着が良メンテナンス性、低オゾン排気などの条件とともに要求されている。そしてこれらの機能は同時に両立させる必要があり、プロセスのみならずトナーの特性向上が重要なファクターである。   In recent years, image forming apparatuses such as printers are shifting from the purpose of office use to personal use, and there is a demand for technology that realizes miniaturization, high speed, high image quality, and maintenance-free. Therefore, a cleaner-less process that collects waste toner during development without cleaning waste toner remaining after transfer in electrophotography, a tandem color process that enables high-speed output of color images, and fixing to prevent offset during fixing Oil-less fixing that achieves both high glossiness and high translucency, a clear color image and non-offset properties without using oil, is required along with conditions such as good maintainability and low ozone exhaust. These functions need to be compatible at the same time, and not only the process but also the improvement in toner characteristics is an important factor.

カラープリンタ等では、定着プロセスにおいては、カラー画像ではカラートナーを溶融混色させ透光性を上げる必要がある。トナーの溶融不良が起こるとトナー画像表面又は内部において光の散乱が生じて、トナー色素本来の色調が損なわれると共に、重なった部分では下層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、トナーには早く溶ける溶融特性を有し、色調を妨げないような透光性を有することが必要条件である。   In a color printer or the like, in a fixing process, it is necessary to melt and mix color toners in a color image to improve translucency. When toner melting failure occurs, light scattering occurs on the surface or inside of the toner image, and the original color tone of the toner dye is impaired. In addition, in the overlapping portion, light does not enter the lower layer and color reproducibility is deteriorated. Therefore, it is a necessary condition that the toner has a melting characteristic that dissolves quickly and has a light-transmitting property that does not disturb the color tone.

カラー画像を得る際に、定着ローラ表面にトナーが付着してオフセットが生じるため定着ローラに多量のオイル等を塗布しなければならず、取扱や、機器の構成が複雑になる。そのため機器の小型化、メンテフリー化、低コスト化のために、後述する定着時にオイルを使用しないオイルレス定着の実現が要求される。これを可能とするため、シャープメルト特性を有する結着樹脂中にワックス等の離型剤を添加することが実用化されつつある。   When a color image is obtained, toner adheres to the surface of the fixing roller to cause an offset, so that a large amount of oil or the like must be applied to the fixing roller, which complicates handling and the configuration of the device. For this reason, in order to reduce the size, maintain maintenance, and reduce the cost of the equipment, it is required to realize oilless fixing that does not use oil during fixing, which will be described later. In order to make this possible, it is becoming practical to add a release agent such as wax into a binder resin having sharp melt characteristics.

しかし、このようなトナーの課題は、トナーの凝集性が強い特質を有するため、転写時のトナー像乱れ、転写不良の傾向がより顕著に生じ、転写と定着の両立が困難となる。また二成分現像として使用する際に、粒子間の衝突、摩擦、又は粒子と現像器との衝突、摩擦等の機械的な衝突、摩擦による発熱により、キャリア表面にトナーの低融点成分が付着するスペントが生じ易く、キャリアの帯電能力を低下させ現像剤の長寿命化の妨げとなる。   However, since the toner has such a characteristic that the toner cohesion is strong, the tendency of toner image disturbance and transfer failure during transfer is more prominent, making it difficult to achieve both transfer and fixing. When used as two-component development, the low melting point component of the toner adheres to the surface of the carrier due to collision between particles, friction, mechanical collision such as collision between particles and developer, friction, etc., or heat generated by friction. Spent is likely to occur, which lowers the charging ability of the carrier and hinders the long life of the developer.

トナーにおいて、種々の提案がされている。周知のように電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナ−は一般的に結着樹脂である樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、電荷制御剤、更に必要に応じて離型剤などの添加成分によって構成されている。樹脂成分として天然または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。   Various proposals have been made for toner. As is well known, the toner for electrostatic charge development used in the electrophotographic method is generally a resin component which is a binder resin, a coloring component consisting of a pigment or a dye, a plasticizer, a charge control agent, and further if necessary. It is comprised by additional components, such as a mold release agent. As the resin component, natural or synthetic resins may be used alone or mixed in a timely manner.

そして、上記添加剤を適正な割合で予備混合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式により微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。また化学重合的な方法によりトナー母体が作成される方法もある。その後このトナー母体に例えば疎水性シリカなどの外添剤を外添処理してトナーが完成する。一成分現像では、トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合することによって二成分現像剤が得られる。   Then, the above additives are premixed at an appropriate ratio, heated and kneaded by heat melting, finely pulverized by an airflow type impact plate method, and finely classified to complete a toner base. There is also a method in which a toner base is prepared by a chemical polymerization method. Thereafter, an external additive such as hydrophobic silica is added to the toner base to complete the toner. In one-component development, the toner is composed only of toner, but a two-component developer can be obtained by mixing with toner and a carrier composed of magnetic particles.

しかし、従来の混練粉砕法における粉砕・分級操作では、小粒径化といっても経済的、性能的に現実に提供できる粒子径は約8μm程度までである。現在、種々の方法による小粒径トナーを製造する方法が検討されている。またトナーの溶融混練時に低軟化性の樹脂中にワックス等の離型剤を配合してオイルレス定着を実現させる方法が検討されている。しかし配合できるワックス量には限界があり添加量を多くするに従ってトナーの流動性の低下、転写時の中抜けの増大、感光体へのフィルミング発生等の弊害が生じてくる。また粉砕された粒子の表面状態は凹凸であり、表面平滑性を制御することは困難である。   However, in the conventional pulverizing / classifying operation in the kneading and pulverizing method, the particle size that can be actually provided economically and in performance is about 8 μm even if the particle size is reduced. At present, methods for producing small-diameter toners by various methods are being studied. In addition, a method for realizing oil-less fixing by blending a release agent such as wax in a low softening resin during melt kneading of the toner has been studied. However, there is a limit to the amount of wax that can be blended, and as the amount added increases, adverse effects such as a decrease in toner fluidity, an increase in voids during transfer, and the occurrence of filming on the photoconductor occur. Moreover, the surface state of the pulverized particles is uneven, and it is difficult to control the surface smoothness.

そのために、混練粉砕法とは異なる種々の重合法を用いたトナーの製造方法が検討されている。例えば、懸濁重合法によりトナーを調製すると、トナーの粒度分布の制御が困難で狭い粒度分布の粒子を生成するためには、分級操作を必要とする場合がある。またこの方法で得たトナーはその形状がほぼ真球状であるため、感光体等に残留するトナーのクリーニングブレードによるクリーニング性が悪く、画質信頼性を損ねるという問題がある。   Therefore, a toner production method using various polymerization methods different from the kneading and pulverization method has been studied. For example, when a toner is prepared by a suspension polymerization method, it is difficult to control the particle size distribution of the toner, and a classification operation may be required in order to generate particles having a narrow particle size distribution. Further, since the toner obtained by this method has a substantially spherical shape, there is a problem that the cleaning performance of the toner remaining on the photoconductor and the like by the cleaning blade is poor and the image quality reliability is impaired.

また、乳化重合法を用いたトナーの調製法は、少なくとも樹脂粒子、着色剤粒子を分散させてなる分散液中で、凝集粒子を形成し凝集粒子分散液を調製し、その凝集粒子分散液中に樹脂微粒子を分散させてなる樹脂微粒子分散液をさらに添加して、凝集粒子に樹脂微粒子を付着させて、加熱して融着する工程により製造される。   In addition, a toner preparation method using an emulsion polymerization method is a method of preparing an aggregated particle dispersion by forming aggregated particles in a dispersion obtained by dispersing at least resin particles and colorant particles. Further, a resin fine particle dispersion obtained by dispersing resin fine particles is added to the resin particles, and the resin fine particles are attached to the aggregated particles, and then heated and fused.

下記特許文献1では、重合によって形成された粒子と、該粒子表面に乳化重合によって形成された微小粒子からなる被覆層とよりなるトナーであって、水溶性無機塩を加えて、粒子表面に微小粒子による被覆層を生成する構成、溶液のpHを変化させることにより、粒子表面に微小粒子による被覆層を生成することが開示されている。   In Patent Document 1 below, a toner comprising particles formed by polymerization and a coating layer made of fine particles formed by emulsion polymerization on the surface of the particles, and a water-soluble inorganic salt is added to the surface of the particles. It is disclosed that a coating layer made of fine particles is formed on the surface of a particle by changing the pH of the composition and solution for forming the coating layer made of particles.

下記特許文献2では、離型剤が、炭素数が12〜30の高級アルコール及び炭素数12〜30の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルを少なくとも1種含み、かつ、該樹脂粒子が、分子量が異なる少なくとも2種の樹脂粒子を含むことで、定着性、発色性、透明性、混色性等に優れることが開示されている。   In the following Patent Document 2, the release agent contains at least one ester composed of at least one of a higher alcohol having 12 to 30 carbon atoms and a higher fatty acid having 12 to 30 carbon atoms, and the resin particles have a molecular weight. It is disclosed that by including at least two different types of resin particles, it is excellent in fixing property, coloring property, transparency, color mixing property and the like.

下記特許文献3では、樹脂および着色剤を含有する着色粒子(コア粒子)の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させてなる樹脂層(シェル)が形成されたトナー粒子が開示され、粒子表面における着色剤の存在量が少なく、高湿度環境下において長期にわたる画像形成に供されても、帯電性・現像性の変化に起因する画像濃度の変化、カブリ、色味の変化を発生させない効果が記載されている。   In Patent Document 3 below, toner particles in which a resin layer (shell) formed by fusing resin particles by a salting-out / fusing method is formed on the surface of colored particles (core particles) containing a resin and a colorant. Disclosed, the amount of colorant present on the particle surface is small, and even when subjected to long-term image formation in a high-humidity environment, changes in image density, fogging, and color changes due to changes in chargeability and developability The effect which does not generate | occur | produce is described.

下記特許文献4では、少なくとも樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子が、樹脂Aを含有するコアと該コアを被覆する少なくとも1層の、樹脂Bを含有するシェルを有し、該シェルの最表面層の膜厚が50nm〜500nmであるトナーが開示され、耐オフセット性に優れ、且つ、良好な保存性を示す静電荷像現像用トナーの効果が記載されている。   In Patent Document 4 below, in an electrostatic charge image developing toner including toner particles containing at least a resin and a colorant, the toner particles include a core containing resin A and at least one layer of resin B covering the core. A toner having a shell containing the toner and having a film thickness of 50 nm to 500 nm on the outermost surface layer of the shell is disclosed, and the effect of the toner for developing an electrostatic charge image having excellent offset resistance and good storage stability Is described.

下記特許文献5では、形状係数が100ないし137のトナーが開示され、樹脂微粒子と着色剤の凝集体粒子分散液を形成し、得られた凝集体粒子分散液を、樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)以上、好ましくはTgないしTg+10℃の温度範囲に昇温して、例えば、2時間以上かけて目的とするトナー粒子径になるまで凝集体粒子を成長させた後、凝集を停止してさらに同温度に加熱し、10時間以内に凝集体粒子の表面を融合・合一させて、形状係数:100〜137の範囲のトナー粒子を形成させることが開示されている。   Patent Document 5 below discloses a toner having a shape factor of 100 to 137, forms an aggregate particle dispersion of resin fine particles and a colorant, and the obtained aggregate particle dispersion is used as a glass transition temperature ( Tg) or more, preferably Tg to Tg + 10 ° C. The temperature is increased to a temperature range of Tg to Tg + 10 ° C., for example, after the aggregate particles are grown to the desired toner particle diameter over 2 hours, the aggregation is stopped and further It is disclosed that the toner particles having a shape factor of 100 to 137 are formed by heating to the same temperature and fusing and coalescing the surfaces of the aggregate particles within 10 hours.

下記特許文献6では、形状指数SF1=125〜140、(ただし、SF1=(π/4)×(L2/A)×100、Lは最大長、Aは投影面積を表す)、累積体積平均粒径D50V=3〜7μmのトナーが開示され、少なくとも1種の樹脂粒子分散液と、少なくとも1種の着色剤分散液とを混合し、凝集剤を添加して凝集粒子を形成した後、前記樹脂粒子のガラス点以上の温度に加熱して前記凝集粒子を融合してトナー粒子を製造する製造法が開示されている。
特開昭57−45558号公報 特開平10−301332号公報 特開2002−116574号公報 特開2004−191618号公報 特開2000−131876号公報 特開2000−267331号公報
In the following Patent Document 6, shape index SF1 = 125 to 140 (where SF1 = (π / 4) × (L 2 / A) × 100, L is the maximum length, A represents the projected area), cumulative volume average A toner having a particle size D 50V = 3 to 7 μm is disclosed, after mixing at least one resin particle dispersion and at least one colorant dispersion, and adding an aggregating agent to form aggregated particles, A manufacturing method is disclosed in which toner particles are manufactured by fusing the aggregated particles by heating to a temperature above the glass point of the resin particles.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-45558 JP-A-10-301332 JP 2002-116574 A JP 2004-191618 A Japanese Patent Laid-Open No. 2000-131876 JP 2000-267331 A

トナーの形状は、現像、転写、クリーニングプロセス等の画像形成プロセスとの関係から定められる傾向があり、感光体や転写ベルトのクリ−ニング性を重視する場合にはトナー形状は形状指数が大きめのポテト状としたほうがクリーニングの余裕度が広がる。また転写性を重視する場合にはトナー形状を形状係数の小さい球形に近づけ、転写効率を上げる構成がとられる。従って、この形状指数を任意に制御できることが画像形成プロセスの設計の余裕度を確保するためにも重要である。   The shape of the toner tends to be determined from the relationship with the image forming process such as development, transfer, and cleaning process, and the toner shape has a larger shape index when the cleaning property of the photoreceptor or transfer belt is important. The potato-like shape increases the margin for cleaning. When emphasizing transferability, the toner shape is made closer to a sphere with a small shape factor to increase the transfer efficiency. Accordingly, it is important to be able to arbitrarily control the shape index in order to ensure a design margin for the image forming process.

従来では凝集粒子生成時の温度や時間の調整により形状を調整することが開示されているが、温度の調整では粒度分布に変動を生じやすく、形状調整と粒度分布との調整が困難となる。また処理の時間により調整することも粒度分布に変動を生じやすく、また粒子の表面平滑性に影響を与え、さらには生産性にも影響を与える場合がある。このように形状係数を設定値内に納めることに関して、具体的手法の記載が十分でなく、またその手法の条件と形状指数との相関関係が十分に得られているとはいえない。   Conventionally, it has been disclosed that the shape is adjusted by adjusting the temperature and time when aggregated particles are generated. However, the adjustment of the temperature tends to cause a variation in the particle size distribution, making it difficult to adjust the shape and the particle size distribution. Further, adjusting the treatment time also tends to cause fluctuations in the particle size distribution, affects the surface smoothness of the particles, and may also affect the productivity. As described above, regarding the setting of the shape factor within the set value, the description of the specific method is not sufficient, and it cannot be said that the correlation between the condition of the method and the shape index is sufficiently obtained.

本発明は、粒度分布や粒子の表面平滑性に影響を与えることなく、粒子の形状を適正に制御することができ、狭い粒度分布を有する小粒径のトナーを、分級工程不要で作成できることを目的とする。   The present invention can appropriately control the shape of the particles without affecting the particle size distribution and the surface smoothness of the particles, and can produce a small-sized toner having a narrow particle size distribution without a classification step. Objective.

また、定着ローラにオイルを使用しないオイルレス定着において、トナー中にワックス等の離型剤を使用して低温定着性と、高温非オフセット性、定着ローラ等との紙の分離性及び高温状態に保存時の貯蔵安定性の両立を実現することを目的とする。   In addition, in oilless fixing without using oil in the fixing roller, a release agent such as wax is used in the toner to achieve low temperature fixing property, high temperature non-offset property, paper separating property from the fixing roller, etc. and high temperature state. The object is to achieve both storage stability during storage.

また、転写時の中抜けや、飛び散りを防止し、高転写効率が得られる画像形成装置を提供する。   In addition, an image forming apparatus is provided which can prevent high-efficiency by preventing omission and scattering during transfer.

本発明のトナーは、トナー母体粒子と外添剤を含むトナーであって、前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子であるバインダー樹脂粒子と、第三の樹脂粒子であるトナーの形状を調整するための形状調整樹脂粒子と、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に、第ニの樹脂粒子である被覆樹脂粒子を融着し、前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は、前記バインダー樹脂粒子の軟化点よりも高いことを特徴とする。   The toner of the present invention is a toner containing toner base particles and an external additive, and the toner base particles are at least binder resin particles as first resin particles and third resin particles in an aqueous medium. Fusing the coated resin particles, which are the second resin particles, to the core particles produced by aggregating the shape-adjusting resin particles for adjusting the shape of the toner, the colorant particles and the wax particles, The softening point of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles is higher than the softening point of the binder resin particles.

本発明のトナーの製造方法は、トナー母体粒子と外添剤を含むトナーの製造方法であって、前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、バインダー樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液と、トナーの形状を調整するための樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して芯粒子を生成する工程と、前記生成された芯粒子を含む芯粒子分散液に、被覆樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加し、前記第二の樹脂粒子を前記芯粒子に融着させる工程とを含むことを特徴とする。   The toner manufacturing method of the present invention is a toner manufacturing method including toner base particles and an external additive, wherein the toner base particles are at least a first resin in which binder resin particles are dispersed in an aqueous medium. A particle dispersion, a third resin particle dispersion in which resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed. Mixing the liquid and aggregating to produce core particles, and adding the second resin particle dispersion in which the coated resin particles are dispersed to the core particle dispersion containing the generated core particles; And a step of fusing the second resin particles to the core particles.

図1は本発明の実施例で使用した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施例で使用した定着ユニットの構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of the fixing unit used in the embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of the stirring and dispersing apparatus used in the embodiment of the present invention. 図4は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図5は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図6は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図7は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。FIG. 7 is a schematic perspective view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図8は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図9は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。FIG. 9 is a schematic perspective view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図10は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of the stirring and dispersing apparatus used in the examples of the present invention. 図11は本発明のフローテスタによる結着樹脂の軟化点(1/2法における溶融温度)の算出方法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for calculating the softening point (melting temperature in the 1/2 method) of the binder resin by the flow tester of the present invention. 図12は本発明の実施例で作製したトナーct1の走査電子顕微鏡(SEM、倍率5000倍)観察像である。FIG. 12 is a scanning electron microscope (SEM, magnification 5000 times) observation image of the toner ct1 produced in the example of the present invention. 図13は本発明の実施例で作製したトナーCT2のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 13 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner CT2 produced in the example of the present invention. 図14は本発明の実施例で作製したトナーCT4のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 14 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner CT4 produced in the example of the present invention. 図15は本発明の実施例で作製したトナーct5のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 15 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner ct5 produced in the example of the present invention. 図16は本発明の実施例で作製したトナーCT7のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 16 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner CT7 produced in the example of the present invention. 図17は本発明の実施例で作製したトナーCT8のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 17 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner CT8 produced in the example of the present invention. 図18は本発明の実施例で作製したトナーct11のSEM観察像(倍率3000倍)である。FIG. 18 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner ct11 produced in the example of the present invention. 図19は本発明の形状指数を説明するための説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining the shape index of the present invention.

本発明は、水系媒体中において少なくとも、第一の樹脂粒子、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に第ニの樹脂粒子を融着したことにより、粒子の形状を任意に制御することを可能とし、同時にトナー母体粒子の粗大化を抑制して小粒径で狭い粒度分布のトナー母体粒子を分級工程無しで作成することができる。   In the present invention, at least the first resin particles, the third resin particles for adjusting the shape of the toner, the colorant particles, and the wax particles are aggregated into the core particles formed in the aqueous medium. By fusing the resin particles, it is possible to arbitrarily control the shape of the particles, and at the same time, the toner base particles are made coarse, and the toner base particles having a small particle size and a narrow particle size distribution are created without a classification step. can do.

また、低温定着性・光沢性及び高温非オフセット性を向上させつつ、貯蔵安定性を保つことができる。   In addition, storage stability can be maintained while improving low-temperature fixability / glossiness and high-temperature non-offset properties.

また、複数の感光体及び現像部を有する像形成ステーションを並べて配置し、転写体に順次各色のトナーを連続して転写プロセスを実行するタンデムカラープロセスにおいて、転写時の中抜けや逆転写を防止し、高転写効率を得ることができる。   In addition, in the tandem color process where image forming stations with multiple photoconductors and development units are arranged side by side and the toner of each color is successively transferred to the transfer body, it is possible to prevent voids and reverse transfer during transfer. In addition, high transfer efficiency can be obtained.

以下、本発明の各要素について説明する。   Hereinafter, each element of the present invention will be described.

(1)重合工程
樹脂粒子分散液の調製は、ビニル系単量体を界面活性剤中で乳化重合やシード重合等することにより、ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)の樹脂粒子を界面活性剤に分散させた分散液が調製される。その手段としては、例えば、高速回転型乳化装置、高圧乳化装置、コロイド型乳化装置、メデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
(1) Polymerization step The resin particle dispersion is prepared by homopolymerization or copolymerization of a vinyl monomer (vinyl type) by subjecting the vinyl monomer to emulsion polymerization or seed polymerization in a surfactant. Resin) is dispersed in a surfactant. As the means, for example, a high-speed rotating emulsifier, a high-pressure emulsifier, a colloid emulsifier, a ball mill having a medium, a sand mill, a dyno mill, and the like are known per se.

樹脂粒子における樹脂が、前記ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体以外の樹脂である場合には、該樹脂が、水への溶解度が比較的低い油性溶剤に溶解するのであれば、該樹脂を該油性溶剤に溶解させ、この溶液を、ホモジナイザー等の分散機を用いて界面活性剤や高分子電解質と共に水中に微粒子分散し、その後、加熱又は減圧して該油性溶剤を蒸散させることにより、ビニル系樹脂以外の樹脂製の樹脂粒子を界面活性剤に分散させた分散液が調製される。   When the resin in the resin particles is a resin other than the homopolymer or copolymer of the vinyl monomer, if the resin is dissolved in an oily solvent having a relatively low solubility in water, Dissolve the resin in the oily solvent, disperse the fine particles in water together with a surfactant and a polymer electrolyte using a disperser such as a homogenizer, and then heat or reduce pressure to evaporate the oily solvent. Thus, a dispersion liquid in which resin particles made of resin other than the vinyl resin are dispersed in the surfactant is prepared.

重合開始剤としては、2,2’−アゾビスー(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(シクロヘキサンー1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビスー4−メトキシー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又はジアゾ系重合開始剤、や過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。   As polymerization initiators, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2 , 2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile and other azo or diazo polymerization initiators, persulfates (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salt, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) salt, etc.), peroxide compounds and the like.

着色剤粒子分散液は、界面活性剤を添加した水中で、着色剤粒子を添加し、前記した分散の手段を用いて分散させることにより調製される。   The colorant particle dispersion is prepared by adding colorant particles in water to which a surfactant has been added and dispersing the particles using the above-described dispersion means.

ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水中で、ワックス粒子を添加し、前記した分散の手段を用いて分散させることにより調製される。   The wax particle dispersion is prepared by adding wax particles in water to which a surfactant is added and dispersing the particles using the above-described dispersion means.

トナーにはさらなる低温定着化と、オイルレス定着における高温非オフセット性、離型性、カラー画像の高透光性、一定の高温度下での貯蔵安定性が要求され、それらを同時に満足しなければならない。   Toners are required to have further low-temperature fixing, high-temperature non-offset property in oilless fixing, releasability, high transparency of color images, and storage stability under a certain high temperature, and must satisfy these simultaneously. I must.

本発明のトナーは、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して芯粒子を生成する。そして生成された芯粒子を含む芯粒子分散液に、第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加して、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させて得られるトナーである。   The toner of the present invention includes, in an aqueous medium, at least a first resin particle dispersion in which first resin particles are dispersed, and a third resin particle in which third resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed. A resin particle dispersion, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed are mixed and aggregated to produce core particles. Then, a second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added to the core particle dispersion containing the generated core particles, and the second resin particles are fused to the core particles. Toner.

芯粒子に粒子の形状制御する目的で第三の樹脂粒子を配合する。第一の樹脂粒子の特性と一定の関連性を有する樹脂粒子を添加することにより、芯粒子の凝集反応性を変えることで形状を変化させることができる。   The third resin particles are blended with the core particles for the purpose of controlling the shape of the particles. By adding resin particles having a certain relationship with the characteristics of the first resin particles, the shape can be changed by changing the aggregation reactivity of the core particles.

その第三の樹脂粒子の好ましい特性として、第三の樹脂粒子の溶融粘度特性における軟化点をTs3(℃)、第一の樹脂粒子の溶融粘度特性における軟化点をTs1(℃)とすると、
Ts1+30℃≦Ts3≦Ts1+80℃
の関係を満たす。一定の軟化点を有する第三の樹脂粒子の存在により、加熱処理の過程での凝集反応において、溶融状態の異なる樹脂粒子の存在により凝集粒子の溶融が進行する状態を遅らせ、粒子の溶融による表面張力の効果を変えることで、形状を真球状からポテト形状や不定形とすることが可能となる。第三の樹脂粒子と第一の樹脂粒子の軟化点の差が30℃未満であると、芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることができにくくなり、形状調整がうまく進まない傾向にある。逆に第三の樹脂粒子と第一の樹脂粒子の軟化点の差が80℃を超えると、芯粒子の凝集が進行しずらくなり、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る場合がある。
As a preferable characteristic of the third resin particle, when the softening point in the melt viscosity characteristic of the third resin particle is Ts3 (° C.) and the softening point in the melt viscosity characteristic of the first resin particle is Ts1 (° C.),
Ts1 + 30 ° C ≦ Ts3 ≦ Ts1 + 80 ° C
Satisfy the relationship. Due to the presence of the third resin particles having a certain softening point, the agglomeration reaction during the heat treatment delays the state in which the agglomerated particles are melted by the presence of the resin particles having different melting states, and the surface due to the melting of the particles By changing the effect of tension, the shape can be changed from a spherical shape to a potato shape or an indeterminate shape. If the difference between the softening points of the third resin particles and the first resin particles is less than 30 ° C., it is difficult to delay the state in which the melting of the core particles proceeds, and the shape adjustment tends not to proceed well. Conversely, if the difference in softening point between the third resin particles and the first resin particles exceeds 80 ° C., the aggregation of the core particles is difficult to proceed, and the third resin particles are difficult to be taken into the core particles. There are cases where the three resin particles remain in the aqueous system and white turbidity in the aqueous system remains.

また、第三の樹脂粒子の好ましい第二の特性として、第三の樹脂粒子のゲルパーミエーションクロマトグラムにおける重量平均分子量をMwr3、第一の樹脂粒子の重量平均分子量をMwr1とすると、Mwr1×1.5≦Mwr3≦Mwr1×12 の関係を満たす。一定の重量平均分子量を有する第三の樹脂粒子の存在により、加熱処理の過程での凝集反応において、溶融状態の異なる樹脂粒子の存在により芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることで、形状を真球状からポテト形状や不定形とすることが可能となる。第三の樹脂粒子重量平均分子量が第一の樹脂粒子の重量平均分子量の1.5倍未満であると、芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることができにくくなり、形状調整がうまく進まない傾向にある。逆に第三の樹脂粒子重量平均分子量が第一の樹脂粒子の重量平均分子量の12倍を超えると、芯粒子の凝集が進行しずらくなり、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る傾向になる。   Further, as a preferable second characteristic of the third resin particle, when the weight average molecular weight in the gel permeation chromatogram of the third resin particle is Mwr3 and the weight average molecular weight of the first resin particle is Mwr1, Mwr1 × 1. The relationship of 5 ≦ Mwr3 ≦ Mwr1 × 12 is satisfied. Due to the presence of the third resin particles having a certain weight average molecular weight, in the agglomeration reaction in the course of the heat treatment, the state in which the melting of the core particles proceeds due to the presence of the resin particles having different melting states is delayed. It becomes possible to change from a spherical shape to a potato shape or an indeterminate shape. If the weight average molecular weight of the third resin particles is less than 1.5 times the weight average molecular weight of the first resin particles, it is difficult to delay the state in which the melting of the core particles proceeds, and the shape adjustment does not proceed well. There is a tendency. Conversely, if the weight average molecular weight of the third resin particles exceeds 12 times the weight average molecular weight of the first resin particles, the aggregation of the core particles is difficult to proceed, and the third resin particles are difficult to be taken into the core particles. The third resin particles tend to remain in the aqueous system and remain cloudy in the aqueous system.

また、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜30重量部の範囲とするのが好ましい。2重量部未満であると、形状調整の効果が得にくい。30重量部を超えると、芯粒子の凝集性が悪化し、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る傾向になる。   Moreover, it is preferable that the mixture ratio of the 3rd resin particle shall be 2-30 weight part with respect to 100 weight part of 1st resin particles. If it is less than 2 parts by weight, it is difficult to obtain the effect of shape adjustment. When it exceeds 30 parts by weight, the cohesiveness of the core particles is deteriorated, the third resin particles are not easily taken into the core particles, and the third resin particles tend to remain in the aqueous system and remain cloudy in the aqueous system. .

また、第三の樹脂粒子の配合割合は、第三の樹脂粒子の軟化点又は重量平均分子量とも関連し、軟化点又は重量平均分子量が高くなるほど配合量は少量で効果を発揮できる。   The blending ratio of the third resin particles is also related to the softening point or the weight average molecular weight of the third resin particles. The higher the softening point or the weight average molecular weight, the smaller the blending amount.

Ts3がTs1+30℃〜Ts1+45℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合としては、第一の樹脂粒子100重量部に対し、22〜30重量部の範囲、Ts3がTs1+45℃〜Ts1+65℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、12〜22重量部の範囲、Ts3がTs1+65℃〜Ts1+80℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜12重量部の範囲とすることが目安となるが、狙いの形状のよって量は増減する必要がある。   When Ts3 is Ts1 + 30 ° C. to Ts1 + 45 ° C., the blending ratio of the third resin particles is in the range of 22 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and when Ts3 is Ts1 + 45 ° C. to Ts1 + 65 ° C. The mixing ratio of the third resin particles is in the range of 12 to 22 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles. When Ts3 is Ts1 + 65 ° C. to Ts1 + 80 ° C., the mixing ratio of the third resin particles is However, the amount needs to be increased or decreased depending on the target shape with respect to 100 parts by weight of the first resin particles.

Mwr3が、Mwr1×1.5〜Mwr1×4のときは、第三の樹脂粒子の配合割合としては、第一の樹脂粒子100重量部に対し、22〜30重量部の範囲、Mwr3が、Mwr1×4〜Mwr1×8のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、12〜22重量部の範囲、Mwr3が、Mwr1×8〜Mwr1×12のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜12重量部の範囲とすることが目安となるが、狙いの形状のよって量は増減する必要がある。   When Mwr3 is Mwr1 × 1.5 to Mwr1 × 4, the blending ratio of the third resin particles is 22 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and Mwr3 is Mwr1. In the case of × 4 to Mwr1 × 8, the blending ratio of the third resin particles is in the range of 12 to 22 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and Mwr3 is Mwr1 × 8 to Mwr1 × 12. When the mixing ratio of the third resin particles is in the range of 2 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, the amount needs to be increased or decreased depending on the target shape. There is.

本発明のトナー製造方法は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して生成される芯粒子を含む芯粒子分散液に、第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加し、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる方法により製造する。   In the toner production method of the present invention, at least a first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and a third resin particle for adjusting the shape of the toner are dispersed in an aqueous medium. Three resin particle dispersions, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed are mixed, and a core particle dispersion containing core particles produced by aggregation is obtained. The second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added, and the second resin particles are produced by a method of fusing the core particles to the core particles.

芯粒子生成の好ましい方法としては、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合した混合分散液のpHを一定の条件下に調整し、一定量の水溶性無機塩を添加する。その後、水系媒体を第一の樹脂粒子のガラス転移点温度(Tg)以上及び/又はワックスの融点以上に加熱することで、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子が凝集し、少なくとも一部が溶融した芯粒子を生成することができる。   As a preferable method for generating the core particles, a first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, and a third resin particle dispersion in which the third resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed. , Adjust the pH of the mixture dispersion, which is a mixture of the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed and the wax particle dispersion in which the wax particles are dispersed, under a certain condition, and add a certain amount of water-soluble inorganic salt. To do. Then, the first resin particle, the third resin particle, the colorant particle, and the wax particle are heated by heating the aqueous medium to the glass transition temperature (Tg) or higher of the first resin particle and / or the melting point of the wax or higher. Can be formed and core particles in which at least a part is melted can be produced.

樹脂粒子分散液は、乳化重合樹脂を重合生成する際に重合開始剤として過硫酸カリウム等の過硫酸塩を使用した際、その残留分が加熱凝集工程時の熱により分解してpHを変動(下げる)させてしまうことがあるため、乳化重合した後に一定温度以上(残留分を十分に分散させておくために80℃以上が好ましい)で、一定時間(1〜5時間程度が好ましい)加熱処理を施すことが好ましい。生成された樹脂粒子分散液のpHは好ましくは4以下、更に好ましくは1.8以下である。   When a resin particle dispersion uses a persulfate such as potassium persulfate as a polymerization initiator when polymerizing an emulsion polymerization resin, the residue is decomposed by the heat during the heat aggregation process to change the pH ( Heat treatment at a certain temperature or higher (preferably 80 ° C. or higher in order to sufficiently disperse the residue) for a certain time (preferably about 1 to 5 hours) after emulsion polymerization. It is preferable to apply. The pH of the produced resin particle dispersion is preferably 4 or less, more preferably 1.8 or less.

pH(水素イオン濃度)の測定は、被測定液を液槽内からピペットを用いてサンプルを10ml採取し、同容量程度のビーカーに入れる。このビーカーを冷水に浸漬し、サンプルを室温(30℃以下)まで冷却する。pHメータ(セブンマルチ:メトラートレド社製)を用い、室温まで冷やしたサンプルに測定プローブを浸す。メータの表示が安定したらその数値を読み取り、pHの値とする。   For the measurement of pH (hydrogen ion concentration), 10 ml of a sample to be measured is collected from the liquid tank using a pipette and placed in a beaker having the same volume. This beaker is immersed in cold water, and the sample is cooled to room temperature (30 ° C. or lower). Using a pH meter (Seven Multi: manufactured by METTLER TOLEDO), immerse the measurement probe in the sample cooled to room temperature. When the meter display is stable, read the value and use it as the pH value.

混合分散液のpH調整後、液を攪拌しながら混合分散液温度を昇温させる。昇温速度は0.1〜10℃/minが好ましい。遅いと生産性が低くなる。早すぎると粒子表面が平滑にならないうちに形状が球形に進みすぎる傾向にある。   After adjusting the pH of the mixed dispersion, the temperature of the mixed dispersion is raised while stirring the liquid. The temperature rising rate is preferably 0.1 to 10 ° C./min. Slow productivity decreases. If it is too early, the shape tends to advance too spherically before the particle surface becomes smooth.

前記した混合分散液のpHは9.5〜12.2の範囲に調整することが好ましい。好ましくは、pHは10.5〜12.2、さらに好ましくはpHは11.2〜12.2の範囲に調整する。1NのNaOHを添加することでpHの調整が可能である。pH値を9.5以上とすることで、形成された芯粒子が粗大化する現象を抑制する効果がある。また、pH値を12.2以下とすることで、遊離するワックス粒子や着色剤粒子の発生を抑え、ワックスや着色剤を均一に内包化できやすくする効果がある。   It is preferable to adjust the pH of the mixed dispersion described above to a range of 9.5 to 12.2. Preferably, the pH is adjusted to the range of 10.5 to 12.2, more preferably the pH is in the range of 11.2 to 12.2. The pH can be adjusted by adding 1N NaOH. By setting the pH value to 9.5 or more, there is an effect of suppressing the phenomenon that the formed core particles become coarse. In addition, by setting the pH value to 12.2 or less, there is an effect of suppressing generation of free wax particles and colorant particles and facilitating uniform encapsulation of wax and colorant.

混合分散液のpH調整後に、水溶性無機塩を添加し、加熱処理して少なくとも一部が溶融し凝集した所定の体積平均粒径の芯粒子が形成される。   After adjusting the pH of the mixed dispersion, a water-soluble inorganic salt is added, and heat treatment is performed to form core particles having a predetermined volume average particle diameter at least partially melted and aggregated.

この所定の体積平均粒径の芯粒子が形成されたときの液のpHが7〜10の範囲に保持されることにより、ワックスの遊離が少なく、ワックスが内包された狭い粒度分布の芯粒子が形成できる。好ましくはpHが8〜10、より好ましくはpHが8.4〜10の範囲である。   By maintaining the pH of the liquid in the range of 7 to 10 when the core particles having the predetermined volume average particle diameter are formed, the core particles having a narrow particle size distribution in which the wax is hardly released and the wax is included are obtained. Can be formed. The pH is preferably in the range of 8 to 10, more preferably in the range of 8.4 to 10.

添加するNaOH量、凝集剤種や量、乳化重合樹脂分散液のpH、着色剤分散液のpH、ワックス分散液のpHの設定値や、加熱温度、時間は適宜選択される。粒子が形成されたときの液のpHが7未満であると、芯粒子が粗大化する傾向になる。pHが10を超えると、凝集不良で遊離ワックスが多くなる傾向になる。   The amount of NaOH to be added, the type and amount of flocculant, the pH of the emulsion polymerization resin dispersion, the pH of the colorant dispersion, the pH of the wax dispersion, the heating temperature, and the time are appropriately selected. When the pH of the liquid when the particles are formed is less than 7, the core particles tend to become coarse. When the pH exceeds 10, the free wax tends to increase due to poor aggregation.

乳化重合、混合、凝集に使用する好ましい反応釜としてガラスライニング処理したステンレススチール(SUS)製の釜で、分散液を攪拌するための攪拌羽根としては特に限定はしないが、深さ方向に幅の広い翼形状(平板翼)が有効である。その平板翼としては、住友重機社製マックスブレンド翼や神鋼パンテック社製フルゾーン翼などが有効である。   A glass-lined stainless steel (SUS) kettle as a preferred reaction kettle used for emulsion polymerization, mixing, and agglomeration is not particularly limited as a stirring blade for stirring the dispersion, but the width in the depth direction is not particularly limited. A wide blade shape (flat blade) is effective. As the flat plate wing, Max Blend wing manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., full zone wing manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd., etc. are effective.

マックスブレンド翼の構成を図7に概略図、図8に上から見た平面図を示す。また、フルゾーン翼の構成を図9に概略図、図10に上から見た平面図を示す。301は軸で図示しない攪拌モータにつながれている。302は攪拌槽、303は液の水面、304は平面マックスブレンド翼で翼内に305の孔が設けられて、液の攪拌強度の調整の役目をしている。306は平面の長方形翼、その下部に攪拌翼307が設けられ、先端部において約130度程度屈曲されている。308は攪拌翼の長さを示している。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the Max Blend wing, and FIG. 8 is a plan view seen from above. Moreover, the structure of a full zone blade | wing is shown in the schematic in FIG. 9, and the top view seen from the top in FIG. A shaft 301 is connected to a stirring motor (not shown). 302 is a stirring tank, 303 is a water surface of the liquid, 304 is a flat max blend blade, and 305 holes are provided in the blade to adjust the stirring strength of the liquid. Reference numeral 306 denotes a flat rectangular blade, and a stirring blade 307 is provided below the flat rectangular blade. The tip is bent about 130 degrees. Reference numeral 308 denotes the length of the stirring blade.

攪拌翼の回転速度は、分散液中の粒子濃度や、狙いの粒径により変動するが、好ましくは0.5〜2.0m/sである。より好ましくは0.7〜1.8m/s、さらに好ましくは1.0〜1.6m/sである。低速になりすぎると生成される粒子の粒径が大きく、かつ粒度分布が広がる傾向にある。高速になりすぎると、粒子の凝集が阻害され、形状が不定形になりやすく、粒子生成ができにくくなる。   The rotational speed of the stirring blade varies depending on the particle concentration in the dispersion and the target particle size, but is preferably 0.5 to 2.0 m / s. More preferably, it is 0.7-1.8 m / s, More preferably, it is 1.0-1.6 m / s. If the speed is too low, the particle size of the generated particles tends to be large and the particle size distribution tends to be widened. If the speed is too high, the aggregation of particles is hindered, the shape tends to be indefinite, and the generation of particles becomes difficult.

本発明のトナー製造方法において、芯粒子生成の好ましい一実施形態として、水系媒体中において、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合して混合分散液を生成する。そしてこの混合分散液を加熱し、混合分散液の液温度が一定の温度に達した後に、この混合分散液に凝集剤として水溶性無機塩を添加する。   In the toner production method of the present invention, as a preferred embodiment of core particle generation, in an aqueous medium, a first resin particle dispersion, a third resin particle dispersion, a colorant particle dispersion, and a wax particle dispersion Are mixed to form a mixed dispersion. Then, this mixed dispersion is heated, and after the liquid temperature of the mixed dispersion reaches a certain temperature, a water-soluble inorganic salt is added as a flocculant to the mixed dispersion.

混合分散液の温度が一定以上に達した状態で凝集剤を添加することにより、凝集が昇温時間とともに緩慢に起こる現象をさけられ、凝集剤の添加と共に凝集反応が一気に進行し、短時間に芯粒子の生成が可能となる。また、ワックスや着色剤を均一に内包化した小粒径で狭い粒径分布の芯粒子形成が可能となる。   By adding the flocculant when the temperature of the mixed dispersion reaches a certain level or more, the phenomenon in which the agglomeration occurs slowly with the temperature rise time is avoided, and the aggregation reaction proceeds at once with the addition of the flocculant, and in a short time. Core particles can be generated. In addition, it is possible to form core particles with a small particle size and a narrow particle size distribution in which wax and colorant are uniformly encapsulated.

また、後述するように融点の異なるワックスを併用して使用する場合、昇温の過程で、低融点のワックスが先に溶融が開始され、昇温が進行すると、次には高融点のワックスの溶融が開始され、凝集が開始されるため、低融点ワックス粒子同士や、高融点粒子ワックス同士の凝集体の生成を防ぐためにも有効な方法である。芯粒子中でワックスの偏在を防止して、芯粒子の粒度分布が広くなったり、形状の分布が不均一になることを防ぐことができる。   Further, as described later, when waxes having different melting points are used in combination, the low melting point wax is first melted in the process of raising the temperature. Since melting starts and aggregation starts, this is an effective method for preventing the formation of aggregates of low melting point wax particles or high melting point particle waxes. It is possible to prevent the wax from being unevenly distributed in the core particles, thereby preventing the particle size distribution of the core particles from being widened and the shape distribution from becoming uneven.

本発明のトナーの製造方法において、芯粒子生成の好ましい一実施形態として、水系媒体中において、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液及び着色剤粒子分散液を混合、凝集して樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させて核粒子を生成し、その核粒子が分散した核粒子分散液に、第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液を混合し、核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とを凝集させて芯粒子を生成することも好ましい。   In the toner production method of the present invention, as a preferred embodiment of core particle generation, the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, and the colorant particle dispersion are mixed and aggregated in an aqueous medium. The resin particles and the colorant particles are agglomerated to form core particles, and the core particle dispersion is mixed with the first resin particle dispersion liquid and the wax particle dispersion liquid. It is also preferable to produce core particles by aggregating the resin particles and wax particles.

水系媒体中において、樹脂粒子を分散させた樹脂粒子分散液及び着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液とを混合して混合液を生成する。この混合液を加熱し、混合液の液温度が一定の温度に達した後に、この混合分散液に凝集剤として水溶性無機塩を添加して、樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させ、核粒子を生成する。その後、加熱された状態で、核粒子が生成した核粒子分散液に、樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液とを添加し、核粒子、樹脂粒子及びワックスを凝集させて、芯粒子を生成する。ワックスとの直接の凝集をさけることで形状調整の機能がより効果的に発揮される。   In an aqueous medium, a resin particle dispersion in which resin particles are dispersed and a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed are mixed to form a mixed solution. After heating the mixed liquid and the liquid temperature of the mixed liquid reaches a certain temperature, a water-soluble inorganic salt is added to the mixed dispersion as a flocculant to agglomerate the resin particles and the colorant particles. Is generated. Thereafter, in a heated state, the resin particle dispersion and the wax particle dispersion are added to the core particle dispersion in which the core particles are generated, and the core particles, the resin particles, and the wax are aggregated to generate core particles. . By avoiding direct agglomeration with wax, the function of shape adjustment is more effectively exhibited.

混合液の温度が一定以上に達した状態で凝集剤を添加することにより、凝集が昇温時間とともに緩慢に起こる現象をさけられ、凝集剤の添加と共に凝集反応が一気に進行し、短時間にて芯粒子の生成が可能となる。   By adding the flocculant when the temperature of the mixed solution reaches a certain level or more, the phenomenon in which the agglomeration occurs slowly with the temperature rise time is avoided, and the agglomeration reaction proceeds at once with the addition of the flocculant, and in a short time Core particles can be generated.

また、ワックス粒子と着色剤粒子との接触を、樹脂粒子を介して行うことにより凝集反応が樹脂粒子と着色剤粒子、樹脂粒子とワックス粒子間での反応が優先するため、着色剤粒子、ワックス粒子それぞれ芯粒子中に均一に取り込まれやすく、ワックスや着色剤を均一に内包化した小粒径で狭い粒径分布の芯粒子形成が可能となる。   In addition, the contact between the wax particles and the colorant particles is performed through the resin particles, so that the reaction between the resin particles and the colorant particles and the reaction between the resin particles and the wax particles is given priority. Each of the particles can be easily taken into the core particles uniformly, and core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution in which wax and colorant are uniformly encapsulated can be formed.

また、この芯粒子は、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させた核粒子部と、その核粒子の表面に樹脂粒子及びワックス粒子の混合粒子が融着した構造が好ましい。着色剤粒子をトナー粒子表面に露出させないことにより、帯電性等への影響を最小限にできる。ワックス粒子をトナー粒子表層に近づけることで、定着性(非オフセット温度域)拡大を図れる。後述するようにさらに第二の樹脂粒子を芯粒子の表面に融着させることも好ましい。   The core particle preferably has a structure in which a core particle portion obtained by aggregating resin particles and colorant particles and a mixed particle of resin particles and wax particles are fused to the surface of the core particles. By not exposing the colorant particles to the surface of the toner particles, the influence on the charging property can be minimized. By bringing the wax particles closer to the toner particle surface layer, the fixing property (non-offset temperature range) can be expanded. As will be described later, it is also preferable to fuse the second resin particles to the surface of the core particles.

添加する凝集剤は一定の水濃度を有する水溶性無機塩を含有した水溶液を使用するが、その水溶液のpH値を調整した後に、少なくとも第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合した混合分散液中に添加することも好ましい。   As the flocculant to be added, an aqueous solution containing a water-soluble inorganic salt having a constant water concentration is used. After adjusting the pH value of the aqueous solution, at least the first resin particles are dispersed. It is also preferable to add the mixture, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed, and the wax dispersion in which the wax particles are mixed.

凝集剤を含んだ水溶液のpH値を一定値に調整することにより、凝集剤としての粒子の凝集作用をより高めることができるものと考えられる。混合分散液のpH値と一定の関係を持たせることが好ましく、混合分散液に一定の関係を持たせたpH値を有する凝集剤水溶液を添加することにより、芯粒子が粗大化したり、ワックスの分散が不均一になる現象を抑えることができ、効果的である。   It is considered that the aggregating action of the particles as the aggregating agent can be further enhanced by adjusting the pH value of the aqueous solution containing the aggregating agent to a constant value. It is preferable to have a certain relationship with the pH value of the mixed dispersion, and by adding an aqueous flocculant solution having a pH value with a certain relationship to the mixed dispersion, the core particles become coarse or the wax The phenomenon of non-uniform dispersion can be suppressed, which is effective.

第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液を混合した混合分散液を加熱処理し、凝集剤を含む水溶液の添加前の混合分散液のpH値をHGとすると、凝集剤を含む水溶液のpH値は、HG+2〜HG−4の範囲に調整して添加するのが好ましい。好ましくはHG+2〜HG−3の範囲、より好ましくはHG+1.5〜HG−2の範囲、さらに好ましくはHG+1〜HG−2の範囲とする。   The mixed dispersion obtained by mixing the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion is subjected to heat treatment, and the mixed dispersion before the addition of the aqueous solution containing the flocculant When the pH value is HG, it is preferable that the pH value of the aqueous solution containing the flocculant is adjusted within the range of HG + 2 to HG-4. The range is preferably HG + 2 to HG-3, more preferably the range HG + 1.5 to HG-2, and still more preferably the range HG + 1 to HG-2.

混合分散液にpH値が離れた凝集剤水溶液を添加すると、液のpHのバランスが急に乱されるため、凝集反応が遅れて進行しずらくなったり、芯粒子が粗大化しやすくなりやすい。このような現象を抑えるために、凝集剤水溶液のpHを調整することが効果的である。原因は不明であるが凝集剤を含む水溶液のpH値を混合分散液のpH値よりも低くするのがより好ましい。   When an aqueous flocculant solution having a different pH value is added to the mixed dispersion, the pH balance of the liquid is abruptly disturbed, so that the agglomeration reaction is difficult to proceed with delay, and the core particles tend to become coarse. In order to suppress such a phenomenon, it is effective to adjust the pH of the flocculant aqueous solution. Although the cause is unknown, it is more preferable that the pH value of the aqueous solution containing the flocculant is lower than the pH value of the mixed dispersion.

HG−4以上とすることで、凝集剤としての粒子の凝集作用をより高められ、凝集反応を加速できる。HG+2以下とすることで、芯粒子が粗大化したり、粒度分布がブロードになる現象を抑える効果がある。   By setting it as HG-4 or more, the aggregating action of the particles as the aggregating agent can be further enhanced, and the agglutination reaction can be accelerated. By setting it to HG + 2 or less, there is an effect of suppressing the phenomenon that the core particle becomes coarse or the particle size distribution becomes broad.

凝集剤を添加する時期としては、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合した混合分散液の温度が、後述するDSC法により測定されるワックスの融点以上に到達後に凝集剤を添加するのが好ましい。ワックスの溶融が開始されている状態で、凝集剤を添加することにより、溶融するワックス粒子と、樹脂粒子及び着色剤粒子の凝集が一気に進行し、さらに加熱処理続けることでワックス粒子、樹脂粒子の溶融が進行して粒子形成されるものと思われる。   The timing of adding the flocculant is the DSC method described later, where the temperature of the mixed dispersion obtained by mixing the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion is mixed. It is preferable to add the flocculant after reaching the melting point of the wax measured by By adding a flocculant in the state where the wax has started to melt, the agglomeration of the wax particles to be melted, the resin particles and the colorant particles proceeds all at once. It seems that melting progresses and particles are formed.

このとき、混合分散液の温度が第一の樹脂粒子のガラス転移点に達した時点で凝集剤を添加しても、粒子はほとんど凝集せず、粒子形成されない。混合分散液の温度がワックスの特定温度に達した時点で凝集剤を添加することにより粒子の凝集が進行し、その後0.5〜5時間、好ましくは0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間加熱処理することにより所定の粒度分布の芯粒子が生成される。加熱処理はワックスの特定温度をキープしたままでも良いが、好ましくは80〜95℃、より好ましくは90〜95℃で加熱することが好ましい。凝集反応を加速でき、処理時間の短縮につながる。   At this time, even when the flocculant is added when the temperature of the mixed dispersion reaches the glass transition point of the first resin particles, the particles hardly aggregate and no particles are formed. When the temperature of the mixed dispersion reaches the specific temperature of the wax, the aggregation of the particles proceeds by adding a flocculant, and then 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 Heat treatment for ˜2 hours produces core particles with a predetermined particle size distribution. The heat treatment may be performed while keeping the specific temperature of the wax, but it is preferably 80 to 95 ° C, more preferably 90 to 95 ° C. Aggregation reaction can be accelerated, leading to reduction of processing time.

さらに、後述するようにワックスを2種類以上含む場合には、低い方の融点を有するワックスの方の特定温度に調整することが好ましい。より好ましくは高い方の融点を有するワックスの特定温度に調整する。ワックス粒子の溶融が開始されている温度状態で凝集剤を添加することが効果的である。   Furthermore, as described later, when two or more kinds of wax are included, it is preferable to adjust the specific temperature of the wax having the lower melting point. More preferably, the temperature is adjusted to a specific temperature of a wax having a higher melting point. It is effective to add the flocculant in a temperature state where the melting of the wax particles is started.

凝集剤の添加は、全量一括して添加してもよいが、凝集剤の滴下を1〜120minの時間を要して滴下するのも好ましい。分割しながらでもよいが、好ましくは連続した滴下が好ましい。加熱された混合分散液に凝集剤を一定速度で滴下することにより、反応釜内にある混合分散液全体に凝集剤が徐々に均一に混ざりあうことになり、偏在により粒度分布がブロードになったり、ワックスや着色剤の浮遊粒子の発生を抑制する効果がある。また混合分散液の液温度の急激な低下を抑えることができる。好ましくは5〜60min、より好ましくは10〜40min、さらに好ましくは15〜35minである。1min以上により芯粒子の形状が過度に不定形に進まず、安定した形状が得られる。120min以下とすることで、着色剤やワックス粒子の凝集不良となって単独で浮遊する粒子の存在を抑える効果が得られる。   The total amount of the flocculant may be added all at once, but it is also preferable that the flocculant is dropped over a period of 1 to 120 minutes. Although it may be divided, continuous dripping is preferred. By dropping the flocculant at a constant rate into the heated mixed dispersion, the flocculant gradually and uniformly mixes with the entire mixed dispersion in the reaction kettle, and the uneven distribution makes the particle size distribution broad. It has the effect of suppressing the generation of suspended particles of wax and colorant. Moreover, the rapid fall of the liquid temperature of a mixed dispersion liquid can be suppressed. Preferably it is 5-60 min, More preferably, it is 10-40 min, More preferably, it is 15-35 min. For 1 min or longer, the shape of the core particles does not proceed to an indefinite shape, and a stable shape is obtained. By setting it to 120 min or less, the effect of suppressing the presence of particles floating alone due to poor aggregation of the colorant and wax particles can be obtained.

第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、顔料微粒子及びワックス微粒子の総和100重量部に対し、凝集剤は1〜50重量部添加するのが好ましい。好ましくは1〜20重量部、より好ましくは5〜15重量部、さらに好ましくは5〜10重量部である。少ないと凝集反応が進行せず、多すぎると生成粒子が粗大化する傾向にある。   It is preferable to add 1 to 50 parts by weight of the flocculant with respect to 100 parts by weight of the total of the first resin particles, the third resin particles, the pigment fine particles, and the wax fine particles. Preferably it is 1-20 weight part, More preferably, it is 5-15 weight part, More preferably, it is 5-10 weight part. If the amount is too small, the agglutination reaction does not proceed. If the amount is too large, the resulting particles tend to be coarse.

混合分散液は、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液以外に液中の固体濃度を調整するために、イオン交換水を添加してもかまわない。液中の固体濃度は5〜40重量%が好ましい。   In addition to the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion, the mixed dispersion is prepared by adding ion-exchanged water to adjust the solid concentration in the liquid. It doesn't matter. The solid concentration in the liquid is preferably 5 to 40% by weight.

また凝集剤としては、水溶性無機塩をイオン交換水等で一定濃度に調整して使用することも好ましい。凝集剤水溶液の濃度は5〜50重量%が好ましい。   Further, as the flocculant, it is also preferable to use a water-soluble inorganic salt adjusted to a constant concentration with ion exchange water or the like. The concentration of the flocculant aqueous solution is preferably 5 to 50% by weight.

また、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させた核粒子が生成した核粒子分散液に第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液とを添加して核粒子、第一の樹脂粒子及びワックスを凝集させて芯粒子を生成する例においては、凝集剤を添加する時期として、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液及び着色剤粒子分散液分散液とを混合した混合分散液の温度が、後述するDSC法により測定されるワックスの融点以上に到達後に凝集剤を添加することも好ましい方法である。   In addition, the first resin particle dispersion and the wax particle dispersion are added to the core particle dispersion in which the first resin particles, the core particles obtained by aggregating the third resin particles and the colorant particles are generated, and the core particles are added. In the example in which the first resin particles and the wax are aggregated to produce the core particles, the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, and the colorant particle dispersion are used as the timing for adding the flocculant. It is also preferable to add the flocculant after the temperature of the mixed dispersion obtained by mixing the dispersion reaches the melting point of the wax measured by the DSC method described later.

これは核粒子形成後に続いて滴下される第一の樹脂粒子及びワックス粒子の核粒子への付着を、水系媒体の温度を変化させることなく促進させるために、水系媒体の温度をワックスの融点以上に保持させておくことにより、ワックスが滴下されるとワックスの溶融が開始され、溶融するワックス粒子と第一の樹脂粒子及び核粒子の凝集が一気に進行し、さらに加熱処理続けることで核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とが凝集した芯粒子形成が早く進行し、小粒径で粒度分布の狭い粒子形成を可能とする。   This is to increase the temperature of the aqueous medium above the melting point of the wax in order to promote the adhesion of the first resin particles and wax particles subsequently dropped after the formation of the core particles to the core particles without changing the temperature of the aqueous medium. When the wax is dripped, melting of the wax is started, aggregation of the melting wax particles, the first resin particles, and the core particles proceeds at a stretch, and the heat treatment is continued to further increase the core particles. The formation of core particles in which the first resin particles and the wax particles are aggregated progresses quickly, and particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed.

第一の樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて核粒子を生成する際、混合分散液の温度が第一の樹脂粒子のガラス転移点に達した時点で凝集剤を添加しても、凝集が進行しにくい状態である。混合分散液の温度が80℃以上に到達したあたりから、粒子は成長し、粒子は粒径1〜3μmに成長する傾向にある。   When the core particles are produced by aggregating the first resin particles and the colorant particles, the agglomeration agent is added even when the flocculant is added when the temperature of the mixed dispersion reaches the glass transition point of the first resin particles. Is difficult to progress. When the temperature of the mixed dispersion reaches 80 ° C. or higher, the particles grow and the particles tend to grow to a particle size of 1 to 3 μm.

また、後述するようにワックスを2種類以上含む場合には、低い方の融点を有するワックスの方の特定温度に調整することが好ましい。より好ましくは高い方の融点を有するワックスの特定温度に調整する。   Further, as described later, when two or more kinds of wax are included, it is preferable to adjust the specific temperature of the wax having the lower melting point. More preferably, the temperature is adjusted to a specific temperature of a wax having a higher melting point.

凝集剤を添加して第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子と着色剤粒子が凝集した核粒子が形成された後、第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液を滴下し、核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とを凝集させて芯粒子を生成する。このときの水系媒体の温度は変化させることなく継続させることが好ましい。   After adding the flocculant to form the first resin particles, the core particles where the third resin particles and the colorant particles are aggregated, the first resin particle dispersion and the wax particle dispersion are dropped, and the core particles And the first resin particles and wax particles are aggregated to produce core particles. It is preferable to continue the temperature of the aqueous medium at this time without changing.

核粒子に使用する第一の樹脂粒子と、その後にワックス粒子と共に添加して芯粒子を生成する際に使用する第一の樹脂粒子とは、組成、熱特性が異なる樹脂でもかまわないが、同一の第一の樹脂粒子であることが好ましい。   The first resin particles used for the core particles and the first resin particles used when the core particles are subsequently added together with the wax particles may be resins having different compositions and thermal characteristics, but they are the same. The first resin particles are preferred.

芯粒子に含まれる第一の樹脂粒子全量を100とすると、核粒子に使用する第一の樹脂粒子は重量割合で30〜80とするのが好ましい。30以上とすることで、第一の樹脂粒子と着色剤粒子との凝集による小粒径で粒度分布の狭い核粒子生成を可能とできる。30より少ないと着色剤粒子の分散性が低下する傾向にある。   When the total amount of the first resin particles contained in the core particles is 100, the first resin particles used for the core particles are preferably 30 to 80 by weight. By setting it to 30 or more, it is possible to generate a core particle having a small particle size and a narrow particle size distribution by aggregation of the first resin particles and the colorant particles. When it is less than 30, the dispersibility of the colorant particles tends to be lowered.

第一の樹脂粒子及びワックス粒子分散液の滴下は、別々に滴下する方法、又は一定割合で予め混合した分散液を一定の滴下速度で滴下するのが好ましい。全量多量に添加すると、液の温度が低下し、凝集が均一に進行しなくなる場合がある。   The first resin particles and the wax particle dispersion are preferably dropped separately, or a dispersion previously mixed at a constant rate is preferably dropped at a constant dropping rate. If the total amount is added in a large amount, the temperature of the liquid may decrease, and aggregation may not progress uniformly.

所定量の第一の樹脂粒子及びワックス粒子分散液の滴下が終了後、一定時間加熱処理を続ける。時間としては10分〜2時間が好ましい。好ましくは10分〜30分で、ある程度均一に混合され、温度も安定に保持された後で、核粒子、第一の樹脂粒子及びワックス粒子が混合する混合液のpHを7以上10以下に調整する。これにより、核粒子に第一の樹脂粒子及びワックス粒子の付着を進行させることができる。混合液のpHが7より小さく、又は10よりも大きいと核粒子に第一の樹脂粒子及びワックス粒子の付着を進行させることが困難になり、芯粒子が粗大化したり、浮遊する粒子が増大することになる。   After dripping the predetermined amount of the first resin particles and the wax particle dispersion, the heat treatment is continued for a predetermined time. The time is preferably 10 minutes to 2 hours. Preferably, in 10 to 30 minutes, after mixing uniformly to some extent and keeping the temperature stable, the pH of the mixed solution in which the core particles, the first resin particles, and the wax particles are mixed is adjusted to 7 or more and 10 or less. To do. Thereby, adhesion of the 1st resin particle and wax particle to a core particle can be advanced. If the pH of the mixed solution is smaller than 7 or larger than 10, it becomes difficult to cause the first resin particles and wax particles to adhere to the core particles, and the core particles become coarse or the floating particles increase. It will be.

pH調整の後、さらに所定の粒径、表面平滑性が得られるまで一定時間加熱処理を続け、芯粒子が生成される。加熱時間により、芯粒子の形状または表面平滑性を制御することができる。   After the pH adjustment, the heat treatment is continued for a predetermined time until a predetermined particle size and surface smoothness are obtained, whereby core particles are generated. The shape or surface smoothness of the core particles can be controlled by the heating time.

加熱時間は0.5〜5時間、好ましくは0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間加熱処理することにより所定の粒度分布の芯粒子が生成される。加熱処理はワックスの特定温度をキープしたままでも良いが、好ましくは80〜95℃、より好ましくは90〜95℃で加熱することが好ましい。凝集反応を加速でき、処理時間の短縮につながる。   The heating time is 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 to 2 hours, whereby core particles having a predetermined particle size distribution are produced. The heat treatment may be performed while keeping the specific temperature of the wax, but it is preferably 80 to 95 ° C, more preferably 90 to 95 ° C. Aggregation reaction can be accelerated, leading to reduction of processing time.

本発明のトナーは、芯粒子が分散した芯粒子分散液に、第二の樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加混合し、加熱処理して芯粒子に、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させてトナー母体粒子を生成する。   In the toner of the present invention, the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added to and mixed with the core particle dispersion in which the core particles are dispersed. The toner base particles are produced by fusing the particles to the core particles.

第二の樹脂粒子を芯粒子に融着層(被覆層又はシェル層と称することもある)を形成することは帯電安定性の観点から望ましい。また形状調整として軟化点の異なる樹脂粒子が芯粒子に存在していることから、粒子表面に凹凸が生じ、帯電性や流動性に影響を与える可能性があるため、シェル層を設けることは有効である。   From the viewpoint of charging stability, it is desirable to form a fusion layer (sometimes referred to as a coating layer or a shell layer) on the core particles of the second resin particles. In addition, since resin particles with different softening points are present in the core particle as a shape adjustment, unevenness may occur on the particle surface, which may affect the chargeability and fluidity, so it is effective to provide a shell layer. It is.

また、トナーの高温状態での貯蔵安定性を高める観点から、ガラス転移点(Tg(℃))の高い樹脂粒子を、定着時の高温耐オフセット性を確保する観点から、高分子量の樹脂粒子をシェル層として形成することが望ましい。   In addition, from the viewpoint of enhancing the storage stability of the toner at a high temperature, resin particles having a high glass transition point (Tg (° C.)) are used, and from the viewpoint of ensuring high-temperature offset resistance during fixing, high molecular weight resin particles are used. It is desirable to form as a shell layer.

第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる際に、pH値をアルカリ状態に調整した第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を、前述したpH値を7〜10の範囲の状態の芯粒子が分散した芯粒子分散液に添加することが好ましい。   When the second resin particles are fused to the core particles, the second resin particle dispersion in which the second resin particles whose pH value is adjusted to an alkaline state is dispersed is adjusted to a pH value of 7 to 10. It is preferable to add to the core particle dispersion in which the core particles in the range state are dispersed.

アルカリ状態に調整した第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、7.5〜10.5の範囲とするのが好ましい。好ましくは8.5〜10.5、より好ましくは8.9〜10.5である。   The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles adjusted to the alkaline state are dispersed is preferably in the range of 7.5 to 10.5. Preferably it is 8.5-10.5, More preferably, it is 8.9-10.5.

第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも高い値、つまり、よりアルカリ状態に調整して添加することが好ましい。第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも0.5以上高いのが好ましい。より好ましくは1以上である。0.5よりも小さいとき、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生が増える傾向にある。逆に差が3.5を超えると、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子が発生するとともに、芯粒子同士の二次凝集が発生し、生成される粒子が粗大化する傾向にある。   The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is higher than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed, that is, adjusted to be more alkaline and added. Is preferred. The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is preferably 0.5 or more higher than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed. More preferably, it is 1 or more. When it is smaller than 0.5, there is a tendency that the generation of floating second resin particles that do not participate in fusion increases. On the other hand, if the difference exceeds 3.5, the second resin particles that float and do not participate in fusion are generated, and secondary agglomeration between core particles occurs, and the generated particles tend to be coarse. .

第二の樹脂粒子分散液のpH値と、芯粒子分散液のpH値とを一定の関係を保持させて、第二の樹脂粒子分散液を添加することにより、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着を促進させ、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生を抑え、さらには芯粒子同士の二次凝集の発生を抑えることができる。   By maintaining a certain relationship between the pH value of the second resin particle dispersion and the pH value of the core particle dispersion and adding the second resin particle dispersion, the second resin to the core particles is added. Adhesion of particles can be promoted, generation of floating second resin particles not participating in fusion can be suppressed, and generation of secondary aggregation between core particles can be suppressed.

第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値が、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも低い値のときも、第二の樹脂粒子の発生が増える傾向にあり、液は白濁したままの状態が続く。   Even when the pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is lower than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed, the generation of the second resin particles is increased. The liquid continues to be cloudy.

芯粒子分散液のpH値は7〜10の範囲とし、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値を7.5〜10.5に調整した後に添加することで、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着を促進させ、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生を抑え、芯粒子同士の二次凝集の発生を抑えて、小粒径で狭い粒度分布を形成することが可能となる。芯粒子分散液のpH値は7未満で、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値が7.5未満であると、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着が進行せず、第二の樹脂粒子は芯粒子への融着に加わらず、浮遊したままの状態となる傾向にある。芯粒子分散液のpH値が10よりも大きく、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値が10.5よりも大きいとき、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着が進行せず、生成される粒子が粗大化する傾向にある。   The pH value of the core particle dispersion is in the range of 7 to 10, and the pH value of the second resin particle dispersion is adjusted to 7.5 to 10.5, and then added to the second to the core particles. It is possible to promote the adhesion of resin particles, suppress the generation of floating second resin particles that do not participate in fusion, suppress the occurrence of secondary aggregation between core particles, and form a narrow particle size distribution with a small particle size It becomes possible. When the pH value of the core particle dispersion is less than 7 and the pH value of the second resin particle dispersion is less than 7.5, the adhesion of the second resin particles to the core particles does not proceed, and the second The resin particles tend to remain in a floating state without being fused to the core particles. When the pH value of the core particle dispersion liquid is larger than 10 and the pH value of the second resin particle dispersion liquid is larger than 10.5, the second resin particles are not adhered to the core particles and generated. Particles tend to be coarsened.

pH値の調整には水酸化ナトリウムや塩酸溶液を添加することで調整することができる。   The pH value can be adjusted by adding sodium hydroxide or hydrochloric acid solution.

第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる際に、生成された芯粒子が分散した芯粒子分散液に、第二の樹脂粒子分散液の滴下条件として、生成された芯粒子量100重量部に対し、第二の樹脂粒子の滴下速度が、0.14重量部/min〜2重量部/minの滴下条件で滴下して生成するのが好ましい。好ましくは0.15重量部/min〜1重量部/min、さらに好ましくは、0.2重量部/min〜0.8重量部/minである。   When the second resin particles are fused to the core particles, the amount of the generated core particles is 100 parts by weight as a dropping condition of the second resin particle dispersion in the core particle dispersion in which the generated core particles are dispersed. On the other hand, it is preferable that the dropping rate of the second resin particles is generated by dropping under a dropping condition of 0.14 parts by weight / min to 2 parts by weight / min. Preferably it is 0.15 weight part / min-1 weight part / min, More preferably, it is 0.2 weight part / min-0.8 weight part / min.

第二の樹脂粒子分散液の添加時期は、芯粒子が所定の粒径に達したら、そのまま添加される。添加は順次滴下が好ましい。所定全量を一気に添加したり、2重量部/minを超えると第二の樹脂粒子のみ同士の凝集が生じやすく、粒度分布がブロードになりやすい。また、投入量が多くなると、液温度が急激に低下し凝集反応の進行が止まることになり、第二の樹脂粒子の一部が芯粒子への付着に加わらずに水系中で浮遊した状態で残ってしまう場合がある。   The second resin particle dispersion is added as it is when the core particles reach a predetermined particle size. The addition is preferably performed by dropping sequentially. When the predetermined total amount is added all at once or exceeds 2 parts by weight / min, only the second resin particles tend to aggregate and the particle size distribution tends to be broad. In addition, when the input amount is increased, the liquid temperature rapidly decreases and the agglomeration reaction stops, and a part of the second resin particles are suspended in the aqueous system without being attached to the core particles. It may remain.

また、0.14重量部/minよりも少ないと、第二の樹脂粒子の一部が芯粒子への付着する量が減量し、加熱を続けていく際に、芯粒子同士の凝集が生じて、粒子が粗大化、粒度分布がブロードになりやすい。   On the other hand, if the amount is less than 0.14 parts by weight / min, the amount of the second resin particles adhering to the core particles is reduced, and when the heating is continued, the core particles are aggregated. , The particles are coarse and the particle size distribution tends to be broad.

第二の樹脂粒子分散液の滴下条件を適正化することで、芯粒子同士の凝集や第二の樹脂粒子のみ同士の凝集を防いで、小粒径で粒度分布の狭い粒子の生成を可能とする。   By optimizing the dropping conditions of the second resin particle dispersion, it is possible to prevent the aggregation of the core particles and the aggregation of only the second resin particles, and to generate particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. To do.

生成された芯粒子が分散された芯粒子分散液の液温度の変動を10%以内に抑えるように、第二の樹脂粒子分散液を滴下するような条件が好ましい。   The conditions under which the second resin particle dispersion is added dropwise are preferred so as to keep the fluctuation of the liquid temperature of the core particle dispersion in which the produced core particles are dispersed within 10%.

また、芯粒子表面に第二の樹脂粒子が付着させた後、さらに水系中のpHを3.2〜6.8の範囲に調整した後、第二の樹脂粒子のガラス転移点温度以上の温度で0.5〜5時間加熱処理することも好ましい。このpH値の範囲とすることにより、芯粒子相互の二次凝集を抑制しながら、かつ粒子形状の表面平滑性をより進めることができる。   Further, after the second resin particles are attached to the surface of the core particles, the pH in the aqueous system is further adjusted to the range of 3.2 to 6.8, and then the temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the second resin particles. It is also preferable to heat-treat for 0.5 to 5 hours. By setting the pH within this range, it is possible to further promote the surface smoothness of the particle shape while suppressing secondary aggregation between the core particles.

トナーの耐久性、貯蔵安定性、高温非オフセット性を良好なものとするため、第二の樹脂粒子の融着した樹脂層の厚さは0.5μm〜2μmが好ましい。これよりも薄いと貯蔵安定性、高温非オフセット性の効果が発揮せず、厚いと低温定着性が阻害される。   In order to improve the durability, storage stability, and high temperature non-offset property of the toner, the thickness of the resin layer fused with the second resin particles is preferably 0.5 μm to 2 μm. If it is thinner than this, the effects of storage stability and high-temperature non-offset property cannot be exhibited, and if it is thicker, the low-temperature fixability is hindered.

本発明のトナーにおいて、第一の樹脂粒子が水系媒体中において重合開始剤を用いて単量体を乳化重合することにより得られるものであり、その重合開始剤の添加量が、単量体100重量部に対し、0.5〜2.5重量部、重合開始剤が、水温20℃の水100gに対する溶解度が4g以上の過硫酸塩類、及び単量体がスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体及び酸基を有するビニル系単量体を含み、酸基を有するビニル化合物の配合量が、単量体中0.1〜5.0重量%とすることが好ましい。   In the toner of the present invention, the first resin particles are obtained by emulsion polymerization of a monomer using a polymerization initiator in an aqueous medium, and the amount of the polymerization initiator added is 100% monomer. 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to parts by weight, the polymerization initiator is a persulfate having a solubility of 4 g or more in 100 g of water at a water temperature of 20 ° C., and the monomer is a styrene monomer, (meth) It is preferable that the compounding quantity of the vinyl compound which has an acrylic acid ester monomer and an acid group-containing vinyl-type monomer and has an acid group shall be 0.1 to 5.0 weight% in a monomer.

重合開始剤の添加量について、重合開始剤由来の親水基の存在量により、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子の凝集に影響を与える傾向にある。つまり重合開始剤の添加量が多いと凝集反応が遅く進行する傾向にあり、重合開始剤の添加量が少ないと凝集反応が早く進行する傾向にあり、重合開始剤の添加量は、単量体100重量部あたり0.5〜2.5重量部である。好ましくは、0.7〜2.0重量部、より好ましくは、1.0〜1.5重量部である。第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子それぞれの凝集を適正なものとなる範囲である。重合開始剤の添加量が0.5重量部よりも少ないと、第一の樹脂粒子の凝集が早く進行し、ワックス、顔料と凝集した芯粒子生成にいたらず、第一の樹脂粒子同士が凝集した樹脂の粗大粒子が生成されてしまう。2.5重量部よりも多いと、芯粒子生成の凝集が遅くなる傾向にあり、生産性に時間を要することになる。また、高温非オフセット性が悪化し、定着可能温度領域が狭まる結果となる。これは重合開始剤由来の親水基の存在量により、凝集反応が遅く進行することで、ワックスの分散性に影響を及ぼすものと考えられる。   About the addition amount of a polymerization initiator, it exists in the tendency to influence aggregation of a 1st resin particle, a 3rd resin particle, a colorant particle, and a wax particle by the abundance of the hydrophilic group derived from a polymerization initiator. In other words, when the addition amount of the polymerization initiator is large, the aggregation reaction tends to proceed slowly, and when the addition amount of the polymerization initiator is small, the aggregation reaction tends to proceed earlier. 0.5 to 2.5 parts by weight per 100 parts by weight. Preferably, it is 0.7-2.0 weight part, More preferably, it is 1.0-1.5 weight part. The first resin particles, the third resin particles, the colorant particles, and the wax particles are within a range in which the aggregation is appropriate. When the addition amount of the polymerization initiator is less than 0.5 parts by weight, the aggregation of the first resin particles proceeds quickly, and the first resin particles are aggregated without forming the core particles aggregated with the wax and the pigment. Coarse particles of the resin are produced. When the amount is more than 2.5 parts by weight, the aggregation of the core particles tends to be delayed, and it takes time for productivity. Further, the high temperature non-offset property deteriorates, resulting in a narrow fixing temperature range. This is thought to affect the dispersibility of the wax because the agglomeration reaction proceeds slowly due to the amount of hydrophilic groups derived from the polymerization initiator.

重合開始剤は、水温20℃の水100gに対する溶解度が4g以上の過硫酸塩類を使用することが好ましい。重合開始剤由来の親水基の存在量の適正化による芯粒子の凝集性と定着性を適切なものとすることができる。溶解度が少ないと、乳化重合反応時の過硫酸塩類の溶解に時間を要し生産性が遅くなる。乳化する際の過硫酸塩類の分散状態が変化しやすく、凝集反応時の凝集性が不安定なものとなる場合がある。   The polymerization initiator is preferably a persulfate having a solubility of 4 g or more in 100 g of water having a water temperature of 20 ° C. The cohesiveness and fixability of the core particles can be made appropriate by optimizing the amount of hydrophilic groups derived from the polymerization initiator. If the solubility is low, it takes time to dissolve the persulfates during the emulsion polymerization reaction, and the productivity is slowed down. The dispersion state of persulfates during emulsification tends to change, and the agglomeration during the agglutination reaction may become unstable.

酸基を有するビニル化合物の配合量が、単量体中0.1〜5.0重量%であることが好ましい。好ましくは、0.2〜4.5重量%、より好ましくは、0.5〜2.0重量%である。第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子それぞれの凝集を適正なものとできる範囲である。0.1重量%よりも少ないと、第一の樹脂粒子の凝集が早くなり、ワックス、顔料と凝集した芯粒子生成にいたらず、樹脂粒子単独が凝集した粗大化した樹脂粒子の発生や、芯粒子が粗大化する傾向にある。5.0重量%よりも多いと、芯粒子生成の凝集が遅くなる傾向にあり、これは酸基由来の親水基の存在量により、凝集反応が遅く進行することで、樹脂粒子とのワックスの凝集に影響を及ぼし、それによりワックスの分散状態が変動し、高温非オフセット性が悪化し、定着可能温度領域が狭まると考えられる。   It is preferable that the compounding quantity of the vinyl compound which has an acid group is 0.1 to 5.0 weight% in a monomer. Preferably, it is 0.2 to 4.5% by weight, more preferably 0.5 to 2.0% by weight. This is a range in which the first resin particles, the third resin particles, the colorant particles, and the wax particles can be properly aggregated. If the amount is less than 0.1% by weight, the aggregation of the first resin particles is accelerated, and the core particles are not aggregated with the wax and the pigment. The particles tend to be coarse. When the amount is more than 5.0% by weight, the aggregation of the core particles tends to be delayed. This is because the aggregation reaction proceeds slowly due to the presence of the hydrophilic group derived from the acid group. It is considered that the agglomeration is affected, whereby the dispersion state of the wax is fluctuated, the high temperature non-offset property is deteriorated, and the fixable temperature range is narrowed.

本発明において、着色剤粒子又はワックス粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤であるのが好ましい。本明細書において、主成分とは50重量%以上をいう。   In the present invention, the main component of the surfactant used when preparing the colorant particle or wax particle dispersion is preferably a nonionic surfactant. In this specification, a main component means 50 weight% or more.

本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液又は第ニの樹脂粒子を分散した第ニの樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤であり、かつ着色剤粒子及びワックス粒子分散液に用いる界面活性剤の主成分は非イオン界面活性剤であるのが好ましい。   In the present invention, the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed, or the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed. The main component of the surfactant used for preparing the liquid is a nonionic surfactant, and the main component of the surfactant used for the colorant particle and wax particle dispersion is preferably a nonionic surfactant. .

本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液又は第ニの樹脂粒子を分散した第ニの樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤のうち、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは60〜85重量%である。   In the present invention, the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed, or the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed. Of the surfactants used for preparing the liquid, it is preferable that the nonionic surfactant has 50 to 95% by weight with respect to the entire surfactant. More preferably, it is 55 to 90 weight%, More preferably, it is 60 to 85 weight%.

また、着色剤粒子分散液、ワックス粒子分散液に用いる界面活性剤のうち、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して50〜100重量%有することが好ましい。より好ましくは60〜100重量%、さらに好ましくは60〜90重量%有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that nonionic surfactant has 50 to 100 weight% with respect to the whole surfactant among surfactant used for a coloring agent particle dispersion and a wax particle dispersion. More preferably, it is 60-100 weight%, More preferably, it is preferable to have 60-90 weight%.

各粒子の分散液に用いる界面活性剤のうち、界面活性剤全体に対するイオン界面活性剤(アニオン性界面活性剤が好ましい)の配合割合が、ワックス粒子、着色剤粒子、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子の順で多くなるようにするのが好ましい。   Among the surfactants used in the dispersion of each particle, the blending ratio of the ionic surfactant (preferably anionic surfactant) to the whole surfactant is such that wax particles, colorant particles, first resin particles, It is preferable to increase the order of the three resin particles.

まず、アニオン性界面活性剤を多い割合で使用している第一の樹脂粒子が凝集を開始して核をつくり、次にアニオン性界面活性剤をワックス粒子よりも多い割合で使用している着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後にノニオン性界面活性剤を最も多い割合で使用しているワックス粒子が凝集して、着色剤粒子を樹脂粒子とともに包み込むように凝集して芯粒子を形成するものと推測する。最初に第一の樹脂粒子が凝集を開始して核をつくるが、着色剤粒子及びワックス粒子が芯粒子中に取り込まれず、芯粒子分散液中に凝集に加わらない着色剤粒子及びワックス粒子が残留する現象を回避するポイントであると考えられる。   First, the first resin particles that use anionic surfactant in a large proportion start agglomeration to form nuclei, and then color that uses anionic surfactant in a larger proportion than wax particles The agent particles begin to aggregate around the core of the resin particles. Finally, it is presumed that the wax particles using the most nonionic surfactant are aggregated and aggregated so as to wrap the colorant particles together with the resin particles to form core particles. First, the first resin particles start to aggregate to form nuclei, but the colorant particles and wax particles are not taken into the core particles, and the colorant particles and wax particles that do not participate in aggregation remain in the core particle dispersion. This is considered to be a point to avoid the phenomenon.

本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液及び第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤が非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤の混合であり、かつワックス粒子分散液及び着色剤粒子分散液に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤のみとするのも好ましい。   In the present invention, the surfactant used when preparing the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed is a nonionic surfactant. It is also preferable that the main component of the surfactant used in the wax particle dispersion and the colorant particle dispersion is only a nonionic surfactant.

このような樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子を用いて、水系媒体中で凝集剤を作用させると、まず樹脂粒子が凝集を開始して核ができる。次に、着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後にワックス粒子が凝集して着色剤粒子を樹脂粒子とともに挟んだようにして包み込む。樹脂粒子は着色剤粒子やワックス粒子に比べて、重量濃度として、通常数倍以上添加するので、さらにワックス粒子の上にも樹脂粒子のみの核が凝集し、最表面が樹脂で覆われたトナーが形成されると推定される。このようなメカニズムで水系中で凝集にかかわらない浮遊した着色剤粒子やワックス粒子の存在をなくし、小粒径でかつ均一で狭い範囲でシャープな粒度分布を有する芯粒子を形成できるものと考えられる。   When such a resin particle, colorant particle, and wax particle are used and an aggregating agent is allowed to act in an aqueous medium, the resin particle starts to aggregate to form a nucleus. Next, the colorant particles begin to aggregate around the cores of the resin particles. Finally, the wax particles are aggregated, and the colorant particles are encapsulated with the resin particles. Resin particles are usually added several times or more in weight concentration as compared with colorant particles and wax particles, so that the core of the resin particles only aggregates on the wax particles and the outermost surface is covered with resin. Is estimated to be formed. It is considered that by this mechanism, the presence of floating colorant particles and wax particles that are not involved in aggregation in an aqueous system is eliminated, and core particles having a small particle size, a uniform and sharp particle size distribution can be formed. .

非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤との混合系とし、さらに第一の樹脂粒子分散液と第三の樹脂粒子分散液の界面活性剤において、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して、50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは、60〜85重量%である。50重量%以上とすることにより、生成される芯粒子の粒度分布が広がる現象を抑えられやすくなる。95重量%以下とすることで樹脂粒子分散液中の樹脂粒子自体の分散が安定しやすくなる。イオン型界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤が好ましい。   In a mixed system of a nonionic surfactant and an ionic surfactant, and in the surfactant of the first resin particle dispersion and the third resin particle dispersion, the nonionic surfactant is added to the entire surfactant. On the other hand, it is preferably 50 to 95% by weight. More preferably, it is 55-90 weight%, More preferably, it is 60-85 weight%. By setting it to 50% by weight or more, it becomes easy to suppress the phenomenon that the particle size distribution of the generated core particles is widened. By making it 95% by weight or less, the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion is easily stabilized. As the ionic surfactant, an anionic surfactant is preferable.

さらに、ノニオン性界面活性剤のみで分散された着色剤粒子及びワックス粒子分散液において、ワックス粒子分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が、着色剤粒子分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数よりも大きいのが好ましい。ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数の少ない方が、凝集剤に対する凝集性が高く傾向にあるためである。   Furthermore, in the colorant particles and wax particle dispersions dispersed only with the nonionic surfactant, the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant used for wax particle dispersion is used for the colorant particle dispersion. It is preferable that it is larger than the average number of moles of added ethylene oxide of the nonionic surfactant. This is because the nonionic surfactant having a smaller average number of moles of added ethylene oxide tends to have higher cohesiveness with respect to the coagulant.

顔料粒子の分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数は18〜33であることが望ましい。より好ましくは20〜30、さらに好ましくは、20〜26である。   The average number of moles of ethylene oxide added to the nonionic surfactant used for dispersing the pigment particles is preferably 18 to 33. More preferably, it is 20-30, More preferably, it is 20-26.

ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が18より小さいと、凝集剤に対する顔料粒子の凝集性が高くなりすぎて、樹脂に取り囲まれる前に、大きな粒子に成長し、トナー粒子中に取り込まれなくなる。反対に、ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が33より大きくなると、凝集剤に対する凝集性が低くなりすぎて、カーボンブラック微粒子が凝集せずに、反応溶液中に微粒子のままで存在するので、トナー粒子中に取り込まれなくなってしまう。   If the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is smaller than 18, the cohesiveness of the pigment particles with respect to the coagulant becomes too high, and grows into large particles before being surrounded by the resin, and is incorporated into the toner particles. It will not be. On the other hand, when the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is larger than 33, the cohesiveness with respect to the flocculant becomes too low, and the carbon black fine particles do not aggregate and exist as fine particles in the reaction solution. As a result, the toner particles are not taken into the toner particles.

顔料粒子の分散に使用するノニオン性界面活性剤が複数のノニオン性界面活性剤を含有することも好ましい。単独では、ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が20〜30の範囲になくても、複数のノニオン性界面活性剤の重量平均したエチレンオキサイド付加モル数が20〜30の範囲にあればよい。   It is also preferred that the nonionic surfactant used for dispersing the pigment particles contains a plurality of nonionic surfactants. By itself, even if the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is not in the range of 20 to 30, the weight average ethylene oxide addition mole number of the plurality of nonionic surfactants may be in the range of 20 to 30. That's fine.

ここで各粒子の凝集剤に対する凝集性は、各種濃度の凝集剤水溶液(例えば、硫酸マグネシウム水溶液)に粒子分散液を滴下し、粒子が一定の大きさに凝集するときの凝集剤の濃度で評価することができ、粒子の凝集剤に対する凝集性が高い程、より低い凝集剤濃度で粒子が凝集する。   Here, the aggregating property of each particle with respect to the aggregating agent is evaluated by the concentration of the aggregating agent when the particle dispersion is dripped into an aggregating agent aqueous solution of various concentrations (for example, magnesium sulfate aqueous solution) and the particles aggregate to a certain size. The higher the cohesiveness of the particles to the flocculant, the more the particles will aggregate at a lower flocculant concentration.

このような樹脂粒子と、着色剤粒子およびワックス粒子を用いて、溶液中で凝集剤を作用させると、まずアニオン性界面活性剤を使用している樹脂粒子が凝集を開始して核ができる。次に、平均エチレンオキサイド付加モル数の少ないノニオン性界面活性剤を使用している着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後に平均エチレンオキサイド付加モル数の大きいノニオン性界面活性剤を使用しているワックス粒子が凝集して、着色剤粒子を樹脂粒子とともに包み込むように凝集して芯粒子を形成する。   When such a resin particle, a colorant particle, and a wax particle are used and a flocculant is allowed to act in a solution, first, the resin particle using the anionic surfactant starts agglomeration to form a nucleus. Next, the colorant particles using the nonionic surfactant having a small average number of moles of added ethylene oxide begin to aggregate around the cores of the resin particles. Finally, wax particles using a nonionic surfactant having a large average number of moles of added ethylene oxide are aggregated and aggregated so as to wrap the colorant particles together with the resin particles to form core particles.

着色剤粒子及びワックス粒子が芯粒子中に取り込まれず、芯粒子分散液中に凝集に加わらない着色剤粒子及びワックス粒子が残留する現象を回避することができる。   It is possible to avoid a phenomenon in which the colorant particles and wax particles are not taken into the core particles and the colorant particles and wax particles that do not participate in aggregation in the core particle dispersion liquid remain.

顔料粒子に対するノニオン性界面活性剤の量は、分散安定性の観点から重量比でカーボンブラック100重量部に対して、10〜20重量部が望ましい。   The amount of the nonionic surfactant relative to the pigment particles is preferably 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black in terms of dispersion stability.

また、第二の樹脂分散液に用いる界面活性剤の主成分を非イオン界面活性剤とするのが好ましい。さらには、第二の樹脂粒子分散液に用いる界面活性剤が非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤の混合とするのも好まし。非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して、50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは、60〜85重量%である。50重量%以上とすることで、芯粒子に対する第二の樹脂粒子微粒子の付着を促進させることができる。95重量%以下とすることにより、で樹脂粒子分散液中の樹脂粒子自体の分散を安定させる効果がある。   The main component of the surfactant used in the second resin dispersion is preferably a nonionic surfactant. Furthermore, it is also preferable that the surfactant used in the second resin particle dispersion is a mixture of a nonionic surfactant and an ionic surfactant. The nonionic surfactant is preferably 50 to 95% by weight based on the whole surfactant. More preferably, it is 55-90 weight%, More preferably, it is 60-85 weight%. By setting it to 50% by weight or more, adhesion of the second resin particle fine particles to the core particles can be promoted. By setting it to 95% by weight or less, there is an effect of stabilizing the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion.

着色粒子が形成された後、任意の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を経て、トナー母体粒子を得ることができる。この洗浄工程においては、帯電性を向上させる観点より、十分にイオン交換水による置換洗浄を行うのが好ましい。前記固液分離工程における分離方法としては、特に制限はなく、生産性の観点から、吸引濾過法や加圧濾過法などの公知のろ過方法が好ましく挙げられる。前記乾燥工程における乾燥方法としては、特に制限はなく、生産性の観点から、フラッシュジェット乾燥方法、流動乾燥方法、及び振動型流動乾燥方法などの公知の乾燥方法が好ましく挙げられる。   After the colored particles are formed, toner base particles can be obtained through an arbitrary washing step, solid-liquid separation step, and drying step. In this washing step, it is preferable to sufficiently perform substitution washing with ion-exchanged water from the viewpoint of improving the chargeability. There is no restriction | limiting in particular as a separation method in the said solid-liquid separation process, From a viewpoint of productivity, well-known filtration methods, such as a suction filtration method and a pressure filtration method, are mentioned preferably. There is no restriction | limiting in particular as a drying method in the said drying process, Well-known drying methods, such as a flash jet drying method, a fluidized drying method, and a vibration type fluidized drying method, are mentioned preferably from a viewpoint of productivity.

重合開始剤としては、過硫酸塩類である、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等が好ましい材料である。   As the polymerization initiator, persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate and the like are preferable materials.

凝集剤としては、水溶性無機塩が選択され、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩を挙げることができる。アルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。これらのうち、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の対イオン(塩を構成する陰イオン)としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。イオン交換水等で一定濃度に調整して使用することも好ましい。   As the flocculant, a water-soluble inorganic salt is selected, and examples thereof include alkali metal salts and alkaline earth metal salts. Examples of the alkali metal include lithium, potassium, and sodium, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium, and barium. Of these, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are preferable. Examples of the counter ion (anion constituting the salt) of the alkali metal or alkaline earth metal include chloride ion, bromide ion, iodide ion, carbonate ion and sulfate ion. It is also preferable to use it after adjusting to a constant concentration with ion-exchanged water or the like.

非イオン界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール型の非イオン界面活性剤、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、他価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型の非イオン界面活性剤などが挙げられる。   Nonionic surfactants include, for example, higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, fatty acid amide ethylene oxide adducts, and fats and ethylene oxides. Adduct, Polyethylene glycol type nonionic surfactant such as polypropylene glycol ethylene oxide adduct, fatty acid ester of glycerol, fatty acid ester of pentaerythritol, fatty acid ester of sorbitol and sorbitan, fatty acid ester of sucrose, alkyl of other alcohol And polyhydric alcohol type nonionic surfactants such as ethers and fatty acid amides of alkanolamines.

高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール型の非イオン界面活性剤が特に好ましく使用できる。   Polyethylene glycol type nonionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide adducts and alkylphenol ethylene oxide adducts can be particularly preferably used.

水系媒体としては、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記極性を有する分散剤における前記極性界面活性剤の含有量としては、一概に規定することはできず、目的に応じて適宜選択することができる。   Examples of the aqueous medium include water such as distilled water and ion exchange water, and alcohols. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. The content of the polar surfactant in the dispersant having the polarity cannot be generally defined and can be appropriately selected according to the purpose.

また非イオン界面活性剤と、イオン型界面活性剤とを併用する場合には、極性界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤などが挙げられる。   In the case where a nonionic surfactant and an ionic surfactant are used in combination, examples of the polar surfactant include anions such as sulfate ester, sulfonate, phosphate, and soap. Surfactant, amine surfactant type, quaternary ammonium salt type cationic surfactant and the like.

前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどが挙げられる。   Specific examples of the anionic surfactant include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium dialkylsulfosuccinate and the like.

前記カチオン界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the cationic surfactant include alkylbenzene dimethyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, distearyl ammonium chloride and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

(2)樹脂
本発明の樹脂粒子としては、熱可塑性結着樹脂が挙げられる。具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル系単量体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸などの酸基のカルボキシル基を解離基として有する不飽和多価カルボン酸系単量体などの単独重合体、それらの単量体を2種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物を挙げることができる。
(2) Resin Examples of the resin particles of the present invention include thermoplastic binder resins. Specifically, styrenes such as styrene, parachlorostyrene and α-methylstyrene, acrylic monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate , Methacrylic monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate, carboxyl groups of acid groups such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and fumaric acid Homopolymers such as unsaturated polyvalent carboxylic acid monomers having a dissociation group, copolymers obtained by combining two or more of these monomers, or mixtures thereof.

樹脂粒子分散液における樹脂粒子の固形分の含有量としては、通常5〜50重量%であり、好ましくは10〜40重量%である。   The solid content of the resin particles in the resin particle dispersion is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight.

芯粒子を構成する第一の樹脂粒子の軟化点(Ts1)は80℃〜130℃の範囲が好ましい。好ましくは80℃〜125℃、より好ましくは80℃〜120℃、さらに好ましくは85℃〜110℃である。軟化点が80℃未満であると、凝集の進行が早く小粒径で狭い粒度分布で小粒径の粒子の形成が困難となる傾向にある。また形状が真球に近い形となり、形状の制御が困難になる傾向にある。軟化点が130℃を超えると低温定着性が悪化する傾向にある。   The softening point (Ts1) of the first resin particles constituting the core particles is preferably in the range of 80 ° C to 130 ° C. Preferably they are 80 to 125 degreeC, More preferably, they are 80 to 120 degreeC, More preferably, they are 85 to 110 degreeC. When the softening point is less than 80 ° C., the agglomeration proceeds rapidly and it tends to be difficult to form particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. In addition, the shape is close to a true sphere, and it tends to be difficult to control the shape. When the softening point exceeds 130 ° C., the low-temperature fixability tends to deteriorate.

また、芯粒子を構成する第一の樹脂粒子のガラス転移点が45℃〜60℃であることが好ましい。より好ましくは45℃〜55℃、さらに好ましくは45℃〜52℃である。樹脂粒子のガラス転移点が45℃未満であると、芯粒子が粗大化し、また貯蔵安定性や耐熱性が低下する傾向となる。60℃を超えると低温定着性が悪化する傾向となる。   Moreover, it is preferable that the glass transition point of the 1st resin particle which comprises a core particle is 45 to 60 degreeC. More preferably, it is 45 degreeC-55 degreeC, More preferably, it is 45 degreeC-52 degreeC. When the glass transition point of the resin particles is less than 45 ° C., the core particles are coarsened, and the storage stability and heat resistance tend to decrease. If it exceeds 60 ° C., the low-temperature fixability tends to deteriorate.

また、第一の樹脂粒子は、重量平均分子量(Mwr1)が1万〜6万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mnr1)の比Mwr1/Mnr1が1.5〜6であることが好ましい。さらに好ましくは重量平均分子量(Mwr1)が1万〜5万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mnr1)の比Mwr1/Mnr1が1.5〜3.9であることが好ましい。さらに好ましくは重量平均分子量(Mw1r)が1万〜3万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mn1r)の比Mw1r/Mnr1が1.5〜3であることが好ましい。樹脂粒子はトナー全樹脂に対して60重量%以上であることが好ましく、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上である。Mwr1が1万未満であると芯粒子が粗大化し、貯蔵安定性や耐熱性が低下する傾向となる。6万を超えると低温定着性が悪化する傾向となる。Mwr1/Mnr1が6を超えると、芯粒子の形状が安定せず、不定形になりやすく、粒子表面に凹凸が残り、表面平滑性の劣るものとなる傾向となる。   The first resin particles have a weight average molecular weight (Mwr1) of 10,000 to 60,000 and a ratio Mwr1 / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mnr1) of 1.5 to 6. preferable. More preferably, the weight average molecular weight (Mwr1) is 10,000 to 50,000, and the ratio Mwr1 / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mnr1) is preferably 1.5 to 3.9. More preferably, the weight average molecular weight (Mw1r) is 10,000 to 30,000, and the ratio Mw1r / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mn1r) is preferably 1.5 to 3. The resin particles are preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and still more preferably 80% by weight or more based on the total toner resin. When Mwr1 is less than 10,000, the core particles are coarsened, and the storage stability and heat resistance tend to decrease. If it exceeds 60,000, the low-temperature fixability tends to deteriorate. When Mwr1 / Mnr1 exceeds 6, the shape of the core particle is not stable, tends to be indefinite, and unevenness remains on the particle surface, which tends to be inferior in surface smoothness.

このように第一樹脂粒子は低温定着性を向上させるためなるべく軟化点または分子量を下げたいが、軟化点または分子量の低い樹脂を使用すると、凝集の過程で球形に進行しやすく形状の調整がしにくくなる傾向にある。そのため、低軟化点又は低分子量の第一の樹脂粒子に対して、一定の熱特性の関係を有する樹脂粒子を配合することで低温定着と形状制御を両立させることが可能となる。   As described above, the first resin particles want to lower the softening point or the molecular weight as much as possible in order to improve the low-temperature fixability. It tends to be difficult. Therefore, it is possible to achieve both low-temperature fixing and shape control by blending resin particles having a certain thermal property relationship with the first resin particles having a low softening point or low molecular weight.

また、第二の樹脂粒子としては、ガラス転移点が55℃〜75℃、軟化点が140℃〜180℃、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された重量平均分子量(Mw)が5万〜50万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnが2〜10であるのが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が60℃〜70℃、軟化点が145℃〜180℃、Mwが8万〜50万、Mw/Mnが2〜7である。さらに好ましくは、ガラス転移点が65℃〜70℃、軟化点が150℃〜180℃、Mwが12万〜50万、Mw/Mnが2〜5である。Mw/Mnを小さくして分子量分布を単分散に近づけることにより、芯粒子表面への第二の樹脂粒子の熱融着を均一に行うことができる。芯粒子表面の熱融着を促進し、軟化点を高め設定とすることにより、耐久性、耐高温オフセット性、分離性を向上させることができる。   Moreover, as a 2nd resin particle, a glass transition point is 55 to 75 degreeC, a softening point is 140 to 180 degreeC, and the weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 50,000-. It is preferable that the ratio Mw / Mn of 500,000 and the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2 to 10. More preferably, the glass transition point is 60 ° C to 70 ° C, the softening point is 145 ° C to 180 ° C, Mw is 80,000 to 500,000, and Mw / Mn is 2 to 7. More preferably, the glass transition point is 65 ° C to 70 ° C, the softening point is 150 ° C to 180 ° C, Mw is 120,000 to 500,000, and Mw / Mn is 2 to 5. By making Mw / Mn small and making the molecular weight distribution close to monodisperse, it is possible to uniformly heat-bond the second resin particles to the surface of the core particles. Durability, high-temperature offset resistance, and separability can be improved by promoting thermal fusion of the core particle surfaces and setting the softening point higher.

また第三の樹脂粒子を配合した芯粒子にシェルを構成する第二の樹脂粒子を融着させる際、芯粒子中には軟化点等の異なる部分が存在するため、第二の樹脂粒子の付着が不均一となることを防ぐため、上記した一定のガラス転移点、軟化点または分子量特性を有することが効果的である。また、異なる形状がポテト形状や不定形となった場合も、第二の樹脂粒子の付着が不均一となることを防ぐため、上記した特性を有する第二の樹脂粒子を用いることが効果的である。   In addition, when the second resin particles constituting the shell are fused to the core particles blended with the third resin particles, there are different portions such as softening points in the core particles. In order to prevent non-uniformity, it is effective to have the above-mentioned constant glass transition point, softening point, or molecular weight characteristics. Further, even when the different shape becomes a potato shape or an indeterminate shape, it is effective to use the second resin particles having the above-mentioned characteristics in order to prevent the second resin particles from being unevenly adhered. is there.

第二の樹脂粒子のガラス転移点が55℃未満であると、芯粒子同士の凝集が進行する二次凝集を生じやすい傾向となる。また貯蔵安定性が悪化する傾向となる。75℃を超えると、芯粒子表面への熱融着性が悪化し、均一付着性が低下する傾向となる。   When the glass transition point of the second resin particles is less than 55 ° C., secondary aggregation in which aggregation of core particles proceeds tends to occur. In addition, the storage stability tends to deteriorate. When it exceeds 75 ° C., the heat fusion property to the surface of the core particle is deteriorated, and the uniform adhesion tends to be lowered.

第二の樹脂粒子の軟化点が140℃未満であると、耐久性、耐高温オフセット性や、紙と定着ローラとの分離性が低下する傾向となる。180℃を超えると、光沢性、透光性が低下する傾向となる。   When the softening point of the second resin particles is less than 140 ° C., durability, high-temperature offset resistance, and separation between paper and the fixing roller tend to decrease. When it exceeds 180 ° C., the gloss and translucency tend to decrease.

第二の樹脂粒子のMwが5万よりも小さいと耐久性、高温非オフセット性、紙分離性が低下する傾向となる。50万よりも大きいと低温定着性、光沢性、透光性が低下する傾向となる。   When Mw of the second resin particles is smaller than 50,000, durability, high temperature non-offset property, and paper separation property tend to be lowered. If it exceeds 500,000, the low-temperature fixability, glossiness, and translucency tend to decrease.

樹脂、ワックス及びトナーの分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された値である。装置は、東ソー社製HLC8120GPCシリーズ、カラムはTSKgel superHM−H H4000/H3000/H2000(6.0mmI.D.−150mm×3)、溶離液THF(テトラヒドロフラン)、流量0.6mL/min、試料濃度0.1重量%、注入量20μL、検出器RI、測定温度40℃、測定前処理は試料をTHFに溶解後一晩放置後、0.45μmのメンブランフィルターでろ過し、トナーの場合は、シリカ等の添加剤を除去した樹脂成分を測定する。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。   The molecular weights of the resin, wax, and toner are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using several types of monodisperse polystyrene as standard samples. The apparatus is HLC8120GPC series manufactured by Tosoh Corporation, the column is TSKgel super HM-H H4000 / H3000 / H2000 (6.0 mm ID-150 mm × 3), eluent THF (tetrahydrofuran), flow rate 0.6 mL / min, sample concentration 0 .1% by weight, injection amount 20 μL, detector RI, measurement temperature 40 ° C., pre-measurement treatment was performed by dissolving the sample in THF and leaving it to stand overnight, followed by filtration with a 0.45 μm membrane filter. The resin component from which the additive was removed was measured. The measurement conditions are conditions in which the molecular weight distribution of the target sample is included in a range in which the logarithm of the molecular weight and the count number are linear in a calibration curve obtained with several types of monodisperse polystyrene standard samples.

バインダー樹脂(第一の樹脂)粒子の軟化点が80〜130℃の範囲であり、形状調整樹脂粒子(第三の樹脂)と被覆樹脂(第二の樹脂)粒子の軟化点は各々140〜180℃の範囲であることが好ましい。形状調整樹脂粒子(第三の樹脂)と被覆樹脂(第二の樹脂)粒子は同一の樹脂を使用することもできる。   The softening point of the binder resin (first resin) particles is in the range of 80 to 130 ° C., and the softening points of the shape-adjusting resin particles (third resin) and the coating resin (second resin) particles are 140 to 180 respectively. It is preferably in the range of ° C. The same resin can be used for the shape-adjusting resin particles (third resin) and the coating resin (second resin) particles.

結着樹脂の軟化点は、島津製作所の定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタ(CFT500)により測定する。   The softening point of the binder resin is measured by a constant-load extrusion type capillary rheometer flow tester (CFT500) manufactured by Shimadzu Corporation.

まず、試料をシリンダに充てんし、周囲から熱して溶融させ、上部からピストンによって一定の圧力を加える。溶融した試料は細い穴(直径1mm、長さ1mm)を持ったダイを通して押し出され、フローレート(cm3/g)から試料の流動性、すなわち溶融粘度が求められる。First, a sample is filled in a cylinder, heated from the surroundings and melted, and a certain pressure is applied from above by a piston. The molten sample is extruded through a die having a narrow hole (diameter 1 mm, length 1 mm), and the fluidity of the sample, that is, the melt viscosity is determined from the flow rate (cm 3 / g).

シリンダ、ダイを取り囲む加熱炉を設け、50℃に設定する。1gの試料をシリンダに充てんする。荷重をかけずに50℃で2.5min保持する。試料中の空気を抜くために荷重をかける。このとき加熱炉から出ているピストンの長さが12〜15mm程度になるようにする。総保持時間が5minになったら昇温を開始する。   A heating furnace surrounding the cylinder and die is provided and set to 50 ° C. Fill the cylinder with 1 g of sample. Hold at 50 ° C. for 2.5 min without applying load. A load is applied to remove air from the sample. At this time, the length of the piston coming out of the heating furnace is set to about 12 to 15 mm. When the total holding time reaches 5 minutes, the temperature rise is started.

ピストンに9.8×105N/m2の荷重を与え、昇温速度6℃/分で加熱する。試料が溶融を始めるとピストンの下方への移動が始まる。ピストンの移動が停止した時点で昇温、および加圧を停止する。A load of 9.8 × 10 5 N / m 2 is applied to the piston and the piston is heated at a heating rate of 6 ° C./min. When the sample starts to melt, the downward movement of the piston begins. When the movement of the piston stops, the temperature rise and pressurization are stopped.

このとき、下降するピストンの移動量と温度との関係において、昇温温度特性との関係から、各温度における粘度を測定することができる。   At this time, the viscosity at each temperature can be measured from the relationship with the temperature rise temperature characteristic in the relationship between the moving amount of the descending piston and the temperature.

図11に流動曲線を示す。横軸に温度、縦軸に押し出されるピストンの移動量のイメージを示す。Aの時点では試料の固体状態の領域であり、その後の昇温ともに、AからBは遷移域で、試料が圧縮荷重を受けて変形し、内部空隙が次第に減少していく段階である。Bは内部空隙が消失し、不均一な応力の分布を持ったまま外観上均一な1個の透明体となる温度である。   FIG. 11 shows a flow curve. The horizontal axis shows the temperature, and the vertical axis shows the image of the piston movement. At the time of A, it is a solid state region of the sample, and as temperature rises thereafter, A to B are transition regions, where the sample is deformed by receiving a compressive load and the internal voids gradually decrease. B is a temperature at which the internal voids disappear and a single transparent body having a uniform appearance with a non-uniform stress distribution is obtained.

BからCは、有限な時間内ではピストンの位置に明瞭な変化はなく、かつ試料のダイからの流出は認めがたい領域で、この領域は試料のゴム状弾性域を含む。   B to C are regions where there is no clear change in the piston position within a finite time, and it is difficult for the sample to flow out of the die, and this region includes the rubbery elastic region of the sample.

Cは、試料が流動を開始し始め、ピストンが降下しはじめる温度で、試料が流れ出す温度(流出開始温度(Tfb))と定義する。   C is defined as a temperature at which the sample starts to flow (outflow start temperature (Tfb)) at a temperature at which the sample starts to flow and the piston starts to descend.

CからDを経てEにいたる領域は、試料が明らかにダイより流出する流動領域で、Eが試料の流出が終了した点である。   The region from C to D through E is the flow region where the sample clearly flows out of the die, where E is the point where the sample has finished flowing out.

結着樹脂の軟化点は、1/2法における溶融温度(軟化点Ts℃)で定義する。具体的には流出開始温度から流出終了温度までのピストンの総移動距離に対し、流出開始温度からピストンが50%移動した時点での温度を軟化点と定義する。   The softening point of the binder resin is defined by the melting temperature in the 1/2 method (softening point Ts ° C.). Specifically, the softening point is defined as the temperature at which the piston moves 50% from the outflow start temperature with respect to the total movement distance of the piston from the outflow start temperature to the outflow end temperature.

図11に示す昇温温度とピストン移動量と関係において、まずピストンが降下しはじめる温度(試料が流れ出す温度)を測定する。これが流出開始温度(Tfb)である。このときのピストン位置を読み取り、それを最低値(Smin)とする。   11, the temperature at which the piston starts to descend (temperature at which the sample flows) is first measured. This is the outflow start temperature (Tfb). The piston position at this time is read and made the minimum value (Smin).

その後、昇温とともに、試料がダイから流出しつづけ、試料の流出が終了した流出終了点Eでの温度と、ピストンの位置を読み取り、それを流出終了点(Smax)とする。   Thereafter, as the temperature rises, the sample continues to flow out of the die, and the temperature at the outflow end point E at which the outflow of the sample is completed and the position of the piston are read and set as the outflow end point (Smax).

流出終了点(Smax)と、最低値(Smin)の差の1/2を求め(X=(Smax−Smin)/2)、Xと曲線の最低値Sminを加えた点Dの位置における温度を算出する。これが1/2法における溶融温度(軟化点Ts℃)となる。   1/2 of the difference between the outflow end point (Smax) and the minimum value (Smin) is obtained (X = (Smax−Smin) / 2), and the temperature at the position of the point D where X and the minimum value Smin of the curve are added is calculated. calculate. This is the melting temperature (softening point Ts ° C.) in the 1/2 method.

また、樹脂のガラス転移点は示差走査熱量計(島津製作所DSC−50)を用い、100℃まで昇温し、その温度にて3分間放置した後、降温速度10℃/minで室温まで冷却したサンプルを、昇温速度10℃/minで昇温して熱履歴を測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線とピークの立上り部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点の温度をいう。   The glass transition point of the resin was raised to 100 ° C. using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-50), allowed to stand at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min. When the sample was heated at a heating rate of 10 ° C / min and the thermal history was measured, the maximum slope between the base line extension below the glass transition point and the peak rising portion to the peak apex was obtained. The temperature at the intersection with the indicated tangent.

これらの樹脂の熱特性の測定は、乳化重合で得られたエマルジョンから樹脂粒子の固形分を抽出する必要がある。このエマルジョンから樹脂粒子の固形分を抽出する方法としては、トナーの凝集工程に沿った順番で行う。まず、乳液20gに対し1N NaOHを2ml添加し、硫酸マグネシウム6gとイオン交換水20gを添加した後、85℃に昇温して、1時間加熱する。そのあと冷却し,1N HClを0.5ml添加し、濾過し、沈殿したサンプルを乾燥し、得られたポリマーの分子量、軟化点、ガラス転移点等の測定をする。   In order to measure the thermal characteristics of these resins, it is necessary to extract the solid content of the resin particles from the emulsion obtained by emulsion polymerization. As a method of extracting the solid content of the resin particles from this emulsion, it is carried out in the order along the toner aggregation step. First, 2 ml of 1N NaOH is added to 20 g of the emulsion, 6 g of magnesium sulfate and 20 g of ion-exchanged water are added, and then the temperature is raised to 85 ° C. and heated for 1 hour. Thereafter, the mixture is cooled, 0.5 ml of 1N HCl is added, filtered, the precipitated sample is dried, and the molecular weight, softening point, glass transition point, etc. of the obtained polymer are measured.

(3)ワックス
低温定着性、高温非オフセット性、定着時に溶融したトナーが載った複写用紙等の転写媒体の加熱ローラ等との分離性改良及び貯蔵安定性の相矛盾する定着特性を両立させ、その機能性向上のため、複数のワックスを添加するのが好ましい。
(3) Wax Low-temperature fixability, high-temperature non-offset properties, improved separation properties of transfer media such as copy paper on which toner melted at the time of fixing and heating rollers, etc., and fixing properties that conflict with storage stability, In order to improve the functionality, it is preferable to add a plurality of waxes.

ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水系媒体中にワックスをイオン交換水中で加熱し、溶融させ分散させることにより調製される。   The wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing wax in ion exchange water in an aqueous medium to which a surfactant is added.

本発明において、ワックスの好ましい第一の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃)と称す)が50〜90℃で、かつ第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃))が80〜120℃とする。Tsw1が50℃未満であると、貯蔵安定性が悪化する。90℃を超えると、低温定着性、カラー光沢性が向上しない。Tsw1は好ましくは55〜85℃、より好ましくは60〜85℃、さらに好ましくは、65〜75℃である。Tsw2が80℃未満であると、高温非オフセット性及び紙の分離性が弱くなる傾向となる。120℃を超えると、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する傾向となる。Tsw2はより好ましくは85〜100℃、さらに好ましくは90〜100℃であることが好ましい。   In the present invention, as a preferred first example of the wax, the wax contains at least the first wax and the second wax, and the endothermic peak temperature (referred to as the melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by the DSC method is 50. The endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) of the second wax by DSC method is set to 80 to 120 ° C. Storage stability will deteriorate that Tsw1 is less than 50 degreeC. If it exceeds 90 ° C, the low-temperature fixability and color glossiness will not be improved. Tsw1 is preferably 55 to 85 ° C, more preferably 60 to 85 ° C, and still more preferably 65 to 75 ° C. When Tsw2 is less than 80 ° C., the high temperature non-offset property and the paper separation property tend to be weakened. When the temperature exceeds 120 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system tend to increase. Tsw2 is more preferably 85 to 100 ° C, and still more preferably 90 to 100 ° C.

ワックスの好ましい第二の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、炭素数が16〜24の高級アルコール及び炭素数16〜24の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルワックスを含み、かつ第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。   As a preferred second example of the wax, the wax contains at least a first wax and a second wax, and the first wax is at least a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms. It is preferable that the ester wax comprises one and the second wax contains an aliphatic hydrocarbon wax.

ワックスの好ましい第三の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなるワックスを含み、第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。   As a preferred third example of the wax, the wax includes at least a first wax and a second wax, the first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300, The wax preferably contains an aliphatic hydrocarbon wax.

ワックスの好ましい第二の例及び第三の例において、第一のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃))が50〜90℃であり、好ましくは55〜85℃、より好ましくは60〜85℃、さらに好ましくは、65〜75℃である。50℃未満になると、トナーの貯蔵安定性、耐熱性が悪化する傾向となる。90℃を超えるとワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する。また低温定着性、光沢性が向上しない傾向となる。   In preferred second and third examples of the wax, the endothermic peak temperature (melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by DSC method is 50 to 90 ° C., preferably 55 to 85 ° C., more preferably 60-85 degreeC, More preferably, it is 65-75 degreeC. When it is less than 50 ° C., the storage stability and heat resistance of the toner tend to deteriorate. When it exceeds 90 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system increase. In addition, the low-temperature fixability and glossiness tend not to improve.

また、ワックスとして好ましい第二の例及び第三の例において、第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃))が80〜120℃であり、好ましくは85〜100℃、さらに好ましくは90〜100℃であることが好ましい。80℃未満であると、貯蔵安定性が悪化、高温非オフセット性及び紙の分離性が弱くなる傾向となる。120℃を超えると、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する傾向となる。また、低温定着性、カラー透光性が阻害される傾向となる。   Further, in the second and third examples preferable as the wax, the endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) of the second wax by DSC method is 80 to 120 ° C., preferably 85 to 100 ° C. Preferably it is 90-100 degreeC. When the temperature is less than 80 ° C., the storage stability tends to deteriorate, and the high temperature non-offset property and the paper separation property tend to be weak. When the temperature exceeds 120 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system tend to increase. In addition, low-temperature fixability and color translucency tend to be hindered.

ワックスの好ましい第二又は第三の例において、水系中で樹脂粒子、着色剤及び脂肪族炭化水素系ワックスとともに芯粒子を形成する際、脂肪族炭化水素系のワックスは樹脂とのなじみ性から樹脂との凝集が起こりにくい傾向にあり、ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在や、芯粒子の凝集が進まずに粒度分布がブロードになりやすい傾向となる。   In the preferred second or third example of the wax, when forming the core particles together with the resin particles, the colorant and the aliphatic hydrocarbon wax in the aqueous system, the aliphatic hydrocarbon wax is a resin because of its compatibility with the resin. Agglomeration tends to occur, and the presence of particles floating without wax being incorporated into the core particles or the aggregation of the core particles does not proceed and the particle size distribution tends to be broad.

また、その浮遊粒子の抑制や、粒度分布のブロード化を防止するために、加熱処理の温度や、時間を変えることを行うと粒子径が粗大化してしまう。またシェル化する際に、芯粒子が急激に粗大化する現象が発生する傾向となる。   Further, if the temperature and time of the heat treatment are changed in order to suppress the suspended particles and prevent the particle size distribution from becoming broad, the particle diameter becomes coarse. Further, when the shell is formed, a phenomenon that the core particles are coarsened tends to occur.

そこで、ワックスとして、特定の脂肪族炭化水素系ワックスを含む第二のワックスとともに、特定のワックスを含む第一のワックスとから構成されるワックスを使用することにより、脂肪族炭化水素系ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在を抑え、また芯粒子の粒度分布がブロードになることを抑え、さらにはシェル化する際に芯粒子が急激に粗大化する現象を抑制することができる。   Therefore, by using a wax composed of the second wax containing the specific aliphatic hydrocarbon wax and the first wax containing the specific wax as the wax, the aliphatic hydrocarbon wax becomes the core. The presence of particles floating without being taken into the particles can be suppressed, the particle size distribution of the core particles can be prevented from becoming broad, and the phenomenon that the core particles can be rapidly coarsened when shelled can be suppressed. .

加熱凝集の際、第一のワックスが樹脂と相溶化が進むことで、脂肪族炭化水素系ワックスの樹脂との凝集が助長され、均一に取り込まれ、浮遊粒子の発生を防止することができる。さらには、第一のワックスは樹脂と相溶化が一部進むことで、低温定着性がより向上する傾向にある。そして、脂肪族炭化水素系ワックスは樹脂との相溶化は進みにくいため、このワックスは高温オフセット性や紙との分離性を良化する機能を発揮させることができる。つまり、この第一のワックスは脂肪族炭化水素系ワックスの乳化分散処理時の分散助剤としての機能、更には低温定着助剤としての機能を有することになる。   During the heat aggregation, the first wax is compatibilized with the resin, so that the aggregation of the aliphatic hydrocarbon wax with the resin is promoted and uniformly taken in, and the generation of suspended particles can be prevented. Furthermore, the first wax tends to be further improved in low-temperature fixability by partially compatibilizing with the resin. In addition, since the aliphatic hydrocarbon wax is less likely to be compatibilized with the resin, this wax can exert a function of improving the high temperature offset property and the separation property from paper. That is, the first wax has a function as a dispersion aid during the emulsification dispersion treatment of the aliphatic hydrocarbon wax, and further has a function as a low-temperature fixing aid.

ワックスの好ましい第二又は第三の例において、好ましい第一の例において説明したように、融点の異なるワックスを水系中にて樹脂、着色剤と凝集させてトナー粒子を形成する際に、ワックスをトナー中に均一に取り込ませ、小粒径で狭い粒度分布の粒子形成、また芯粒子に第二の樹脂を溶融付着させるシェル化をより促進させるため、ワックス粒子分散液生成において、第一のワックス、第二のワックスそれぞれ別々ではなく、第一のワックスと第二のワックスを混合乳化分散処理して作成することが好ましい。すなわち、乳化分散装置内に第一のワックスと第二のワックスを一定配合比で加熱乳化分散処理する。投入は別々でも同時でもかまわないが、最終得られる分散液には第一のワックスと第二のワックスが混合した状態で含まれていることが好ましい。   In the preferred second or third example of the wax, as described in the preferred first example, when the toner particles are formed by aggregating a wax having a different melting point with a resin and a colorant in an aqueous system, In order to further promote the formation of particles having a small particle size and a narrow particle size distribution, and the formation of a shell that melts and attaches the second resin to the core particles, the first wax is used in the production of the wax particle dispersion. The second wax is preferably prepared by mixing, emulsifying and dispersing the first wax and the second wax, not separately. That is, the first wax and the second wax are heated and emulsified and dispersed in a constant blending ratio in the emulsifying and dispersing apparatus. The charging may be performed separately or simultaneously, but it is preferable that the final dispersion liquid contains the first wax and the second wax in a mixed state.

また、ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、ワックス粒子分散液中のワックス100重量部に対する第一のワックス重量割合をES1、第二のワックスの重量割合をFT2とすると、FT2/ES1の関係が0.2〜10であることが好ましい。より好ましくは1〜9、更に好ましくは1.5〜3の範囲である。0.2未満、すなわち第一のワックス重量割合が多くなりすぎると、高温非オフセット性の効果が得られず、また貯蔵安定性が悪化する傾向となる。10を超える、すなわち第二のワックス重量割合が多くなりすぎると、低温定着が実現できず、また上記した芯粒子が粗大化しやすい傾向となる。さらにFT2の配合割合をES1に対して1.5倍以上3倍以下とすることは、低温定着性、高温貯蔵安定性及び定着高温非オフセット性の両立できるバランスの良い割合である。   In the preferred first, second or third example of the wax, if the first wax weight ratio with respect to 100 parts by weight of the wax in the wax particle dispersion is ES1, and the second wax weight ratio is FT2, FT2 The relationship of / ES1 is preferably 0.2 to 10. More preferably, it is 1-9, More preferably, it is the range of 1.5-3. If it is less than 0.2, that is, if the weight ratio of the first wax is too large, the effect of high temperature non-offset property cannot be obtained, and the storage stability tends to deteriorate. When it exceeds 10, that is, when the weight ratio of the second wax is too large, low-temperature fixing cannot be realized, and the above-described core particles tend to be coarse. Further, setting the blending ratio of FT2 to 1.5 times or more and 3 times or less of ES1 is a well-balanced ratio capable of satisfying both low temperature fixing property, high temperature storage stability and fixing high temperature non-offset property.

また、ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、ワックス、特に脂肪族炭化水素系ワックスを、陰イオン界面活性剤により処理すると分散安定性は向上するが、芯粒子の凝集の際、芯粒子が粗大化してシャープな粒度分布の粒子が得にくい傾向となる。   In the preferred first, second or third examples of the wax, the dispersion stability is improved by treating the wax, particularly the aliphatic hydrocarbon wax, with an anionic surfactant, but the core particles are aggregated. As a result, the core particles become coarse and it is difficult to obtain particles having a sharp particle size distribution.

そこで、ワックス粒子分散液が、非イオン界面活性剤を主成分とする界面活性剤により、第一のワックスと第二のワックスを混合乳化分散処理して作成することが好ましい。   Therefore, it is preferable that the wax particle dispersion is prepared by mixing, emulsifying and dispersing the first wax and the second wax with a surfactant mainly composed of a nonionic surfactant.

非イオン界面活性剤を主成分とする界面活性剤により混合して分散処理して乳化分散液を作成することにより、ワックス自体の凝集が抑制され分散安定性が向上する。そしてこれらのワックスを樹脂、着色剤分散体との芯粒子作成において、ワックスの遊離がなく、小粒径でかつ狭い粒度分布の粒子を形成することができる。   By mixing and dispersing with a surfactant mainly composed of a nonionic surfactant to prepare an emulsified dispersion, aggregation of the wax itself is suppressed and dispersion stability is improved. In the preparation of core particles of these waxes with a resin and a colorant dispersion, wax is not liberated and particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed.

ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、全ワックス添加量は結着樹脂100重量部に対して、5〜30重量部が好ましい。好ましくは8〜25重量部、より好ましくは10〜20重量部が好ましい。5重量部より少ないと、低温定着性、高温非オフセット性、紙の分離性の効果が発揮されない傾向となる。30重量部よりも多くなると小粒径の粒子制御が困難になる傾向となる。   In the preferred first, second or third example of the wax, the total amount of added wax is preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Preferably it is 8-25 weight part, More preferably, 10-20 weight part is preferable. When the amount is less than 5 parts by weight, the effects of low temperature fixing property, high temperature non-offset property and paper separation property tend not to be exhibited. When the amount is more than 30 parts by weight, it tends to be difficult to control particles having a small particle diameter.

ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、Tsw2がTsw1よりも5℃以上高温であり、50℃以下とすることが好ましい。より好ましくは10℃以上高温であり、40℃以下、さらに好ましくは15℃以上高温であり、35℃以下とすることが好ましい。ワックスの機能を効率よく分離でき、低温定着性、高温非オフセット性及び紙の分離性を両立させる効果がある。5℃よりも低温度になると低温定着性、高温非オフセット性及び紙の分離不良を両立させる効果が出にくくなる傾向となる。50℃よりも高温度になると、第一のワックスと第二のワックスが相分離しやすくトナー粒子中に均一に取り込まれなくなる傾向となる。   In the preferred first, second or third example of the wax, Tsw2 is 5 ° C. or more higher than Tsw1 and preferably 50 ° C. or less. More preferably, the temperature is 10 ° C or higher, 40 ° C or lower, more preferably 15 ° C or higher, and preferably 35 ° C or lower. The function of the wax can be efficiently separated, and there is an effect of satisfying both low temperature fixing property, high temperature non-offset property and paper separation property. When the temperature is lower than 5 ° C., the effects of achieving both low-temperature fixability, high-temperature non-offset property, and poor paper separation tend to be difficult to achieve. When the temperature is higher than 50 ° C., the first wax and the second wax are likely to be phase-separated and tend not to be uniformly taken into the toner particles.

好ましい第一のワックスとしては、炭素数が16〜24の高級アルコール及び炭素数16〜24の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルを少なくとも1種含む。このワックスを使用することにより、脂肪族炭化水素系ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在を抑え、また芯粒子の粒度分布がブロードになることを抑え、さらにはシェル化する際に芯粒子が急激に粗大化する現象を緩和することができる。また低温定着化を進めることができる。第二のワックスとの併用により、高温非オフセット性、紙の分離性とともに粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子を含むトナー母体粒子の生成が可能となる。   A preferred first wax includes at least one ester composed of at least one of a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms. By using this wax, it is possible to suppress the presence of particles that are not incorporated into the core particles and the aliphatic hydrocarbon wax to float, to suppress the particle size distribution of the core particles from being broadened, and to form a shell. In addition, it is possible to alleviate the phenomenon that the core particles are coarsened rapidly. Moreover, low temperature fixing can be promoted. The combined use with the second wax prevents high-temperature non-offset property and paper separability as well as coarse particle size, and makes it possible to produce toner base particles including core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution.

アルコール成分としては、メチル、エチル、プロピル又はブチル等のモノアルコールの外、エチレングリコール又はプロピレングリコール等のグリコール類又はその多量体、グリセリン等のトリオール類又はその多量体、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、ソルビタン又はコレステロール等が好適である。これらのアルコール成分が多価アルコールである場合の前記高級脂肪酸は、モノ置換体であってもよいし、多価置換体であってもよい。   As alcohol components, in addition to monoalcohols such as methyl, ethyl, propyl or butyl, glycols such as ethylene glycol or propylene glycol or multimers thereof, triols such as glycerin or multimers thereof, and polyhydric alcohols such as pentaerythritol Sorbitan or cholesterol is preferred. When the alcohol component is a polyhydric alcohol, the higher fatty acid may be a mono-substituted product or a poly-substituted product.

具体的には、(1)ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸ベヘニル又はモンタン酸ステアリル等の炭素数16〜24の高級アルコールと炭素数16〜24の高級脂肪酸とからなるエステル類、(2)ステアリン酸ブチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はオレイン酸2−エチルヘキシル等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と低級モノアルコールとからなるエステル類、(3)モンタン酸モノエチレングリコールエステル、エチレングリコールジステアレート、モノステアリン酸グリセリド、モノベヘン酸グリセリド、トリパルミチン酸グリセリド、ペンタエリスリトールモノベヘネート、ペンタエリスリトールジリノレート、ペンタエリスリトールトリオレエート又はペンタエリスリトールテトラステアレート等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類、若しくは、(4)ジエチレングリコールモノベヘネート、ジエチレングリコールジベヘネート、ジプロピレングリコールモノステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド、ヘキサベヘン酸テトラグリセリド又はデカステアリン酸デカグリセリド等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステル類などが好適に挙げられる。これらのワックスは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Specifically, (1) Esters comprising a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as stearyl stearate, palmityl palmitate, behenyl behenate or stearyl montanate, (2 ) Esters comprising a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as butyl stearate, isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate and a lower monoalcohol, (3) montanic acid monoethylene glycol ester, ethylene glycol Distearate, monostearic glyceride, monobehenic acid glyceride, tripalmitic acid glyceride, pentaerythritol monobehenate, pentaerythritol dilinoleate, pentaerythritol trioleate or pentaerythritol tetrastearate Esters composed of higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms such as carbonate and polyhydric alcohols, or (4) diethylene glycol monobehenate, diethylene glycol dibehenate, dipropylene glycol monostearate, distearic acid diglyceride, tetrastearin Preferable examples include esters composed of a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as acid triglyceride, hexabehenic acid tetraglyceride or decastearic acid decaglyceride and a polyhydric alcohol multimer. These waxes may be used alone or in combination of two or more.

アルコール成分及び/又は酸成分の炭素数は16未満であると分散助剤としての機能が発揮しにくく、24を越えると低温定着助剤としての機能が発揮しにくくなる傾向となる。   If the alcohol component and / or the acid component has less than 16 carbon atoms, the function as a dispersion aid is difficult to exhibit, and if it exceeds 24, the function as a low-temperature fixing aid tends to be difficult to exhibit.

また、好ましい第一のワックスとして、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなるワックスを含む。第二のワックスとの併用により、粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子の生成が可能となる。ヨウ素価を規定することで、ワックスの分散安定性を向上させる効果が得られ、樹脂、着色剤粒子との芯粒子形成が均一にでき、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子形成を可能とする。好ましくはヨウ素価が20以下、けん化価が30〜200、より好ましくはヨウ素価が10以下、けん化価が30〜150である。ヨウ素価が25を超えると、分散安定性がよくなりすぎ、樹脂、着色剤粒子との芯粒子形成が均一に行えず、ワックスの浮遊粒子が増える傾向にあり、粒子の粗大化、ブロードな粒度分布になりやすい傾向となる。けん化価が30未満であると、不けん化物、炭化水素の存在が増加し、小粒径の均一な芯粒子形成が困難になる傾向となる。けん化価が300を超えると、水系中での浮遊物が増大する傾向となる。   A preferred first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300. By using in combination with the second wax, coarsening of the particle size is prevented, and core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be generated. By defining the iodine value, the effect of improving the dispersion stability of the wax can be obtained, the core particles can be formed uniformly with the resin and the colorant particles, and the core particles with a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed. To do. The iodine value is preferably 20 or less, the saponification value is 30 to 200, more preferably the iodine value is 10 or less, and the saponification value is 30 to 150. When the iodine value exceeds 25, the dispersion stability becomes too good, the core particles cannot be formed uniformly with the resin and the colorant particles, and the floating particles of the wax tend to increase. It tends to be distributed. When the saponification value is less than 30, the presence of unsaponifiable matter and hydrocarbons increases, and formation of uniform core particles having a small particle size tends to be difficult. If the saponification value exceeds 300, suspended matter in the aqueous system tends to increase.

ヨウ素価、けん化価を規定したワックスの220℃における加熱減量は8重量%以下であることが好ましい。加熱減量が8重量%より大きくなると、トナーのガラス転移点を低下させ、トナーの貯蔵安定性を損なう傾向となる。生成されるトナーの粒度分布がブロードになる傾向となる。   It is preferable that the heat loss at 220 ° C. of the wax having a defined iodine value and saponification value is 8% by weight or less. When the loss on heating exceeds 8% by weight, the glass transition point of the toner is lowered and the storage stability of the toner tends to be impaired. The particle size distribution of the generated toner tends to be broad.

ヨウ素価、けん化価を規定したワックスのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)における分子量特性、数平均分子量が100〜5000、重量平均分子量が200〜10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜10、分子量5×102〜1×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有していることが好ましい。より好ましくは数平均分子量が500〜4500、重量平均分子量が600〜9000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜7、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜9、さらに好ましくは数平均分子量が700〜4000、重量平均分子量が800〜8000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜6、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜8である。Molecular weight characteristics in gel permeation chromatography (GPC) of waxes with prescribed iodine value and saponification value, number average molecular weight is 100 to 5000, weight average molecular weight is 200 to 10,000, and ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / Number average molecular weight) is 1.01 to 8, the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 10, and the molecular weight is 5 × 10 2 to 1 × 10 4 . It preferably has at least one molecular weight maximum peak. More preferably, the number average molecular weight is 500-4500, the weight average molecular weight is 600-9000, the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.01-7, Z average molecular weight and number average. The molecular weight ratio (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 9, more preferably the number average molecular weight is 700 to 4000, the weight average molecular weight is 800 to 8000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average). (Molecular weight / number average molecular weight) is 1.01 to 6, and the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 8.

数平均分子量が100より小さく、重量平均分子量が200より小さく、分子量極大ピークが5×102よりも小さい範囲に位置していると、生成される粒子の粒度分布がブロードになる傾向となる。貯蔵安定性が悪化する傾向となる。When the number average molecular weight is smaller than 100, the weight average molecular weight is smaller than 200, and the molecular weight maximum peak is located in a range smaller than 5 × 10 2 , the particle size distribution of the generated particles tends to be broad. Storage stability tends to deteriorate.

数平均分子量が5000より大きく、重量平均分子量が10000より大きく、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が8より大きく、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が10より大きく、分子量極大ピークが1×104の領域よりも大きい範囲に位置していると、離型作用が弱くなり低温定着性が低下し、また、ワックスの乳化分散粒子生成時の生成粒子の粒径を小さくできにくくなる傾向となる。The number average molecular weight is greater than 5000, the weight average molecular weight is greater than 10,000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is greater than 8, and the ratio of the Z average molecular weight to the number average molecular weight (Z When the average molecular weight / number average molecular weight) is larger than 10 and the molecular weight maximum peak is located in a range larger than the region of 1 × 10 4 , the releasing action is weakened and the low-temperature fixability is lowered. It tends to be difficult to reduce the particle size of the generated particles when generating the emulsified dispersed particles.

第一のワックスとしては、メドウフォーム油誘導体、カルナウバワックス誘導体、ホホバ油誘導体、木ロウ、ミツロウ、オゾケライト、カルナウバワックス、キャンデリアワックス、セレシンワックス又はライスワックス等の材料も好ましく、またこれらの誘導体も好適に使用される。そして一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。   The first wax is preferably a material such as a meadow foam oil derivative, carnauba wax derivative, jojoba oil derivative, wood wax, beeswax, ozokerite, carnauba wax, canderia wax, ceresin wax or rice wax. Derivatives are also preferably used. One type or a combination of two or more types can be used.

メドウフォーム油誘導体としては、メドウフォーム油脂肪酸、メドウフォーム油脂肪酸の金属塩、メドウフォーム油脂肪酸エステル、水素添加メドウフォーム油又はメドウフォーム油トリエステルも好ましく使用できる。小粒径の均一な粒度分布の乳化分散体を作成することができる。オイルレス定着における低温定着性と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。   As the meadow foam oil derivative, meadow foam oil fatty acid, metal salt of meadow foam oil fatty acid, meadow foam oil fatty acid ester, hydrogenated meadow foam oil or meadow foam oil triester can be preferably used. An emulsified dispersion having a small particle size and a uniform particle size distribution can be prepared. It is a preferable material that is effective for low-temperature fixability in oilless fixing, prolonging the life of the developer, and improving transferability. These can be used alone or in combination of two or more.

メドウフォーム油をけん化分解して得られるメドウフォーム油脂肪酸は4〜30個の炭素原子を有する脂肪酸からなるものが好ましい。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト又はアルミニウムなどの金属塩が使用することができる。高温非オフセット性が良好である。   The meadow foam oil fatty acid obtained by saponification and decomposition of meadow foam oil is preferably composed of a fatty acid having 4 to 30 carbon atoms. As the metal salt, a metal salt such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, or aluminum can be used. High temperature non-offset property is good.

メドウフォーム油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール又はトリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル又はメドウフォーム油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。低温定着性に効果がある。   Meadowfoam oil fatty acid esters include, for example, esters such as methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, or trimethylolpropane. Ester or meadow foam oil fatty acid trimethylolpropane ester is preferred. Effective for low-temperature fixability.

水素添加メドウフォーム油はメドウフォーム油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。低温定着性、光沢性を向上できる。   Hydrogenated Meadowfoam oil is obtained by hydrogenating Meadowfoam oil to make unsaturated bonds saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.

さらには、メドウフォーム油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架橋して得られるメドウフォーム油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。キャリアへのスペント性が少なく、二成分現像剤のより長寿命化が可能となる。   Furthermore, an esterification reaction product of meadow foam oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, etc., such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), etc. An isocyanate polymer of a meadow foam oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with isocyanate can also be preferably used. The spent property to the carrier is small and the life of the two-component developer can be extended.

ホホバ油誘導体としては、ホホバ油脂肪酸、ホホバ油脂肪酸の金属塩、ホホバ油脂肪酸エステル、水素添加ホホバ油、ホホバ油トリエステル、エポキシ化ホホバ油のマレイン酸誘導体、ホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物、ハロゲン化変性ホホバ油も好ましく使用できる。小粒径の均一な粒度分布の乳化分散体を作成することができる。樹脂とワックスの均一混合分散が行いやすい。オイルレス定着における低温定着性と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。   As jojoba oil derivatives, jojoba oil fatty acid, metal salt of jojoba oil fatty acid, jojoba oil fatty acid ester, hydrogenated jojoba oil, jojoba oil triester, maleic acid derivative of epoxidized jojoba oil, isocyanate of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester Polymers and halogenated modified jojoba oil can also be preferably used. An emulsified dispersion having a small particle size and a uniform particle size distribution can be prepared. Easy mixing and dispersion of resin and wax. It is a preferable material that is effective for low-temperature fixability in oilless fixing, prolonging the life of the developer, and improving transferability. These can be used alone or in combination of two or more.

ホホバ油をけん化分解して得られるホホバ油脂肪酸は4〜30個の炭素原子を有する脂肪酸からなる。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウムなどの金属塩が使用することができる。高温非オフセット性が良好である。   Jojoba oil fatty acid obtained by saponifying and decomposing jojoba oil consists of fatty acids having 4 to 30 carbon atoms. As the metal salt, metal salts such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, and aluminum can be used. High temperature non-offset property is good.

ホホバ油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、ホホバ油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。低温定着性に効果がある。   Examples of jojoba oil fatty acid esters include methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, trimethylolpropane and the like, and in particular, jojoba oil fatty acid pentaerythritol monoester, jojoba oil fatty acid pentaerythritol triester, jojoba Oil fatty acid trimethylolpropane ester and the like are preferable. Effective for low-temperature fixability.

水素添加ホホバ油はホホバ油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。低温定着性、光沢性を向上できる。   Hydrogenated jojoba oil is obtained by hydrogenating jojoba oil to make unsaturated bonds saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.

さらには、ホホバ油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジシソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架橋して得られるホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。キャリアへのスペント性が少なく、二成分現像剤のより長寿命化が可能となる。   Furthermore, an esterification reaction product of jojoba oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-disicocyanate (MDI), etc. An isocyanate polymer of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with the above isocyanate can also be preferably used. The spent property to the carrier is small and the life of the two-component developer can be extended.

ケン化価は、試料1gをけん化するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価とエステル価の和にあたる。ケン化価値を測定するには約0.5Nの水酸化カリウムのアルコール溶液中で試料をケン化した後、0.5Nの塩酸で過剰の水酸化カリウムを滴定する。   The saponification value refers to the number of milligrams of potassium hydroxide required to saponify 1 g of a sample. This is the sum of acid value and ester value. To determine the saponification value, a sample is saponified in an alcohol solution of about 0.5 N potassium hydroxide, and then excess potassium hydroxide is titrated with 0.5 N hydrochloric acid.

ヨウ素価は試料にハロゲンを作用させたときに、吸収されるハロゲンの量をヨウ素に換算し、試料100gに対するg数で表したものをいう。吸収されるヨウ素のグラム数であり、この値が大きいほど試料中の脂肪酸の不飽和度が高いことを示す。試料のクロロホルム又は四塩化炭素溶液にヨウ素と塩化水銀(II)のアルコール溶液又は塩化ヨウ素の氷酢酸溶液を加えて、放置後反応しないで残ったヨウ素をチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定して吸収ヨウ素量を算出する。   The iodine value refers to the amount of halogen absorbed when halogen is allowed to act on a sample, and expressed in terms of g relative to 100 g of the sample. It is the number of grams of iodine absorbed, and the higher this value, the higher the degree of unsaturation of the fatty acid in the sample. Add iodine and mercury (II) chloride alcohol solution or iodine chloride glacial acetic acid solution to chloroform or carbon tetrachloride solution of sample and titrate the remaining iodine without reaction with sodium thiosulfate standard solution to absorb iodine Calculate the amount.

加熱減量の測定は試料セルの重量を0.1mgまで精秤(W1mg)し、これに試料10〜15mgを入れ、0.1mgまで精秤する(W2mg)。試料セルを示差熱天秤にセットし、秤量感度を5mgにして測定開始する。測定後、チャートにより試料温度が220℃になった時点での重量減を0.1mgまで読み取る(W3mg)。装置は、真空理工製TGD−3000、昇温速度は10℃/min、最高温度は220℃、保持時間は1minで、加熱減量(重量%)=W3/(W2−W1)×100、で求められる。   For the measurement of weight loss by heating, the weight of the sample cell is precisely weighed to 0.1 mg (W1 mg), 10 to 15 mg of the sample is put in this, and it is precisely weighed to 0.1 mg (W2 mg). The sample cell is set on a differential thermobalance, and the measurement is started with a weighing sensitivity of 5 mg. After the measurement, the weight loss when the sample temperature reaches 220 ° C. is read to 0.1 mg by the chart (W3 mg). The apparatus is TGD-3000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd., the heating rate is 10 ° C./min, the maximum temperature is 220 ° C., the holding time is 1 min, and the heating loss (weight%) = W3 / (W2−W1) × 100. It is done.

ワックスのDSC法(示差走査熱量計測定法)による吸熱ピーク温度(融点Tsw℃)、オンセット温度及び吸熱量の測定は、TAインスツルメンツ社製、Q100型(冷却には純正の電気冷凍機を使用)を使用し、測定モードを「標準」、パージガス(N2)流量を50ml/minで、電源投入後、測定セル内の温度を30℃に設定し、その状態で1時間放置した後,純正のアルミパンに被測定試料をサンプル量として10mg±2mg入れ、試料が入ったアルミパンを測定機器内に投入した。その後5℃で5min間保持し、昇温速度1℃/minで150℃まで昇温した。解析は、装置に付属の「Universal Analysis Version 4.0」を使用した。   Measurement of endothermic peak temperature (melting point Tsw ° C), onset temperature and endothermic amount by DSC method (differential scanning calorimeter measurement method) of wax, manufactured by TA Instruments, Q100 type (a genuine electric refrigerator is used for cooling) ), The measurement mode is “standard”, the purge gas (N2) flow rate is 50 ml / min, the power is turned on, the temperature in the measurement cell is set to 30 ° C., and the sample is left in that state for 1 hour. The sample to be measured was placed in an aluminum pan as a sample amount of 10 mg ± 2 mg, and the aluminum pan containing the sample was put into the measuring instrument. Thereafter, the temperature was maintained at 5 ° C. for 5 minutes, and the temperature was increased to 150 ° C. at a temperature increase rate of 1 ° C./min. For the analysis, “Universal Analysis Version 4.0” attached to the apparatus was used.

グラフにおいて、横軸にリファレンスである空のアルミニウム製のクリンプパンの温度、縦軸にヒートフローを取り、ベースラインから吸熱曲線が立ち上がり始める温度をオンセット温度、吸熱曲線のピーク値を吸熱ピーク温度(融点)とした。   In the graph, the horizontal axis shows the temperature of an empty aluminum crimp pan, the vertical axis shows the heat flow, the temperature at which the endothermic curve starts to rise from the baseline is the onset temperature, and the endothermic curve peak value is the endothermic peak temperature. (Melting point).

一般的にDSC法で測定を行う場合、試料の熱履歴を消すために一旦昇温と冷却を実施した後に再度昇温を行いその際の吸熱を測定するが、試料を溶融することで試料の構造が変化することが予測されたため、熱履歴を消すための昇温過程と冷却過程は省略した。   In general, when measuring by the DSC method, in order to erase the thermal history of the sample, once the temperature is raised and cooled, the temperature is raised again and the endotherm at that time is measured. Since the structure was predicted to change, the heating process and cooling process for eliminating the thermal history were omitted.

また、第一のワックスとして前述したワックスに代わって、又は併用してヒドロキシステアリン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル又はソルビタン脂肪酸エステルの材料も好ましく、一種類又は二種類以上組合せての使用も有効である。均一な乳化分散の小粒径芯粒子の作成が可能となり、第二のワックスとの併用により、粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体粒子の生成が可能となる。   In addition, instead of the wax described above as the first wax, or in combination with a hydroxystearic acid derivative, glycerin fatty acid ester, glycol fatty acid ester or sorbitan fatty acid ester material is also preferable, and one or a combination of two or more types is used. Is also effective. Uniform emulsification-dispersed small particle size core particles can be prepared, and when used in combination with the second wax, coarsening of the particle size can be prevented, and toner base particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be generated.

低温定着、高光沢性、透光性を有するオイルレス定着を実現できる。またオイルレス定着と共に現像剤の長寿命化が図られる。   Oilless fixing having low temperature fixing, high glossiness, and translucency can be realized. In addition, the life of the developer can be extended along with the oilless fixing.

ヒドロキシステアリン酸の誘導体としては、12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒドロキシステアリン酸ブチル、プロピレングリコールモノ12−ヒドロキシステアラート、グリセリンモノ12−ヒドロキシステアラート又はエチレングリコールモノ12−ヒドロキシステアラート等が好適な材料である。オイルレス定着における低温定着性、紙の分離性改良効果と、感光体フィルミング防止効果がある。   As a derivative of hydroxystearic acid, methyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate, propylene glycol mono12-hydroxystearate, glycerin mono12-hydroxystearate or ethylene glycol mono12-hydroxystearate is suitable. Material. It has low-temperature fixability, oil separability improvement effect, and photoconductor filming prevention effect in oilless fixing.

グリセリン脂肪酸エステルとしてはグリセリンステアラート、グリセリンジステアラート、グリセリントリステアラート、グリセリンモノパルミタート、グリセリンジパルミタート、グリセリントリパルミタート、グリセリンベヘナート、グリセリンジベヘナート、グリセリントリベヘナート、グリセリンモノミリスタート、グリセリンジミリスタート又はグリセリントリミリスタート等が好適な材料である。オイルレス定着における低温時のコールドオフセット性緩和と、転写性低下防止効果がある。   Glycerin fatty acid esters include glycerol stearate, glycerol distearate, glycerol tristearate, glycerol monopalmitate, glycerol dipalmitate, glycerol tripalmitate, glycerol behenate, glycerol dibehenate, glycerol tribehenate, glycerol monomyristate Glycerin dimyristate or glycerin trimyristate is a suitable material. It has the effect of alleviating cold offset at low temperatures and preventing deterioration of transferability in oilless fixing.

グリコール脂肪酸エステルとしては、プロピレングリコールモノパルミタート、プロピレングリコールモノステアラート等のプロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコールモノステアラート、エチレングリコールモノパルミタート等のエチレングリコール脂肪酸エステルが好適な材料である。低温定着性、現像での滑りを良くしキャリアスペント防止の効果がある。   As the glycol fatty acid ester, propylene glycol fatty acid esters such as propylene glycol monopalmitate and propylene glycol monostearate, and ethylene glycol fatty acid esters such as ethylene glycol monostearate and ethylene glycol monopalmitate are suitable materials. Low temperature fixability, good slippage during development, and has the effect of preventing carrier spent.

ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノパルミタート、ソルビタンモノステアラート、ソルビタントリパルミタート、ソルビタントリステアラートが好適な材料である。さらには、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、アジピン酸とステアリン酸又はオレイン酸の混合エステル類等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。オイルレス定着における紙の分離性改良効果と、感光体フィルミング防止効果がある。   As sorbitan fatty acid esters, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tripalmitate, and sorbitan tristearate are suitable materials. Furthermore, materials such as stearic acid ester of pentaerythritol and mixed esters of adipic acid and stearic acid or oleic acid are preferable, and one kind or a combination of two or more kinds can be used. It has the effect of improving the separability of paper in oilless fixing and the effect of preventing photoconductor filming.

第ニのワックスとしては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートトプッシュワックス等の脂肪酸炭化水素系ワックスが好適に使用できる。   As the second wax, fatty acid hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-to-push wax can be suitably used.

ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水系媒体中にワックスをイオン交換水中で加熱し、溶融させ分散させることにより調製される。   The wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing wax in ion exchange water in an aqueous medium to which a surfactant is added.

ワックスの分散粒子径は小粒径側から積算したときの体積粒径積算分布において16%径(PR16)が20〜200nm、50%径(PR50)が40〜300nm、84%径(PR84)が400nm以下、PR84/PR16が1.2〜2.0の大きさにまで乳化分散し、200nm以下の粒子が65体積%以上、500nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。   The dispersed particle diameter of the wax is 20% to 200 nm for the 16% diameter (PR16), 40 to 300 nm for the 50% diameter (PR50), and 84% diameter (PR84) for the volume particle diameter cumulative distribution when integrated from the small particle diameter side. It is preferable that emulsified and dispersed to a size of 400 nm or less and PR84 / PR16 of 1.2 to 2.0, with particles of 200 nm or less being 65% by volume or more and particles exceeding 500 nm being 10% by volume or less.

好ましくは、16%径(PR16)が20〜100nm、50%径(PR50)が40〜160nm、84%径(PR84)が260nm以下、PR84/PR16が1.2〜1.8である。150nm以下の粒子が65体積%以上、400nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。   Preferably, the 16% diameter (PR16) is 20 to 100 nm, the 50% diameter (PR50) is 40 to 160 nm, the 84% diameter (PR84) is 260 nm or less, and PR84 / PR16 is 1.2 to 1.8. It is preferable that particles of 150 nm or less are 65 volume% or more and particles exceeding 400 nm are 10 volume% or less.

さらに好ましくは、16%径(PR16)が20〜60nm、50%径(PR50)が40〜120nm、84%径(PR84)が220nm以下、PR84/PR16が1.2〜1.8である。130nm以下の粒子が65体積%以上、300nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。   More preferably, the 16% diameter (PR16) is 20 to 60 nm, the 50% diameter (PR50) is 40 to 120 nm, the 84% diameter (PR84) is 220 nm or less, and PR84 / PR16 is 1.2 to 1.8. It is preferable that particles of 130 nm or less are 65 volume% or more, and particles exceeding 300 nm are 10 volume% or less.

樹脂粒子分散液と着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合凝集して凝集粒子を形成するとき、50%径(PR50)が40〜300nmと微細分散とすることにより、ワックスが樹脂粒子間に取り込まれやすくワックス自体同士での凝集を防止でき、分散が均一に行える。樹脂粒子に取り込まれ水中に浮遊する粒子をなくすことができる。   When the resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion are mixed and aggregated to form aggregated particles, the 50% diameter (PR50) is 40 to 300 nm, and the wax is resin particles. It is easy to be taken in between, preventing aggregation between the waxes itself, and uniform dispersion. Particles that are taken into the resin particles and float in the water can be eliminated.

さらに凝集粒子を水系中で加熱して溶融した凝集粒子を得る際に、表面張力の関係から溶融した樹脂粒子が溶融したワックス粒子を取り囲み、包含する形となり、樹脂中に離型剤が内包されやすくなる。   Furthermore, when the aggregated particles are heated in an aqueous system to obtain molten aggregated particles, the molten resin particles surround and include the molten wax particles because of the surface tension, and the release agent is included in the resin. It becomes easy.

PR16が200nmより大きく、50%径(PR50)が300nmより大きく、PR84が400nmよりも大きく、PR84/PR16が2.0よりも大きく、200nm以下の粒子が65体積%より少なく、500nmを越える粒子が10体積%より多くなると、ワックスが樹脂粒子間に取り込まれにくくワックス自体同士のみでの凝集が多発する傾向となる。また、樹脂粒子に取り込まれず、水中に浮遊する粒子が増大する傾向にある。凝集粒子を水系中で加熱して溶融した凝集粒子を得る際に、溶融した樹脂粒子が溶融したワックス粒子を包含する形となりにくく、樹脂中にワックスが内包されにくくなる。さらに樹脂を付着融合させる際にトナー母体表面に露出遊離するワックス量が多くなり、感光体へのフィルミング、キャリアへのスペントの増加、現像でのハンドリング性が低下し、また現像メモリーが発生しやすくなる傾向となる。   Particles with PR16 greater than 200 nm, 50% diameter (PR50) greater than 300 nm, PR84 greater than 400 nm, PR84 / PR16 greater than 2.0, less than 200 nm particles less than 65% by volume and greater than 500 nm When the amount exceeds 10% by volume, the wax is difficult to be taken in between the resin particles, and the agglomeration of only the waxes tends to occur frequently. In addition, particles that are not taken into the resin particles and float in water tend to increase. When the agglomerated particles are heated in an aqueous system to obtain fused agglomerated particles, the molten resin particles are less likely to include the melted wax particles, and the wax is less likely to be included in the resin. In addition, when the resin is adhered and fused, the amount of wax that is exposed and released on the surface of the toner base increases, filming on the photoconductor, increased spent on the carrier, handling characteristics during development, and development memory are generated. It tends to be easier.

PR16が20nmより小さく、50%径(PR50)が40nmより小さく、PR84/PR16が1.2よりも小さくしようとすると、分散状態を維持しづらく、放置時にワックスの再凝集が発生し、粒度分布の放置安定性が低下する傾向となる。また分散時に負荷が大きくなり、発熱が大きくなり、生産性が低下する傾向となる。   When PR16 is smaller than 20 nm, 50% diameter (PR50) is smaller than 40 nm, and PR84 / PR16 is smaller than 1.2, it is difficult to maintain a dispersed state, and reaggregation of wax occurs when left, and particle size distribution. There is a tendency for the storage stability of the to decrease. In addition, the load increases during dispersion, heat generation increases, and productivity tends to decrease.

ワックスの融点以上の温度に保持された分散剤を添加した媒体中に、前記ワックスをワックス濃度40重量%以下で溶融させたワックス溶融液を、固定体と一定のギャップを介して高速回転する回転体により生じる高せん断力作用により乳化分散させることにより、ワックス粒子を微細に分散できる。   Rotation of a wax melt obtained by melting the wax at a wax concentration of 40% by weight or less in a medium added with a dispersant maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax, rotating at a high speed through a fixed gap with a fixed body The wax particles can be finely dispersed by emulsifying and dispersing by the action of high shear force generated by the body.

図3、4に示す一定容量の槽内の槽壁に、0.1mm〜10mm程度のギャップを設けて、回転体を30m/s以上、好ましくは40m/s以上、より好ましくは50m/s以上の高速で回転することにより、水系に強力なずりせん断力が作用し、微細な粒径の乳化分散体が得られる。処理時間は30秒〜5分間程度の処理で分散体が形成できる。   3 and 4, a gap of about 0.1 mm to 10 mm is provided on the wall of the tank having a constant capacity, and the rotating body is 30 m / s or more, preferably 40 m / s or more, more preferably 50 m / s or more. By rotating at a high speed, a strong shearing force acts on the aqueous system, and an emulsified dispersion having a fine particle size can be obtained. The dispersion can be formed by a treatment time of about 30 seconds to 5 minutes.

また図5、6に示すような固定した固定体に対し、1〜100μm程度のギャップを設けて30m/s以上、好ましくは40m/s以上、より好ましくは50m/s以上で回転する回転体との強いせん断力作用を付加することにより、微細な分散体を作成することができる。   A rotating body that rotates at a speed of 30 m / s or more, preferably 40 m / s or more, more preferably 50 m / s or more, with a gap of about 1 to 100 μm provided to a fixed stationary body as shown in FIGS. By adding a strong shearing force action, a fine dispersion can be created.

ホモジナイザーのような分散機よりも微細な粒子の粒度分布をより狭小化、シャープに形成できる。また長時間の放置でも分散体を形成した微粒子が再凝集することなく、安定した分散状態を保つことができ、粒度分布の放置安定性が向上する。   The particle size distribution of fine particles can be made narrower and sharper than a disperser such as a homogenizer. Further, even when left for a long time, the fine particles forming the dispersion do not reaggregate and can maintain a stable dispersion state, and the standing stability of the particle size distribution is improved.

ワックスの融点が高い場合は、高圧状態で加熱することにより溶融した液を作成する。またワックスを油性溶剤に溶解させる。この溶液を図3、4、5、6に示した分散機を用いて界面活性剤と共に水中に微粒子分散し、その後、加熱又は減圧して該油性溶剤を蒸散させることにより得られる。   When the melting point of the wax is high, a molten liquid is prepared by heating in a high pressure state. Also, the wax is dissolved in an oily solvent. This solution is obtained by dispersing fine particles in water together with a surfactant using the disperser shown in FIGS. 3, 4, 5 and 6, and then evaporating the oily solvent by heating or decompressing.

粒度測定は堀場製作所レーザ回折粒度測定器(LA920)、島津製作所レーザ回折粒度測定器(SALD2100)などを用いて測定することができる。   The particle size can be measured using a Horiba laser diffraction particle size measuring device (LA920), a Shimadzu laser diffraction particle size measuring device (SALD2100), or the like.

(4)顔料
本実施形態に使用される着色剤(顔料)として、シアン顔料としては、C.I.ピグネント・ブルー15:3等のフタロシアニン及びその誘導体の青色染顔料が好ましく使用でき、例えばクアラリアント社製、HostapermB2G(Pigment Blue 15:3)、大日本インキ社製KETBLUE111、FASTOGEN BLUE CT−BX130、山陽色素社製SANDYESUPERBLUE1809等のフタロシアニン顔料が好ましく使用できる。
(4) Pigment As a colorant (pigment) used in this embodiment, as a cyan pigment, C.I. I. Blue dyes and pigments of phthalocyanine and its derivatives such as Pigment Blue 15: 3 can be preferably used. Phthalocyanine pigments such as SANDYESUPERBLUE 1809 manufactured by the company can be preferably used.

イエロー顔料は、C.I.ピグメント・イエロー1,3,74,97又は98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピグメント・イエロー12,13,14,17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソルベンイエロー19,77,79又はC.I.ディスパース・イエロー164が配合され、特に好ましくはC.I.ピグメント・イエロー93,180,185のベンズイミダゾロン系顔料が好適である。   The yellow pigment is C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 1, 3, 74, 97 or 98; I. Acetoacetic acid arylamide disazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, and 17; I. Solven Yellow 19, 77, 79 or C.I. I. Disperse Yellow 164 is blended, and C.I. I. Benzimidazolone pigments of CI Pigment Yellow 93, 180 and 185 are preferred.

マゼンタ顔料としては、C.I.ピグメント・レッド48,49:1,53:1,57,57:1,81,122,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド49,52,58,8等の赤色染料が好ましく使用できる。   Examples of magenta pigments include C.I. I. Red pigments such as CI Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5; I. Red dyes such as Solvent Red 49, 52, 58 and 8 can be preferably used.

黒顔料としては、カーボンブラックが好適に使用できる。例えば、三菱化学社製の#52,#50,#47,#45,#45L、#44,#40,#33,#32,#25,#260,MA100S、#40、キャボット社製のMOGULL、REGAL660R、REGAL500R、REGAL400R、REGAL330R、REGAL300R、REGAL250R等が好ましく使用できる。   Carbon black can be suitably used as the black pigment. For example, # 52, # 50, # 47, # 45, # 45L, # 44, # 40, # 33, # 32, # 25, # 260, MA100S, # 40 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MOGULL manufactured by Cabot Corporation REGAL660R, REGAL500R, REGAL400R, REGAL330R, REGAL300R, REGAL250R, etc. can be preferably used.

より好ましくは、DBP吸油量(ml/100g)が45〜70であるカーボンブラックが好ましい。好ましくは45〜63、より好ましくは45〜60、さらに好ましくは45〜53である。   More preferably, carbon black having a DBP oil absorption (ml / 100 g) of 45 to 70 is preferred. Preferably it is 45-63, More preferably, it is 45-60, More preferably, it is 45-53.

所定のDBP吸油量のカーボンブラック粒子を使用することにより、カーボンブラック粒子が先に粒子成長する現象を抑えられ、芯粒子を小粒径化しても、カーボンブラック粒子が芯粒子中に取り込まれて、核粒子又は芯粒子の凝集に加わらずに残留するカーボンブラック粒子を解消できる効果が得られる。理由がはっきりわかっていないが、70より大きいカーボンブラックでは、カーボンブラックの凝集が早く起こりやすく、カーボンブラック粒子が核粒子又は芯粒子中に取り込まれにくいためと推測する。   By using carbon black particles having a predetermined DBP oil absorption amount, the phenomenon of carbon black particles growing first can be suppressed, and even if the core particles are reduced in size, the carbon black particles are taken into the core particles. In addition, an effect of eliminating carbon black particles remaining without adding to the aggregation of core particles or core particles can be obtained. Although the reason is not clearly understood, it is presumed that carbon black larger than 70 is likely to cause aggregation of carbon black quickly, and the carbon black particles are not easily taken into the core particles or core particles.

カーボンブラックの粒子径は20〜40nmのもが好ましい。好ましくい粒子径は20〜35nmである。粒子径は電子顕微鏡による算術平均径を取っている。粒子径が大きいと着色力が低下する傾向となる。粒子径が小さいと、液中での分散が困難になる傾向となる。   The particle size of carbon black is preferably 20 to 40 nm. The preferred particle size is 20 to 35 nm. The particle diameter is an arithmetic average diameter measured by an electron microscope. When the particle size is large, the coloring power tends to decrease. When the particle size is small, dispersion in the liquid tends to be difficult.

例えば、三菱化学社製の#52(粒径27nm,DBP吸油量63ml/100g),#50(同28nm,同65ml/100g),#47(同23nm,同64ml/100g),#45(同24nm,同53ml/100g)、#45L(同24nm,同45ml/100g)、キャボット社製のREGAL250R(同35nm、同46ml/100g)、REGAL330R(同25nm、同65ml/100g)、MOGULL(同24nm、同60ml/100g)がこのましい材料である。より好ましくは#45、#45、LREGAL250Rである。   For example, Mitsubishi Chemical Corporation # 52 (particle size 27 nm, DBP oil absorption 63 ml / 100 g), # 50 (28 nm, 65 ml / 100 g), # 47 (23 nm, 64 ml / 100 g), # 45 (same as above) 24 nm, 53 ml / 100 g), # 45L (24 nm, 45 ml / 100 g), Cabot REGAL 250R (35 nm, 46 ml / 100 g), REGAL 330R (25 nm, 65 ml / 100 g), MOGULL (24 nm) , 60 ml / 100 g). More preferred are # 45, # 45, and LREGAL250R.

DBP吸油量の測定(JISK6217)は、150℃±1℃で1時間乾燥した試料20g(Ag)をアブソープトメータ(Brabender社製、スプリング張力2.68kg/cm)の混合室に投入し、予めリミットスイッチを最大トルクの約70%に設定した後、混合機を回転する。同時に自動ビューレットからDBP(比重1.045〜1.050g/cm3)を4ml/minの割合で添加する。終点近くになるとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れる。それまでに添加したDBP量(Bml)と試料重量から試料100gあたりのDBP吸油量(=Bx100/A)(ml/100g)が求められる。DBP oil absorption (JISK6217) was measured by putting 20 g (Ag) of sample dried at 150 ° C. ± 1 ° C. for 1 hour into a mixing chamber of an absorber meter (manufactured by Brabender, spring tension 2.68 kg / cm), After setting the limit switch to about 70% of the maximum torque in advance, the mixer is rotated. At the same time, DBP (specific gravity 1.045 to 1.050 g / cm 3 ) is added at a rate of 4 ml / min from the automatic burette. As the end point is approached, the torque increases rapidly and the limit switch is turned off. The DBP oil absorption (= Bx100 / A) (ml / 100 g) per 100 g of the sample is determined from the DBP amount (Bml) added so far and the sample weight.

各粒子のメジアン径としては、通常1μm以下であり、0.01〜1μmであるのが好ましい。前記メジアン径が1μmを超えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子が発生し、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記メジアン径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記メジアン径は、例えば堀場製作所レーザ回折粒度測定器(LA920)などを用いて測定することができる。   The median diameter of each particle is usually 1 μm or less, preferably 0.01 to 1 μm. When the median diameter exceeds 1 μm, the particle size distribution of the finally obtained toner for developing an electrostatic charge image is broadened, or free particles are generated, which easily deteriorates performance and reliability. On the other hand, when the median diameter is within the above range, there are no disadvantages, and the uneven distribution among the toners is reduced, the dispersion in the toner is improved, and the variation in performance and reliability is advantageous. The median diameter can be measured using, for example, a Horiba laser diffraction particle size measuring instrument (LA920).

(5)外添剤
本実施形態では外添剤として無機微粉末が混合添加される。外添剤としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、マグネシア、フェライト、マグネタイト等の金属酸化物微粉末、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸塩、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム等のジルコン酸塩あるいはこれらの混合物が用いられる。外添剤は必要に応じて疎水化処理される。
(5) External additive In this embodiment, inorganic fine powder is mixed and added as an external additive. External additives include silica, alumina, titanium oxide, zirconia, magnesia, ferrite, magnetite and other metal oxide fine powders, barium titanate, calcium titanate, titanates such as strontium titanate, barium zirconate, zircon Zirconates such as calcium acid and strontium zirconate, or mixtures thereof are used. The external additive is hydrophobized as necessary.

外添剤に処理されるシリコーンオイル系の材料としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル及びクロルフェニル変成シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理される外添剤が好適に使用される。例えば東レダウコーニングシリコーン社のSH200、SH510、SF230、SH203、BY16―823又はBY16―855B等が挙げられる。   Examples of the silicone oil-based material to be treated by the external additive include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, methacryl-modified silicone oil, and alkyl-modified silicone oil. An external additive treated with at least one of fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and chlorophenyl-modified silicone oil is preferably used. Examples thereof include SH200, SH510, SF230, SH203, BY16-823 or BY16-855B manufactured by Toray Dow Corning Silicone.

処理は外添剤とシリコーンオイル等の材料とをヘンシェルミキサ(三井鉱山社製FM20B)などの混合機により混合する方法や、外添剤へシリコーンオイル系の材料を噴霧する方法、溶剤にシリコーンオイル系の材料を溶解或いは分散させた後、外添剤と混合した後、溶剤を除去して作成する方法等がある。外添剤100重量部に対して、シリコーンオイル系の材料は1〜20重量部配合されるのが好ましい。   For the treatment, the external additive and the material such as silicone oil are mixed with a mixer such as a Henschel mixer (FM20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), the method of spraying the silicone oil-based material onto the external additive, the silicone oil as the solvent There is a method of preparing by dissolving or dispersing a system material, mixing with an external additive, and then removing the solvent. The silicone oil-based material is preferably blended in an amount of 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the external additive.

シランカップリング剤としては、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン又はジメチルビニルクロルシラン等が好適に使用できる。シランカップリング剤処理は、外添剤を攪拌等によりクラウド状としたものに気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理、又は外添剤を溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法等により処理される。   As silane coupling agents, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, allyldimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, allylphenyldichlorosilane, benzylmethylchlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriacetoxysilane, divinylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, or the like can be preferably used. The silane coupling agent treatment is a dry treatment in which the vaporized silane coupling agent is reacted with the external additive made into a cloud by stirring or the like, or a silane coupling agent in which the external additive is dispersed in a solvent is dropped. It is processed by a wet method or the like.

またシランカップリング処理した後にシリコーンオイル系の材料を処理することも好ましい。   It is also preferable to treat the silicone oil-based material after the silane coupling treatment.

正極帯電性を有する外添剤はアミノシラン、アミノ変性シリコーンオイル又はエポキシ変性シリコーンオイルで処理される。   The external additive having positive electrode chargeability is treated with aminosilane, amino-modified silicone oil or epoxy-modified silicone oil.

また、疎水性処理を高めるため、ヘキサメチルジシラザンやジメチルジクロロシラン、他のシリコーンオイルによる処理の併用も好ましい。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル又はアルキル変性シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理することが好ましい。   Moreover, in order to improve hydrophobic treatment, the combined use of treatment with hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, or other silicone oil is also preferable. For example, it is preferable to treat with at least one of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and alkyl-modified silicone oil.

また、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸及び脂肪酸金属塩の群より選ばれた1種又は2種以上(以下脂肪酸等)により外添剤の表面を処理することも好ましい。表面処理したシリカ又は酸化チタン微粉末がより好ましい。   Moreover, it is also preferable to treat the surface of the external additive with one or more selected from the group of fatty acid esters, fatty acid amides, fatty acids and fatty acid metal salts (hereinafter referred to as fatty acids and the like). Surface-treated silica or titanium oxide fine powder is more preferable.

脂肪酸又は脂肪酸金属塩としては、カプリル酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリル酸、ミスチリン酸、パリミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、ラクセル酸、オレイン酸、エルカ酸、ソルビン酸又はリノール酸等が挙げられる。中でも炭素数12〜22の脂肪酸が好ましい。   Examples of fatty acids or fatty acid metal salts include caprylic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, myristylic acid, parimitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, laccellic acid, oleic acid, erucic acid, sorbic acid, linoleic acid, etc. Is mentioned. Of these, fatty acids having 12 to 22 carbon atoms are preferred.

また脂肪酸金属塩を構成する金属としては、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、鉛又はバリウムが挙げられ、中でもアルミニウム、亜鉛又はナトリウムが好ましい。特に好ましくはジステアリン酸アルミニウム(Al(OH)(C1735COO)2)、又はモノステアリン酸アルミニウム(Al(OH)2(C1735COO))、等のジ脂肪酸アルミニウム、モノ脂肪酸アルミニウムが好ましい。OH基を有することが過帯電を防止し、転写不良を抑えることができる。また処理時に外添剤との処理性が向上するものと考えられる。Moreover, as a metal which comprises a fatty-acid metal salt, aluminum, zinc, calcium, magnesium, lithium, sodium, lead, or barium is mentioned, Among these, aluminum, zinc, or sodium is preferable. Particularly preferably, aluminum distearate (Al (OH) (C 17 H 35 COO) 2 ) or aluminum monostearate (Al (OH) 2 (C 17 H 35 COO)), etc. Is preferred. Having an OH group can prevent overcharging and suppress poor transfer. Further, it is considered that the processability with the external additive is improved during the treatment.

脂肪族アミドとしては、パルミチン酸アミド、パルミトレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、アラキジン酸アミド、エイコセン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エルカ酸アミド又はリグリノセリン酸アミド等の炭素数16〜24を有する飽和または1価の不飽和の脂肪族アミドが好ましく用いられる。   The aliphatic amide has 16 to 24 carbon atoms such as palmitic acid amide, palmitoleic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, arachidic acid amide, eicosenoic acid amide, behenic acid amide, erucic acid amide, or ligrinoceric acid amide. Saturated or monovalent unsaturated aliphatic amides are preferably used.

脂肪酸エステルとしては例えば、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸ベヘニル又はモンタン酸ステアリル等の炭素数16〜24の高級アルコールと炭素数16〜24の高級脂肪酸とからなるエステル類、ステアリン酸ブチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はオレイン酸2−エチルヘキシル等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と低級モノアルコールとからなるエステル類、若しくは脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、又は脂肪酸トリメチロールプロパンエステル等が好ましく用いられる。   Examples of fatty acid esters include esters comprising higher alcohols having 16 to 24 carbon atoms and higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms such as stearyl stearate, palmityl palmitate, behenyl behenate or stearyl montanate, butyl stearate, Esters consisting of higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms and lower monoalcohols such as isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate, or fatty acid pentaerythritol monoester, fatty acid pentaerythritol triester, or fatty acid trimethylol Propane ester or the like is preferably used.

ヒドロキシステアリン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル又はソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸エステル等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。   Materials such as hydroxystearic acid derivatives, polyhydric alcohol fatty acid esters such as glycerin fatty acid ester, glycol fatty acid ester or sorbitan fatty acid ester are preferred, and one kind or a combination of two or more kinds can also be used.

表面処理の好ましい形態としては、処理される外添剤の表面をカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイル等のポリシロキサンにて処理を施した後に脂肪酸等により処理を施すことも好ましい。単に親水性シリカの脂肪酸を処理する場合よりも均一な処理が可能となり、トナーの高帯電化を図れることと、トナーに添加したときの流動性が向上する効果があるためである。またカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに脂肪酸等を処理することでも上記効果を奏する。   As a preferred form of the surface treatment, it is also preferred that the surface of the external additive to be treated is treated with a coupling agent and / or polysiloxane such as silicone oil and then treated with a fatty acid or the like. This is because a uniform treatment is possible as compared with the case where the fatty acid of the hydrophilic silica is simply treated, and the toner can be highly charged and the fluidity when added to the toner is improved. Moreover, the said effect is show | played also by processing a fatty acid etc. with a coupling agent and / or silicone oil.

脂肪酸等をトルエン、キシレン又はヘキサン等の炭化水素系有機溶剤に溶解し、それとシリカ、酸化チタン、アルミナ等の外添剤とを分散機にかけ湿式混合して処理剤により、外添剤の表面に付着させて、表面処理を施し、その後に溶剤を溜去して乾燥処理を行うことにより生成される。   Dissolve fatty acid in a hydrocarbon-based organic solvent such as toluene, xylene or hexane, and mix it with an external additive such as silica, titanium oxide, alumina, etc. It is produced by depositing, applying a surface treatment, and then removing the solvent and performing a drying treatment.

ポリシロキサンと脂肪酸等との混合割合が1:2〜20:1であることが好ましい。割合が1:2よりも脂肪酸等が多くなると、外添剤の帯電量が高くなり、画像濃度の低下、二成分現像においてはチャージアップが発生しやすくなる傾向となる。20:1よりも脂肪酸等が少なくなると、転写における中抜け、逆転写性への効果が低下する傾向となる。   The mixing ratio of the polysiloxane and the fatty acid is preferably 1: 2 to 20: 1. When the ratio is higher than 1: 2, the amount of charge of the external additive increases, and the image density tends to decrease, and charge-up tends to occur in two-component development. When the amount of fatty acid or the like is less than 20: 1, the effect on transfer loss and reverse transferability tends to decrease.

このとき脂肪酸等を表面処理した外添剤の強熱減量は1.5〜25重量%であることが好ましい。より好ましくは5〜25重量%、更に好ましくは8〜20重量%である。1.5重量%より少ないと、処理剤の機能が十分に発揮されず、帯電性、転写性向上の効果が現れない。25重量%よりも多いと未処理剤が存在し、現像性や耐久性に悪影響を与える。   At this time, the ignition loss of the external additive whose surface is treated with fatty acid or the like is preferably 1.5 to 25% by weight. More preferably, it is 5-25 weight%, More preferably, it is 8-20 weight%. When the amount is less than 1.5% by weight, the function of the treating agent is not sufficiently exhibited, and the effect of improving the chargeability and transferability does not appear. If it exceeds 25% by weight, an untreated agent is present, which adversely affects developability and durability.

本発明により生成されたトナー母体粒子表面は従来の粉砕方式と異なり、略樹脂のみで形成されているため、帯電の均一性という面からは有利であるが、帯電付与性、或いは帯電保持性に関して使用する外添剤との相性が重要となるためである。   Unlike the conventional pulverization method, the surface of the toner base particles produced according to the present invention is formed from only a resin, which is advantageous in terms of charge uniformity. This is because compatibility with the external additive used is important.

平均粒子径6nm〜200nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部外添処理することが好ましい。平均粒子径6nmよりも小さいと、浮遊粒子や感光体へのフィルミングが生じ易い傾向となる。転写時の逆転写が発生し易い傾向となる。200nmよりも大きくなると、トナーの流動性が悪化する傾向となる。1重量部よりも少ないとトナーの流動性が悪化する傾向となる。転写時の逆転写は発生し易い傾向となる。6重量部よりも多いと浮遊粒子や感光体へのフィルミングが生じ易い傾向となる。   It is preferable that 1 to 6 parts by weight of an external additive having an average particle diameter of 6 nm to 200 nm is externally added to 100 parts by weight of the toner base particles. When the average particle diameter is smaller than 6 nm, filming on the suspended particles and the photoreceptor tends to occur. The reverse transfer during transfer tends to occur. If it exceeds 200 nm, the fluidity of the toner tends to deteriorate. When the amount is less than 1 part by weight, the fluidity of the toner tends to deteriorate. Reverse transfer during transfer tends to occur easily. When the amount is more than 6 parts by weight, the floating particles and the filming on the photoreceptor tend to occur easily.

また、平均粒子径が6nm〜20nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、20nm〜200nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜3.5重量部とを少なくとも外添処理することも好ましい。この構成により機能分離した外添剤の使用で、帯電付与性、帯電保持性が向上する、転写時の逆転写、中抜け、トナー飛散に対しよりマージンが取れる。このとき平均粒子径が6nm〜20nmの外添剤の強熱減量が0.5〜20重量%、平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量が1.5〜25重量%であることが好ましい。平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量を、平均粒子径が6nm〜20nmの外添剤の強熱減量よりも多くすることにより、帯電保持性がとともに転写時の逆転写、中抜けに効果が発揮される。   Further, an external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is added to 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and an external additive having an average particle diameter of 20 nm to 200 nm is added to 100 parts by weight of the toner base particles. It is also preferable to externally add at least 0.5 to 3.5 parts by weight. By using an external additive that is functionally separated by this configuration, the charge imparting property and the charge retention property are improved, and a margin can be further taken against reverse transfer, dropout, and toner scattering during transfer. At this time, the ignition loss of the external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is preferably 0.5 to 20% by weight, and the ignition loss of the average particle diameter of 20 nm to 200 nm is preferably 1.5 to 25% by weight. . By increasing the loss on ignition with an average particle size of 20 nm to 200 nm more than the loss on ignition of an external additive with an average particle size of 6 nm to 20 nm, it is effective for reverse transfer during transfer and voiding. Is demonstrated.

外添剤の強熱減量を特定することにより、転写時の逆転写、中抜け、飛散りに対しよりマージンが取れる。現像器内でのハンドリング性を向上させトナー濃度の均一性を上げることが出きる。   By specifying the loss on ignition of the external additive, a margin can be taken against reverse transfer, dropout, and scattering during transfer. It is possible to improve the handling property in the developing unit and increase the uniformity of the toner density.

平均粒子径が6nm〜20nmの強熱減量が0.5重量%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる傾向となる。20重量%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる傾向となる。好ましくは強熱減量が1.5〜17重量%、より好ましくは4〜10重量%である。   If the loss on ignition with an average particle size of 6 nm to 20 nm is less than 0.5% by weight, the transfer margin for reverse transfer and hollow out tends to be narrow. If it exceeds 20% by weight, the surface treatment becomes uneven, and there is a tendency for variation in charging to occur. The ignition loss is preferably 1.5 to 17% by weight, more preferably 4 to 10% by weight.

平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量が1.5重量%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる傾向となる。25重量%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる傾向となる。好ましくは強熱減量が2.5〜20重量%、より好ましくは5〜15重量%である。   If the loss on ignition with an average particle size of 20 nm to 200 nm is less than 1.5% by weight, the transfer margin for reverse transfer and hollow out tends to be narrow. If it exceeds 25% by weight, the surface treatment becomes uneven, and there is a tendency for variation in charging to occur. The ignition loss is preferably 2.5 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight.

また、平均粒子径が6nm〜20nm、強熱減量が0.5〜20重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2重量部と、平均粒子径が20nm〜100nm、強熱減量が1.5〜25重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜3.5重量部、平均粒子径が100nm〜200nm、強熱減量が0.1〜10重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部とを少なくとも外添処理することも好ましい。この平均粒子径と強熱減量を特定した機能分離した外添剤の構成により帯電付与性、帯電保持性の向上、転写時の逆転写、中抜けの改善とともに、キャリアの表面への付着物の除去に効果が得られる。   The external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm and an ignition loss of 0.5 to 20% by weight is 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and the average particle diameter is 20 nm to 0.5 to 3.5 parts by weight of an external additive having 100 nm and an ignition loss of 1.5 to 25% by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles, an average particle diameter of 100 to 200 nm, and an ignition loss of 0 It is also preferable to externally add at least 0.5 to 2.5 parts by weight of the external additive of 1 to 10% by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. The structure of the external additive with the function of specifying the average particle size and loss on ignition improves the charge imparting property, charge retention, reverse transfer during transfer, and improvement of voids. Effective for removal.

さらには、平均粒子径6nm〜200nm、強熱減量が0.5〜25重量%である正帯電性を有する外添剤をさらにトナー母体粒子100重量部に対し0.2〜1.5重量部を外添処理することも好ましい。   Further, an external additive having a positive charging property with an average particle diameter of 6 nm to 200 nm and an ignition loss of 0.5 to 25% by weight is further added to 0.2 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles. It is also preferable to externally add.

正帯電性を有する外添剤を添加する効果は、トナーが長期連続使用の際に過帯電になることを抑え、より現像剤寿命を延ばすことが可能となる。さらには過帯電による転写時の飛散りを抑える効果も得られる。またキャリアへのスペントを防止できる。0.2重量部よりも少ないとその効果が得にくい。1.5重量部よりも多くなると、現像でのかぶりが増大する。強熱減量は好ましくは1.5〜20重量%、より好ましくは5〜19重量%である。   The effect of adding an external additive having a positive charging property can prevent the toner from being overcharged during long-term continuous use, thereby further extending the developer life. Furthermore, the effect of suppressing scattering during transfer due to overcharging can also be obtained. In addition, the spent on the carrier can be prevented. If the amount is less than 0.2 parts by weight, it is difficult to obtain the effect. If it exceeds 1.5 parts by weight, fogging during development increases. The ignition loss is preferably 1.5 to 20% by weight, more preferably 5 to 19% by weight.

平均粒子径はSEMにて拡大写真をとり、約100個の粒子の長軸と短軸の平均値を求めた値である。   The average particle diameter is a value obtained by taking an enlarged photograph with an SEM and obtaining an average value of the major axis and minor axis of about 100 particles.

乾燥減量(重量%)は、予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料約1gを取り、精秤する。熱風乾燥器(105℃±1℃)で2時間乾燥する。デシケータ中で30分間放冷後その重量を精秤し、次式より算出する。
乾燥減量(重量%)=[乾燥による減量(g)/試料量(g)]×100
強熱減量は、予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料約1gを取り、精秤する。500℃に設定した電気炉中で2時間強熱する。デシケータ中で1時間放冷後その重量を精秤し次式より算出する。
強熱減量(重量%)=[強熱による減量(g)/試料量(g)]×100
また処理された外添剤の水分吸着量が1重量%以下であることが好ましい。好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.05重量%以下である。1重量%より多いと、帯電性の低下、耐久時の感光体へのフィルミングを生じる。水分吸着量の測定は、水吸着装置については、連続蒸気吸着装置(BELSORP18:日本ベル株式会社)にて測定した。
For loss on drying (% by weight), about 1 g of a sample is placed in a container that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance and weighed accurately. Dry in a hot air dryer (105 ° C ± 1 ° C) for 2 hours. After standing to cool in a desiccator for 30 minutes, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on drying (% by weight) = [Loss on drying (g) / Sample amount (g)] × 100
For ignition loss, about 1 g of a sample is placed in a magnetic crucible that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance, and weighed accurately. Ignite for 2 hours in an electric furnace set to 500 ° C. After standing to cool in a desiccator for 1 hour, its weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on ignition (% by weight) = [Loss on ignition (g) / Sample amount (g)] × 100
Further, the moisture absorption amount of the treated external additive is preferably 1% by weight or less. Preferably it is 0.5 weight% or less, More preferably, it is 0.1 weight% or less, More preferably, it is 0.05 weight% or less. When the amount is more than 1% by weight, the chargeability is lowered, and filming on the photoconductor during durability is caused. The water adsorption amount was measured with a continuous vapor adsorption device (BELSORP18: Nippon Bell Co., Ltd.) for the water adsorption device.

疎水化度の測定は、メタノール滴定により測定し、250mlのビーカー中に装入した蒸留水50mlに試験すべき生成物0.2gを秤取する。先端に、液体中に浸威しているビュレットからメタノールを外添剤の総量がぬれるまで滴下する。その際不断に電磁攪拌機でゆっくりと攪拌する。完全に濡らすために必須なメタノール量a(ml)から次式により疎水化度が算出される。
疎水化度=(a/(50+a))×100(%)
The degree of hydrophobicity is determined by methanol titration, weighing 0.2 g of the product to be tested in 50 ml of distilled water charged in a 250 ml beaker. At the tip, methanol is dropped from a burette that is invaded in the liquid until the total amount of the external additive is wet. At that time, slowly stir slowly with an electromagnetic stirrer. The degree of hydrophobicity is calculated by the following equation from the amount of methanol a (ml) essential for complete wetting.
Hydrophobicity = (a / (50 + a)) × 100 (%)

(6)トナーの粉体物性
本実施形態では、結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体粒子の体積平均粒径が3〜6μm、体積基準の変動係数が10〜25%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が10〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が25〜75体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が5体積%以下で含有し、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子の体積%をV34とし、個数基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子の個数%をP34としたとき、P34/V34が0.4〜2.2の範囲にあることが好ましい。
(6) Toner powder physical properties In this embodiment, toner base particles containing a binder resin, a colorant and a wax have a volume average particle size of 3 to 6 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 25%, and a number-based distribution. The toner particles having a particle diameter of 2.0 to 3.63 μm in the toner have a content of 10 to 85% by number, and toner particles having a particle diameter of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are 25 to 75 volume%. In addition, toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume-based distribution are contained at 5% by volume or less, and volume percentage of toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution is V34 When the number% of toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the number-based distribution is P34, P34 / V34 is preferably in the range of 0.4 to 2.2.

好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が3〜5μm、体積基準の変動係数が10〜20%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が15〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が30〜65体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が2体積%以下で含有し、P34/V34が0.5〜1.5の範囲である。   Preferably, the toner base particles have a volume average particle size of 3 to 5 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 20%, and a content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in a number-based distribution is 15 ~ 85% by number, toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in a volume-based distribution are 30 to 65% by volume, toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in a volume-based distribution are 2 volumes %, And P34 / V34 is in the range of 0.5 to 1.5.

さらに好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が3〜5μm、体積基準の変動係数が10〜16%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が25〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が40〜60体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が0.5体積%以下で含有し、P34/V34が0.5〜0.9の範囲である。   More preferably, the toner base particles have a volume average particle size of 3 to 5 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 16%, and a content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in a number-based distribution. 25 to 85% by number, toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are 40 to 60% by volume, and toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume-based distribution are 0 .5% by volume or less, and P34 / V34 is in the range of 0.5 to 0.9.

高解像度画質、さらにはタンデム構成において転写時の逆転写の防止、中抜けを防止し、オイルレス定着との両立を図ることを可能とできる。トナーの粒度分布はトナーの流動性、画質、貯蔵安定性、感光体や現像ローラ、転写体ヘのフィルミング、経時特性、転写性、特にタンデム方式での多層転写性に影響する。さらにはオイルレス定着での高温非オフセット性、光沢性に影響する。オイルレス定着実現のためにワックスを配合したトナーにおいて、タンデム転写性との両立において微粉量が影響する。   In a high resolution image quality, and further in a tandem configuration, it is possible to prevent reverse transfer during transfer and prevent voids and achieve both oil-less fixing. The toner particle size distribution affects toner fluidity, image quality, storage stability, filming on a photoreceptor, a developing roller, and a transfer body, aging characteristics, transferability, and in particular, multi-layer transfer in a tandem system. In addition, it affects the high temperature non-offset property and glossiness in oilless fixing. In a toner containing a wax for realizing oil-less fixing, the amount of fine powder affects the compatibility with tandem transferability.

体積平均粒径が6μmを超えると画質と転写の両立が図れない。体積平均粒径が3μm未満であると現像でのトナー粒子のハンドリング性が困難となる傾向となる。   When the volume average particle size exceeds 6 μm, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When the volume average particle size is less than 3 μm, the handling of toner particles during development tends to be difficult.

個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が10個数%未満になると、画質と転写の両立が図れない傾向となる。85個数%を超えると、現像でのトナー母体粒子のハンドリング性が困難となる傾向となる。また感光体、現像ローラ、転写体へのフィルミングが発生する場合がある。さらに微粉は熱ローラとの付着性も大きいため高温オフセットしやすい傾向にある。またタンデム方式において、トナーの凝集が強くなりやすく、多層転写時に2色目の転写不良を生じ易くなる傾向となる。適正な範囲が必要となる。   If the content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in the number-based distribution is less than 10% by number, it tends to be impossible to achieve both image quality and transfer. If it exceeds 85% by number, the handling properties of the toner base particles during development tend to be difficult. Further, filming on the photosensitive member, the developing roller, and the transfer member may occur. Furthermore, fine powder tends to be offset at high temperature because of its high adhesion to the heat roller. In the tandem system, toner aggregation tends to be strong, and a transfer failure of the second color tends to occur during multilayer transfer. An appropriate range is required.

体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が25体積%未満になると、画質の低下が生じる傾向となる。75体積%を超えると、画質と転写の両立が図れない傾向となる。   When toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are less than 25% by volume, the image quality tends to deteriorate. If it exceeds 75% by volume, it tends to be impossible to achieve both image quality and transfer.

体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が5体積%を越えて含有すると、画質の低下が生じ、転写不良の原因となる傾向となる。   If toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume reference distribution are contained in excess of 5% by volume, the image quality is deteriorated, which tends to cause transfer defects.

P34/V34が0.4よりも小さいとき、微粉存在量が過多になり、流動性の低下、転写性の悪化、地カブリが悪化する傾向となる。2.2よりも大きいときは、大きい粒子が多く存在しかつ粒度分布がブロードになり、高画質化を図ることができない傾向となる。   When P34 / V34 is smaller than 0.4, the amount of fine powder present becomes excessive, and the fluidity, transferability, and background fog tend to deteriorate. When it is larger than 2.2, there are many large particles and the particle size distribution becomes broad, and the image quality tends not to be improved.

P34/V34を規定する目的は、トナー粒子を小粒径にして、かつその粒度分布を狭くするための指標とできるものである。   The purpose of defining P34 / V34 can be used as an index for making toner particles small and narrowing the particle size distribution.

変動係数とはトナーの粒径における標準偏差を平均粒径で割ったものである。コールターカウンタ(コールター社)を使用して測定した粒子径をもとにしたものである。標準偏差は、n個の粒子系の測定を行なった時の、各測定値の平均値からの差の2乗を(n−1)で割った値の平方根であらわされる。   The coefficient of variation is the standard deviation of the toner particle size divided by the average particle size. This is based on the particle diameter measured using a Coulter counter (Coulter). The standard deviation is expressed as the square root of the value obtained by dividing the square of the difference from the average value of each measured value when (n-1) is measured when n particle systems are measured.

つまり変動係数とは粒度分布の広がり具合を表したもので、体積粒径分布の変動係数が10%未満、又は個数粒径分布の変動係数が10%未満となると、生産的に困難であり、コストアップの要因となる。体積粒径分布の変動係数が25%より大、又は個数粒径分布の変動係数が28%より大きくなると、粒度分布がブロードとなり、トナーの凝集性が強くなり、感光体へのフィルミングや転写不良を生じる傾向となる。   In other words, the coefficient of variation represents the extent of the particle size distribution, and if the coefficient of variation of the volume particle size distribution is less than 10% or the coefficient of variation of the number particle size distribution is less than 10%, it is difficult to produce, This will increase costs. When the variation coefficient of the volume particle size distribution is larger than 25% or the variation coefficient of the number particle size distribution is larger than 28%, the particle size distribution becomes broad, the toner cohesion becomes stronger, and filming or transfer to the photosensitive member is performed. It tends to cause defects.

また、トナーの形状指数としては1.25〜1.55が好ましく、より好ましくは1.33〜1.46、さらに好ましくは1.35〜1.42である。球形が進行するゴムブレードによるクレーニング性が低下し、不定形が進行すると転写性の低下となる傾向になる。   Further, the shape index of the toner is preferably 1.25 to 1.55, more preferably 1.33 to 1.46, and still more preferably 1.35 to 1.42. The craving property by the rubber blade that progresses in the spherical shape is lowered, and when the irregular shape advances, the transfer property tends to be lowered.

また、トナー母体粒子の形状指数をSC、体積平均粒径をd50(μm)とすると、SCとd50の積(SC×d50)が3.9〜7.3であることが好ましい。好ましくは4.0〜6.6、より好ましくは4.1〜5.7である。   Further, when the shape index of the toner base particles is SC and the volume average particle diameter is d50 (μm), the product of SC and d50 (SC × d50) is preferably 3.9 to 7.3. Preferably it is 4.0-6.6, More preferably, it is 4.1-5.7.

この数値を規定することにより、粒子が小粒径にシフトしたとき形状の球形化が進行するとゴムブレードによるクリーニング性が悪化しやすい。また粒子が大粒径にシフトしたとき形状が不定形に進行すると転写性の低下や画質の低下を生じる傾向となる場合があり、小粒径粒子の場合には形状を不定形にシフトさせてクリーニング性を維持させ、大粒径粒子の場合には形状を球形にシフトさせて画質の維持を図るために、SCとd50の積を一定範囲としたものである。3.9よりも小さいとクリーニング性が悪化しやすい傾向となる。7.3よりも大きいと画質の低下を生じやすい傾向となる。   By prescribing this numerical value, the cleaning performance with the rubber blade tends to deteriorate when the spheroidization of the shape proceeds when the particle shifts to a small particle size. In addition, when the particles shift to a large particle size, if the shape progresses to an irregular shape, there is a tendency to deteriorate transferability and image quality. In the case of a small particle size, the shape is shifted to an irregular shape. In order to maintain the cleaning property and to maintain the image quality by shifting the shape to a spherical shape in the case of a large particle size particle, the product of SC and d50 is set within a certain range. If it is smaller than 3.9, the cleaning property tends to deteriorate. If it is larger than 7.3, the image quality tends to deteriorate.

粒度分布測定は、コールターカウンタTA−II型(コールターカウンタ社)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びパーソナルコンピュータを接続して測定する。電解液は濃度1重量%となるよう界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)を加えたもの50ml程度に被測定トナーを2mg程度加え、試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約3分間分散処理を行い、コールターカウンタTA−II型にてアパーチャー70μmのアパーチャーを用いた。70μmのアパーチャー系では、粒度分布測定範囲は1.26μm〜50.8μmであるが、2.0μm未満の領域は外来ノイズ等の影響で測定精度や測定の再現性が低いため実用的ではない。よって測定領域を2.0μm〜50.8μmとした。   The particle size distribution is measured using a Coulter Counter TA-II type (Coulter Counter Co., Ltd.) by connecting an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting the number distribution and volume distribution and a personal computer. The electrolyte solution is a surfactant (sodium lauryl sulfate) added to a concentration of 1% by weight. About 2 mg of the toner to be measured is added to about 50 ml, and the electrolyte solution in which the sample is suspended is dispersed by an ultrasonic disperser for about 3 minutes. Processing was performed, and an aperture of 70 μm was used with a Coulter counter TA-II type. In the 70 μm aperture system, the particle size distribution measurement range is 1.26 μm to 50.8 μm, but the region less than 2.0 μm is not practical because the measurement accuracy and measurement reproducibility are low due to the influence of external noise and the like. Therefore, the measurement area was set to 2.0 μm to 50.8 μm.

形状指数はキーエンス社製のリアルサーフェイスビュー顕微鏡(VE7800)を使用し、1000倍に拡大したトナー母体粒子100個の最大長及び投影面積を測定し、下記の式にて求めた(d:トナー粒子の最大長、A:トナー粒子の投影面積、πは円周率)。
SC(形状指数)=π・d2/(4・A)
なお、形状指数について、図19を用いて説明する。図19のBはトナー粒子の最大長dを直径とする真円であり、真円Bの面積は、π・(d/2)2である。図19のAはトナー粒子の投影面積である。形状指数はB/Aで表わされるから、B/A=π・(d/2)2/Aであり、これを整理するとπ・d2/(4・A)となる。
The shape index was determined by the following equation using a real surface view microscope (VE7800) manufactured by Keyence Corporation, measuring the maximum length and projected area of 100 toner base particles magnified 1000 times (d: toner particles) , A: projected area of toner particles, π is the circumference).
SC (shape index) = π · d 2 / (4 · A)
The shape index will be described with reference to FIG. B in FIG. 19 is a perfect circle whose diameter is the maximum length d of the toner particles, and the area of the perfect circle B is π · (d / 2) 2 . A in FIG. 19 is a projected area of toner particles. Since the shape index is represented by B / A, B / A = π · (d / 2) 2 / A, and when this is arranged, π · d 2 / (4 · A) is obtained.

(7)オイルレスカラー定着
本実施形態では、トナーを定着する手段にオイルを使用しないオイルレス定着構成の定着プロセスを具備する電子写真装置に好適に使用される。その加熱手段としては電磁誘導加熱がウオームアップ時間の短縮、省エネの観点から好ましい。磁場発生手段と、電磁誘導により発生する発熱層及び離型層を少なくとも有する回転加熱部材と、該回転加熱部材と一定のニップを形成している回転加圧部材とを少なくとも有する加熱加圧手段を使用して、回転加熱部材と回転加圧部材間にトナーが転写された複写紙等の転写媒体を通過させ、定着させる。その特徴として、回転加熱部材のウオームアップ時間が従来のハロゲンランプを使用している場合に比べて、非常に早い立ち上がり性を示す。そのため回転加圧部材が十分に昇温していない状態で複写の動作に入るため、低温定着と広範囲な耐オフセット性が要求される。
(7) Oilless Color Fixation In this embodiment, the present invention is suitably used for an electrophotographic apparatus having a fixing process of an oilless fixing configuration in which oil is not used as a toner fixing means. As the heating means, electromagnetic induction heating is preferable from the viewpoint of shortening the warm-up time and saving energy. A heating and pressurizing unit having at least a magnetic field generating unit, a rotary heating member having at least a heat generation layer and a release layer generated by electromagnetic induction, and a rotary pressurizing member forming a fixed nip with the rotary heating member; In use, a transfer medium such as copy paper on which toner is transferred is passed between the rotary heating member and the rotary pressure member, and fixed. As a feature thereof, the warm-up time of the rotary heating member is very fast compared to the case where a conventional halogen lamp is used. For this reason, since the copying operation is started in a state where the temperature of the rotary pressure member is not sufficiently raised, low temperature fixing and a wide range of offset resistance are required.

加熱部材と定着部材を分離した定着ベルトを使用した構成も好ましく使用される。そのベルトとしては耐熱性と変形自在性とを有するニッケル電鋳ベルトやポリイミドベルトの耐熱ベルトが好適に用いられる。離形性を向上するために表面層としてシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂を用いるのが好ましい。   A configuration using a fixing belt in which a heating member and a fixing member are separated is also preferably used. As the belt, a heat resistant belt such as a nickel electroformed belt or a polyimide belt having heat resistance and deformability is preferably used. In order to improve releasability, it is preferable to use silicone rubber, fluororubber, or fluororesin as the surface layer.

これらの定着においては、従来は離型オイルを塗布してオフセットを防止してきた。オイルを使用せずに離型性を有するトナーにより、離型オイルを塗布する必要はなくなった。しかし、離型オイルを塗布しないと帯電しやすく、未定着のトナー像が加熱部材又は定着部材と近接すると帯電の影響により、トナー飛びが生じる場合がある。特に低温低湿下において発生しやすい。   In such fixing, conventionally, release oil has been applied to prevent offset. It is no longer necessary to apply release oil with toner having releasability without using oil. However, if the release oil is not applied, it is easy to be charged, and if an unfixed toner image comes close to the heating member or the fixing member, toner jump may occur due to the influence of charging. It tends to occur especially at low temperatures and low humidity.

そこで、本実施形態のトナーの使用により、オイルを使用せずとも低温定着と広範囲な耐オフセット性を実現でき、カラー高透光性を得ることができる。またトナーの過帯電性を抑制でき加熱部材又は定着部材との帯電作用によるトナーの飛びを抑えられる。   Therefore, by using the toner of this embodiment, low temperature fixing and a wide range of offset resistance can be realized without using oil, and high color translucency can be obtained. Further, the toner can be prevented from being overcharged, and toner flying due to the charging action with the heating member or the fixing member can be suppressed.

(8)タンデムカラープロセス
高速にカラー画像を形成するために、本実施形態では、感光体と帯電手段とトナー担持体を含むトナー像形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構成された転写プロセスにおいて、第1の一次転写位置から第2の一次転写位置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d1/v≦0.65となる転写位置を取る構造で、マシンの小型化と印字速度の両立を図るものである。毎分20枚(A4)以上処理でき、かつマシンがSOHO用途として使用できる大きさの小型化を実現するためには、複数のトナー像形成ステーション間を短く、かつプロセス速度を高めることが必須である。その小型化と印字速度の両立のためには上記値が0.65以下とするのがミニマムと考えられる。
(8) Tandem color process In order to form a color image at high speed, this embodiment has a plurality of toner image forming stations including a photosensitive member, a charging means, and a toner carrier, and a static image formed on the image carrier. A primary transfer process in which a toner image obtained by developing an electrostatic latent image is transferred to the transfer member by bringing an endless transfer member into contact with the image carrier is sequentially executed, and a multilayer image is formed on the transfer member. A transfer process configured to execute a secondary transfer process in which a multi-layer toner image formed on the transfer body is then collectively transferred to a transfer medium such as paper or OHP. When the distance from the first primary transfer position to the second primary transfer position is d1 (mm) and the peripheral speed of the photosensitive member is v (mm / s), the transfer position satisfies d1 / v ≦ 0.65. Take the structure in small machine It is intended to achieve both mold formation and printing speed. In order to realize a reduction in size that can process more than 20 sheets per minute (A4) and the machine can be used for SOHO applications, it is essential to shorten the interval between multiple toner image forming stations and increase the process speed. is there. In order to achieve both a reduction in size and a printing speed, the minimum value is considered to be 0.65 or less.

しかし、このトナー像形成ステーション間を短い構成をとるとき、例えば1色目のイエロートナーが一次転写された後、次の2色目のマゼンタトナーが一次転写されるまでの時間が極めて短く、転写体の帯電緩和又は転写されたトナーの電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマゼンタトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロートナーの電荷作用により反発され、転写効率の低下、転写時の文字の中抜けという問題が生じる。さらに第3色目のシアントナーの一次転写の時、前のイエロー、マゼンタトナーの上に転写される際にシアントナーの飛び散り、転写不良、転写中抜けが顕著に発生する。さらに繰り返し使用しているうちに特定粒径のトナーが選択的に現像され、トナー粒子個々の流動性が大きく異なると摩擦帯電する機会が異なるため、帯電量のバラツキが生じ、より転写性の劣化を招いてしまう。   However, when the configuration between the toner image forming stations is short, for example, the time from the primary transfer of the yellow toner of the first color to the primary transfer of the next magenta toner of the second color is extremely short. There is almost no charge relaxation or charge relaxation of the transferred toner, and when transferring the magenta toner onto the yellow toner, the magenta toner is repelled by the charge action of the yellow toner, the transfer efficiency decreases, The problem of hollowing out occurs. Further, during the primary transfer of the cyan toner of the third color, the cyan toner scatters, transfer failure, and transfer loss occur remarkably when transferred onto the previous yellow and magenta toners. Furthermore, during repeated use, toner of a specific particle size is selectively developed, and if the fluidity of each toner particle differs greatly, the chance of frictional charging differs, resulting in variation in charge amount and further deterioration in transferability. Will be invited.

そこで、本実施形態のトナーを使用することにより、帯電分布が安定化しトナーの過帯電を抑えると共に、流動性変動を抑えることができる。そのため定着特性を犠牲にすることなく、転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、逆転写を防止することができる。   Therefore, by using the toner of the present exemplary embodiment, the charge distribution is stabilized, the toner can be prevented from being overcharged, and the fluidity fluctuation can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent transfer efficiency from being lowered, character dropout during transfer, and reverse transfer without sacrificing fixing characteristics.

以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

(1)キャリア製造例
(a)キャリアCA1の作成
MnO換算で39.7mol%、MgO換算で9.9mol%、Fe23換算で49.6mol%及びSrO換算で0.8mol%湿式ボールミルで、10時間粉砕し、混合し、乾燥させた後、950℃で4時間保持し、仮焼成を行った。これを湿式ボールミルで24時間粉砕し、次いでスプレードライヤにより造粒し、乾燥し、電気炉にて、酸素濃度2%雰囲気の中で1270℃、6時間保持し、本焼成を行った。その後、解砕し、さらに分級して平均粒径50μm、印加磁場が3000エルステットの時の飽和磁化が65emu/gであるフェライト粒子の芯材を得た。
(1) 39.7mol% create terms of MnO carrier Preparation (a) a carrier CA1, 9.9 mol% in terms of MgO, in 0.8 mol% wet ball mill 49.6Mol% and SrO terms in terms of Fe 2 O 3 The mixture was pulverized for 10 hours, mixed, and dried, and then held at 950 ° C. for 4 hours to carry out calcination. This was pulverized with a wet ball mill for 24 hours, then granulated with a spray dryer, dried, and held in an electric furnace in an atmosphere of 2% oxygen concentration at 1270 ° C. for 6 hours to perform main firing. Then, it was crushed and further classified to obtain a ferrite particle core material having an average particle diameter of 50 μm and a saturation magnetization of 65 emu / g when the applied magnetic field was 3000 oersted.

次に、(化1)で示されるR1、R2がメチル基、すなわち(CH32SiO2/2単位が15.4mol%、(化2)で示されるR3がメチル基、すなわちCH3SiO3/2単位が84.6mol%であるポリオルガノシロキサン250gと、CF3CH2CH2Si(OCH3321gとを反応させフッ素変性シリコーン樹脂を得た。さらにそのフッ素変性シリコーン樹脂を固形分換算で100gとアミノシランカップリング剤(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン)10gとを秤量し、300ccのトルエン溶剤に溶解させた。Next, R 1 and R 2 represented by (Chemical Formula 1) are methyl groups, that is, (CH 3 ) 2 SiO 2/2 units are 15.4 mol%, and R 3 represented by (Chemical Formula 2) is a methyl group, A fluorine-modified silicone resin was obtained by reacting 250 g of polyorganosiloxane having 84.6 mol% of CH 3 SiO 3/2 units with 21 g of CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 . Further, 100 g of the fluorine-modified silicone resin in terms of solid content and 10 g of aminosilane coupling agent (γ-aminopropyltriethoxysilane) were weighed and dissolved in 300 cc of toluene solvent.

前記フェライト粒子10kgに対し、液浸乾燥式被覆装置を用い、上記被覆樹脂溶液を20分間攪拌することによりコーティングを行った。その後260℃で1時間焼き付けを行い、キャリアCA1を得た。   Coating was performed on 10 kg of the ferrite particles by stirring the coating resin solution for 20 minutes using an immersion drying type coating apparatus. Thereafter, baking was performed at 260 ° C. for 1 hour to obtain carrier CA1.

(2)樹脂粒子分散液の作成
次に本発明のトナーの実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(2) Preparation of resin particle dispersion Next, examples of the toner of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

表1は、作成された樹脂粒子分散液(RL1、RL2、RL3、RH1、RH2、RH3、RH4、RH5、RH6)において得られた樹脂粒子の特性を示す。なお、“Mn”は数平均分子量、“Mw”は重量平均分子量、“Mz”はZ平均分子量、“Mw/Mn”は重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mn、“Mz/Mn”はZ平均分子量(Mz)と数平均分子量(Mn)の比Mz/Mn、“Mp”は分子量のピーク値、Tg(℃)はガラス転移点、Ts(℃)は軟化点を表わす。   Table 1 shows the characteristics of the resin particles obtained in the prepared resin particle dispersion (RL1, RL2, RL3, RH1, RH2, RH3, RH4, RH5, RH6). “Mn” is the number average molecular weight, “Mw” is the weight average molecular weight, “Mz” is the Z average molecular weight, and “Mw / Mn” is the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). , “Mz / Mn” is the ratio Mz / Mn of the Z average molecular weight (Mz) to the number average molecular weight (Mn), “Mp” is the peak value of molecular weight, Tg (° C.) is the glass transition point, and Ts (° C.) is softened. Represents a point.

(a)樹脂粒子分散液RL1の調製
スチレン240.1gと、n−ブチルアクリレート59.9gと、アクリル酸8gとからなるモノマー液を、イオン交換水440g中に、非イオン系界面活性剤(三洋化成社製:ノニポール400)7.2g、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(20重量%水溶液濃度))24g(実質アニオン量4.8g)、ドデカンチオール8gを用いて分散し、これに過硫酸カリウム4.5gを加えて、78℃で3時間乳化重合を行った。その後さらに90℃で4時間熟成処理を行い、中位径が0.14μmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液RL1を調製した。このときの樹脂分散液のpHは1.8であった。
(A) Preparation of resin particle dispersion RL1 A monomer liquid composed of 240.1 g of styrene, 59.9 g of n-butyl acrylate, and 8 g of acrylic acid was added to 440 g of ion-exchanged water (Sanyo). Kasei Co., Ltd .: Nonipol 400) 7.2 g, anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20-F (20 wt% aqueous solution concentration)) 24 g (substantial anion amount 4.8 g), dodecanethiol 8 g were used. Then, 4.5 g of potassium persulfate was added thereto, and emulsion polymerization was performed at 78 ° C. for 3 hours. Thereafter, aging treatment was further performed at 90 ° C. for 4 hours to prepare a resin particle dispersion RL1 in which resin particles having a median diameter of 0.14 μm were dispersed. The pH of the resin dispersion at this time was 1.8.

表2に各樹脂粒子分散液に使用した界面活性剤のノニオン量(g)とアニオン量(g)と全界面活性剤量に対するノニオン量の比率(重量%)を示す。アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(固形分20重量%濃度))を使用した液においては、濃度は20重量%程度となるようにイオン交換水を調整した。表2中の重量比は実質のアニオン量比を示している。   Table 2 shows the nonionic amount (g), the anionic amount (g), and the ratio (wt%) of the nonionic amount to the total surfactant amount used in each resin particle dispersion. In a liquid using an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20-F (solid content 20 wt% concentration)), ion-exchanged water was adjusted so that the concentration was about 20 wt%. The weight ratio in Table 2 indicates the actual anion amount ratio.

表3、表4に各樹脂粒子分散液の乳化重合において、樹脂粒子分散液RL1の調製をベースに各樹脂粒子分散液に使用したアクリル酸、過硫酸カリウム等の配合量等を示す。過硫酸カリウムはモノマー成分100重量部に対する重量部を示す。   Tables 3 and 4 show the blending amounts of acrylic acid, potassium persulfate and the like used for each resin particle dispersion based on the preparation of the resin particle dispersion RL1 in the emulsion polymerization of each resin particle dispersion. Potassium persulfate indicates parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer component.

(3)顔料分散液の作成
表5、表6に使用した着色剤である顔料と、使用した界面活性剤を示す。
(3) Preparation of Pigment Dispersion Table 5 and Table 6 show the pigments that are colorants used and the surfactants used.

(a)顔料粒子分散液PCS1の調製
1Lのビーカーにイオン交換水308gおよび界面活性剤SA3を12gを秤量し、マグネットスターラーで界面活性剤の固形分が溶解するまで撹拌した。この界面活性剤水溶液にシアン顔料粒子PC1を80g添加し、さらに引き続いて、マグネットスターラーで10分間撹拌した。次に、1Lのトールビーカーに内容物を移しかえ、ホモジナイザー(IKA製、T−25)を用いて回転数9500rpmで10分間分散した。この分散液をさらに、分散機(特殊機化社製T−Kフィルミックス:56−50)で分散した。作製した分散液を顔料粒子分散液PCS1とした。顔料濃度は20重量%であった。
(A) Preparation of Pigment Particle Dispersion PCS1 In a 1 L beaker, 308 g of ion exchange water and 12 g of surfactant SA3 were weighed and stirred with a magnetic stirrer until the solid content of the surfactant was dissolved. 80 g of cyan pigment particles PC1 were added to this aqueous surfactant solution, and further stirred with a magnetic stirrer for 10 minutes. Next, the contents were transferred to a 1 L tall beaker and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA, T-25) at a rotation speed of 9500 rpm for 10 minutes. This dispersion was further dispersed with a disperser (TK Fillmix: 56-50 manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). The produced dispersion was designated as pigment particle dispersion PCS1. The pigment concentration was 20% by weight.

以下、シアン顔料粒子分散液PCS1の調整条件をベースに、各黒顔料分散液CBS1、2、3、マゼンタ顔料分散液PMS1及びイエロー顔料分散液PYS1に使用した黒顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料および使用した界面活性剤の条件を表7に示す。   Hereinafter, based on the adjustment conditions of the cyan pigment particle dispersion PCS1, black pigments, magenta pigments, yellow pigments used for the respective black pigment dispersions CBS1, 2, 3, magenta pigment dispersion PMS1 and yellow pigment dispersion PYS1 Table 7 shows the conditions of the surfactants.

(4)ワックス分散液の作成
表8、表9及び表10は、ワックス粒子分散液の作成例として形成した本実施例によるワックス粒子分散液の作成において、それぞれ使用したワックス材料及びその特性を示す。
(4) Preparation of Wax Dispersion Table 8, Table 9 and Table 10 show the wax materials and their properties used in the preparation of the wax particle dispersion according to this example formed as preparation examples of the wax particle dispersion. .

(a)ワックス粒子分散液WA1の調製
図3に攪拌分散装置(特殊機化社製T−Kフィルミックス)の概略図、図4に上から見た図を示す。801が外槽でその内部に冷却水を808から注入し、807から排出されるようにしている。802は被処理液がせき止める堰板で中央部に穴があけられており、ここから処理された液が順次805を通じて外部に取り出す。803が高速で回転する回転体でシャフト806に固定され、高速に回転できる。回転体の側面には、1〜5mm程度の穴があけられており、被処理液の移動を可能とする。槽は120mlで、被処理液はその2分の1程度投入する。回転体の速度MAXは50m/sまで可能である。回転体の径は52mm、槽の内径は56mmである。804は連続処理の場合の原料注入口である。高圧処理やバッチ式のときは封印している。
(A) Preparation of Wax Particle Dispersion WA1 FIG. 3 is a schematic view of a stirring and dispersing device (TK Film Mix manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.), and FIG. Reference numeral 801 denotes an outer tank, in which cooling water is injected from 808 and discharged from 807. Reference numeral 802 denotes a dam plate that stops the liquid to be treated, and a hole is formed in the center portion. Reference numeral 803 denotes a rotating body that rotates at a high speed and is fixed to the shaft 806 and can rotate at a high speed. A hole of about 1 to 5 mm is formed on the side surface of the rotating body, and the liquid to be processed can be moved. The tank is 120 ml, and about half of the liquid to be treated is charged. The speed MAX of the rotating body can be up to 50 m / s. The diameter of the rotating body is 52 mm, and the inner diameter of the tank is 56 mm. Reference numeral 804 denotes a raw material inlet for continuous processing. Sealed for high-pressure processing or batch processing.

槽内を常圧の状態で、イオン交換水67gと、非イオン系界面活性剤(三洋化成社製:エルミノールNA400)3g、ワックス(W−1)30gを仕込み、回転体の速度は30m/sで5min、その後回転速度を50m/sに上げ、2min処理した。ワックス粒子分散液WA1が形成された。   The inside of the tank was charged with 67 g of ion-exchanged water, 3 g of a nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: Elminol NA400), 30 g of wax (W-1), and the speed of the rotating body was 30 m / s for 5 min, and then the rotational speed was increased to 50 m / s for 2 min. A wax particle dispersion WA1 was formed.

以下、ワックス粒子分散液WA1の調整条件をベースに、各ワックス粒子分散液ワックス粒子分散液(WA1〜WA12)に使用したワックス、使用した界面活性剤の種類と特性を表11及び表12に示す。“第一のワックス”及び“第二のワックス”は、ワックス粒子分散液に仕込まれたワックス材料を示し、ワックスを示す符号末尾の括弧内の値は当該ワックスの配合重量組成量(重量割合)を表わす。   Tables 11 and 12 show the types and characteristics of the waxes used and the surfactants used for each wax particle dispersion wax particle dispersion (WA1 to WA12) based on the adjustment conditions of the wax particle dispersion WA1. . “First wax” and “second wax” indicate the wax material charged in the wax particle dispersion, and the value in parentheses at the end of the symbol indicating the wax is the blended weight composition amount (weight ratio) of the wax. Represents.

アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(20重量%濃度))を使用した液においては、顔料濃度は20重量%程度となるようにイオン交換水を調整した。表中の重量比は実質のアニオン量比を示し、トータル量を同一量としている。また、ワックスW13、W14を使用する際においては槽内を0.4MPaまで加圧している。   In a liquid using an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20-F (20 wt% concentration)), ion-exchanged water was adjusted so that the pigment concentration was about 20 wt%. The weight ratio in the table indicates the actual anion amount ratio, and the total amount is the same amount. Further, when the waxes W13 and W14 are used, the inside of the tank is pressurized to 0.4 MPa.

(5)トナー母体の作成
(a)トナー母体CT2の作成
表13に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT2、CT3、CT4)及び比較のためのトナー母体(ct1、ct5)についてそれぞれの組成を示す。
(5) Preparation of toner base (a) Preparation of toner base CT2 Table 13 shows toner bases (CT2, CT3, CT4) according to examples of the present invention prepared as toner base preparation examples and toner bases for comparison ( The respective compositions are shown for ct1, ct5).

温度計、冷却管、pHメータ、攪拌翼を装着した円筒形の2Lのガラス容器に、第一の樹脂粒子分散液RL1を156g、形状制御として第三の樹脂粒子分散液RH2を48g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA11を60g添加し、イオン交換水400mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。   156 g of the first resin particle dispersion RL1 and 48 g of the third resin particle dispersion RH2 as a shape control in a cylindrical 2 L glass container equipped with a thermometer, a cooling pipe, a pH meter, and a stirring blade, a colorant 56 g of particle dispersion PCS1 and 60 g of wax particle dispersion WA11 were added, 400 ml of ion-exchanged water was added, and mixed for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. . The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.

その後、得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.5とし、その後23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液を220g添加し、10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から90℃まで昇温し、その後3時間加熱処理し芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは9.1であった。   Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.5, and then 220 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was added and stirred for 10 min. Thereafter, the temperature was raised from 20 ° C. to 90 ° C. at a rate of 1 ° C./min, followed by heat treatment for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 9.1.

その後さらに、水温を90℃とした状態で、pHを10.5に調整した第二の樹脂粒子分散液RH4、120gを30minの所要時間にて連続して滴下し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。   Thereafter, 120 g of the second resin particle dispersion RH4 having a pH adjusted to 10.5 was continuously added dropwise at a water temperature of 90 ° C. over a required time of 30 minutes, and 1.5 hours after completion of the addition. Heat treatment was performed to obtain particles in which the second resin particles were fused.

そして、冷却後、生成物(トナー母体)をろ過し、イオン交換水にて7回洗浄を行った。その後得られたトナー母体を流動式乾燥機で35℃で8時間乾燥させることによりトナー母体CT2を得た。   After cooling, the product (toner base material) was filtered and washed 7 times with ion-exchanged water. Thereafter, the toner base thus obtained was dried at 35 ° C. for 8 hours by a fluid drier to obtain toner base CT2.

トナー母体ct1,CT3,CT4,ct5は、CT2の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。   For toner bases ct1, CT3, CT4, and ct5, the third resin particles were changed based on the conditions of CT2, and the agglomeration of the particles was observed.

表14に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。Tsの差は第一の樹脂Ts1と第三の樹脂との軟化点Ts3の差、Mwの差は第三の樹脂のMwr3を第一の樹脂のMwr3で割ったものを示している。d50(μm)はトナー母体粒子の体積平均粒径、体積変動係数は、得られたトナー母体におけるトナー母体粒子の体積基準での粒径分布の広がりを示す。2.0〜3.63(p%)は個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量、over6.06μm(v%)は体積基準分布における6μm以上の粒径を有するトナー粒子の含有量、SC×d50(μm)は、形状指数と体積平均粒径をかけた値を示す。   Table 14 shows the characteristics obtained in the toner base prepared. A difference in Ts indicates a difference in softening point Ts3 between the first resin Ts1 and the third resin, and a difference in Mw indicates a value obtained by dividing Mwr3 of the third resin by Mwr3 of the first resin. d50 (μm) represents the volume average particle size of the toner base particles, and the volume variation coefficient represents the spread of the particle size distribution on the volume basis of the toner base particles in the obtained toner base. 2.0 to 3.63 (p%) is the content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in the number-based distribution, and over 6.06 μm (v%) is a particle of 6 μm or more in the volume-based distribution. The content of toner particles having a diameter, SC × d50 (μm), is a value obtained by multiplying the shape index and the volume average particle diameter.

ct1トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを10.5とした。ct5トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。また形状もかなり不定形のままである。ワックスまたは樹脂粒子の凝集に加わらない浮遊粒子が残留しているものと思われる。   In the ct1 toner, the aggregation of the core particles proceeds rapidly, so the pH of the mixed dispersion is set to 10.5. In the ct5 toner, the progress of aggregation of the core particles is slow, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours. Also, the shape remains fairly irregular. It seems that suspended particles that do not participate in the aggregation of wax or resin particles remain.

ct1トナーの形状のSEM観察像を図12に、CT2のSEM観察像を図13に,CT4トナーのSEM観察像図14に、ct5トナーのSEM観察像図15に示す。CT2,CT3,CT4トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。   The SEM observation image of the shape of the ct1 toner is shown in FIG. 12, the SEM observation image of CT2 is shown in FIG. 13, the SEM observation image of CT4 toner is shown in FIG. 14, and the SEM observation image of ct5 toner is shown in FIG. CT2, CT3, and CT4 toners showed good cohesiveness and obtained a toner base having a small particle size and a narrow particle size distribution. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.

(b)トナー母体CT7の作成
表15に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT7、CT8、CT9、CT10)及び比較のためのトナー母体(ct6、ct11)についてそれぞれの組成を示す。
(B) Preparation of toner base CT7 Table 15 shows toner bases (CT7, CT8, CT9, CT10) and toner bases (ct6, ct11) for comparison according to examples of the present invention prepared as toner base preparation examples. Each composition is shown.

温度計、冷却管、攪拌棒、pHメータを装着した4つ口フラスコ2000mlに、第一の樹脂粒子分散液RL2を169g、第三の樹脂粒子分散液RH2を35g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA10を45g添加し、イオン交換水350mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。   To a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a stirring rod, and a pH meter, 169 g of the first resin particle dispersion RL2, 35 g of the third resin particle dispersion RH2, and the colorant particle dispersion PCS1 56 g and 45 g of wax particle dispersion WA10 were added, 350 ml of ion-exchanged water was added, and mixed for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.

その後得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.0とし10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から昇温し80℃に到達した時点で、23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液200gを30minの所要時間にて連続して滴下し1時間加熱処理し、その後90℃に昇温して3時間加熱処理し、芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは8.7であった。   Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.0 and stirred for 10 minutes. Thereafter, when the temperature was increased from 20 ° C. at a rate of 1 ° C./min and reached 80 ° C., 200 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was continuously added dropwise over a required time of 30 min, followed by heat treatment for 1 hour. The temperature was raised to 90 ° C. and heat treatment was performed for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 8.7.

その後さらに、水温を92℃とした状態で、pHを9.4に調整した第二の樹脂粒子分散液RH3を5g/minの滴下速度で105g添加し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。   Thereafter, 105 g of the second resin particle dispersion RH3 whose pH was adjusted to 9.4 was added at a water temperature of 92 ° C. at a dropping rate of 5 g / min. Thus, particles in which the second resin particles were fused were obtained.

そして、冷却後、生成物(トナー母体)をろ過し、イオン交換水にて3回洗浄を行った。その後得られたトナー母体を流動式乾燥機で40℃で6時間乾燥させることによりトナー母体CT7を得た。   After cooling, the product (toner base material) was filtered and washed with ion-exchanged water three times. Thereafter, the obtained toner base was dried at 40 ° C. for 6 hours with a fluid dryer to obtain toner base CT7.

トナー母体ct6,CT8,CT9,CT10,ct11は、CT7の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。   For toner bases ct6, CT8, CT9, CT10, and ct11, the third resin particles were changed based on the conditions of CT7, and the cohesiveness of the particles was observed.

表16に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。   Table 16 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.

ct6トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを10.5とした。ct11トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。また形状もかなり不定形のままである。ワックスまたは樹脂粒子の凝集に加わらない浮遊粒子が残留しているものと思われる。   In the ct6 toner, the aggregation of the core particles proceeds rapidly, so the pH of the mixed dispersion is set to 10.5. In the ct11 toner, the progress of aggregation of the core particles is slow, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours. Also, the shape remains fairly irregular. It seems that suspended particles that do not participate in the aggregation of wax or resin particles remain.

CT7のSEM観察像を図16に,CT8トナーのSEM観察像を図17に、ct11トナーのSEM観察像を図18に示す。CT7,CT8,CT9、CT10トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。   FIG. 16 shows an SEM observation image of CT7, FIG. 17 shows an SEM observation image of CT8 toner, and FIG. 18 shows an SEM observation image of ct11 toner. In the CT7, CT8, CT9, and CT10 toners, toner bases exhibiting good cohesion and having a small particle size and a narrow particle size distribution were obtained. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.

(c)トナー母体CT13の作成
表17に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT13、CT14、CT15)及び比較のためのトナー母体(ct12)についてそれぞれの組成を示す。
(C) Preparation of toner matrix CT13 Table 17 shows the compositions of the toner matrix (CT13, CT14, CT15) and the toner matrix (ct12) for comparison according to the embodiment of the present invention, which were created as examples of the toner matrix. Show.

トナー母体ct12,CT13、CT14,CT15は、CT2の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。   For toner bases ct12, CT13, CT14, and CT15, the third resin particles were changed based on the conditions of CT2, and the cohesiveness of the particles was observed.

表18に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。   Table 18 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.

ct12トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを11とした。   In the case of ct12 toner, the aggregation of the core particles progresses quickly, so the pH of the mixed dispersion is set to 11.

CT13,CT14,CT15トナーにおいては、良好な凝集性を示した。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。   CT13, CT14, and CT15 toners showed good aggregation properties. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.

(d)トナー母体CT17の作成
表19に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT17、CT18)及び比較のためのトナー母体(ct16、ct19)についてそれぞれの組成を示す。
(D) Preparation of Toner Base CT17 Table 19 shows the compositions of the toner base (CT17, CT18) and the comparative toner bases (ct16, ct19) according to the examples of the present invention prepared as toner base preparation examples. Show.

温度計、冷却管、攪拌棒、pHメータを装着した4つ口フラスコ2000mlに、第一の樹脂粒子分散液RL2を174g、第三の樹脂粒子分散液RH3を30g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA9を70g添加し、イオン交換水350mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。   To a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser, a stirring rod, and a pH meter, 174 g of the first resin particle dispersion RL2, 30 g of the third resin particle dispersion RH3, and the colorant particle dispersion PCS1 56 g and 70 g of wax particle dispersion WA9 were added, 350 ml of ion exchange water was added, and the mixture was mixed for 10 min using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.

その後得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.0とし10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から昇温し90℃に到達した時点で、23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液200gを30minの所要時間にて連続して滴下し1時間加熱処理し、その後92℃で3時間加熱処理し、芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは8.4であった。   Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.0 and stirred for 10 minutes. Thereafter, when the temperature was raised from 20 ° C. at a rate of 1 ° C./min and reached 90 ° C., 200 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was continuously added dropwise over a required time of 30 min, followed by heat treatment for 1 hour. Heat treatment was performed at 92 ° C. for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 8.4.

その後さらに、水温を92℃とした状態で、pHを8.9に調整した第二の樹脂粒子分散液RH5を5g/minの滴下速度で85g添加し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。   Thereafter, 85 g of the second resin particle dispersion RH5 having a pH adjusted to 8.9 with a water temperature of 92 ° C. was added at a dropping rate of 5 g / min. Thus, particles in which the second resin particles were fused were obtained.

トナー母体ct16,CT18,ct19は、CT17の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。   For toner bases ct16, CT18, and ct19, the third resin particles were changed based on the conditions of CT17, and the cohesiveness of the particles was observed.

表20に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。   Table 20 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.

ct16トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを11とした。   In the case of ct16 toner, the aggregation of the core particles progresses quickly, so the pH of the mixed dispersion is set to 11.

CT17,CT18トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の配合量を増加させたサンプルでは、増量につれて形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。しかし配合量を増大しすぎると、ct19トナーでは芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。   In CT17 and CT18 toners, toner bases exhibiting good cohesion and having a small particle size and a narrow particle size distribution were obtained. In the sample in which the blending amount of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato as the amount increases. However, if the blending amount is increased too much, the core particle aggregation proceeds slowly in the ct19 toner, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours.

(e)トナー母体CTw20の作成
トナー母体CTw20、CTw21、CTw22、CTw23、CTw24、CTw25、CTw26は、CT17の条件をベースにして、添加するワックス分散液を変えて、粒子の凝集性を観察した。
(E) Preparation of toner base CTw20 For toner bases CTw20, CTw21, CTw22, CTw23, CTw24, CTw25, and CTw26, based on the conditions of CT17, the wax dispersion to be added was changed, and the agglomeration property of the particles was observed.

表21に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CTw20、CTw21、CTw22、CTw23、CTw24、CTw25、CTw26)についてそれぞれの組成を示す。   Table 21 shows the respective compositions of toner bases (CTw20, CTw21, CTw22, CTw23, CTw24, CTw25, CTw26) according to the examples of the present invention, which are prepared as toner base preparation examples.

表22に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。   Table 22 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.

使用するワックスの融点により、形状に影響を与えている傾向が見える。凝集方法として、樹脂粒子、着色剤及びワックスを混合し、加熱し、一定の温度に達したあとに凝集剤を添加する際においてその効果が現れやすい傾向にあるようである。樹脂、ワックスの一部が溶融している状態で凝集剤を添加し凝集反応を進行させることでワックスの影響が現れやすくなるものと思われる。   There is a tendency to influence the shape depending on the melting point of the wax used. As an agglomeration method, it seems that the effect tends to appear when the resin particles, the colorant, and the wax are mixed, heated, and the aggregating agent is added after reaching a certain temperature. It is considered that the influence of the wax is likely to appear by adding a flocculant and allowing the agglutination reaction to proceed while a part of the resin and wax is melted.

85〜98℃高融点の炭化水素系のワックスを配合すると形状が球形状からポテト状、不定形状とシフトする傾向にある。100℃より高い融点の炭化水素系のワックスを配合すると形状が不定形状になるとともに、凝集が一部進行せずに白濁のまま残留する傾向にある。また、68〜85℃の低融点のエステル系のワックスでは形状がやや球形状になる傾向にあるようである。   When a hydrocarbon wax having a high melting point of 85 to 98 ° C. is blended, the shape tends to shift from a spherical shape to a potato shape and an indefinite shape. When a hydrocarbon wax having a melting point higher than 100 ° C. is blended, the shape becomes indefinite, and the agglomeration does not proceed in part and tends to remain cloudy. Further, it seems that the shape of the low melting point ester wax of 68 to 85 ° C. tends to be slightly spherical.

(6)外添剤
次に、外添剤の例について述べる。表23は、本実施例で使用した外添剤(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9)について、それぞれの材料及びその特性を示す。
(6) External additive Next, examples of the external additive will be described. Table 23 shows the respective materials and characteristics of the external additives (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) used in this example.

処理材料1と処理材料2の複数種で処理しているものは、( )に各処理材料の配合重量割合を示している。“5分値”及び“30分値”は帯電量([μC/g])を表わし、これらは、ノンコートのフェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定した。具体的には、25℃45RH%の環境下で、100mlのポリエチレン容器にキャリア50gとシリカなど0.1gを混合し、縦回転にて100分間-1の速度で5分、30分間攪拌した後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104[Pa]で1分間ブローして測定した。In the case of processing with a plurality of types of the processing material 1 and the processing material 2, () shows the blending weight ratio of each processing material. “5-minute value” and “30-minute value” represent the charge amount ([μC / g]), which were measured by the blow-off method of frictional charge with an uncoated ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and 45 RH%, after mixing 50 g of a carrier and 0.1 g of silica, etc. in a 100 ml polyethylene container, stirring for 5 minutes and 30 minutes at a speed of 100 minutes- 1 by longitudinal rotation. 0.3 g was collected and measured by blowing with nitrogen gas 1.96 × 10 4 [Pa] for 1 minute.

なお、負帯電性では、5分値が−100〜−800μC/gで、30分の値が−50〜−600μC/gであることが好ましい。高い帯電量のシリカでは少量の添加量でこのような特性を発揮できる。   For negative chargeability, the 5-minute value is preferably −100 to −800 μC / g, and the 30-minute value is preferably −50 to −600 μC / g. A high charge amount of silica can exhibit such characteristics with a small amount of addition.

(7)トナーの組成及び外添処理
次に、トナーの組成及び外添処理例について述べる。表24は、トナーの作成例として作成した本発明の実施例によるトナー(TCT2〜TCT4、TCT7〜TCT10、TCT12〜TCT14、TCT17〜TCT18、TCT20〜TCT26)及び比較のためのトナー(tct1、tct5、tct6、tct10、tct11、tct15、tct16、tct19)について、それぞれの材料組成を示す。未配合は添加していないことを示す。なお、外添剤欄において外添剤を示す符号末尾の( )内の値は、トナー母体100重量部に対する当該外添剤の配合量(重量部)を表わす。外添処理は(ヘンシェルミキサーFM20B、三井鉱山社製)において、攪拌羽根Z0S0型、回転数2000min-1、処理時間5min、投入量1kgで行った。
(7) Toner Composition and External Addition Processing Next, a toner composition and an example of external addition processing will be described. Table 24 shows toners (TCT2 to TCT4, TCT7 to TCT10, TCT12 to TCT14, TCT17 to TCT18, TCT20 to TCT26) and toners for comparison (tct1, tct5, The material composition of each of tct6, tct10, tct11, tct15, tct16, and tct19) is shown. Unblended indicates no addition. Note that the value in parentheses at the end of the symbol indicating the external additive in the external additive column represents the blending amount (parts by weight) of the external additive with respect to 100 parts by weight of the toner base. The external addition process was performed in a Henschel mixer FM20B (Mitsui Mining Co., Ltd.) with a stirring blade Z0S0 type, a rotational speed of 2000 min −1 , a processing time of 5 min, and an input amount of 1 kg.

他の黒トナー、マゼンタトナー、イエロートナーは顔料にCBS2,PMS1,PYS1を使用して、他の組成はシアントナー組成と同様とした。   Other black toner, magenta toner, and yellow toner used CBS2, PMS1, and PYS1 as pigments, and other compositions were the same as those of the cyan toner composition.

図1は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の画像形成装置の構成を示す断面図である。図1において、カラー電子写真プリンタの外装筐は省略している。転写ベルトユニット17は、転写ベルト12、弾性体よりなる第1色(イエロー)転写ローラ10Y、第2色(マゼンタ)転写ローラ10M、第3色(シアン)転写ローラ10C、第4色(ブラック)転写ローラ10K、アルミローラよりなる駆動ローラ11、弾性体よりなる第2転写ローラ14、第2転写従動ローラ13、転写ベルト12上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナブレード16、クリーナブレードに対向する位置にローラ15を設けている。このとき、第1色(Y)転写位置から第2色(M)転写位置までの距離は70mm(第2色(M)転写位置から第3色(C)転写位置、第3色(C)転写位置から第4色(K)転写位置も同様距離)、感光体の周速度は125mm/sである。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus for forming a full-color image used in this embodiment. In FIG. 1, the outer casing of the color electrophotographic printer is omitted. The transfer belt unit 17 includes a transfer belt 12, a first color (yellow) transfer roller 10Y made of an elastic body, a second color (magenta) transfer roller 10M, a third color (cyan) transfer roller 10C, and a fourth color (black). Transfer roller 10K, drive roller 11 made of aluminum roller, second transfer roller 14 made of elastic body, second transfer driven roller 13, belt cleaner blade 16 for cleaning the toner image remaining on the transfer belt 12, and opposed to the cleaner blade A roller 15 is provided at a position to be used. At this time, the distance from the first color (Y) transfer position to the second color (M) transfer position is 70 mm (second color (M) transfer position to third color (C) transfer position, third color (C). The fourth color (K) transfer position is the same distance from the transfer position), and the peripheral speed of the photoconductor is 125 mm / s.

転写ベルト12は、絶縁性ポリカーボネート樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂(たとえば三菱ガス化学製,ユーピロンZ300)95重量部に、導電性カーボン(たとえばケッチェンブラック)5重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面にフッ素樹脂をコートし、厚みは約100μm、体積抵抗は107〜1012Ω・cm、表面抵抗は107〜1012Ω/□である。ドット再現性を向上させるためもある。転写ベルト12の長期使用による弛みや,電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、表面をフッ素樹脂でコートしているのは、長期使用による転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。体積抵抗が107Ω・cmよりも小さいと、再転写が生じ易く、1012Ω・cmよりも大きいと転写効率が悪化する。The transfer belt 12 is used by kneading a conductive filler in an insulating polycarbonate resin and forming a film with an extruder. In the present example, a film obtained by adding 5 parts by weight of conductive carbon (for example, ketjen black) to 95 parts by weight of polycarbonate resin (for example, Iupilon Z300, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) as the insulating resin was used. Further, the surface is coated with a fluororesin, the thickness is about 100 μm, the volume resistance is 10 7 to 10 12 Ω · cm, and the surface resistance is 10 7 to 10 12 Ω / □. This is also for improving dot reproducibility. This is to effectively prevent slack and charge accumulation due to long-term use of the transfer belt 12, and the coating of the surface with a fluororesin is effective for toner filming on the surface of the transfer belt after long-term use. This is to prevent it. If the volume resistance is less than 10 7 Ω · cm, retransfer is likely to occur, and if it is greater than 10 12 Ω · cm, the transfer efficiency deteriorates.

第1転写ローラは外径8mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第1転写動作時には、第1転写ローラ10は、転写ベルト12を介して感光体1に1.0〜9.8(N)の押圧力で圧接され、感光体上のトナーがベルト上に転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。1.0(N)よりも小さいと転写不良を生じ、9.8(N)よりも大きいと転写文字抜けが生じる。The first transfer roller is a carbon conductive urethane foam roller having an outer diameter of 8 mm, and the resistance value is 10 2 to 10 6 Ω. During the first transfer operation, the first transfer roller 10 is pressed against the photoreceptor 1 with a pressing force of 1.0 to 9.8 (N) via the transfer belt 12, and the toner on the photoreceptor is transferred onto the belt. Is done. When the resistance value is smaller than 10 2 Ω, retransfer is likely to occur. Larger transfer defects are more likely to occur than 10 6 Ω. If it is less than 1.0 (N), transfer defects occur, and if it is greater than 9.8 (N), transfer character omission occurs.

第2転写ローラ14は外径10mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第2転写ローラ14は、転写ベルト12及び紙、OHP等の転写媒体19とを介して転写ローラ13に圧接される。この転写ローラ13は転写ベルト12に従動回転可能に構成している。第2次転写での第2転写ローラ14と対向転写ローラ13とは5.0〜21.8(N)の押圧力で圧接され、紙等の記録材上19に転写ベルトからトナーが転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。5.0(N)よりも小さいと転写不良となり、21.8(N)よりも大きいと負荷が大きくなり、ジッタが出やすくなる。The second transfer roller 14 is a carbon conductive foamed urethane roller having an outer diameter of 10 mm, and the resistance value is 10 2 to 10 6 Ω. The second transfer roller 14 is pressed against the transfer roller 13 via the transfer belt 12 and a transfer medium 19 such as paper or OHP. The transfer roller 13 is configured to be driven to rotate by the transfer belt 12. In the second transfer, the second transfer roller 14 and the counter transfer roller 13 are pressed against each other with a pressing force of 5.0 to 21.8 (N), and the toner is transferred from the transfer belt onto the recording material 19 such as paper. The When the resistance value is smaller than 10 2 Ω, retransfer is likely to occur. Larger transfer defects are more likely to occur than 10 6 Ω. If it is smaller than 5.0 (N), transfer failure occurs. If it is larger than 21.8 (N), the load increases and jitter tends to occur.

イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色用の4組の像形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが、図のように直列状に配置されている。   Four sets of image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged in series as shown in the figure.

各像形成ユニット18Y、18M、18C、18K、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するためY用の像形成ユニット18Yについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。   Each of the image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K is composed of the same constituent members except for the developer contained therein, so that the Y image forming unit 18Y will be described to simplify the description, and the units for other colors The description of is omitted.

像形成ユニットは以下のように構成されている。1は感光体、3は画素レーザ信号光、4は内部に1200ガウスの磁力を有する磁石を有するアルミよりなる外径10mmの現像ロ−ラで、感光体とギャップ0.3mmで対向し、矢印の方向に回転する。6は攪拌ローラで現像器内のトナーとキャリアを攪拌し、現像ローラへ供給する。キャリアとトナーの配合比を透磁率センサーにより読み取り(図示せず)、トナーホッパー(図示せず)から適時供給される。5は金属製の磁性ブレードで現像ローラ上に現像剤の磁気ブラシ層を規制する。現像剤量は150g投入している。ギャップは0.4mmとした。電源は、省略しているが、現像ローラ4には−500Vの直流と、1.5kV(p−p)、周波数6kHzの交流電圧が印加される。感光体と現像ローラ間の周速度比は1:1.6とした。またトナーとキャリアの混合比は93:7とし、現像器中の現像剤量は150gで行った。   The image forming unit is configured as follows. 1 is a photosensitive member, 3 is a pixel laser signal light, 4 is a developing roller having an outer diameter of 10 mm made of aluminum having a magnet having a magnetic force of 1200 gauss, and is opposed to the photosensitive member with a gap of 0.3 mm. Rotate in the direction of. 6 is a stirring roller that stirs the toner and carrier in the developing device and supplies them to the developing roller. The mixing ratio of the carrier and the toner is read by a magnetic permeability sensor (not shown) and supplied from a toner hopper (not shown) at an appropriate time. Reference numeral 5 denotes a metal magnetic blade that regulates the magnetic brush layer of the developer on the developing roller. The developer amount is 150 g. The gap was 0.4 mm. Although the power supply is omitted, a DC voltage of −500 V and an AC voltage of 1.5 kV (pp) and a frequency of 6 kHz are applied to the developing roller 4. The peripheral speed ratio between the photoreceptor and the developing roller was 1: 1.6. The mixing ratio of toner and carrier was 93: 7, and the developer amount in the developing unit was 150 g.

2はエピクロルヒドリンゴムよりなる外径10mmの帯電ローラで直流バイアス−1.2kVが印加される。感光体1表面を−600Vに帯電する。8はクリーナ、9は廃トナーボックス、7は現像剤である。   A charging roller 2 having an outer diameter of 10 mm made of epichlorohydrin rubber is applied with a DC bias of -1.2 kV. The surface of the photoreceptor 1 is charged to −600V. 8 is a cleaner, 9 is a waste toner box, and 7 is a developer.

紙搬送は転写ユニット17の下方から搬送され、転写ベルト12と第2転写ローラ14との圧接されたニップ部に紙給送ローラ(図示せず)により紙19が送られてくるように、紙搬送路が形成されている。   The paper is transported from below the transfer unit 17, and the paper 19 is fed by a paper feed roller (not shown) to the nip portion where the transfer belt 12 and the second transfer roller 14 are pressed against each other. A conveyance path is formed.

転写ベルト12上のトナーは第2転写ローラ14に印加された+1000Vにより紙19に転写され、定着ローラ201、加圧ローラ202、定着ベルト203、加熱媒体ローラ204、インダクションヒータ部205から構成される定着部に搬送され、ここで定着される。   The toner on the transfer belt 12 is transferred to the paper 19 by +1000 V applied to the second transfer roller 14, and includes a fixing roller 201, a pressure roller 202, a fixing belt 203, a heating medium roller 204, and an induction heater unit 205. It is conveyed to the fixing unit and fixed there.

図2にその定着プロセス図を示す。定着ローラ201とヒートローラ204との間にベルト203がかけられている。定着ローラ201と加圧ローラ202との間に所定の加重がかけられており、ベルト203と加圧ローラ202との間でニップが形成される。ヒートローラ204の外部周面にはフェライトコア206、とコイル207よりなるインダクションヒータ部205が設けられ、外面には温度センサー208が配置されている。   FIG. 2 shows the fixing process. A belt 203 is placed between the fixing roller 201 and the heat roller 204. A predetermined load is applied between the fixing roller 201 and the pressure roller 202, and a nip is formed between the belt 203 and the pressure roller 202. An induction heater unit 205 including a ferrite core 206 and a coil 207 is provided on the outer peripheral surface of the heat roller 204, and a temperature sensor 208 is provided on the outer surface.

ベルトは30μmのNiを基体としてその上にシリコーンゴムを150μm、さらにその上にPFAチューブ30μmの重ねあわせる。   The belt is made of 30 μm Ni as a substrate, silicone rubber is 150 μm thereon, and PFA tube 30 μm is overlaid thereon.

加圧ローラ202は加圧バネ209により定着ローラ201に押しつけられている。トナー210を有する記録材19は、案内板211に沿って動く。   The pressure roller 202 is pressed against the fixing roller 201 by a pressure spring 209. The recording material 19 having the toner 210 moves along the guide plate 211.

定着部材としての定着ローラ201は、長さが250mm、外径が14mm、厚さ1mmのアルミニウム製中空ローラ芯金213の表面に、JIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が20度のシリコーンゴムからなる厚さ3mmの弾性層214を設けている。この上にシリコーンゴム層215が3mmの厚みで形成され外径が約26mmとなっている。図示しない駆動モータから駆動力を受けて125mm/sで回転する。   A fixing roller 201 as a fixing member is a silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 20 degrees according to JIS standard on the surface of an aluminum hollow roller metal core 213 having a length of 250 mm, an outer diameter of 14 mm, and a thickness of 1 mm. An elastic layer 214 having a thickness of 3 mm is provided. A silicone rubber layer 215 is formed thereon with a thickness of 3 mm and has an outer diameter of about 26 mm. It receives a driving force from a driving motor (not shown) and rotates at 125 mm / s.

ヒートローラ204は肉厚1mm、外径20mmの中空パイプからなっている。定着ベルト表面温度はサーミスタを用いて表面温度170℃に制御した。   The heat roller 204 is a hollow pipe having a thickness of 1 mm and an outer diameter of 20 mm. The surface temperature of the fixing belt was controlled to 170 ° C. using a thermistor.

加圧部材としての加圧ローラ202は、長さが250mm、外径20mmである。これは外径16mm、厚さ1mmのアルミニウムからなる中空ローラ芯金216の表面にJIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が55度のシリコーンゴムからなる厚さ2mmの弾性層217を設けている。この加圧ローラ202は、回転可能に設置されており、片側147Nのバネ加重のバネ209によって定着ローラ201との間で幅5.0mmのニップ幅を形成している。   The pressure roller 202 as a pressure member has a length of 250 mm and an outer diameter of 20 mm. This is provided with a 2 mm thick elastic layer 217 made of silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 55 degrees according to JIS standards on the surface of a hollow roller metal core 216 made of aluminum having an outer diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm. . The pressure roller 202 is rotatably installed, and a nip width of 5.0 mm is formed between the pressure roller 202 and the fixing roller 201 by a spring-loaded spring 209 on one side 147N.

以下、動作について説明する。フルカラーモードではY,M,C,Kのすべての第一転写ローラ10が押し上げられ、転写ベルト12を介して像形成ユニットの感光体1を押圧している。この時第一転写ローラには+800Vの直流バイアスが印加される。画像信号がレーザ光3から送られ、帯電ローラ2により表面が帯電された感光体1に入射し、静電潜像が形成される。感光体1と接触し回転する現像ローラ4上のトナーが感光体1に形成された静電潜像を顕像化する。   The operation will be described below. In the full color mode, all of the first transfer rollers 10 of Y, M, C, and K are pushed up and press the photoreceptor 1 of the image forming unit via the transfer belt 12. At this time, a DC bias of +800 V is applied to the first transfer roller. An image signal is sent from the laser beam 3 and is incident on the photoreceptor 1 whose surface is charged by the charging roller 2 to form an electrostatic latent image. The toner on the developing roller 4 that rotates in contact with the photoreceptor 1 visualizes the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1.

このとき像形成ユニット18Yの像形成の速度(感光体の周速に等しい125mm/s)と転写ベルト12の移動速度は感光体速度が転写ベルト速度よりも0.5〜1.5%遅くなるように設定されている。   At this time, the image forming speed of the image forming unit 18Y (125 mm / s equal to the peripheral speed of the photoconductor) and the moving speed of the transfer belt 12 are 0.5 to 1.5% slower than the transfer belt speed. Is set to

像形成工程により、Yの信号光3Yが像形成ユニット18Yに入力され、Yトナーによる像形成が行われる。像形成と同時に第1転写ローラ10Yの作用で、Yトナー像が感光体1Yから転写ベルト12に転写される。このとき第1転写ローラ10Yには+800Vの直流電圧を印加した。   In the image forming process, the Y signal light 3Y is input to the image forming unit 18Y, and image formation with Y toner is performed. Simultaneously with the image formation, the first transfer roller 10Y causes the Y toner image to be transferred from the photoreceptor 1Y to the transfer belt 12. At this time, a DC voltage of +800 V was applied to the first transfer roller 10Y.

第1色(Y)第一転写と第2色(M)第一転写間のタイムラグを持たせて、Mの信号光3Mが像形成ユニット18Mに入力され、Mトナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10Mの作用で、Mトナー像が感光体1Mから転写ベルト12に転写される。このとき第一色(Y)トナーが形成されている上にMトナーが転写される。同様にC(シアン)、K(ブラック)トナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10C、10Bの作用で、YMCKトナー像が転写ベルト12上に形成される。いわゆるタンデム方式と呼ばれる方式である。   With a time lag between the first color (Y) first transfer and the second color (M) first transfer, M signal light 3M is input to the image forming unit 18M, and image formation with M toner is performed. Simultaneously with the image formation, the M toner image is transferred from the photosensitive member 1M to the transfer belt 12 by the action of the first transfer roller 10M. At this time, the first color (Y) toner is formed and the M toner is transferred. Similarly, image formation with C (cyan) and K (black) toners is performed, and a YMCK toner image is formed on the transfer belt 12 by the action of the first transfer rollers 10C and 10B simultaneously with the image formation. This is a so-called tandem method.

転写ベルト12上には4色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のBトナー像の転写後、4色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット(図示せず)から送られる紙19に、第2転写ローラ14の作用で一括転写される。このとき転写ローラ13は接地し、第2転写ローラ14には+1kVの直流電圧を印加した。紙に転写されたトナー像は定着ローラ対201・202により定着された。紙はその後排出ローラ対(図示せず)を経て装置外に排出された。中間転写ベルト12上に残った転写残りのトナーは、クリーニングブレード16の作用で清掃され次の像形成に備えた。   On the transfer belt 12, toner images of four colors are positioned and overlapped to form a color image. After the transfer of the final B toner image, the four color toner images are collectively transferred to the paper 19 fed from a paper feed cassette (not shown) at the same time by the action of the second transfer roller 14. At this time, the transfer roller 13 was grounded, and a DC voltage of +1 kV was applied to the second transfer roller 14. The toner image transferred to the paper was fixed by a pair of fixing rollers 201 and 202. The paper was then discharged out of the apparatus through a pair of discharge rollers (not shown). The residual transfer toner remaining on the intermediate transfer belt 12 was cleaned by the action of the cleaning blade 16 to prepare for the next image formation.

(画像出し評価例)
次に、トナー及び二成分現像剤についての画像出し評価の例について述べる。ここでは、画像形成装置を用い、トナーとキャリアとの混合比率を変えた数種の二成分現像剤について、それぞれA4版出力で10万枚のランニング耐久試験を行って、帯電量及び画像濃度を測定すると共に、出力サンプルにおける非画像部での地かぶり、全面ベタ画像での均一性、及び転写性(転写時の文字飛び・逆転写・転写中抜け)、並びにトナーフィルミングについて評価した。画像濃度(ID)評価はMacbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporate製の反射濃度計 RD−914を用いて黒べた部を測定した。
(Example of image evaluation)
Next, an example of image output evaluation for toner and two-component developer will be described. Here, an image forming apparatus is used, and several kinds of two-component developers with different mixing ratios of toner and carrier are subjected to a running durability test of 100,000 sheets each with A4 plate output to determine the charge amount and the image density. In addition to the measurement, the ground fog in the non-image area in the output sample, the uniformity in the entire solid image, the transferability (character skipping during transfer, reverse transfer, transfer omission), and toner filming were evaluated. Image density (ID) evaluation measured the black solid part using the reflection densitometer RD-914 made from Macbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporate.

なお、帯電量は、フェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定した。具体的には、25℃、相対湿度45%RHの環境下で、耐久性評価のサンプルを0.3g採取し、窒素ガス1.96×104Paで1分間ブローして測定した。The charge amount was measured by the blow-off method of frictional charging with the ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 45% RH, 0.3 g of a sample for durability evaluation was collected and measured by blowing with nitrogen gas at 1.96 × 10 4 Pa for 1 minute.

表25は、本実施例で使用した、本発明の実施例による二成分現像剤(DCT2〜DCT4、DCT7〜DCT9、DCT12〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT26)及び比較のための二成分現像剤(dct1、dct5、dct6、dct10、dct15、dct16、dct19)それぞれについて、二成分現像剤としてのトナーとキャリアの構成、及びA4版の用紙で10万枚ランニング耐久試験を実施し評価した結果を示す。表中、“A”はきわめて良好、“B”は良好、“C”はやや問題あり、“D”は問題あることを表わす。   Table 25 shows the two-component developers (DCT2 to DCT4, DCT7 to DCT9, DCT12 to DCT14, DCT17 to DCT18, DCT20 to DCT26) used in this example and the comparative examples. For each of the agents (dct1, dct5, dct6, dct10, dct15, dct16, dct19), the composition of the toner and carrier as a two-component developer, and the results of evaluating and evaluating 100,000 sheets running durability test on A4 size paper Show. In the table, “A” is very good, “B” is good, “C” is somewhat problematic, and “D” is problematic.

本発明の実施例による二成分現像剤DCT2〜DCT4、DCT7〜DCT9、DCT12〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT26は、A4版の用紙で10万枚ランニング耐久試験を実施したときの感光体上へのトナーフィルミングについて、いずれも、実用上問題ないレベルであった。なお、転写ベルトへのトナーフィルミングも実用上問題ないレベルであった。そして、感光体、転写ベルトのクリーニング不良も未発生であった。そして、3色が重なったフルカラー画像においても、定着ベルトへの紙の巻付きも発生しなかった。   The two-component developers DCT2 to DCT4, DCT7 to DCT9, DCT12 to DCT14, DCT17 to DCT18, and DCT20 to DCT26 according to the embodiments of the present invention are on the photoreceptor when the 100,000 sheets running durability test is performed on A4 size paper. As for toner filming, the level of practically no problem. In addition, toner filming on the transfer belt was at a level causing no practical problem. Further, no cleaning failure of the photoconductor and the transfer belt occurred. Even in a full-color image in which the three colors overlap, no paper wrapping around the fixing belt occurred.

また、ランニング試験前後での画像濃度について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、画像濃度1.3以上の高濃度の画像が得られた。そして、A4版紙10万枚の耐久試験後においても、二成分現像剤の流動性が安定しており、画像濃度は1.3以上と変化が少なく安定した特性を示した。   Further, regarding the image density before and after the running test, the two-component developers according to the examples of the present invention all obtained high-density images having an image density of 1.3 or more. Even after the endurance test of 100,000 sheets of A4 stencil, the fluidity of the two-component developer was stable, and the image density showed stable characteristics with little change of 1.3 or more.

また、非画像部かぶり及び全面ベタ画像均一性について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、高画像濃度で非画像部の地かぶりの発生もなく、トナーの飛び散りなどがなく、高解像度であった。そして、現像時の全面ベタ画像を取ったときの均一性も良好であった。   In addition, regarding the non-image area fogging and the entire surface solid image uniformity, the two-component developers according to the examples of the present invention have no high image density, no non-image area fogging, and no toner scattering. , High resolution. Further, the uniformity when taking the entire solid image at the time of development was also good.

また、連続使用においても、縦筋の異常画像は発生しなかった。そして、キャリアへのトナー成分のスペント化現象もほとんど生じなかった。そして、キャリア抵抗の変化、帯電量の低下も少なく、更に全面ベタ画像をとり続けてトナーを急速に補給した時の帯電立ち上がり性も良好であり、高湿環境下でかぶりが増大する現象も見られなかった。また、長期使用においても、高い飽和帯電量が長期間維持できた。また、低温低湿下での帯電量の変動もほとんど生じなかった。   In addition, no abnormal image of the vertical streak occurred even during continuous use. Further, the spent component of the toner component on the carrier hardly occurred. In addition, there is little change in carrier resistance and a decrease in charge amount. In addition, the rise of charge is good when toner is rapidly replenished by continuously taking a solid image, and the phenomenon that fog increases in a high humidity environment is also observed. I couldn't. Moreover, even in long-term use, a high saturation charge amount could be maintained for a long time. Moreover, there was almost no change in the charge amount under low temperature and low humidity.

また、転写性(転写時の文字飛び・逆転写・転写中抜け)について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、中抜けなどは実用上問題ないレベルであった。そして、3色が重なったフルカラー画像においても、転写不良は発生しなかった。なお、転写効率は95%程度を示した。   Further, with regard to transferability (character skip during transfer, reverse transfer, and transfer omission), the two-component developers according to the examples of the present invention were at a level where there was no practical problem with omission. In addition, no transfer failure occurred even in a full-color image in which the three colors overlapped. The transfer efficiency was about 95%.

カブリ、転写時の文字飛びにおいて、特にDCT3、DCT7〜DCT9、DCT13〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT24がより良好である。   In terms of fog and character skipping during transfer, DCT3, DCT7 to DCT9, DCT13 to DCT14, DCT17 to DCT18, and DCT20 to DCT24 are particularly better.

なお、トナーとキャリアとの混合比率を5〜20重量%まで変えても、本発明の実施例による二成分現像剤は、画像濃度、地かぶり等の画質の変化が少なく、トナー濃度の広い制御が可能となった。   Even if the mixing ratio of the toner and the carrier is changed to 5 to 20% by weight, the two-component developer according to the embodiment of the present invention has little change in image quality such as image density and ground fogging, and can control the toner density widely. Became possible.

一方、比較のための二成分現像剤(dct5、dct10、dct15、dct19)は、ランニング耐久試験において、感光体上へのトナーフィルミングが発生する。また、ランニング試験前後での画像濃度についても、低濃度であったり、長期使用にて画像濃度低下が発生したり、非画像部でのかぶりが増加する傾向にある。更に、全面ベタ画像をとり続けてトナーを急速に補給した時に、帯電低下が生じ、かぶりが増大した。特に、高湿環境下ではその現象が悪化した。凝集反応時に凝集に加わらないワックス粒子や樹脂粒子の影響と思われる。   On the other hand, the two-component developer (dct5, dct10, dct15, dct19) for comparison causes toner filming on the photoreceptor in the running durability test. In addition, the image density before and after the running test is low, the image density is lowered after long-term use, or the fog in the non-image area tends to increase. Further, when the entire surface was continuously taken and the toner was replenished rapidly, the charge decreased and the fog increased. In particular, the phenomenon worsened in a high humidity environment. This is probably due to the influence of wax particles and resin particles that do not participate in the aggregation reaction.

比較のための二成分現像剤(dct1、dct6、dct11、dct16)は、ランニング試験において、感光体上のクリーニング不良が発生した。   In the two-component developer (dct1, dct6, dct11, dct16) for comparison, a cleaning failure on the photoconductor occurred in the running test.

次に、フルカラー画像における定着性、非オフセット性、高温貯蔵安定性、定着ベルトへの紙の巻付き性についての評価結果を表26に示す。表中、“G”は評価の結果が良好であることを表わし、“F”は問題があることを表わす。ここでは、付着量1.2mg/cm2のベタ画像をプロセス速度125mm/s、オイルを塗布しないベルトを用いた定着装置にて、OHP用フィルム透過率(定着温度160℃)、並びに最低定着温度及び高温でのオフセット現象発生温度を測定した。また、高温状態での貯蔵安定性試験は、50℃、24時間の放置後のトナーの状態を評価した。なお、OHP用フィルム透過率は、分光光度計U−3200(日立製作所)で、700nmの光の透過率を測定した。Next, Table 26 shows the evaluation results for the fixing property, non-offset property, high-temperature storage stability, and paper wrapping property around the fixing belt in a full-color image. In the table, “G” indicates that the evaluation result is good, and “F” indicates that there is a problem. Here, in a fixing device using a solid image with an adhesion amount of 1.2 mg / cm 2 at a process speed of 125 mm / s and a belt not coated with oil, OHP film transmittance (fixing temperature 160 ° C.) and minimum fixing temperature And the temperature at which the offset phenomenon occurred at high temperature was measured. Further, in the storage stability test at a high temperature, the state of the toner after being left at 50 ° C. for 24 hours was evaluated. The film transmittance for OHP was measured with a spectrophotometer U-3200 (Hitachi, Ltd.) for the transmittance of 700 nm light.

本発明の実施例によるトナーTCT2〜TCT4、TCT7〜TCT9、TCT12〜TCT14,TCT17〜TCT18,TCT20〜TCT21は、定着性について、いずれも、OHP用フィルム透過率が70%以上を示しており、良好であった。また、非オフセット性についても、オイルを使用しない定着ローラにおいて、非オフセット温度幅が140〜200℃以上の広い範囲で得られ、定着可能温度範囲(最低定着温度から高温オフセット現象発生温度までの幅)が広かった。なお、普通紙の全面ベタ・フルカラー画像20万枚でも、オフセット現象は発生しなかった。また、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂系の定着ベルトでオイルを塗布せずともベルトの表面劣化現象はみられなかった。また、高温貯蔵安定性についても、50℃24時間の貯蔵安定性においても凝集はほとんど見られなかった。また、定着ベルトへの紙の巻付き性についても、定着ニップ部でのOHP用フィルムのジャム詰まりは発生しなかった。   The toners TCT2 to TCT4, TCT7 to TCT9, TCT12 to TCT14, TCT17 to TCT18, and TCT20 to TCT21 according to the embodiments of the present invention have good OHP film transmittance of 70% or more. Met. As for non-offset properties, a non-offset temperature range can be obtained over a wide range of 140 to 200 ° C. or more in a fixing roller that does not use oil, and the fixing temperature range (the range from the lowest fixing temperature to the temperature at which high temperature offset phenomenon occurs). ) Was wide. The offset phenomenon did not occur even with 200,000 full-color images of plain paper. Further, the surface deterioration phenomenon of the belt was not observed even if the oil was not applied with a silicone resin or fluororesin fixing belt. In addition, regarding the high-temperature storage stability, almost no aggregation was observed in the storage stability at 50 ° C. for 24 hours. In addition, as for the winding property of the paper around the fixing belt, jamming of the OHP film at the fixing nip portion did not occur.

比較のためのトナーtct5、tct10、tbt15、tbt19トナーでは高温非オフセット性が弱くなっており、定着可能領域のマージンが狭かった。これは、凝集反応時に凝集に加わらないワックス粒子や樹脂粒子の影響と思われる。   For comparison toners tct5, tct10, tbt15, and tbt19 toners, the high temperature non-offset property was weak and the margin of the fixable region was narrow. This seems to be due to the influence of wax particles and resin particles that do not participate in aggregation during the aggregation reaction.

【書類名】明細書
【発明の名称】トナー及びトナーの製造方法
【技術分野】
【0001】
本発明は複写機、レーザプリンタ、普通紙FAX、カラーPPC、カラーレーザプリンタ、カラーFAX及びこれらの複合機に用いられるトナー及びトナーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、プリンタ等の画像形成装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型化、高速化、高画質化、メンテナンスフリーなどを実現する技術が求められている。そのため電子写真方式における転写残りの廃トナーをクリーニングせずに、現像において廃トナーを回収するクリーナーレスプロセスや、カラー画像の高速出力を可能とするタンデムカラープロセス、また定着時にオフセット防止のための定着オイルを使用せずとも高光沢性、高透光性を有する鮮明なカラー画像と非オフセット性を両立させるオイルレス定着が良メンテナンス性、低オゾン排気などの条件とともに要求されている。そしてこれらの機能は同時に両立させる必要があり、プロセスのみならずトナーの特性向上が重要なファクターである。
【0003】
カラープリンタ等では、定着プロセスにおいては、カラー画像ではカラートナーを溶融混色させ透光性を上げる必要がある。トナーの溶融不良が起こるとトナー画像表面又は内部において光の散乱が生じて、トナー色素本来の色調が損なわれると共に、重なった部分では下層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、トナーには早く溶ける溶融特性を有し、色調を妨げないような透光性を有することが必要条件である。
【0004】
カラー画像を得る際に、定着ローラ表面にトナーが付着してオフセットが生じるため定着ローラに多量のオイル等を塗布しなければならず、取扱や、機器の構成が複雑になる。そのため機器の小型化、メンテフリー化、低コスト化のために、後述する定着時にオイルを使用しないオイルレス定着の実現が要求される。これを可能とするため、シャープメルト特性を有する結着樹脂中にワックス等の離型剤を添加することが実用化されつつある。
【0005】
しかし、このようなトナーの課題は、トナーの凝集性が強い特質を有するため、転写時のトナー像乱れ、転写不良の傾向がより顕著に生じ、転写と定着の両立が困難となる。また二成分現像として使用する際に、粒子間の衝突、摩擦、又は粒子と現像器との衝突、摩擦等の機械的な衝突、摩擦による発熱により、キャリア表面にトナーの低融点成分が付着するスペントが生じ易く、キャリアの帯電能力を低下させ現像剤の長寿命化の妨げとなる。
【0006】
トナーにおいて、種々の提案がされている。周知のように電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナ−は一般的に結着樹脂である樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、電荷制御剤、更に必要に応じて離型剤などの添加成分によって構成されている。樹脂成分として天然または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。
【0007】
そして、上記添加剤を適正な割合で予備混合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式により微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。また化学重合的な方法によりトナー母体が作成される方法もある。その後このトナー母体に例えば疎水性シリカなどの外添剤を外添処理してトナーが完成する。一成分現像では、トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合することによって二成分現像剤が得られる。
【0008】
しかし、従来の混練粉砕法における粉砕・分級操作では、小粒径化といっても経済的、性能的に現実に提供できる粒子径は約8μm程度までである。現在、種々の方法による小粒径トナーを製造する方法が検討されている。またトナーの溶融混練時に低軟化性の樹脂中にワックス等の離型剤を配合してオイルレス定着を実現させる方法が検討されている。しかし配合できるワックス量には限界があり添加量を多くするに従ってトナーの流動性の低下、転写時の中抜けの増大、感光体へのフィルミング発生等の弊害が生じてくる。また粉砕された粒子の表面状態は凹凸であり、表面平滑性を制御することは困難である。
【0009】
そのために、混練粉砕法とは異なる種々の重合法を用いたトナーの製造方法が検討されている。例えば、懸濁重合法によりトナーを調製すると、トナーの粒度分布の制御が困難で狭い粒度分布の粒子を生成するためには、分級操作を必要とする場合がある。またこの方法で得たトナーはその形状がほぼ真球状であるため、感光体等に残留するトナーのクリーニングブレードによるクリーニング性が悪く、画質信頼性を損ねるという問題がある。
【0010】
また、乳化重合法を用いたトナーの調製法は、少なくとも樹脂粒子、着色剤粒子を分散させてなる分散液中で、凝集粒子を形成し凝集粒子分散液を調製し、その凝集粒子分散液中に樹脂微粒子を分散させてなる樹脂微粒子分散液をさらに添加して、凝集粒子に樹脂微粒子を付着させて、加熱して融着する工程により製造される。
【0011】
下記特許文献1では、重合によって形成された粒子と、該粒子表面に乳化重合によって形成された微小粒子からなる被覆層とよりなるトナーであって、水溶性無機塩を加えて、粒子表面に微小粒子による被覆層を生成する構成、溶液のpHを変化させることにより、粒子表面に微小粒子による被覆層を生成することが開示されている。
【0012】
下記特許文献2では、離型剤が、炭素数が12〜30の高級アルコール及び炭素数12〜30の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルを少なくとも1種含み、かつ、該樹脂粒子が、分子量が異なる少なくとも2種の樹脂粒子を含むことで、定着性、発色性、透明性、混色性等に優れることが開示されている。
【0013】
下記特許文献3では、樹脂および着色剤を含有する着色粒子(コア粒子)の表面に、塩析/融着法によって樹脂粒子を融着させてなる樹脂層(シェル)が形成されたトナー粒子が開示され、粒子表面における着色剤の存在量が少なく、高湿度環境下において長期にわたる画像形成に供されても、帯電性・現像性の変化に起因する画像濃度の変化、カブリ、色味の変化を発生させない効果が記載されている。
【0014】
下記特許文献4では、少なくとも樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーにおいて、該トナー粒子が、樹脂Aを含有するコアと該コアを被覆する少なくとも1層の、樹脂Bを含有するシェルを有し、該シェルの最表面層の膜厚が50nm〜500nmであるトナーが開示され、耐オフセット性に優れ、且つ、良好な保存性を示す静電荷像現像用トナーの効果が記載されている。
【0015】
下記特許文献5では、形状係数が100ないし137のトナーが開示され、樹脂微粒子と着色剤の凝集体粒子分散液を形成し、得られた凝集体粒子分散液を、樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)以上、好ましくはTgないしTg+10℃の温度範囲に昇温して、例えば、2時間以上かけて目的とするトナー粒子径になるまで凝集体粒子を成長させた後、凝集を停止してさらに同温度に加熱し、10時間以内に凝集体粒子の表面を融合・合一させて、形状係数:100〜137の範囲のトナー粒子を形成させることが開示されている。
【0016】
下記特許文献6では、形状指数SF1=125〜140、(ただし、SF1=(π/4)×(L2/A)×100、Lは最大長、Aは投影面積を表す)、累積体積平均粒径D50V=3〜7μmのトナーが開示され、少なくとも1種の樹脂粒子分散液と、少なくとも1種の着色剤分散液とを混合し、凝集剤を添加して凝集粒子を形成した後、前記樹脂粒子のガラス点以上の温度に加熱して前記凝集粒子を融合してトナー粒子を製造する製造法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献1】特開昭57−45558号公報
【特許文献2】特開平10−301332号公報
【特許文献3】特開2002−116574号公報
【特許文献4】特開2004−191618号公報
【特許文献5】特開2000−131876号公報
【特許文献6】特開2000−267331号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
トナーの形状は、現像、転写、クリーニングプロセス等の画像形成プロセスとの関係から定められる傾向があり、感光体や転写ベルトのクリ−ニング性を重視する場合にはトナー形状は形状指数が大きめのポテト状としたほうがクリーニングの余裕度が広がる。また転写性を重視する場合にはトナー形状を形状係数の小さい球形に近づけ、転写効率を上げる構成がとられる。従って、この形状指数を任意に制御できることが画像形成プロセスの設計の余裕度を確保するためにも重要である。
【0018】
従来では凝集粒子生成時の温度や時間の調整により形状を調整することが開示されているが、温度の調整では粒度分布に変動を生じやすく、形状調整と粒度分布との調整が困難となる。また処理の時間により調整することも粒度分布に変動を生じやすく、また粒子の表面平滑性に影響を与え、さらには生産性にも影響を与える場合がある。このように形状係数を設定値内に納めることに関して、具体的手法の記載が十分でなく、またその手法の条件と形状指数との相関関係が十分に得られているとはいえない。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明は、粒度分布や粒子の表面平滑性に影響を与えることなく、粒子の形状を適正に制御することができ、狭い粒度分布を有する小粒径のトナーを、分級工程不要で作成できることを目的とする。
【0020】
また、定着ローラにオイルを使用しないオイルレス定着において、トナー中にワックス等の離型剤を使用して低温定着性と、高温非オフセット性、定着ローラ等との紙の分離性及び高温状態に保存時の貯蔵安定性の両立を実現することを目的とする。
【0021】
また、転写時の中抜けや、飛び散りを防止し、高転写効率が得られる画像形成装置を提供する。
【0022】
本発明のトナーは、トナー母体粒子と外添剤を含むトナーであって、前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子であるバインダー樹脂粒子と、第三の樹脂粒子であるトナーの形状を調整するための形状調整樹脂粒子と、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に、第ニの樹脂粒子である被覆樹脂粒子を融着し、前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は、前記バインダー樹脂粒子の軟化点よりも高いことを特徴とする。
【0023】
本発明のトナーの製造方法は、トナー母体粒子と外添剤を含むトナーの製造方法であって、前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、バインダー樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液と、トナーの形状を調整するための樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して芯粒子を生成する工程と、前記生成された芯粒子を含む芯粒子分散液に、被覆樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加し、前記第二の樹脂粒子を前記芯粒子に融着させる工程とを含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は本発明の実施例で使用した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図2】図2は本発明の実施例で使用した定着ユニットの構成を示す概略断面図である。
【図3】図3は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。
【図4】図4は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。
【図5】図5は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略断面図である。
【図6】図6は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。
【図7】図7は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。
【図8】図8は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。
【図9】図9は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略透示図である。
【図10】図10は本発明の実施例で使用した攪拌分散装置の概略平面図である。
【図11】図11は本発明のフローテスタによる結着樹脂の軟化点(1/2法における溶融温度)の算出方法の説明図である。
【図12】図12は本発明の実施例で作製したトナーct1の走査電子顕微鏡(SEM、倍率
5000倍)観察像である。
【図13】図13は本発明の実施例で作製したトナーCT2のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図14】図14は本発明の実施例で作製したトナーCT4のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図15】図15は本発明の実施例で作製したトナーct5のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図16】図16は本発明の実施例で作製したトナーCT7のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図17】図17は本発明の実施例で作製したトナーCT8のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図18】図18は本発明の実施例で作製したトナーct11のSEM観察像(倍率3000倍)である。
【図19】図19は本発明の形状指数を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明は、水系媒体中において少なくとも、第一の樹脂粒子、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に第ニの樹脂粒子を融着したことにより、粒子の形状を任意に制御することを可能とし、同時にトナー母体粒子の粗大化を抑制して小粒径で狭い粒度分布のトナー母体粒子を分級工程無しで作成することができる。
【0026】
また、低温定着性・光沢性及び高温非オフセット性を向上させつつ、貯蔵安定性を保つことができる。
【0027】
また、複数の感光体及び現像部を有する像形成ステーションを並べて配置し、転写体に順次各色のトナーを連続して転写プロセスを実行するタンデムカラープロセスにおいて、転写時の中抜けや逆転写を防止し、高転写効率を得ることができる。
【0028】
以下、本発明の各要素について説明する。
【0029】
(1)重合工程
樹脂粒子分散液の調製は、ビニル系単量体を界面活性剤中で乳化重合やシード重合等することにより、ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)の樹脂粒子を界面活性剤に分散させた分散液が調製される。その手段としては、例えば、高速回転型乳化装置、高圧乳化装置、コロイド型乳化装置、メデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
【0030】
樹脂粒子における樹脂が、前記ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体以外の樹脂である場合には、該樹脂が、水への溶解度が比較的低い油性溶剤に溶解するのであれば、該樹脂を該油性溶剤に溶解させ、この溶液を、ホモジナイザー等の分散機を用いて界面活性剤や高分子電解質と共に水中に微粒子分散し、その後、加熱又は減圧して該油性溶剤を蒸散させることにより、ビニル系樹脂以外の樹脂製の樹脂粒子を界面活性剤に分散させた分散液が調製される。
【0031】
重合開始剤としては、2,2'−アゾビスー(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(シクロヘキサンー1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビスー4−メトキシー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又はジアゾ系重合開始剤、や過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4'−アゾビス4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。
【0032】
着色剤粒子分散液は、界面活性剤を添加した水中で、着色剤粒子を添加し、前記した分散の手段を用いて分散させることにより調製される。
【0033】
ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水中で、ワックス粒子を添加し、前記した分散の手段を用いて分散させることにより調製される。
【0034】
トナーにはさらなる低温定着化と、オイルレス定着における高温非オフセット性、離型性、カラー画像の高透光性、一定の高温度下での貯蔵安定性が要求され、それらを同時に満足しなければならない。
【0035】
本発明のトナーは、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して芯粒子を生成する。そして生成された芯粒子を含む芯粒子分散液に、第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加して、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させて得られるトナーである。
【0036】
芯粒子に粒子の形状制御する目的で第三の樹脂粒子を配合する。第一の樹脂粒子の特性と一定の関連性を有する樹脂粒子を添加することにより、芯粒子の凝集反応性を変えることで形状を変化させることができる。
【0037】
その第三の樹脂粒子の好ましい特性として、第三の樹脂粒子の溶融粘度特性における軟化点をTs3(℃)、第一の樹脂粒子の溶融粘度特性における軟化点をTs1(℃)とすると、
Ts1+30℃≦Ts3≦Ts1+80℃
の関係を満たす。一定の軟化点を有する第三の樹脂粒子の存在により、加熱処理の過程での凝集反応において、溶融状態の異なる樹脂粒子の存在により凝集粒子の溶融が進行する状態を遅らせ、粒子の溶融による表面張力の効果を変えることで、形状を真球状からポテト形状や不定形とすることが可能となる。第三の樹脂粒子と第一の樹脂粒子の軟化点の差が30℃未満であると、芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることができにくくなり、形状調整がうまく進まない傾向にある。逆に第三の樹脂粒子と第一の樹脂粒子の軟化点の差が80℃を超えると、芯粒子の凝集が進行しずらくなり、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る場合がある。
【0038】
また、第三の樹脂粒子の好ましい第二の特性として、第三の樹脂粒子のゲルパーミエーションクロマトグラムにおける重量平均分子量をMwr3、第一の樹脂粒子の重量平均分子量をMwr1とすると、Mwr1×1.5≦Mwr3≦Mwr1×12 の関係を満たす。一定の重量平均分子量を有する第三の樹脂粒子の存在により、加熱処理の過程での凝集反応において、溶融状態の異なる樹脂粒子の存在により芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることで、形状を真球状からポテト形状や不定形とすることが可能となる。第三の樹脂粒子重量平均分子量が第一の樹脂粒子の重量平均分子量の1.5倍未満であると、芯粒子の溶融が進行する状態を遅らせることができにくくなり、形状調整がうまく進まない傾向にある。逆に第三の樹脂粒子重量平均分子量が第一の樹脂粒子の重量平均分子量の12倍を超えると、芯粒子の凝集が進行しずらくなり、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る傾向になる。
【0039】
また、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜30重量部の範囲とするのが好ましい。2重量部未満であると、形状調整の効果が得にくい。30重量部を超えると、芯粒子の凝集性が悪化し、第三の樹脂粒子が芯粒子に取り込まれにくく、第三の樹脂粒子が水系中に残留して水系中の白濁が残る傾向になる。
【0040】
また、第三の樹脂粒子の配合割合は、第三の樹脂粒子の軟化点又は重量平均分子量とも関連し、軟化点又は重量平均分子量が高くなるほど配合量は少量で効果を発揮できる。
【0041】
Ts3がTs1+30℃〜Ts1+45℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合としては、第一の樹脂粒子100重量部に対し、22〜30重量部の範囲、Ts3がTs1+45℃〜Ts1+65℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、12〜22重量部の範囲、Ts3がTs1+65℃〜Ts1+80℃のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜12重量部の範囲とすることが目安となるが、狙いの形状のよって量は増減する必要がある。
【0042】
Mwr3が、Mwr1×1.5〜Mwr1×4のときは、第三の樹脂粒子の配合割合としては、第一の樹脂粒子100重量部に対し、22〜30重量部の範囲、Mwr3が、Mwr1×4〜Mwr1×8のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、12〜22重量部の範囲、Mwr3が、Mwr1×8〜Mwr1×12のときは、第三の樹脂粒子の配合割合は、第一の樹脂粒子100重量部に対し、2〜12重量部の範囲とすることが目安となるが、狙いの形状のよって量は増減する必要がある。
【0043】
本発明のトナー製造方法は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して生成される芯粒子を含む芯粒子分散液に、第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加し、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる方法により製造する。
【0044】
芯粒子生成の好ましい方法としては、第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、トナーの形状を調整するための第三の樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合した混合分散液のpHを一定の条件下に調整し、一定量の水溶性無機塩を添加する。その後、水系媒体を第一の樹脂粒子のガラス転移点温度(Tg)以上及び/又はワックスの融点以上に加熱することで、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子が凝集し、少なくとも一部が溶融した芯粒子を生成することができる。
【0045】
樹脂粒子分散液は、乳化重合樹脂を重合生成する際に重合開始剤として過硫酸カリウム等の過硫酸塩を使用した際、その残留分が加熱凝集工程時の熱により分解してpHを変動(下げる)させてしまうことがあるため、乳化重合した後に一定温度以上(残留分を十分に分散させておくために80℃以上が好ましい)で、一定時間(1〜5時間程度が好ましい)加熱処理を施すことが好ましい。生成された樹脂粒子分散液のpHは好ましくは4以下、更に好ましくは1.8以下である。
【0046】
pH(水素イオン濃度)の測定は、被測定液を液槽内からピペットを用いてサンプルを10ml採取し、同容量程度のビーカーに入れる。このビーカーを冷水に浸漬し、サンプルを室温(30℃以下)まで冷却する。pHメータ(セブンマルチ:メトラートレド社製)を用い、室温まで冷やしたサンプルに測定プローブを浸す。メータの表示が安定したらその数値を読み取り、pHの値とする。
【0047】
混合分散液のpH調整後、液を攪拌しながら混合分散液温度を昇温させる。昇温速度は0.1〜10℃/minが好ましい。遅いと生産性が低くなる。早すぎると粒子表面が平滑にならないうちに形状が球形に進みすぎる傾向にある。
【0048】
前記した混合分散液のpHは9.5〜12.2の範囲に調整することが好ましい。好ましくは、pHは10.5〜12.2、さらに好ましくはpHは11.2〜12.2の範囲に調整する。1NのNaOHを添加することでpHの調整が可能である。pH値を9.5以上とすることで、形成された芯粒子が粗大化する現象を抑制する効果がある。また、pH値を12.2以下とすることで、遊離するワックス粒子や着色剤粒子の発生を抑え、ワックスや着色剤を均一に内包化できやすくする効果がある。
【0049】
混合分散液のpH調整後に、水溶性無機塩を添加し、加熱処理して少なくとも一部が溶融し凝集した所定の体積平均粒径の芯粒子が形成される。
【0050】
この所定の体積平均粒径の芯粒子が形成されたときの液のpHが7〜10の範囲に保持されることにより、ワックスの遊離が少なく、ワックスが内包された狭い粒度分布の芯粒子が形成できる。好ましくはpHが8〜10、より好ましくはpHが8.4〜10の範囲である。
【0051】
添加するNaOH量、凝集剤種や量、乳化重合樹脂分散液のpH、着色剤分散液のpH、ワックス分散液のpHの設定値や、加熱温度、時間は適宜選択される。粒子が形成されたときの液のpHが7未満であると、芯粒子が粗大化する傾向になる。pHが10を超えると、凝集不良で遊離ワックスが多くなる傾向になる。
【0052】
乳化重合、混合、凝集に使用する好ましい反応釜としてガラスライニング処理したステンレススチール(SUS)製の釜で、分散液を攪拌するための攪拌羽根としては特に限定はしないが、深さ方向に幅の広い翼形状(平板翼)が有効である。その平板翼としては、住友重機社製マックスブレンド翼や神鋼パンテック社製フルゾーン翼などが有効である。
【0053】
マックスブレンド翼の構成を図7に概略図、図8に上から見た平面図を示す。また、フルゾーン翼の構成を図9に概略図、図10に上から見た平面図を示す。301は軸で図示しない攪拌モータにつながれている。302は攪拌槽、303は液の水面、304は平面マックスブレンド翼で翼内に305の孔が設けられて、液の攪拌強度の調整の役目をしている。306は平面の長方形翼、その下部に攪拌翼307が設けられ、先端部において約130度程度屈曲されている。308は攪拌翼の長さを示している。
【0054】
攪拌翼の回転速度は、分散液中の粒子濃度や、狙いの粒径により変動するが、好ましくは0.5〜2.0m/sである。より好ましくは0.7〜1.8m/s、さらに好ましくは1.0〜1.6m/sである。低速になりすぎると生成される粒子の粒径が大きく、かつ粒度分布が広がる傾向にある。高速になりすぎると、粒子の凝集が阻害され、形状が不定形になりやすく、粒子生成ができにくくなる。
【0055】
本発明のトナー製造方法において、芯粒子生成の好ましい一実施形態として、水系媒体中において、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合して混合分散液を生成する。そしてこの混合分散液を加熱し、混合分散液の液温度が一定の温度に達した後に、この混合分散液に凝集剤として水溶性無機塩を添加する。
【0056】
混合分散液の温度が一定以上に達した状態で凝集剤を添加することにより、凝集が昇温時間とともに緩慢に起こる現象をさけられ、凝集剤の添加と共に凝集反応が一気に進行し、短時間に芯粒子の生成が可能となる。また、ワックスや着色剤を均一に内包化した小粒径で狭い粒径分布の芯粒子形成が可能となる。
【0057】
また、後述するように融点の異なるワックスを併用して使用する場合、昇温の過程で、低融点のワックスが先に溶融が開始され、昇温が進行すると、次には高融点のワックスの溶融が開始され、凝集が開始されるため、低融点ワックス粒子同士や、高融点粒子ワックス同士の凝集体の生成を防ぐためにも有効な方法である。芯粒子中でワックスの偏在を防止して、芯粒子の粒度分布が広くなったり、形状の分布が不均一になることを防ぐことができる。
【0058】
本発明のトナーの製造方法において、芯粒子生成の好ましい一実施形態として、水系媒体中において、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液及び着色剤粒子分散液を混合、凝集して樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させて核粒子を生成し、その核粒子が分散した核粒子分散液に、第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液を混合し、核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とを凝集させて芯粒子を生成することも好ましい。
【0059】
水系媒体中において、樹脂粒子を分散させた樹脂粒子分散液及び着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液とを混合して混合液を生成する。この混合液を加熱し、混合液の液温度が一定の温度に達した後に、この混合分散液に凝集剤として水溶性無機塩を添加して、樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させ、核粒子を生成する。その後、加熱された状態で、核粒子が生成した核粒子分散液に、樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液とを添加し、核粒子、樹脂粒子及びワックスを凝集させて、芯粒子を生成する。ワックスとの直接の凝集をさけることで形状調整の機能がより効果的に発揮される。
【0060】
混合液の温度が一定以上に達した状態で凝集剤を添加することにより、凝集が昇温時間とともに緩慢に起こる現象をさけられ、凝集剤の添加と共に凝集反応が一気に進行し、短時間にて芯粒子の生成が可能となる。
【0061】
また、ワックス粒子と着色剤粒子との接触を、樹脂粒子を介して行うことにより凝集反応が樹脂粒子と着色剤粒子、樹脂粒子とワックス粒子間での反応が優先するため、着色剤粒子、ワックス粒子それぞれ芯粒子中に均一に取り込まれやすく、ワックスや着色剤を均一に内包化した小粒径で狭い粒径分布の芯粒子形成が可能となる。
【0062】
また、この芯粒子は、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させた核粒子部と、その核粒子の表面に樹脂粒子及びワックス粒子の混合粒子が融着した構造が好ましい。着色剤粒子をトナー粒子表面に露出させないことにより、帯電性等への影響を最小限にできる。ワックス粒子をトナー粒子表層に近づけることで、定着性(非オフセット温度域)拡大を図れる。後述するようにさらに第二の樹脂粒子を芯粒子の表面に融着させることも好ましい。
【0063】
添加する凝集剤は一定の水濃度を有する水溶性無機塩を含有した水溶液を使用するが、その水溶液のpH値を調整した後に、少なくとも第一の樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合した混合分散液中に添加することも好ましい。
【0064】
凝集剤を含んだ水溶液のpH値を一定値に調整することにより、凝集剤としての粒子の凝集作用をより高めることができるものと考えられる。混合分散液のpH値と一定の関係を持たせることが好ましく、混合分散液に一定の関係を持たせたpH値を有する凝集剤水溶液を添加することにより、芯粒子が粗大化したり、ワックスの分散が不均一になる現象を抑えることができ、効果的である。
【0065】
第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液を混合した混合分散液を加熱処理し、凝集剤を含む水溶液の添加前の混合分散液のpH値をHGとすると、凝集剤を含む水溶液のpH値は、HG+2〜HG−4の範囲に調整して添加するのが好ましい。好ましくはHG+2〜HG−3の範囲、より好ましくはHG+1.5〜HG−2の範囲、さらに好ましくはHG+1〜HG−2の範囲とする。
【0066】
混合分散液にpH値が離れた凝集剤水溶液を添加すると、液のpHのバランスが急に乱されるため、凝集反応が遅れて進行しずらくなったり、芯粒子が粗大化しやすくなりやすい。このような現象を抑えるために、凝集剤水溶液のpHを調整することが効果的である。原因は不明であるが凝集剤を含む水溶液のpH値を混合分散液のpH値よりも低くするのがより好ましい。
【0067】
HG−4以上とすることで、凝集剤としての粒子の凝集作用をより高められ、凝集反応を加速できる。HG+2以下とすることで、芯粒子が粗大化したり、粒度分布がブロードになる現象を抑える効果がある。
【0068】
凝集剤を添加する時期としては、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合した混合分散液の温度が、後述するDSC法により測定されるワックスの融点以上に到達後に凝集剤を添加するのが好ましい。ワックスの溶融が開始されている状態で、凝集剤を添加することにより、溶融するワックス粒子と、樹脂粒子及び着色剤粒子の凝集が一気に進行し、さらに加熱処理続けることでワックス粒子、樹脂粒子の溶融が進行して粒子形成されるものと思われる。
【0069】
このとき、混合分散液の温度が第一の樹脂粒子のガラス転移点に達した時点で凝集剤を添加しても、粒子はほとんど凝集せず、粒子形成されない。混合分散液の温度がワックスの特定温度に達した時点で凝集剤を添加することにより粒子の凝集が進行し、その後0.5〜5時間、好ましくは0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間加熱処理することにより所定の粒度分布の芯粒子が生成される。加熱処理はワックスの特定温度をキープしたままでも良いが、好ましくは80〜95℃、より好ましくは90〜95℃で加熱することが好ましい。凝集反応を加速でき、処理時間の短縮につながる。
【0070】
さらに、後述するようにワックスを2種類以上含む場合には、低い方の融点を有するワックスの方の特定温度に調整することが好ましい。より好ましくは高い方の融点を有するワックスの特定温度に調整する。ワックス粒子の溶融が開始されている温度状態で凝集剤を添加することが効果的である。
【0071】
凝集剤の添加は、全量一括して添加してもよいが、凝集剤の滴下を1〜120minの時間を要して滴下するのも好ましい。分割しながらでもよいが、好ましくは連続した滴下が好ましい。加熱された混合分散液に凝集剤を一定速度で滴下することにより、反応釜内にある混合分散液全体に凝集剤が徐々に均一に混ざりあうことになり、偏在により粒度分布がブロードになったり、ワックスや着色剤の浮遊粒子の発生を抑制する効果がある。また混合分散液の液温度の急激な低下を抑えることができる。好ましくは5〜60min、より好ましくは10〜40min、さらに好ましくは15〜35minである。1min以上により芯粒子の形状が過度に不定形に進まず、安定した形状が得られる。120min以下とすることで、着色剤やワックス粒子の凝集不良となって単独で浮遊する粒子の存在を抑える効果が得られる。
【0072】
第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、顔料微粒子及びワックス微粒子の総和100重量部に対し、凝集剤は1〜50重量部添加するのが好ましい。好ましくは1〜20重量部、より好ましくは5〜15重量部、さらに好ましくは5〜10重量部である。少ないと凝集反応が進行せず、多すぎると生成粒子が粗大化する傾向にある。
【0073】
混合分散液は、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液以外に液中の固体濃度を調整するために、イオン交換水を添加してもかまわない。液中の固体濃度は5〜40重量%が好ましい。
【0074】
また凝集剤としては、水溶性無機塩をイオン交換水等で一定濃度に調整して使用することも好ましい。凝集剤水溶液の濃度は5〜50重量%が好ましい。
【0075】
また、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させた核粒子が生成した核粒子分散液に第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液とを添加して核粒子、第一の樹脂粒子及びワックスを凝集させて芯粒子を生成する例においては、凝集剤を添加する時期として、第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子分散液及び着色剤粒子分散液分散液とを混合した混合分散液の温度が、後述するDSC法により測定されるワックスの融点以上に到達後に凝集剤を添加することも好ましい方法である。
【0076】
これは核粒子形成後に続いて滴下される第一の樹脂粒子及びワックス粒子の核粒子への付着を、水系媒体の温度を変化させることなく促進させるために、水系媒体の温度をワックスの融点以上に保持させておくことにより、ワックスが滴下されるとワックスの溶融が開始され、溶融するワックス粒子と第一の樹脂粒子及び核粒子の凝集が一気に進行し、さらに加熱処理続けることで核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とが凝集した芯粒子形成が早く進行し、小粒径で粒度分布の狭い粒子形成を可能とする。
【0077】
第一の樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて核粒子を生成する際、混合分散液の温度が第一の樹脂粒子のガラス転移点に達した時点で凝集剤を添加しても、凝集が進行しにくい状態である。混合分散液の温度が80℃以上に到達したあたりから、粒子は成長し、粒子は粒径1〜3μmに成長する傾向にある。
【0078】
また、後述するようにワックスを2種類以上含む場合には、低い方の融点を有するワックスの方の特定温度に調整することが好ましい。より好ましくは高い方の融点を有するワックスの特定温度に調整する。
【0079】
凝集剤を添加して第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子と着色剤粒子が凝集した核粒子が形成された後、第一の樹脂粒子分散液とワックス粒子分散液を滴下し、核粒子と第一の樹脂粒子及びワックス粒子とを凝集させて芯粒子を生成する。このときの水系媒体の温度は変化させることなく継続させることが好ましい。
【0080】
核粒子に使用する第一の樹脂粒子と、その後にワックス粒子と共に添加して芯粒子を生成する際に使用する第一の樹脂粒子とは、組成、熱特性が異なる樹脂でもかまわないが、同一の第一の樹脂粒子であることが好ましい。
【0081】
芯粒子に含まれる第一の樹脂粒子全量を100とすると、核粒子に使用する第一の樹脂粒子は重量割合で30〜80とするのが好ましい。30以上とすることで、第一の樹脂粒子と着色剤粒子との凝集による小粒径で粒度分布の狭い核粒子生成を可能とできる。30より少ないと着色剤粒子の分散性が低下する傾向にある。
【0082】
第一の樹脂粒子及びワックス粒子分散液の滴下は、別々に滴下する方法、又は一定割合で予め混合した分散液を一定の滴下速度で滴下するのが好ましい。全量多量に添加すると、液の温度が低下し、凝集が均一に進行しなくなる場合がある。
【0083】
所定量の第一の樹脂粒子及びワックス粒子分散液の滴下が終了後、一定時間加熱処理を続ける。時間としては10分〜2時間が好ましい。好ましくは10分〜30分で、ある程度均一に混合され、温度も安定に保持された後で、核粒子、第一の樹脂粒子及びワックス粒子が混合する混合液のpHを7以上10以下に調整する。これにより、核粒子に第一の樹脂粒子及びワックス粒子の付着を進行させることができる。混合液のpHが7より小さく、又は10よりも大きいと核粒子に第一の樹脂粒子及びワックス粒子の付着を進行させることが困難になり、芯粒子が粗大化したり、浮遊する粒子が増大することになる。
【0084】
pH調整の後、さらに所定の粒径、表面平滑性が得られるまで一定時間加熱処理を続け、芯粒子が生成される。加熱時間により、芯粒子の形状または表面平滑性を制御することができる。
【0085】
加熱時間は0.5〜5時間、好ましくは0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間加熱処理することにより所定の粒度分布の芯粒子が生成される。加熱処理はワックスの特定温度をキープしたままでも良いが、好ましくは80〜95℃、より好ましくは90〜95℃で加熱することが好ましい。凝集反応を加速でき、処理時間の短縮につながる。
【0086】
本発明のトナーは、芯粒子が分散した芯粒子分散液に、第二の樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加混合し、加熱処理して芯粒子に、第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させてトナー母体粒子を生成する。
【0087】
第二の樹脂粒子を芯粒子に融着層(被覆層又はシェル層と称することもある)を形成することは帯電安定性の観点から望ましい。また形状調整として軟化点の異なる樹脂粒子が芯粒子に存在していることから、粒子表面に凹凸が生じ、帯電性や流動性に影響を与える可能性があるため、シェル層を設けることは有効である。
【0088】
また、トナーの高温状態での貯蔵安定性を高める観点から、ガラス転移点(Tg(℃))の高い樹脂粒子を、定着時の高温耐オフセット性を確保する観点から、高分子量の樹脂粒子をシェル層として形成することが望ましい。
【0089】
第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる際に、pH値をアルカリ状態に調整した第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を、前述したpH値を7〜10の範囲の状態の芯粒子が分散した芯粒子分散液に添加することが好ましい。
【0090】
アルカリ状態に調整した第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、7.5〜10.5の範囲とするのが好ましい。好ましくは8.5〜10.5、より好ましくは8.9〜10.5である。
【0091】
第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも高い値、つまり、よりアルカリ状態に調整して添加することが好ましい。第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値は、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも0.5以上高いのが好ましい。より好ましくは1以上である。0.5よりも小さいとき、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生が増える傾向にある。逆に差が3.5を超えると、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子が発生するとともに、芯粒子同士の二次凝集が発生し、生成される粒子が粗大化する傾向にある。
【0092】
第二の樹脂粒子分散液のpH値と、芯粒子分散液のpH値とを一定の関係を保持させて、第二の樹脂粒子分散液を添加することにより、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着を促進させ、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生を抑え、さらには芯粒子同士の二次凝集の発生を抑えることができる。
【0093】
第ニの樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液のpH値が、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値よりも低い値のときも、第二の樹脂粒子の発生が増える傾向にあり、液は白濁したままの状態が続く。
【0094】
芯粒子分散液のpH値は7〜10の範囲とし、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値を7.5〜10.5に調整した後に添加することで、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着を促進させ、融着に加わらない浮遊する第二の樹脂粒子の発生を抑え、芯粒子同士の二次凝集の発生を抑えて、小粒径で狭い粒度分布を形成することが可能となる。芯粒子分散液のpH値は7未満で、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値が7.5未満であると、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着が進行せず、第二の樹脂粒子は芯粒子への融着に加わらず、浮遊したままの状態となる傾向にある。芯粒子分散液のpH値が10よりも大きく、かつ第二の樹脂粒子分散液のpH値が10.5よりも大きいとき、芯粒子への第二の樹脂粒子の付着が進行せず、生成される粒子が粗大化する傾向にある。
【0095】
pH値の調整には水酸化ナトリウムや塩酸溶液を添加することで調整することができる。
【0096】
第二の樹脂粒子を芯粒子に融着させる際に、生成された芯粒子が分散した芯粒子分散液に、第二の樹脂粒子分散液の滴下条件として、生成された芯粒子量100重量部に対し、第二の樹脂粒子の滴下速度が、0.14重量部/min〜2重量部/minの滴下条件で滴下して生成するのが好ましい。好ましくは0.15重量部/min〜1重量部/min、さらに好ましくは、0.2重量部/min〜0.8重量部/minである。
【0097】
第二の樹脂粒子分散液の添加時期は、芯粒子が所定の粒径に達したら、そのまま添加される。添加は順次滴下が好ましい。所定全量を一気に添加したり、2重量部/minを超えると第二の樹脂粒子のみ同士の凝集が生じやすく、粒度分布がブロードになりやすい。また、投入量が多くなると、液温度が急激に低下し凝集反応の進行が止まることになり、第二の樹脂粒子の一部が芯粒子への付着に加わらずに水系中で浮遊した状態で残ってしまう場合がある。
【0098】
また、0.14重量部/minよりも少ないと、第二の樹脂粒子の一部が芯粒子への付着する量が減量し、加熱を続けていく際に、芯粒子同士の凝集が生じて、粒子が粗大化、粒度分布がブロードになりやすい。
【0099】
第二の樹脂粒子分散液の滴下条件を適正化することで、芯粒子同士の凝集や第二の樹脂粒子のみ同士の凝集を防いで、小粒径で粒度分布の狭い粒子の生成を可能とする。
【0100】
生成された芯粒子が分散された芯粒子分散液の液温度の変動を10%以内に抑えるように、第二の樹脂粒子分散液を滴下するような条件が好ましい。
【0101】
また、芯粒子表面に第二の樹脂粒子が付着させた後、さらに水系中のpHを3.2〜6.8の範囲に調整した後、第二の樹脂粒子のガラス転移点温度以上の温度で0.5〜5時間加熱処理することも好ましい。このpH値の範囲とすることにより、芯粒子相互の二次凝集を抑制しながら、かつ粒子形状の表面平滑性をより進めることができる。
【0102】
トナーの耐久性、貯蔵安定性、高温非オフセット性を良好なものとするため、第二の樹脂粒子の融着した樹脂層の厚さは0.5μm〜2μmが好ましい。これよりも薄いと貯蔵安定性、高温非オフセット性の効果が発揮せず、厚いと低温定着性が阻害される。
【0103】
本発明のトナーにおいて、第一の樹脂粒子が水系媒体中において重合開始剤を用いて単量体を乳化重合することにより得られるものであり、その重合開始剤の添加量が、単量体100重量部に対し、0.5〜2.5重量部、重合開始剤が、水温20℃の水100gに対する溶解度が4g以上の過硫酸塩類、及び単量体がスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体及び酸基を有するビニル系単量体を含み、酸基を有するビニル化合物の配合量が、単量体中0.1〜5.0重量%とすることが好ましい。
【0104】
重合開始剤の添加量について、重合開始剤由来の親水基の存在量により、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子の凝集に影響を与える傾向にある。つまり重合開始剤の添加量が多いと凝集反応が遅く進行する傾向にあり、重合開始剤の添加量が少ないと凝集反応が早く進行する傾向にあり、重合開始剤の添加量は、単量体100重量部あたり0.5〜2.5重量部である。好ましくは、0.7〜2.0重量部、より好ましくは、1.0〜1.5重量部である。第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子それぞれの凝集を適正なものとなる範囲である。重合開始剤の添加量が0.5重量部よりも少ないと、第一の樹脂粒子の凝集が早く進行し、ワックス、顔料と凝集した芯粒子生成にいたらず、第一の樹脂粒子同士が凝集した樹脂の粗大粒子が生成されてしまう。2.5重量部よりも多いと、芯粒子生成の凝集が遅くなる傾向にあり、生産性に時間を要することになる。また、高温非オフセット性が悪化し、定着可能温度領域が狭まる結果となる。これは重合開始剤由来の親水基の存在量により、凝集反応が遅く進行することで、ワックスの分散性に影響を及ぼすものと考えられる。
【0105】
重合開始剤は、水温20℃の水100gに対する溶解度が4g以上の過硫酸塩類を使用することが好ましい。重合開始剤由来の親水基の存在量の適正化による芯粒子の凝集性と定着性を適切なものとすることができる。溶解度が少ないと、乳化重合反応時の過硫酸塩類の溶解に時間を要し生産性が遅くなる。乳化する際の過硫酸塩類の分散状態が変化しやすく、凝集反応時の凝集性が不安定なものとなる場合がある。
【0106】
酸基を有するビニル化合物の配合量が、単量体中0.1〜5.0重量%であることが好ましい。好ましくは、0.2〜4.5重量%、より好ましくは、0.5〜2.0重量%である。第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子それぞれの凝集を適正なものとできる範囲である。0.1重量%よりも少ないと、第一の樹脂粒子の凝集が早くなり、ワックス、顔料と凝集した芯粒子生成にいたらず、樹脂粒子単独が凝集した粗大化した樹脂粒子の発生や、芯粒子が粗大化する傾向にある。5.0重量%よりも多いと、芯粒子生成の凝集が遅くなる傾向にあり、これは酸基由来の親水基の存在量により、凝集反応が遅く進行することで、樹脂粒子とのワックスの凝集に影響を及ぼし、それによりワックスの分散状態が変動し、高温非オフセット性が悪化し、定着可能温度領域が狭まると考えられる。
【0107】
本発明において、着色剤粒子又はワックス粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤であるのが好ましい。本明細書において、主成分とは50重量%以上をいう。
【0108】
本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液又は第ニの樹脂粒子を分散した第ニの樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤であり、かつ着色剤粒子及びワックス粒子分散液に用いる界面活性剤の主成分は非イオン界面活性剤であるのが好ましい。
【0109】
本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液、第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液又は第ニの樹脂粒子を分散した第ニの樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤のうち、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは60〜85重量%である。
【0110】
また、着色剤粒子分散液、ワックス粒子分散液に用いる界面活性剤のうち、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して50〜100重量%有することが好ましい。より好ましくは60〜100重量%、さらに好ましくは60〜90重量%有することが好ましい。
【0111】
各粒子の分散液に用いる界面活性剤のうち、界面活性剤全体に対するイオン界面活性剤(アニオン性界面活性剤が好ましい)の配合割合が、ワックス粒子、着色剤粒子、第一の樹脂粒子、第三の樹脂粒子の順で多くなるようにするのが好ましい。
【0112】
まず、アニオン性界面活性剤を多い割合で使用している第一の樹脂粒子が凝集を開始して核をつくり、次にアニオン性界面活性剤をワックス粒子よりも多い割合で使用している着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後にノニオン性界面活性剤を最も多い割合で使用しているワックス粒子が凝集して、着色剤粒子を樹脂粒子とともに包み込むように凝集して芯粒子を形成するものと推測する。最初に第一の樹脂粒子が凝集を開始して核をつくるが、着色剤粒子及びワックス粒子が芯粒子中に取り込まれず、芯粒子分散液中に凝集に加わらない着色剤粒子及びワックス粒子が残留する現象を回避するポイントであると考えられる。
【0113】
本発明において、第一の樹脂粒子を分散した第一の樹脂粒子分散液及び第三の樹脂粒子を分散した第三の樹脂粒子分散液を作成する際に用いる界面活性剤が非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤の混合であり、かつワックス粒子分散液及び着色剤粒子分散液に用いる界面活性剤の主成分が非イオン界面活性剤のみとするのも好ましい。
【0114】
このような樹脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子を用いて、水系媒体中で凝集剤を作用させると、まず樹脂粒子が凝集を開始して核ができる。次に、着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後にワックス粒子が凝集して着色剤粒子を樹脂粒子とともに挟んだようにして包み込む。樹脂粒子は着色剤粒子やワックス粒子に比べて、重量濃度として、通常数倍以上添加するので、さらにワックス粒子の上にも樹脂粒子のみの核が凝集し、最表面が樹脂で覆われたトナーが形成されると推定される。このようなメカニズムで水系中で凝集にかかわらない浮遊した着色剤粒子やワックス粒子の存在をなくし、小粒径でかつ均一で狭い範囲でシャープな粒度分布を有する芯粒子を形成できるものと考えられる。
【0115】
非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤との混合系とし、さらに第一の樹脂粒子分散液と第三の樹脂粒子分散液の界面活性剤において、非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して、50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは、60〜85重量%である。50重量%以上とすることにより、生成される芯粒子の粒度分布が広がる現象を抑えられやすくなる。95重量%以下とすることで樹脂粒子分散液中の樹脂粒子自体の分散が安定しやすくなる。イオン型界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤が好ましい。
【0116】
さらに、ノニオン性界面活性剤のみで分散された着色剤粒子及びワックス粒子分散液において、ワックス粒子分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が、着色剤粒子分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数よりも大きいのが好ましい。ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数の少ない方が、凝集剤に対する凝集性が高く傾向にあるためである。
【0117】
顔料粒子の分散用に使用するノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数は18〜33であることが望ましい。より好ましくは20〜30、さらに好ましくは、20〜26である。
【0118】
ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が18より小さいと、凝集剤に対する顔料粒子の凝集性が高くなりすぎて、樹脂に取り囲まれる前に、大きな粒子に成長し、トナー粒子中に取り込まれなくなる。反対に、ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が33より大きくなると、凝集剤に対する凝集性が低くなりすぎて、カーボンブラック微粒子が凝集せずに、反応溶液中に微粒子のままで存在するので、トナー粒子中に取り込まれなくなってしまう。
【0119】
顔料粒子の分散に使用するノニオン性界面活性剤が複数のノニオン性界面活性剤を含有することも好ましい。単独では、ノニオン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付加モル数が20〜30の範囲になくても、複数のノニオン性界面活性剤の重量平均したエチレンオキサイド付加モル数が20〜30の範囲にあればよい。
【0120】
ここで各粒子の凝集剤に対する凝集性は、各種濃度の凝集剤水溶液(例えば、硫酸マグネシウム水溶液)に粒子分散液を滴下し、粒子が一定の大きさに凝集するときの凝集剤の濃度で評価することができ、粒子の凝集剤に対する凝集性が高い程、より低い凝集剤濃度で粒子が凝集する。
【0121】
このような樹脂粒子と、着色剤粒子およびワックス粒子を用いて、溶液中で凝集剤を作用させると、まずアニオン性界面活性剤を使用している樹脂粒子が凝集を開始して核ができる。次に、平均エチレンオキサイド付加モル数の少ないノニオン性界面活性剤を使用している着色剤粒子が樹脂粒子の核の周りに凝集を始める。最後に平均エチレンオキサイド付加モル数の大きいノニオン性界面活性剤を使用しているワックス粒子が凝集して、着色剤粒子を樹脂粒子とともに包み込むように凝集して芯粒子を形成する。
【0122】
着色剤粒子及びワックス粒子が芯粒子中に取り込まれず、芯粒子分散液中に凝集に加わらない着色剤粒子及びワックス粒子が残留する現象を回避することができる。
【0123】
顔料粒子に対するノニオン性界面活性剤の量は、分散安定性の観点から重量比でカーボンブラック100重量部に対して、10〜20重量部が望ましい。
【0124】
また、第二の樹脂分散液に用いる界面活性剤の主成分を非イオン界面活性剤とするのが好ましい。さらには、第二の樹脂粒子分散液に用いる界面活性剤が非イオン界面活性剤とイオン型界面活性剤の混合とするのも好まし。非イオン界面活性剤が界面活性剤全体に対して、50〜95重量%有することが好ましい。より好ましくは55〜90重量%、さらに好ましくは、60〜85重量%である。50重量%以上とすることで、芯粒子に対する第二の樹脂粒子微粒子の付着を促進させることができる。95重量%以下とすることにより、で樹脂粒子分散液中の樹脂粒子自体の分散を安定させる効果がある。
【0125】
着色粒子が形成された後、任意の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を経て、トナー母体粒子を得ることができる。この洗浄工程においては、帯電性を向上させる観点より、十分にイオン交換水による置換洗浄を行うのが好ましい。前記固液分離工程における分離方法としては、特に制限はなく、生産性の観点から、吸引濾過法や加圧濾過法などの公知のろ過方法が好ましく挙げられる。前記乾燥工程における乾燥方法としては、特に制限はなく、生産性の観点から、フラッシュジェット乾燥方法、流動乾燥方法、及び振動型流動乾燥方法などの公知の乾燥方法が好ましく挙げられる。
【0126】
重合開始剤としては、過硫酸塩類である、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等が好ましい材料である。
【0127】
凝集剤としては、水溶性無機塩が選択され、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩を挙げることができる。アルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。これらのうち、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の対イオン(塩を構成する陰イオン)としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。イオン交換水等で一定濃度に調整して使用することも好ましい。
【0128】
非イオン界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール型の非イオン界面活性剤、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、他価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型の非イオン界面活性剤などが挙げられる。
【0129】
高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール型の非イオン界面活性剤が特に好ましく使用できる。
【0130】
水系媒体としては、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記極性を有する分散剤における前記極性界面活性剤の含有量としては、一概に規定することはできず、目的に応じて適宜選択することができる。
【0131】
また非イオン界面活性剤と、イオン型界面活性剤とを併用する場合には、極性界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤などが挙げられる。
【0132】
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどが挙げられる。
【0133】
前記カチオン界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0134】
(2)樹脂
本発明の樹脂粒子としては、熱可塑性結着樹脂が挙げられる。具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル系単量体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸などの酸基のカルボキシル基を解離基として有する不飽和多価カルボン酸系単量体などの単独重合体、それらの単量体を2種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物を挙げることができる。
【0135】
樹脂粒子分散液における樹脂粒子の固形分の含有量としては、通常5〜50重量%であり、好ましくは10〜40重量%である。
【0136】
芯粒子を構成する第一の樹脂粒子の軟化点(Ts1)は80℃〜130℃の範囲が好ましい。好ましくは80℃〜125℃、より好ましくは80℃〜120℃、さらに好ましくは85℃〜110℃である。軟化点が80℃未満であると、凝集の進行が早く小粒径で狭い粒度分布で小粒径の粒子の形成が困難となる傾向にある。また形状が真球に近い形となり、形状の制御が困難になる傾向にある。軟化点が130℃を超えると低温定着性が悪化する傾向にある。
【0137】
また、芯粒子を構成する第一の樹脂粒子のガラス転移点が45℃〜60℃であることが好ましい。より好ましくは45℃〜55℃、さらに好ましくは45℃〜52℃である。樹脂粒子のガラス転移点が45℃未満であると、芯粒子が粗大化し、また貯蔵安定性や耐熱性が低下する傾向となる。60℃を超えると低温定着性が悪化する傾向となる。
【0138】
また、第一の樹脂粒子は、重量平均分子量(Mwr1)が1万〜6万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mnr1)の比Mwr1/Mnr1が1.5〜6であることが好ましい。さらに好ましくは重量平均分子量(Mwr1)が1万〜5万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mnr1)の比Mwr1/Mnr1が1.5〜3.9であることが好ましい。さらに好ましくは重量平均分子量(Mw1r)が1万〜3万、重量平均分子量(Mwr1)と数平均分子量(Mn1r)の比Mw1r/Mnr1が1.5〜3であることが好ましい。樹脂粒子はトナー全樹脂に対して60重量%以上であることが好ましく、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上である。Mwr1が1万未満であると芯粒子が粗大化し、貯蔵安定性や耐熱性が低下する傾向となる。6万を超えると低温定着性が悪化する傾向となる。Mwr1/Mnr1が6を超えると、芯粒子の形状が安定せず、不定形になりやすく、粒子表面に凹凸が残り、表面平滑性の劣るものとなる傾向となる。
【0139】
このように第一樹脂粒子は低温定着性を向上させるためなるべく軟化点または分子量を下げたいが、軟化点または分子量の低い樹脂を使用すると、凝集の過程で球形に進行しやすく形状の調整がしにくくなる傾向にある。そのため、低軟化点又は低分子量の第一の樹脂粒子に対して、一定の熱特性の関係を有する樹脂粒子を配合することで低温定着と形状制御を両立させることが可能となる。
【0140】
また、第二の樹脂粒子としては、ガラス転移点が55℃〜75℃、軟化点が140℃〜180℃、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された重量平均分子量(Mw)が5万〜50万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnが2〜10であるのが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が60℃〜70℃、軟化点が145℃〜180℃、Mwが8万〜50万、Mw/Mnが2〜7である。さらに好ましくは、ガラス転移点が65℃〜70℃、軟化点が150℃〜180℃、Mwが12万〜50万、Mw/Mnが2〜5である。Mw/Mnを小さくして分子量分布を単分散に近づけることにより、芯粒子表面への第二の樹脂粒子の熱融着を均一に行うことができる。芯粒子表面の熱融着を促進し、軟化点を高め設定とすることにより、耐久性、耐高温オフセット性、分離性を向上させることができる。
【0141】
また第三の樹脂粒子を配合した芯粒子にシェルを構成する第二の樹脂粒子を融着させる際、芯粒子中には軟化点等の異なる部分が存在するため、第二の樹脂粒子の付着が不均一となることを防ぐため、上記した一定のガラス転移点、軟化点または分子量特性を有することが効果的である。また、異なる形状がポテト形状や不定形となった場合も、第二の樹脂粒子の付着が不均一となることを防ぐため、上記した特性を有する第二の樹脂粒子を用いることが効果的である。
【0142】
第二の樹脂粒子のガラス転移点が55℃未満であると、芯粒子同士の凝集が進行する二次凝集を生じやすい傾向となる。また貯蔵安定性が悪化する傾向となる。75℃を超えると、芯粒子表面への熱融着性が悪化し、均一付着性が低下する傾向となる。
【0143】
第二の樹脂粒子の軟化点が140℃未満であると、耐久性、耐高温オフセット性や、紙と定着ローラとの分離性が低下する傾向となる。180℃を超えると、光沢性、透光性が低下する傾向となる。
【0144】
第二の樹脂粒子のMwが5万よりも小さいと耐久性、高温非オフセット性、紙分離性が低下する傾向となる。50万よりも大きいと低温定着性、光沢性、透光性が低下する傾向となる。
【0145】
樹脂、ワックス及びトナーの分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された値である。装置は、東ソー社製HLC8120GPCシリーズ、カラムはTSKgel superHM−H H4000/H3000/H2000(6.0mmI.D.−150mm×3)、溶離液THF(テトラヒドロフラン)、流量0.6mL/min、試料濃度0.1重量%、注入量20μL、検出器RI、測定温度40℃、測定前処理は試料をTHFに溶解後一晩放置後、0.45μmのメンブランフィルターでろ過し、トナーの場合は、シリカ等の添加剤を除去した樹脂成分を測定する。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。
【0146】
バインダー樹脂(第一の樹脂)粒子の軟化点が80〜130℃の範囲であり、形状調整樹脂粒子(第三の樹脂)と被覆樹脂(第二の樹脂)粒子の軟化点は各々140〜180℃の範囲であることが好ましい。形状調整樹脂粒子(第三の樹脂)と被覆樹脂(第二の樹脂)粒子は同一の樹脂を使用することもできる。
【0147】
結着樹脂の軟化点は、島津製作所の定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタ(CFT500)により測定する。
【0148】
まず、試料をシリンダに充てんし、周囲から熱して溶融させ、上部からピストンによって一定の圧力を加える。溶融した試料は細い穴(直径1mm、長さ1mm)を持ったダイを通して押し出され、フローレート(cm3/g)から試料の流動性、すなわち溶融粘度が求められる。
【0149】
シリンダ、ダイを取り囲む加熱炉を設け、50℃に設定する。1gの試料をシリンダに充てんする。荷重をかけずに50℃で2.5min保持する。試料中の空気を抜くために荷重をかける。このとき加熱炉から出ているピストンの長さが12〜15mm程度になるようにする。総保持時間が5minになったら昇温を開始する。
【0150】
ピストンに9.8×105N/m2の荷重を与え、昇温速度6℃/分で加熱する。試料が溶融を始めるとピストンの下方への移動が始まる。ピストンの移動が停止した時点で昇温、および加圧を停止する。
【0151】
このとき、下降するピストンの移動量と温度との関係において、昇温温度特性との関係から、各温度における粘度を測定することができる。
【0152】
図11に流動曲線を示す。横軸に温度、縦軸に押し出されるピストンの移動量のイメージを示す。Aの時点では試料の固体状態の領域であり、その後の昇温ともに、AからBは遷移域で、試料が圧縮荷重を受けて変形し、内部空隙が次第に減少していく段階である。Bは内部空隙が消失し、不均一な応力の分布を持ったまま外観上均一な1個の透明体となる温度である。
【0153】
BからCは、有限な時間内ではピストンの位置に明瞭な変化はなく、かつ試料のダイからの流出は認めがたい領域で、この領域は試料のゴム状弾性域を含む。
【0154】
Cは、試料が流動を開始し始め、ピストンが降下しはじめる温度で、試料が流れ出す温度(流出開始温度(Tfb))と定義する。
【0155】
CからDを経てEにいたる領域は、試料が明らかにダイより流出する流動領域で、Eが試料の流出が終了した点である。
【0156】
結着樹脂の軟化点は、1/2法における溶融温度(軟化点Ts℃)で定義する。具体的には流出開始温度から流出終了温度までのピストンの総移動距離に対し、流出開始温度からピストンが50%移動した時点での温度を軟化点と定義する。
【0157】
図11に示す昇温温度とピストン移動量と関係において、まずピストンが降下しはじめる温度(試料が流れ出す温度)を測定する。これが流出開始温度(Tfb)である。このときのピストン位置を読み取り、それを最低値(Smin)とする。
【0158】
その後、昇温とともに、試料がダイから流出しつづけ、試料の流出が終了した流出終了点Eでの温度と、ピストンの位置を読み取り、それを流出終了点(Smax)とする。
【0159】
流出終了点(Smax)と、最低値(Smin)の差の1/2を求め(X=(Smax−Smin)/2)、Xと曲線の最低値Sminを加えた点Dの位置における温度を算出する。これが1/2法における溶融温度(軟化点Ts℃)となる。
【0160】
また、樹脂のガラス転移点は示差走査熱量計(島津製作所DSC−50)を用い、100℃まで昇温し、その温度にて3分間放置した後、降温速度10℃/minで室温まで冷却したサンプルを、昇温速度10℃/minで昇温して熱履歴を測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線とピークの立上り部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点の温度をいう。
【0161】
これらの樹脂の熱特性の測定は、乳化重合で得られたエマルジョンから樹脂粒子の固形分を抽出する必要がある。このエマルジョンから樹脂粒子の固形分を抽出する方法としては、トナーの凝集工程に沿った順番で行う。まず、乳液20gに対し1N NaOHを2ml添加し、硫酸マグネシウム6gとイオン交換水20gを添加した後、85℃に昇温して、1時間加熱する。そのあと冷却し,1N HClを0.5ml添加し、濾過し、沈殿したサンプルを乾燥し、得られたポリマーの分子量、軟化点、ガラス転移点等の測定をする。
【0162】
(3)ワックス
低温定着性、高温非オフセット性、定着時に溶融したトナーが載った複写用紙等の転写媒体の加熱ローラ等との分離性改良及び貯蔵安定性の相矛盾する定着特性を両立させ、その機能性向上のため、複数のワックスを添加するのが好ましい。
【0163】
ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水系媒体中にワックスをイオン交換水中で加熱し、溶融させ分散させることにより調製される。
【0164】
本発明において、ワックスの好ましい第一の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃)と称す)が50〜90℃で、かつ第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃))が80〜120℃とする。Tsw1が50℃未満であると、貯蔵安定性が悪化する。90℃を超えると、低温定着性、カラー光沢性が向上しない。Tsw1は好ましくは55〜85℃、より好ましくは60〜85℃、さらに好ましくは、65〜75℃である。Tsw2が80℃未満であると、高温非オフセット性及び紙の分離性が弱くなる傾向となる。120℃を超えると、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する傾向となる。Tsw2はより好ましくは85〜100℃、さらに好ましくは90〜100℃であることが好ましい。
【0165】
ワックスの好ましい第二の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、炭素数が16〜24の高級アルコール及び炭素数16〜24の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルワックスを含み、かつ第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。
【0166】
ワックスの好ましい第三の例として、ワックスが少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなるワックスを含み、第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。
【0167】
ワックスの好ましい第二の例及び第三の例において、第一のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃))が50〜90℃であり、好ましくは55〜85℃、より好ましくは60〜85℃、さらに好ましくは、65〜75℃である。50℃未満になると、トナーの貯蔵安定性、耐熱性が悪化する傾向となる。90℃を超えるとワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する。また低温定着性、光沢性が向上しない傾向となる。
【0168】
また、ワックスとして好ましい第二の例及び第三の例において、第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃))が80〜120℃であり、好ましくは85〜100℃、さらに好ましくは90〜100℃であることが好ましい。80℃未満であると、貯蔵安定性が悪化、高温非オフセット性及び紙の分離性が弱くなる傾向となる。120℃を超えると、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集しない遊離粒子が増加する傾向となる。また、低温定着性、カラー透光性が阻害される傾向となる。
【0169】
ワックスの好ましい第二又は第三の例において、水系中で樹脂粒子、着色剤及び脂肪族炭化水素系ワックスとともに芯粒子を形成する際、脂肪族炭化水素系のワックスは樹脂とのなじみ性から樹脂との凝集が起こりにくい傾向にあり、ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在や、芯粒子の凝集が進まずに粒度分布がブロードになりやすい傾向となる。
【0170】
また、その浮遊粒子の抑制や、粒度分布のブロード化を防止するために、加熱処理の温度や、時間を変えることを行うと粒子径が粗大化してしまう。またシェル化する際に、芯粒子が急激に粗大化する現象が発生する傾向となる。
【0171】
そこで、ワックスとして、特定の脂肪族炭化水素系ワックスを含む第二のワックスとともに、特定のワックスを含む第一のワックスとから構成されるワックスを使用することにより、脂肪族炭化水素系ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在を抑え、また芯粒子の粒度分布がブロードになることを抑え、さらにはシェル化する際に芯粒子が急激に粗大化する現象を抑制することができる。
【0172】
加熱凝集の際、第一のワックスが樹脂と相溶化が進むことで、脂肪族炭化水素系ワックスの樹脂との凝集が助長され、均一に取り込まれ、浮遊粒子の発生を防止することができる。さらには、第一のワックスは樹脂と相溶化が一部進むことで、低温定着性がより向上する傾向にある。そして、脂肪族炭化水素系ワックスは樹脂との相溶化は進みにくいため、このワックスは高温オフセット性や紙との分離性を良化する機能を発揮させることができる。つまり、この第一のワックスは脂肪族炭化水素系ワックスの乳化分散処理時の分散助剤としての機能、更には低温定着助剤としての機能を有することになる。
【0173】
ワックスの好ましい第二又は第三の例において、好ましい第一の例において説明したように、融点の異なるワックスを水系中にて樹脂、着色剤と凝集させてトナー粒子を形成する際に、ワックスをトナー中に均一に取り込ませ、小粒径で狭い粒度分布の粒子形成、また芯粒子に第二の樹脂を溶融付着させるシェル化をより促進させるため、ワックス粒子分散液生成において、第一のワックス、第二のワックスそれぞれ別々ではなく、第一のワックスと第二のワックスを混合乳化分散処理して作成することが好ましい。すなわち、乳化分散装置内に第一のワックスと第二のワックスを一定配合比で加熱乳化分散処理する。投入は別々でも同時でもかまわないが、最終得られる分散液には第一のワックスと第二のワックスが混合した状態で含まれていることが好ましい。
【0174】
また、ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、ワックス粒子分散液中のワックス100重量部に対する第一のワックス重量割合をES1、第二のワックスの重量割合をFT2とすると、FT2/ES1の関係が0.2〜10であることが好ましい。より好ましくは1〜9、更に好ましくは1.5〜3の範囲である。0.2未満、すなわち第一のワックス重量割合が多くなりすぎると、高温非オフセット性の効果が得られず、また貯蔵安定性が悪化する傾向となる。10を超える、すなわち第二のワックス重量割合が多くなりすぎると、低温定着が実現できず、また上記した芯粒子が粗大化しやすい傾向となる。さらにFT2の配合割合をES1に対して1.5倍以上3倍以下とすることは、低温定着性、高温貯蔵安定性及び定着高温非オフセット性の両立できるバランスの良い割合である。
【0175】
また、ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、ワックス、特に脂肪族炭化水素系ワックスを、陰イオン界面活性剤により処理すると分散安定性は向上するが、芯粒子の凝集の際、芯粒子が粗大化してシャープな粒度分布の粒子が得にくい傾向となる。
【0176】
そこで、ワックス粒子分散液が、非イオン界面活性剤を主成分とする界面活性剤により、第一のワックスと第二のワックスを混合乳化分散処理して作成することが好ましい。
【0177】
非イオン界面活性剤を主成分とする界面活性剤により混合して分散処理して乳化分散液を作成することにより、ワックス自体の凝集が抑制され分散安定性が向上する。そしてこれらのワックスを樹脂、着色剤分散体との芯粒子作成において、ワックスの遊離がなく、小粒径でかつ狭い粒度分布の粒子を形成することができる。
【0178】
ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、全ワックス添加量は結着樹脂100重量部に対して、5〜30重量部が好ましい。好ましくは8〜25重量部、より好ましくは10〜20重量部が好ましい。5重量部より少ないと、低温定着性、高温非オフセット性、紙の分離性の効果が発揮されない傾向となる。30重量部よりも多くなると小粒径の粒子制御が困難になる傾向となる。
【0179】
ワックスの好ましい第一、第二又は第三の例において、Tsw2がTsw1よりも5℃以上高温であり、50℃以下とすることが好ましい。より好ましくは10℃以上高温であり、40℃以下、さらに好ましくは15℃以上高温であり、35℃以下とすることが好ましい。ワックスの機能を効率よく分離でき、低温定着性、高温非オフセット性及び紙の分離性を両立させる効果がある。5℃よりも低温度になると低温定着性、高温非オフセット性及び紙の分離不良を両立させる効果が出にくくなる傾向となる。50℃よりも高温度になると、第一のワックスと第二のワックスが相分離しやすくトナー粒子中に均一に取り込まれなくなる傾向となる。
【0180】
好ましい第一のワックスとしては、炭素数が16〜24の高級アルコール及び炭素数16〜24の高級脂肪酸の少なくとも一方からなるエステルを少なくとも1種含む。このワックスを使用することにより、脂肪族炭化水素系ワックスが芯粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在を抑え、また芯粒子の粒度分布がブロードになることを抑え、さらにはシェル化する際に芯粒子が急激に粗大化する現象を緩和することができる。また低温定着化を進めることができる。第二のワックスとの併用により、高温非オフセット性、紙の分離性とともに粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子を含むトナー母体粒子の生成が可能となる。
【0181】
アルコール成分としては、メチル、エチル、プロピル又はブチル等のモノアルコールの外、エチレングリコール又はプロピレングリコール等のグリコール類又はその多量体、グリセリン等のトリオール類又はその多量体、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、ソルビタン又はコレステロール等が好適である。これらのアルコール成分が多価アルコールである場合の前記高級脂肪酸は、モノ置換体であってもよいし、多価置換体であってもよい。
【0182】
具体的には、(1)ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸ベヘニル又はモンタン酸ステアリル等の炭素数16〜24の高級アルコールと炭素数16〜24の高級脂肪酸とからなるエステル類、(2)ステアリン酸ブチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はオレイン酸2−エチルヘキシル等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と低級モノアルコールとからなるエステル類、(3)モンタン酸モノエチレングリコールエステル、エチレングリコールジステアレート、モノステアリン酸グリセリド、モノベヘン酸グリセリド、トリパルミチン酸グリセリド、ペンタエリスリトールモノベヘネート、ペンタエリスリトールジリノレート、ペンタエリスリトールトリオレエート又はペンタエリスリトールテトラステアレート等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類、若しくは、(4)ジエチレングリコールモノベヘネート、ジエチレングリコールジベヘネート、ジプロピレングリコールモノステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド、ヘキサベヘン酸テトラグリセリド又はデカステアリン酸デカグリセリド等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステル類などが好適に挙げられる。これらのワックスは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0183】
アルコール成分及び/又は酸成分の炭素数は16未満であると分散助剤としての機能が発揮しにくく、24を越えると低温定着助剤としての機能が発揮しにくくなる傾向となる。
【0184】
また、好ましい第一のワックスとして、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなるワックスを含む。第二のワックスとの併用により、粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子の生成が可能となる。ヨウ素価を規定することで、ワックスの分散安定性を向上させる効果が得られ、樹脂、着色剤粒子との芯粒子形成が均一にでき、小粒径で狭い粒度分布の芯粒子形成を可能とする。好ましくはヨウ素価が20以下、けん化価が30〜200、より好ましくはヨウ素価が10以下、けん化価が30〜150である。ヨウ素価が25を超えると、分散安定性がよくなりすぎ、樹脂、着色剤粒子との芯粒子形成が均一に行えず、ワックスの浮遊粒子が増える傾向にあり、粒子の粗大化、ブロードな粒度分布になりやすい傾向となる。けん化価が30未満であると、不けん化物、炭化水素の存在が増加し、小粒径の均一な芯粒子形成が困難になる傾向となる。けん化価が300を超えると、水系中での浮遊物が増大する傾向となる。
【0185】
ヨウ素価、けん化価を規定したワックスの220℃における加熱減量は8重量%以下であることが好ましい。加熱減量が8重量%より大きくなると、トナーのガラス転移点を低下させ、トナーの貯蔵安定性を損なう傾向となる。生成されるトナーの粒度分布がブロードになる傾向となる。
【0186】
ヨウ素価、けん化価を規定したワックスのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)における分子量特性、数平均分子量が100〜5000、重量平均分子量が200〜10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜10、分子量5×102〜1×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有していることが好ましい。より好ましくは数平均分子量が500〜4500、重量平均分子量が600〜9000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜7、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜9、さらに好ましくは数平均分子量が700〜4000、重量平均分子量が800〜8000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜6、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜8である。
【0187】
数平均分子量が100より小さく、重量平均分子量が200より小さく、分子量極大ピークが5×102よりも小さい範囲に位置していると、生成される粒子の粒度分布がブロードになる傾向となる。貯蔵安定性が悪化する傾向となる。
【0188】
数平均分子量が5000より大きく、重量平均分子量が10000より大きく、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が8より大きく、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が10より大きく、分子量極大ピークが1×104の領域よりも大きい範囲に位置していると、離型作用が弱くなり低温定着性が低下し、また、ワックスの乳化分散粒子生成時の生成粒子の粒径を小さくできにくくなる傾向となる。
【0189】
第一のワックスとしては、メドウフォーム油誘導体、カルナウバワックス誘導体、ホホバ油誘導体、木ロウ、ミツロウ、オゾケライト、カルナウバワックス、キャンデリアワックス、セレシンワックス又はライスワックス等の材料も好ましく、またこれらの誘導体も好適に使用される。そして一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【0190】
メドウフォーム油誘導体としては、メドウフォーム油脂肪酸、メドウフォーム油脂肪酸の金属塩、メドウフォーム油脂肪酸エステル、水素添加メドウフォーム油又はメドウフォーム油トリエステルも好ましく使用できる。小粒径の均一な粒度分布の乳化分散体を作成することができる。オイルレス定着における低温定着性と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。
【0191】
メドウフォーム油をけん化分解して得られるメドウフォーム油脂肪酸は4〜30個の炭素原子を有する脂肪酸からなるものが好ましい。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト又はアルミニウムなどの金属塩が使用することができる。高温非オフセット性が良好である。
【0192】
メドウフォーム油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール又はトリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル又はメドウフォーム油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。低温定着性に効果がある。
【0193】
水素添加メドウフォーム油はメドウフォーム油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。低温定着性、光沢性を向上できる。
【0194】
さらには、メドウフォーム油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架橋して得られるメドウフォーム油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。キャリアへのスペント性が少なく、二成分現像剤のより長寿命化が可能となる。
【0195】
ホホバ油誘導体としては、ホホバ油脂肪酸、ホホバ油脂肪酸の金属塩、ホホバ油脂肪酸エステル、水素添加ホホバ油、ホホバ油トリエステル、エポキシ化ホホバ油のマレイン酸誘導体、ホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物、ハロゲン化変性ホホバ油も好ましく使用できる。小粒径の均一な粒度分布の乳化分散体を作成することができる。樹脂とワックスの均一混合分散が行いやすい。オイルレス定着における低温定着性と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。
【0196】
ホホバ油をけん化分解して得られるホホバ油脂肪酸は4〜30個の炭素原子を有する脂肪酸からなる。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウムなどの金属塩が使用することができる。高温非オフセット性が良好である。
【0197】
ホホバ油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、ホホバ油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。低温定着性に効果がある。
【0198】
水素添加ホホバ油はホホバ油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。低温定着性、光沢性を向上できる。
【0199】
さらには、ホホバ油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4'−ジシソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架橋して得られるホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。キャリアへのスペント性が少なく、二成分現像剤のより長寿命化が可能となる。
【0200】
ケン化価は、試料1gをけん化するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価とエステル価の和にあたる。ケン化価値を測定するには約0.5Nの水酸化カリウムのアルコール溶液中で試料をケン化した後、0.5Nの塩酸で過剰の水酸化カリウムを滴定する。
【0201】
ヨウ素価は試料にハロゲンを作用させたときに、吸収されるハロゲンの量をヨウ素に換算し、試料100gに対するg数で表したものをいう。吸収されるヨウ素のグラム数であり、この値が大きいほど試料中の脂肪酸の不飽和度が高いことを示す。試料のクロロホルム又は四塩化炭素溶液にヨウ素と塩化水銀(II)のアルコール溶液又は塩化ヨウ素の氷酢酸溶液を加えて、放置後反応しないで残ったヨウ素をチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定して吸収ヨウ素量を算出する。
【0202】
加熱減量の測定は試料セルの重量を0.1mgまで精秤(W1mg)し、これに試料10〜15mgを入れ、0.1mgまで精秤する(W2mg)。試料セルを示差熱天秤にセットし、秤量感度を5mgにして測定開始する。測定後、チャートにより試料温度が220℃になった時点での重量減を0.1mgまで読み取る(W3mg)。装置は、真空理工製TGD−3000、昇温速度は10℃/min、最高温度は220℃、保持時間は1minで、加熱減量(重量%)=W3/(W2−W1)×100、で求められる。
【0203】
ワックスのDSC法(示差走査熱量計測定法)による吸熱ピーク温度(融点Tsw℃)、オンセット温度及び吸熱量の測定は、TAインスツルメンツ社製、Q100型(冷却には純正の電気冷凍機を使用)を使用し、測定モードを「標準」、パージガス(N2)流量を50ml/minで、電源投入後、測定セル内の温度を30℃に設定し、その状態で1時間放置した後,純正のアルミパンに被測定試料をサンプル量として10mg±2mg入れ、試料が入ったアルミパンを測定機器内に投入した。その後5℃で5min間保持し、昇温速度1℃/minで150℃まで昇温した。解析は、装置に付属の「Universal Analysis Version 4.0」を使用した。
【0204】
グラフにおいて、横軸にリファレンスである空のアルミニウム製のクリンプパンの温度、縦軸にヒートフローを取り、ベースラインから吸熱曲線が立ち上がり始める温度をオンセット温度、吸熱曲線のピーク値を吸熱ピーク温度(融点)とした。
【0205】
一般的にDSC法で測定を行う場合、試料の熱履歴を消すために一旦昇温と冷却を実施した後に再度昇温を行いその際の吸熱を測定するが、試料を溶融することで試料の構造が変化することが予測されたため、熱履歴を消すための昇温過程と冷却過程は省略した。
【0206】
また、第一のワックスとして前述したワックスに代わって、又は併用してヒドロキシステアリン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル又はソルビタン脂肪酸エステルの材料も好ましく、一種類又は二種類以上組合せての使用も有効である。均一な乳化分散の小粒径芯粒子の作成が可能となり、第二のワックスとの併用により、粒度の粗大化を防ぎ、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体粒子の生成が可能となる。
【0207】
低温定着、高光沢性、透光性を有するオイルレス定着を実現できる。またオイルレス定着と共に現像剤の長寿命化が図られる。
【0208】
ヒドロキシステアリン酸の誘導体としては、12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒドロキシステアリン酸ブチル、プロピレングリコールモノ12−ヒドロキシステアラート、グリセリンモノ12−ヒドロキシステアラート又はエチレングリコールモノ12−ヒドロキシステアラート等が好適な材料である。オイルレス定着における低温定着性、紙の分離性改良効果と、感光体フィルミング防止効果がある。
【0209】
グリセリン脂肪酸エステルとしてはグリセリンステアラート、グリセリンジステアラート、グリセリントリステアラート、グリセリンモノパルミタート、グリセリンジパルミタート、グリセリントリパルミタート、グリセリンベヘナート、グリセリンジベヘナート、グリセリントリベヘナート、グリセリンモノミリスタート、グリセリンジミリスタート又はグリセリントリミリスタート等が好適な材料である。オイルレス定着における低温時のコールドオフセット性緩和と、転写性低下防止効果がある。
【0210】
グリコール脂肪酸エステルとしては、プロピレングリコールモノパルミタート、プロピレングリコールモノステアラート等のプロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコールモノステアラート、エチレングリコールモノパルミタート等のエチレングリコール脂肪酸エステルが好適な材料である。低温定着性、現像での滑りを良くしキャリアスペント防止の効果がある。
【0211】
ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノパルミタート、ソルビタンモノステアラート、ソルビタントリパルミタート、ソルビタントリステアラートが好適な材料である。さらには、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、アジピン酸とステアリン酸又はオレイン酸の混合エステル類等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。オイルレス定着における紙の分離性改良効果と、感光体フィルミング防止効果がある。
【0212】
第ニのワックスとしては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートトプッシュワックス等の脂肪酸炭化水素系ワックスが好適に使用できる。
【0213】
ワックス粒子分散液は、界面活性剤を添加した水系媒体中にワックスをイオン交換水中で加熱し、溶融させ分散させることにより調製される。
【0214】
ワックスの分散粒子径は小粒径側から積算したときの体積粒径積算分布において16%径(PR16)が20〜200nm、50%径(PR50)が40〜300nm、84%径(PR84)が400nm以下、PR84/PR16が1.2〜2.0の大きさにまで乳化分散し、200nm以下の粒子が65体積%以上、500nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。
【0215】
好ましくは、16%径(PR16)が20〜100nm、50%径(PR50)が40〜160nm、84%径(PR84)が260nm以下、PR84/PR16が1.2〜1.8である。150nm以下の粒子が65体積%以上、400nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。
【0216】
さらに好ましくは、16%径(PR16)が20〜60nm、50%径(PR50)が40〜120nm、84%径(PR84)が220nm以下、PR84/PR16が1.2〜1.8である。130nm以下の粒子が65体積%以上、300nmを越える粒子が10体積%以下であることが好ましい。
【0217】
樹脂粒子分散液と着色剤粒子分散液及びワックス粒子分散液とを混合凝集して凝集粒子を形成するとき、50%径(PR50)が40〜300nmと微細分散とすることにより、ワックスが樹脂粒子間に取り込まれやすくワックス自体同士での凝集を防止でき、分散が均一に行える。樹脂粒子に取り込まれ水中に浮遊する粒子をなくすことができる。
【0218】
さらに凝集粒子を水系中で加熱して溶融した凝集粒子を得る際に、表面張力の関係から溶融した樹脂粒子が溶融したワックス粒子を取り囲み、包含する形となり、樹脂中に離型剤が内包されやすくなる。
【0219】
PR16が200nmより大きく、50%径(PR50)が300nmより大きく、PR84が400nmよりも大きく、PR84/PR16が2.0よりも大きく、200nm以下の粒子が65体積%より少なく、500nmを越える粒子が10体積%より多くなると、ワックスが樹脂粒子間に取り込まれにくくワックス自体同士のみでの凝集が多発する傾向となる。また、樹脂粒子に取り込まれず、水中に浮遊する粒子が増大する傾向にある。凝集粒子を水系中で加熱して溶融した凝集粒子を得る際に、溶融した樹脂粒子が溶融したワックス粒子を包含する形となりにくく、樹脂中にワックスが内包されにくくなる。さらに樹脂を付着融合させる際にトナー母体表面に露出遊離するワックス量が多くなり、感光体へのフィルミング、キャリアへのスペントの増加、現像でのハンドリング性が低下し、また現像メモリーが発生しやすくなる傾向となる。
【0220】
PR16が20nmより小さく、50%径(PR50)が40nmより小さく、PR84/PR16が1.2よりも小さくしようとすると、分散状態を維持しづらく、放置時にワックスの再凝集が発生し、粒度分布の放置安定性が低下する傾向となる。また分散時に負荷が大きくなり、発熱が大きくなり、生産性が低下する傾向となる。
【0221】
ワックスの融点以上の温度に保持された分散剤を添加した媒体中に、前記ワックスをワックス濃度40重量%以下で溶融させたワックス溶融液を、固定体と一定のギャップを介して高速回転する回転体により生じる高せん断力作用により乳化分散させることにより、ワックス粒子を微細に分散できる。
【0222】
図3、4に示す一定容量の槽内の槽壁に、0.1mm〜10mm程度のギャップを設けて、回転体を30m/s以上、好ましくは40m/s以上、より好ましくは50m/s以上の高速で回転することにより、水系に強力なずりせん断力が作用し、微細な粒径の乳化分散体が得られる。処理時間は30秒〜5分間程度の処理で分散体が形成できる。
【0223】
また図5、6に示すような固定した固定体に対し、1〜100μm程度のギャップを設けて30m/s以上、好ましくは40m/s以上、より好ましくは50m/s以上で回転する回転体との強いせん断力作用を付加することにより、微細な分散体を作成することができる。
【0224】
ホモジナイザーのような分散機よりも微細な粒子の粒度分布をより狭小化、シャープに形成できる。また長時間の放置でも分散体を形成した微粒子が再凝集することなく、安定した分散状態を保つことができ、粒度分布の放置安定性が向上する。
【0225】
ワックスの融点が高い場合は、高圧状態で加熱することにより溶融した液を作成する。またワックスを油性溶剤に溶解させる。この溶液を図3、4、5、6に示した分散機を用いて界面活性剤と共に水中に微粒子分散し、その後、加熱又は減圧して該油性溶剤を蒸散させることにより得られる。
【0226】
粒度測定は堀場製作所レーザ回折粒度測定器(LA920)、島津製作所レーザ回折粒度測定器(SALD2100)などを用いて測定することができる。
【0227】
(4)顔料
本実施形態に使用される着色剤(顔料)として、シアン顔料としては、C.I.ピグネント・ブルー15:3等のフタロシアニン及びその誘導体の青色染顔料が好ましく使用でき、例えばクアラリアント社製、HostapermB2G(Pigment Blue 15:3)、大日本インキ社製KETBLUE111、FASTOGEN BLUE CT−BX130、山陽色素社製SANDYESUPERBLUE1809等のフタロシアニン顔料が好ましく使用できる。
【0228】
イエロー顔料は、C.I.ピグメント・イエロー1,3,74,97又は98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピグメント・イエロー12,13,14,17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソルベンイエロー19,77,79又はC.I.ディスパース・イエロー164が配合され、特に好ましくはC.I.ピグメント・イエロー93,180,185のベンズイミダゾロン系顔料が好適である。
【0229】
マゼンタ顔料としては、C.I.ピグメント・レッド48,49:1,53:1,57,57:1,81,122,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド49,52,58,8等の赤色染料が好ましく使用できる。
【0230】
黒顔料としては、カーボンブラックが好適に使用できる。例えば、三菱化学社製の#52,#50,#47,#45,#45L、#44,#40,#33,#32,#25,#260,MA100S、#40、キャボット社製のMOGULL、REGAL660R、REGAL500R、REGAL400R、REGAL330R、REGAL300R、REGAL250R等が好ましく使用できる。
【0231】
より好ましくは、DBP吸油量(ml/100g)が45〜70であるカーボンブラックが好ましい。好ましくは45〜63、より好ましくは45〜60、さらに好ましくは45〜53である。
【0232】
所定のDBP吸油量のカーボンブラック粒子を使用することにより、カーボンブラック粒子が先に粒子成長する現象を抑えられ、芯粒子を小粒径化しても、カーボンブラック粒子が芯粒子中に取り込まれて、核粒子又は芯粒子の凝集に加わらずに残留するカーボンブラック粒子を解消できる効果が得られる。理由がはっきりわかっていないが、70より大きいカーボンブラックでは、カーボンブラックの凝集が早く起こりやすく、カーボンブラック粒子が核粒子又は芯粒子中に取り込まれにくいためと推測する。
【0233】
カーボンブラックの粒子径は20〜40nmのもが好ましい。好ましくい粒子径は20〜35nmである。粒子径は電子顕微鏡による算術平均径を取っている。粒子径が大きいと着色力が低下する傾向となる。粒子径が小さいと、液中での分散が困難になる傾向となる。
【0234】
例えば、三菱化学社製の#52(粒径27nm,DBP吸油量63ml/100g),#50(同28nm,同65ml/100g),#47(同23nm,同64ml/100g),#45(同24nm,同53ml/100g)、#45L(同24nm,同45ml/100g)、キャボット社製のREGAL250R(同35nm、同46ml/100g)、REGAL330R(同25nm、同65ml/100g)、MOGULL(同24nm、同60ml/100g)がこのましい材料である。より好ましくは#45、#45、LREGAL250Rである。
【0235】
DBP吸油量の測定(JISK6217)は、150℃±1℃で1時間乾燥した試料20g(Ag)をアブソープトメータ(Brabender社製、スプリング張力2.68kg/cm)の混合室に投入し、予めリミットスイッチを最大トルクの約70%に設定した後、混合機を回転する。同時に自動ビューレットからDBP(比重1.045〜1.050g/cm3)を4ml/minの割合で添加する。終点近くになるとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れる。それまでに添加したDBP量(Bml)と試料重量から試料100gあたりのDBP吸油量(=Bx100/A)(ml/100g)が求められる。
【0236】
各粒子のメジアン径としては、通常1μm以下であり、0.01〜1μmであるのが好ましい。前記メジアン径が1μmを超えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子が発生し、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記メジアン径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記メジアン径は、例えば堀場製作所レーザ回折粒度測定器(LA920)などを用いて測定することができる。
【0237】
(5)外添剤
本実施形態では外添剤として無機微粉末が混合添加される。外添剤としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、マグネシア、フェライト、マグネタイト等の金属酸化物微粉末、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸塩、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム等のジルコン酸塩あるいはこれらの混合物が用いられる。外添剤は必要に応じて疎水化処理される。
【0238】
外添剤に処理されるシリコーンオイル系の材料としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル及びクロルフェニル変成シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理される外添剤が好適に使用される。例えば東レダウコーニングシリコーン社のSH200、SH510、SF230、SH203、BY16―823又はBY16―855B等が挙げられる。
【0239】
処理は外添剤とシリコーンオイル等の材料とをヘンシェルミキサ(三井鉱山社製FM20B)などの混合機により混合する方法や、外添剤へシリコーンオイル系の材料を噴霧する方法、溶剤にシリコーンオイル系の材料を溶解或いは分散させた後、外添剤と混合した後、溶剤を除去して作成する方法等がある。外添剤100重量部に対して、シリコーンオイル系の材料は1〜20重量部配合されるのが好ましい。
【0240】
シランカップリング剤としては、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン又はジメチルビニルクロルシラン等が好適に使用できる。シランカップリング剤処理は、外添剤を攪拌等によりクラウド状としたものに気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理、又は外添剤を溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法等により処理される。
【0241】
またシランカップリング処理した後にシリコーンオイル系の材料を処理することも好ましい。
【0242】
正極帯電性を有する外添剤はアミノシラン、アミノ変性シリコーンオイル又はエポキシ変性シリコーンオイルで処理される。
【0243】
また、疎水性処理を高めるため、ヘキサメチルジシラザンやジメチルジクロロシラン、他のシリコーンオイルによる処理の併用も好ましい。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル又はアルキル変性シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理することが好ましい。
【0244】
また、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸及び脂肪酸金属塩の群より選ばれた1種又は2種以上(以下脂肪酸等)により外添剤の表面を処理することも好ましい。表面処理したシリカ又は酸化チタン微粉末がより好ましい。
【0245】
脂肪酸又は脂肪酸金属塩としては、カプリル酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリル酸、ミスチリン酸、パリミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、ラクセル酸、オレイン酸、エルカ酸、ソルビン酸又はリノール酸等が挙げられる。中でも炭素数12〜22の脂肪酸が好ましい。
【0246】
また脂肪酸金属塩を構成する金属としては、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、鉛又はバリウムが挙げられ、中でもアルミニウム、亜鉛又はナトリウムが好ましい。特に好ましくはジステアリン酸アルミニウム(Al(OH)(C1735COO)2)、又はモノステアリン酸アルミニウム(Al(OH)2(C1735COO))、等のジ脂肪酸アルミニウム、モノ脂肪酸アルミニウムが好ましい。OH基を有することが過帯電を防止し、転写不良を抑えることができる。また処理時に外添剤との処理性が向上するものと考えられる。
【0247】
脂肪族アミドとしては、パルミチン酸アミド、パルミトレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、アラキジン酸アミド、エイコセン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エルカ酸アミド又はリグリノセリン酸アミド等の炭素数16〜24を有する飽和または1価の不飽和の脂肪族アミドが好ましく用いられる。
【0248】
脂肪酸エステルとしては例えば、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸ベヘニル又はモンタン酸ステアリル等の炭素数16〜24の高級アルコールと炭素数16〜24の高級脂肪酸とからなるエステル類、ステアリン酸ブチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はオレイン酸2−エチルヘキシル等の炭素数16〜24の高級脂肪酸と低級モノアルコールとからなるエステル類、若しくは脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、又は脂肪酸トリメチロールプロパンエステル等が好ましく用いられる。
【0249】
ヒドロキシステアリン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル又はソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸エステル等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【0250】
表面処理の好ましい形態としては、処理される外添剤の表面をカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイル等のポリシロキサンにて処理を施した後に脂肪酸等により処理を施すことも好ましい。単に親水性シリカの脂肪酸を処理する場合よりも均一な処理が可能となり、トナーの高帯電化を図れることと、トナーに添加したときの流動性が向上する効果があるためである。またカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに脂肪酸等を処理することでも上記効果を奏する。
【0251】
脂肪酸等をトルエン、キシレン又はヘキサン等の炭化水素系有機溶剤に溶解し、それとシリカ、酸化チタン、アルミナ等の外添剤とを分散機にかけ湿式混合して処理剤により、外添剤の表面に付着させて、表面処理を施し、その後に溶剤を溜去して乾燥処理を行うことにより生成される。
【0252】
ポリシロキサンと脂肪酸等との混合割合が1:2〜20:1であることが好ましい。割合が1:2よりも脂肪酸等が多くなると、外添剤の帯電量が高くなり、画像濃度の低下、二成分現像においてはチャージアップが発生しやすくなる傾向となる。20:1よりも脂肪酸等が少なくなると、転写における中抜け、逆転写性への効果が低下する傾向となる。
【0253】
このとき脂肪酸等を表面処理した外添剤の強熱減量は1.5〜25重量%であることが好ましい。より好ましくは5〜25重量%、更に好ましくは8〜20重量%である。1.5重量%より少ないと、処理剤の機能が十分に発揮されず、帯電性、転写性向上の効果が現れない。25重量%よりも多いと未処理剤が存在し、現像性や耐久性に悪影響を与える。
【0254】
本発明により生成されたトナー母体粒子表面は従来の粉砕方式と異なり、略樹脂のみで形成されているため、帯電の均一性という面からは有利であるが、帯電付与性、或いは帯電保持性に関して使用する外添剤との相性が重要となるためである。
【0255】
平均粒子径6nm〜200nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部外添処理することが好ましい。平均粒子径6nmよりも小さいと、浮遊粒子や感光体へのフィルミングが生じ易い傾向となる。転写時の逆転写が発生し易い傾向となる。200nmよりも大きくなると、トナーの流動性が悪化する傾向となる。1重量部よりも少ないとトナーの流動性が悪化する傾向となる。転写時の逆転写は発生し易い傾向となる。6重量部よりも多いと浮遊粒子や感光体へのフィルミングが生じ易い傾向となる。
【0256】
また、平均粒子径が6nm〜20nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、20nm〜200nmである外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜3.5重量部とを少なくとも外添処理することも好ましい。この構成により機能分離した外添剤の使用で、帯電付与性、帯電保持性が向上する、転写時の逆転写、中抜け、トナー飛散に対しよりマージンが取れる。このとき平均粒子径が6nm〜20nmの外添剤の強熱減量が0.5〜20重量%、平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量が1.5〜25重量%であることが好ましい。平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量を、平均粒子径が6nm〜20nmの外添剤の強熱減量よりも多くすることにより、帯電保持性がとともに転写時の逆転写、中抜けに効果が発揮される。
【0257】
外添剤の強熱減量を特定することにより、転写時の逆転写、中抜け、飛散りに対しよりマージンが取れる。現像器内でのハンドリング性を向上させトナー濃度の均一性を上げることが出きる。
【0258】
平均粒子径が6nm〜20nmの強熱減量が0.5重量%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる傾向となる。20重量%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる傾向となる。好ましくは強熱減量が1.5〜17重量%、より好ましくは4〜10重量%である。
【0259】
平均粒子径が20nm〜200nmの強熱減量が1.5重量%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる傾向となる。25重量%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる傾向となる。好ましくは強熱減量が2.5〜20重量%、より好ましくは5〜15重量%である。
【0260】
また、平均粒子径が6nm〜20nm、強熱減量が0.5〜20重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2重量部と、平均粒子径が20nm〜100nm、強熱減量が1.5〜25重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜3.5重量部、平均粒子径が100nm〜200nm、強熱減量が0.1〜10重量%である外添剤をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部とを少なくとも外添処理することも好ましい。この平均粒子径と強熱減量を特定した機能分離した外添剤の構成により帯電付与性、帯電保持性の向上、転写時の逆転写、中抜けの改善とともに、キャリアの表面への付着物の除去に効果が得られる。
【0261】
さらには、平均粒子径6nm〜200nm、強熱減量が0.5〜25重量%である正帯電性を有する外添剤をさらにトナー母体粒子100重量部に対し0.2〜1.5重量部を外添処理することも好ましい。
【0262】
正帯電性を有する外添剤を添加する効果は、トナーが長期連続使用の際に過帯電になることを抑え、より現像剤寿命を延ばすことが可能となる。さらには過帯電による転写時の飛散りを抑える効果も得られる。またキャリアへのスペントを防止できる。0.2重量部よりも少ないとその効果が得にくい。1.5重量部よりも多くなると、現像でのかぶりが増大する。強熱減量は好ましくは1.5〜20重量%、より好ましくは5〜19重量%である。
【0263】
平均粒子径はSEMにて拡大写真をとり、約100個の粒子の長軸と短軸の平均値を求めた値である。
【0264】
乾燥減量(重量%)は、予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料約1gを取り、精秤する。熱風乾燥器(105℃±1℃)で2時間乾燥する。デシケータ中で30分間放冷後その重量を精秤し、次式より算出する。
乾燥減量(重量%)=[乾燥による減量(g)/試料量(g)]×100
強熱減量は、予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料約1gを取り、精秤する。500℃に設定した電気炉中で2時間強熱する。デシケータ中で1時間放冷後その重量を精秤し次式より算出する。
強熱減量(重量%)=[強熱による減量(g)/試料量(g)]×100
また処理された外添剤の水分吸着量が1重量%以下であることが好ましい。好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.05重量%以下である。1重量%より多いと、帯電性の低下、耐久時の感光体へのフィルミングを生じる。水分吸着量の測定は、水吸着装置については、連続蒸気吸着装置(BELSORP18:日本ベル株式会社)にて測定した。
【0265】
疎水化度の測定は、メタノール滴定により測定し、250mlのビーカー中に装入した蒸留水50mlに試験すべき生成物0.2gを秤取する。先端に、液体中に浸威しているビュレットからメタノールを外添剤の総量がぬれるまで滴下する。その際不断に電磁攪拌機でゆっくりと攪拌する。完全に濡らすために必須なメタノール量a(ml)から次式により疎水化度が算出される。
疎水化度=(a/(50+a))×100(%)
【0266】
(6)トナーの粉体物性
本実施形態では、結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体粒子の体積平均粒径が3〜6μm、体積基準の変動係数が10〜25%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が10〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が25〜75体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が5体積%以下で含有し、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子の体積%をV34とし、個数基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子の個数%をP34としたとき、P34/V34が0.4〜2.2の範囲にあることが好ましい。
【0267】
好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が3〜5μm、体積基準の変動係数が10〜20%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が15〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が30〜65体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が2体積%以下で含有し、P34/V34が0.5〜1.5の範囲である。
【0268】
さらに好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が3〜5μm、体積基準の変動係数が10〜16%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が25〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が40〜60体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が0.5体積%以下で含有し、P34/V34が0.5〜0.9の範囲である。
【0269】
高解像度画質、さらにはタンデム構成において転写時の逆転写の防止、中抜けを防止し、オイルレス定着との両立を図ることを可能とできる。トナーの粒度分布はトナーの流動性、画質、貯蔵安定性、感光体や現像ローラ、転写体ヘのフィルミング、経時特性、転写性、特にタンデム方式での多層転写性に影響する。さらにはオイルレス定着での高温非オフセット性、光沢性に影響する。オイルレス定着実現のためにワックスを配合したトナーにおいて、タンデム転写性との両立において微粉量が影響する。
【0270】
体積平均粒径が6μmを超えると画質と転写の両立が図れない。体積平均粒径が3μm未満であると現像でのトナー粒子のハンドリング性が困難となる傾向となる。
【0271】
個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量が10個数%未満になると、画質と転写の両立が図れない傾向となる。85個数%を超えると、現像でのトナー母体粒子のハンドリング性が困難となる傾向となる。また感光体、現像ローラ、転写体へのフィルミングが発生する場合がある。さらに微粉は熱ローラとの付着性も大きいため高温オフセットしやすい傾向にある。またタンデム方式において、トナーの凝集が強くなりやすく、多層転写時に2色目の転写不良を生じ易くなる傾向となる。適正な範囲が必要となる。
【0272】
体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有するトナ−粒子が25体積%未満になると、画質の低下が生じる傾向となる。75体積%を超えると、画質と転写の両立が図れない傾向となる。
【0273】
体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有するトナ−粒子が5体積%を越えて含有すると、画質の低下が生じ、転写不良の原因となる傾向となる。
【0274】
P34/V34が0.4よりも小さいとき、微粉存在量が過多になり、流動性の低下、転写性の悪化、地カブリが悪化する傾向となる。2.2よりも大きいときは、大きい粒子が多く存在しかつ粒度分布がブロードになり、高画質化を図ることができない傾向となる。
【0275】
P34/V34を規定する目的は、トナー粒子を小粒径にして、かつその粒度分布を狭くするための指標とできるものである。
【0276】
変動係数とはトナーの粒径における標準偏差を平均粒径で割ったものである。コールターカウンタ(コールター社)を使用して測定した粒子径をもとにしたものである。標準偏差は、n個の粒子系の測定を行なった時の、各測定値の平均値からの差の2乗を(n−1)で割った値の平方根であらわされる。
【0277】
つまり変動係数とは粒度分布の広がり具合を表したもので、体積粒径分布の変動係数が10%未満、又は個数粒径分布の変動係数が10%未満となると、生産的に困難であり、コストアップの要因となる。体積粒径分布の変動係数が25%より大、又は個数粒径分布の変動係数が28%より大きくなると、粒度分布がブロードとなり、トナーの凝集性が強くなり、感光体へのフィルミングや転写不良を生じる傾向となる。
【0278】
また、トナーの形状指数としては1.25〜1.55が好ましく、より好ましくは1.33〜1.46、さらに好ましくは1.35〜1.42である。球形が進行するゴムブレードによるクレーニング性が低下し、不定形が進行すると転写性の低下となる傾向になる。
【0279】
また、トナー母体粒子の形状指数をSC、体積平均粒径をd50(μm)とすると、SCとd50の積(SC×d50)が3.9〜7.3であることが好ましい。好ましくは4.0〜6.6、より好ましくは4.1〜5.7である。
【0280】
この数値を規定することにより、粒子が小粒径にシフトしたとき形状の球形化が進行するとゴムブレードによるクリーニング性が悪化しやすい。また粒子が大粒径にシフトしたとき形状が不定形に進行すると転写性の低下や画質の低下を生じる傾向となる場合があり、小粒径粒子の場合には形状を不定形にシフトさせてクリーニング性を維持させ、大粒径粒子の場合には形状を球形にシフトさせて画質の維持を図るために、SCとd50の積を一定範囲としたものである。3.9よりも小さいとクリーニング性が悪化しやすい傾向となる。7.3よりも大きいと画質の低下を生じやすい傾向となる。
【0281】
粒度分布測定は、コールターカウンタTA−II型(コールターカウンタ社)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びパーソナルコンピュータを接続して測定する。電解液は濃度1重量%となるよう界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)を加えたもの50ml程度に被測定トナーを2mg程度加え、試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約3分間分散処理を行い、コールターカウンタTA−II型にてアパーチャー70μmのアパーチャーを用いた。70μmのアパーチャー系では、粒度分布測定範囲は1.26μm〜50.8μmであるが、2.0μm未満の領域は外来ノイズ等の影響で測定精度や測定の再現性が低いため実用的ではない。よって測定領域を2.0μm〜50.8μmとした。
【0282】
形状指数はキーエンス社製のリアルサーフェイスビュー顕微鏡(VE7800)を使用し、1000倍に拡大したトナー母体粒子100個の最大長及び投影面積を測定し、下記の式にて求めた(d:トナー粒子の最大長、A:トナー粒子の投影面積、πは円周率)。
SC(形状指数)=π・d2/(4・A)
なお、形状指数について、図19を用いて説明する。図19のBはトナー粒子の最大長dを直径とする真円であり、真円Bの面積は、π・(d/2)2である。図19のAはトナー粒子の投影面積である。形状指数はB/Aで表わされるから、B/A=π・(d/2)2/Aであり、これを整理するとπ・d2/(4・A)となる。
【0283】
(7)オイルレスカラー定着
本実施形態では、トナーを定着する手段にオイルを使用しないオイルレス定着構成の定着プロセスを具備する電子写真装置に好適に使用される。その加熱手段としては電磁誘導加熱がウオームアップ時間の短縮、省エネの観点から好ましい。磁場発生手段と、電磁誘導により発生する発熱層及び離型層を少なくとも有する回転加熱部材と、該回転加熱部材と一定のニップを形成している回転加圧部材とを少なくとも有する加熱加圧手段を使用して、回転加熱部材と回転加圧部材間にトナーが転写された複写紙等の転写媒体を通過させ、定着させる。その特徴として、回転加熱部材のウオームアップ時間が従来のハロゲンランプを使用している場合に比べて、非常に早い立ち上がり性を示す。そのため回転加圧部材が十分に昇温していない状態で複写の動作に入るため、低温定着と広範囲な耐オフセット性が要求される。
【0284】
加熱部材と定着部材を分離した定着ベルトを使用した構成も好ましく使用される。そのベルトとしては耐熱性と変形自在性とを有するニッケル電鋳ベルトやポリイミドベルトの耐熱ベルトが好適に用いられる。離形性を向上するために表面層としてシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂を用いるのが好ましい。
【0285】
これらの定着においては、従来は離型オイルを塗布してオフセットを防止してきた。オイルを使用せずに離型性を有するトナーにより、離型オイルを塗布する必要はなくなった。しかし、離型オイルを塗布しないと帯電しやすく、未定着のトナー像が加熱部材又は定着部材と近接すると帯電の影響により、トナー飛びが生じる場合がある。特に低温低湿下において発生しやすい。
【0286】
そこで、本実施形態のトナーの使用により、オイルを使用せずとも低温定着と広範囲な耐オフセット性を実現でき、カラー高透光性を得ることができる。またトナーの過帯電性を抑制でき加熱部材又は定着部材との帯電作用によるトナーの飛びを抑えられる。
【0287】
(8)タンデムカラープロセス
高速にカラー画像を形成するために、本実施形態では、感光体と帯電手段とトナー担持体を含むトナー像形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構成された転写プロセスにおいて、第1の一次転写位置から第2の一次転写位置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d1/v≦0.65となる転写位置を取る構造で、マシンの小型化と印字速度の両立を図るものである。毎分20枚(A4)以上処理でき、かつマシンがSOHO用途として使用できる大きさの小型化を実現するためには、複数のトナー像形成ステーション間を短く、かつプロセス速度を高めることが必須である。その小型化と印字速度の両立のためには上記値が0.65以下とするのがミニマムと考えられる。
【0288】
しかし、このトナー像形成ステーション間を短い構成をとるとき、例えば1色目のイエロートナーが一次転写された後、次の2色目のマゼンタトナーが一次転写されるまでの時間が極めて短く、転写体の帯電緩和又は転写されたトナーの電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマゼンタトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロートナーの電荷作用により反発され、転写効率の低下、転写時の文字の中抜けという問題が生じる。さらに第3色目のシアントナーの一次転写の時、前のイエロー、マゼンタトナーの上に転写される際にシアントナーの飛び散り、転写不良、転写中抜けが顕著に発生する。さらに繰り返し使用しているうちに特定粒径のトナーが選択的に現像され、トナー粒子個々の流動性が大きく異なると摩擦帯電する機会が異なるため、帯電量のバラツキが生じ、より転写性の劣化を招いてしまう。
【0289】
そこで、本実施形態のトナーを使用することにより、帯電分布が安定化しトナーの過帯電を抑えると共に、流動性変動を抑えることができる。そのため定着特性を犠牲にすることなく、転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、逆転写を防止することができる。
【実施例】
【0290】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【0291】
(1)キャリア製造例
(a)キャリアCA1の作成
MnO換算で39.7mol%、MgO換算で9.9mol%、Fe23換算で49.6mol%及びSrO換算で0.8mol%湿式ボールミルで、10時間粉砕し、混合し、乾燥させた後、950℃で4時間保持し、仮焼成を行った。これを湿式ボールミルで24時間粉砕し、次いでスプレードライヤにより造粒し、乾燥し、電気炉にて、酸素濃度2%雰囲気の中で1270℃、6時間保持し、本焼成を行った。その後、解砕し、さらに分級して平均粒径50μm、印加磁場が3000エルステットの時の飽和磁化が65emu/gであるフェライト粒子の芯材を得た。
【0292】
次に、(化1)で示されるR1、R2がメチル基、すなわち(CH32SiO2/2単位が15.4mol%、(化2)で示されるR3がメチル基、すなわちCH3SiO3/2単位が84.6mol%であるポリオルガノシロキサン250gと、CF3CH2CH2Si(OCH3321gとを反応させフッ素変性シリコーン樹脂を得た。さらにそのフッ素変性シリコーン樹脂を固形分換算で100gとアミノシランカップリング剤(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン)10gとを秤量し、300ccのトルエン溶剤に溶解させた。
【0293】
【化1】
【0294】
【化2】
【0295】
前記フェライト粒子10kgに対し、液浸乾燥式被覆装置を用い、上記被覆樹脂溶液を20分間攪拌することによりコーティングを行った。その後260℃で1時間焼き付けを行い、キャリアCA1を得た。
【0296】
(2)樹脂粒子分散液の作成
次に本発明のトナーの実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0297】
表1は、作成された樹脂粒子分散液(RL1、RL2、RL3、RH1、RH2、RH3、RH4、RH5、RH6)において得られた樹脂粒子の特性を示す。なお、"Mn"は数平均分子量、"Mw"は重量平均分子量、"Mz"はZ平均分子量、"Mw/Mn"は重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mn、"Mz/Mn"はZ平均分子量(Mz)と数平均分子量(Mn)の比Mz/Mn、"Mp"は分子量のピーク値、Tg(℃)はガラス転移点、Ts(℃)は軟化点を表わす。
【0298】
【表1】
【0299】
(a)樹脂粒子分散液RL1の調製
スチレン240.1gと、n−ブチルアクリレート59.9gと、アクリル酸8gとからなるモノマー液を、イオン交換水440g中に、非イオン系界面活性剤(三洋化成社製:ノニポール400)7.2g、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(20重量%水溶液濃度))24g(実質アニオン量4.8g)、ドデカンチオール8gを用いて分散し、これに過硫酸カリウム4.5gを加えて、78℃で3時間乳化重合を行った。その後さらに90℃で4時間熟成処理を行い、中位径が0.14μmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液RL1を調製した。このときの樹脂分散液のpHは1.8であった。
【0300】
表2に各樹脂粒子分散液に使用した界面活性剤のノニオン量(g)とアニオン量(g)と全界面活性剤量に対するノニオン量の比率(重量%)を示す。アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(固形分20重量%濃度))を使用した液においては、濃度は20重量%程度となるようにイオン交換水を調整した。表2中の重量比は実質のアニオン量比を示している。
【0301】
表3、表4に各樹脂粒子分散液の乳化重合において、樹脂粒子分散液RL1の調製をベースに各樹脂粒子分散液に使用したアクリル酸、過硫酸カリウム等の配合量等を示す。過硫酸カリウムはモノマー成分100重量部に対する重量部を示す。
【0302】
【表2】
【0303】
【表3】
【0304】
【表4】
【0305】
(3)顔料分散液の作成
表5、表6に使用した着色剤である顔料と、使用した界面活性剤を示す。
【0306】
【表5】
【0307】
【表6】
【0308】
(a)顔料粒子分散液PCS1の調製
1Lのビーカーにイオン交換水308gおよび界面活性剤SA3を12gを秤量し、マグネットスターラーで界面活性剤の固形分が溶解するまで撹拌した。この界面活性剤水溶液にシアン顔料粒子PC1を80g添加し、さらに引き続いて、マグネットスターラーで10分間撹拌した。次に、1Lのトールビーカーに内容物を移しかえ、ホモジナイザー(IKA製、T−25)を用いて回転数9500rpmで10分間分散した。この分散液をさらに、分散機(特殊機化社製T−Kフィルミックス:56−50)で分散した。作製した分散液を顔料粒子分散液PCS1とした。顔料濃度は20重量%であった。
【0309】
以下、シアン顔料粒子分散液PCS1の調整条件をベースに、各黒顔料分散液CBS1、2、3、マゼンタ顔料分散液PMS1及びイエロー顔料分散液PYS1に使用した黒顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料および使用した界面活性剤の条件を表7に示す。
【0310】
【表7】
【0311】
(4)ワックス分散液の作成
表8、表9及び表10は、ワックス粒子分散液の作成例として形成した本実施例によるワックス粒子分散液の作成において、それぞれ使用したワックス材料及びその特性を示す。
【0312】
【表8】
【0313】
【表9】
【0314】
【表10】
【0315】
(a)ワックス粒子分散液WA1の調製
図3に攪拌分散装置(特殊機化社製T−Kフィルミックス)の概略図、図4に上から見た図を示す。801が外槽でその内部に冷却水を808から注入し、807から排出されるようにしている。802は被処理液がせき止める堰板で中央部に穴があけられており、ここから処理された液が順次805を通じて外部に取り出す。803が高速で回転する回転体でシャフト806に固定され、高速に回転できる。回転体の側面には、1〜5mm程度の穴があけられており、被処理液の移動を可能とする。槽は120mlで、被処理液はその2分の1程度投入する。回転体の速度MAXは50m/sまで可能である。回転体の径は52mm、槽の内径は56mmである。804は連続処理の場合の原料注入口である。高圧処理やバッチ式のときは封印している。
【0316】
槽内を常圧の状態で、イオン交換水67gと、非イオン系界面活性剤(三洋化成社製:エルミノールNA400)3g、ワックス(W−1)30gを仕込み、回転体の速度は30m/sで5min、その後回転速度を50m/sに上げ、2min処理した。ワックス粒子分散液WA1が形成された。
【0317】
以下、ワックス粒子分散液WA1の調整条件をベースに、各ワックス粒子分散液ワックス粒子分散液(WA1〜WA12)に使用したワックス、使用した界面活性剤の種類と特性を表11及び表12に示す。"第一のワックス"及び"第二のワックス"は、ワックス粒子分散液に仕込まれたワックス材料を示し、ワックスを示す符号末尾の括弧内の値は当該ワックスの配合重量組成量(重量割合)を表わす。
【0318】
【表11】
【0319】
【表12】
【0320】
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンS20−F(20重量%濃度))を使用した液においては、顔料濃度は20重量%程度となるようにイオン交換水を調整した。表中の重量比は実質のアニオン量比を示し、トータル量を同一量としている。また、ワックスW13、W14を使用する際においては槽内を0.4MPaまで加圧している。
【0321】
(5)トナー母体の作成
(a)トナー母体CT2の作成
表13に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT2、CT3、CT4)及び比較のためのトナー母体(ct1、ct5)についてそれぞれの組成を示す。
【0322】
【表13】
【0323】
温度計、冷却管、pHメータ、攪拌翼を装着した円筒形の2Lのガラス容器に、第一の樹脂粒子分散液RL1を156g、形状制御として第三の樹脂粒子分散液RH2を48g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA11を60g添加し、イオン交換水400mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。
【0324】
その後、得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.5とし、その後23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液を220g添加し、10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から90℃まで昇温し、その後3時間加熱処理し芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは9.1であった。
【0325】
その後さらに、水温を90℃とした状態で、pHを10.5に調整した第二の樹脂粒子分散液RH4、120gを30minの所要時間にて連続して滴下し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。
【0326】
そして、冷却後、生成物(トナー母体)をろ過し、イオン交換水にて7回洗浄を行った。その後得られたトナー母体を流動式乾燥機で35℃で8時間乾燥させることによりトナー母体CT2を得た。
【0327】
トナー母体ct1,CT3,CT4,ct5は、CT2の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。
【0328】
表14に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。Tsの差は第一の樹脂Ts1と第三の樹脂との軟化点Ts3の差、Mwの差は第三の樹脂のMwr3を第一の樹脂のMwr3で割ったものを示している。d50(μm)はトナー母体粒子の体積平均粒径、体積変動係数は、得られたトナー母体におけるトナー母体粒子の体積基準での粒径分布の広がりを示す。2.0〜3.63(p%)は個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有するトナー粒子の含有量、over6.06μm(v%)は体積基準分布における6μm以上の粒径を有するトナー粒子の含有量、SC×d50(μm)は、形状指数と体積平均粒径をかけた値を示す。
【0329】
【表14】
【0330】
ct1トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを10.5とした。ct5トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。また形状もかなり不定形のままである。ワックスまたは樹脂粒子の凝集に加わらない浮遊粒子が残留しているものと思われる。
【0331】
ct1トナーの形状のSEM観察像を図12に、CT2のSEM観察像を図13に,CT4トナーのSEM観察像図14に、ct5トナーのSEM観察像図15に示す。CT2,CT3,CT4トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。
【0332】
(b)トナー母体CT7の作成
表15に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT7、CT8、CT9、CT10)及び比較のためのトナー母体(ct6、ct11)についてそれぞれの組成を示す。
【0333】
【表15】
【0334】
温度計、冷却管、攪拌棒、pHメータを装着した4つ口フラスコ2000mlに、第一の樹脂粒子分散液RL2を169g、第三の樹脂粒子分散液RH2を35g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA10を45g添加し、イオン交換水350mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。
【0335】
その後得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.0とし10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から昇温し80℃に到達した時点で、23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液200gを30minの所要時間にて連続して滴下し1時間加熱処理し、その後90℃に昇温して3時間加熱処理し、芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは8.7であった。
【0336】
その後さらに、水温を92℃とした状態で、pHを9.4に調整した第二の樹脂粒子分散液RH3を5g/minの滴下速度で105g添加し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。
【0337】
そして、冷却後、生成物(トナー母体)をろ過し、イオン交換水にて3回洗浄を行った。その後得られたトナー母体を流動式乾燥機で40℃で6時間乾燥させることによりトナー母体CT7を得た。
【0338】
トナー母体ct6,CT8,CT9,CT10,ct11は、CT7の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。
【0339】
表16に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。
【0340】
【表16】
【0341】
ct6トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを10.5とした。ct11トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。また形状もかなり不定形のままである。ワックスまたは樹脂粒子の凝集に加わらない浮遊粒子が残留しているものと思われる。
【0342】
CT7のSEM観察像を図16に,CT8トナーのSEM観察像を図17に、ct11トナーのSEM観察像を図18に示す。CT7,CT8,CT9、CT10トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。
【0343】
(c)トナー母体CT13の作成
表17に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT13、CT14、CT15)及び比較のためのトナー母体(ct12)についてそれぞれの組成を示す。
【0344】
【表17】
【0345】
トナー母体ct12,CT13、CT14,CT15は、CT2の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。
【0346】
表18に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。
【0347】
【表18】
【0348】
ct12トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを11とした。
【0349】
CT13,CT14,CT15トナーにおいては、良好な凝集性を示した。第三の樹脂の軟化点を上げたサンプルでは、形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。
【0350】
(d)トナー母体CT17の作成
表19に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CT17、CT18)及び比較のためのトナー母体(ct16、ct19)についてそれぞれの組成を示す。
【0351】
【表19】
【0352】
温度計、冷却管、攪拌棒、pHメータを装着した4つ口フラスコ2000mlに、第一の樹脂粒子分散液RL2を174g、第三の樹脂粒子分散液RH3を30g、着色剤粒子分散液PCS1を56g、ワックス粒子分散液WA9を70g添加し、イオン交換水350mlを投入し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT25)を用いて10min混合して混合粒子分散液を調製した。得られた混合分散液のpHは3.5であった。
【0353】
その後得られた混合分散液に1N NaOHを投入し、pHを11.0とし10min攪拌した。その後1℃/minの速度で20℃から昇温し90℃に到達した時点で、23重量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液200gを30minの所要時間にて連続して滴下し1時間加熱処理し、その後92℃で3時間加熱処理し、芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液のpHは8.4であった。
【0354】
その後さらに、水温を92℃とした状態で、pHを8.9に調整した第二の樹脂粒子分散液RH5を5g/minの滴下速度で85g添加し、滴下終了後1.5時間加熱処理して第二の樹脂粒子が融着した粒子を得た。
【0355】
トナー母体ct16,CT18,ct19は、CT17の条件をベースにして、第三の樹脂粒子を変えて、粒子の凝集性を観察した。
【0356】
表20に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。
【0357】
【表20】
【0358】
ct16トナーにおいては、芯粒子の凝集の進行が早いため、混合分散液のpHを11とした。
【0359】
CT17,CT18トナーにおいては、良好な凝集性を示し、小粒径で狭い粒度分布のトナー母体を得た。第三の樹脂の配合量を増加させたサンプルでは、増量につれて形状が球状からポテト状にシフトしている傾向が見える。しかし配合量を増大しすぎると、ct19トナーでは芯粒子の凝集の進行が遅く、6h後でも液が完全には透明になっていない。
【0360】
(e)トナー母体CTw20の作成
トナー母体CTw20、CTw21、CTw22、CTw23、CTw24、CTw25、CTw26は、CT17の条件をベースにして、添加するワックス分散液を変えて、粒子の凝集性を観察した。
【0361】
表21に、トナー母体の作成例として作成した本発明の実施例によるトナー母体(CTw20、CTw21、CTw22、CTw23、CTw24、CTw25、CTw26)についてそれぞれの組成を示す。
【0362】
【表21】
【0363】
表22に作成されたトナー母体において得られた特性を示す。
【0364】
【表22】
【0365】
使用するワックスの融点により、形状に影響を与えている傾向が見える。凝集方法として、樹脂粒子、着色剤及びワックスを混合し、加熱し、一定の温度に達したあとに凝集剤を添加する際においてその効果が現れやすい傾向にあるようである。樹脂、ワックスの一部が溶融している状態で凝集剤を添加し凝集反応を進行させることでワックスの影響が現れやすくなるものと思われる。
【0366】
85〜98℃高融点の炭化水素系のワックスを配合すると形状が球形状からポテト状、不定形状とシフトする傾向にある。100℃より高い融点の炭化水素系のワックスを配合すると形状が不定形状になるとともに、凝集が一部進行せずに白濁のまま残留する傾向にある。また、68〜85℃の低融点のエステル系のワックスでは形状がやや球形状になる傾向にあるようである。
【0367】
(6)外添剤
次に、外添剤の例について述べる。表23は、本実施例で使用した外添剤(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9)について、それぞれの材料及びその特性を示す。
【0368】
処理材料1と処理材料2の複数種で処理しているものは、( )に各処理材料の配合重量割合を示している。"5分値"及び"30分値"は帯電量([μC/g])を表わし、これらは、ノンコートのフェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定した。具体的には、25℃45RH%の環境下で、100mlのポリエチレン容器にキャリア50gとシリカなど0.1gを混合し、縦回転にて100分間-1の速度で5分、30分間攪拌した後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104[Pa]で1分間ブローして測定した。
【0369】
【表23】
【0370】
なお、負帯電性では、5分値が−100〜−800μC/gで、30分の値が−50〜−600μC/gであることが好ましい。高い帯電量のシリカでは少量の添加量でこのような特性を発揮できる。
【0371】
(7)トナーの組成及び外添処理
次に、トナーの組成及び外添処理例について述べる。表24は、トナーの作成例として作成した本発明の実施例によるトナー(TCT2〜TCT4、TCT7〜TCT10、TCT12〜TCT14、TCT17〜TCT18、TCT20〜TCT26)及び比較のためのトナー(tct1、tct5、tct6、tct10、tct11、tct15、tct16、tct19)について、それぞれの材料組成を示す。未配合は添加していないことを示す。なお、外添剤欄において外添剤を示す符号末尾の( )内の値は、トナー母体100重量部に対する当該外添剤の配合量(重量部)を表わす。外添処理は(ヘンシェルミキサーFM20B、三井鉱山社製)において、攪拌羽根Z0S0型、回転数2000min-1、処理時間5min、投入量1kgで行った。
【0372】
【表24】
【0373】
他の黒トナー、マゼンタトナー、イエロートナーは顔料にCBS2,PMS1,PYS1を使用して、他の組成はシアントナー組成と同様とした。
【0374】
図1は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の画像形成装置の構成を示す断面図である。図1において、カラー電子写真プリンタの外装筐は省略している。転写ベルトユニット17は、転写ベルト12、弾性体よりなる第1色(イエロー)転写ローラ10Y、第2色(マゼンタ)転写ローラ10M、第3色(シアン)転写ローラ10C、第4色(ブラック)転写ローラ10K、アルミローラよりなる駆動ローラ11、弾性体よりなる第2転写ローラ14、第2転写従動ローラ13、転写ベルト12上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナブレード16、クリーナブレードに対向する位置にローラ15を設けている。このとき、第1色(Y)転写位置から第2色(M)転写位置までの距離は70mm(第2色(M)転写位置から第3色(C)転写位置、第3色(C)転写位置から第4色(K)転写位置も同様距離)、感光体の周速度は125mm/sである。
【0375】
転写ベルト12は、絶縁性ポリカーボネート樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂(たとえば三菱ガス化学製,ユーピロンZ300)95重量部に、導電性カーボン(たとえばケッチェンブラック)5重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面にフッ素樹脂をコートし、厚みは約100μm、体積抵抗は107〜1012Ω・cm、表面抵抗は107〜1012Ω/□である。ドット再現性を向上させるためもある。転写ベルト12の長期使用による弛みや,電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、表面をフッ素樹脂でコートしているのは、長期使用による転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。体積抵抗が107Ω・cmよりも小さいと、再転写が生じ易く、1012Ω・cmよりも大きいと転写効率が悪化する。
【0376】
第1転写ローラは外径8mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第1転写動作時には、第1転写ローラ10は、転写ベルト12を介して感光体1に1.0〜9.8(N)の押圧力で圧接され、感光体上のトナーがベルト上に転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。1.0(N)よりも小さいと転写不良を生じ、9.8(N)よりも大きいと転写文字抜けが生じる。
【0377】
第2転写ローラ14は外径10mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第2転写ローラ14は、転写ベルト12及び紙、OHP等の転写媒体19とを介して転写ローラ13に圧接される。この転写ローラ13は転写ベルト12に従動回転可能に構成している。第2次転写での第2転写ローラ14と対向転写ローラ13とは5.0〜21.8(N)の押圧力で圧接され、紙等の記録材上19に転写ベルトからトナーが転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。5.0(N)よりも小さいと転写不良となり、21.8(N)よりも大きいと負荷が大きくなり、ジッタが出やすくなる。
【0378】
イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色用の4組の像形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが、図のように直列状に配置されている。
【0379】
各像形成ユニット18Y、18M、18C、18K、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するためY用の像形成ユニット18Yについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。
【0380】
像形成ユニットは以下のように構成されている。1は感光体、3は画素レーザ信号光、4は内部に1200ガウスの磁力を有する磁石を有するアルミよりなる外径10mmの現像ロ−ラで、感光体とギャップ0.3mmで対向し、矢印の方向に回転する。6は攪拌ローラで現像器内のトナーとキャリアを攪拌し、現像ローラへ供給する。キャリアとトナーの配合比を透磁率センサーにより読み取り(図示せず)、トナーホッパー(図示せず)から適時供給される。5は金属製の磁性ブレードで現像ローラ上に現像剤の磁気ブラシ層を規制する。現像剤量は150g投入している。ギャップは0.4mmとした。電源は、省略しているが、現像ローラ4には−500Vの直流と、1.5kV(p−p)、周波数6kHzの交流電圧が印加される。感光体と現像ローラ間の周速度比は1:1.6とした。またトナーとキャリアの混合比は93:7とし、現像器中の現像剤量は150gで行った。
【0381】
2はエピクロルヒドリンゴムよりなる外径10mmの帯電ローラで直流バイアス−1.2kVが印加される。感光体1表面を−600Vに帯電する。8はクリーナ、9は廃トナーボックス、7は現像剤である。
【0382】
紙搬送は転写ユニット17の下方から搬送され、転写ベルト12と第2転写ローラ14との圧接されたニップ部に紙給送ローラ(図示せず)により紙19が送られてくるように、紙搬送路が形成されている。
【0383】
転写ベルト12上のトナーは第2転写ローラ14に印加された+1000Vにより紙19に転写され、定着ローラ201、加圧ローラ202、定着ベルト203、加熱媒体ローラ204、インダクションヒータ部205から構成される定着部に搬送され、ここで定着される。
【0384】
図2にその定着プロセス図を示す。定着ローラ201とヒートローラ204との間にベルト203がかけられている。定着ローラ201と加圧ローラ202との間に所定の加重がかけられており、ベルト203と加圧ローラ202との間でニップが形成される。ヒートローラ204の外部周面にはフェライトコア206、とコイル207よりなるインダクションヒータ部205が設けられ、外面には温度センサー208が配置されている。
【0385】
ベルトは30μmのNiを基体としてその上にシリコーンゴムを150μm、さらにその上にPFAチューブ30μmの重ねあわせる。
【0386】
加圧ローラ202は加圧バネ209により定着ローラ201に押しつけられている。トナー210を有する記録材19は、案内板211に沿って動く。
【0387】
定着部材としての定着ローラ201は、長さが250mm、外径が14mm、厚さ1mmのアルミニウム製中空ローラ芯金213の表面に、JIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が20度のシリコーンゴムからなる厚さ3mmの弾性層214を設けている。この上にシリコーンゴム層215が3mmの厚みで形成され外径が約26mmとなっている。図示しない駆動モータから駆動力を受けて125mm/sで回転する。
【0388】
ヒートローラ204は肉厚1mm、外径20mmの中空パイプからなっている。定着ベルト表面温度はサーミスタを用いて表面温度170℃に制御した。
【0389】
加圧部材としての加圧ローラ202は、長さが250mm、外径20mmである。これは外径16mm、厚さ1mmのアルミニウムからなる中空ローラ芯金216の表面にJIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が55度のシリコーンゴムからなる厚さ2mmの弾性層217を設けている。この加圧ローラ202は、回転可能に設置されており、片側147Nのバネ加重のバネ209によって定着ローラ201との間で幅5.0mmのニップ幅を形成している。
【0390】
以下、動作について説明する。フルカラーモードではY,M,C,Kのすべての第一転写ローラ10が押し上げられ、転写ベルト12を介して像形成ユニットの感光体1を押圧している。この時第一転写ローラには+800Vの直流バイアスが印加される。画像信号がレーザ光3から送られ、帯電ローラ2により表面が帯電された感光体1に入射し、静電潜像が形成される。感光体1と接触し回転する現像ローラ4上のトナーが感光体1に形成された静電潜像を顕像化する。
【0391】
このとき像形成ユニット18Yの像形成の速度(感光体の周速に等しい125mm/s)と転写ベルト12の移動速度は感光体速度が転写ベルト速度よりも0.5〜1.5%遅くなるように設定されている。
【0392】
像形成工程により、Yの信号光3Yが像形成ユニット18Yに入力され、Yトナーによる像形成が行われる。像形成と同時に第1転写ローラ10Yの作用で、Yトナー像が感光体1Yから転写ベルト12に転写される。このとき第1転写ローラ10Yには+800Vの直流電圧を印加した。
【0393】
第1色(Y)第一転写と第2色(M)第一転写間のタイムラグを持たせて、Mの信号光3Mが像形成ユニット18Mに入力され、Mトナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10Mの作用で、Mトナー像が感光体1Mから転写ベルト12に転写される。このとき第一色(Y)トナーが形成されている上にMトナーが転写される。同様にC(シアン)、K(ブラック)トナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10C、10Bの作用で、YMCKトナー像が転写ベルト12上に形成される。いわゆるタンデム方式と呼ばれる方式である。
【0394】
転写ベルト12上には4色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のBトナー像の転写後、4色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット(図示せず)から送られる紙19に、第2転写ローラ14の作用で一括転写される。このとき転写ローラ13は接地し、第2転写ローラ14には+1kVの直流電圧を印加した。紙に転写されたトナー像は定着ローラ対201・202により定着された。紙はその後排出ローラ対(図示せず)を経て装置外に排出された。中間転写ベルト12上に残った転写残りのトナーは、クリーニングブレード16の作用で清掃され次の像形成に備えた。
【0395】
(画像出し評価例)
次に、トナー及び二成分現像剤についての画像出し評価の例について述べる。ここでは、画像形成装置を用い、トナーとキャリアとの混合比率を変えた数種の二成分現像剤について、それぞれA4版出力で10万枚のランニング耐久試験を行って、帯電量及び画像濃度を測定すると共に、出力サンプルにおける非画像部での地かぶり、全面ベタ画像での均一性、及び転写性(転写時の文字飛び・逆転写・転写中抜け)、並びにトナーフィルミングについて評価した。画像濃度(ID)評価はMacbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporate製の反射濃度計 RD−914を用いて黒べた部を測定した。
【0396】
なお、帯電量は、フェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定した。具体的には、25℃、相対湿度45%RHの環境下で、耐久性評価のサンプルを0.3g採取し、窒素ガス1.96×104Paで1分間ブローして測定した。
【0397】
表25は、本実施例で使用した、本発明の実施例による二成分現像剤(DCT2〜DCT4、DCT7〜DCT9、DCT12〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT26)及び比較のための二成分現像剤(dct1、dct5、dct6、dct10、dct15、dct16、dct19)それぞれについて、二成分現像剤としてのトナーとキャリアの構成、及びA4版の用紙で10万枚ランニング耐久試験を実施し評価した結果を示す。表中、“A”はきわめて良好、“B”は良好、“C”はやや問題あり、“D”は問題あることを表わす。
【0398】
【表25】
【0399】
本発明の実施例による二成分現像剤DCT2〜DCT4、DCT7〜DCT9、DCT12〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT26は、A4版の用紙で10万枚ランニング耐久試験を実施したときの感光体上へのトナーフィルミングについて、いずれも、実用上問題ないレベルであった。なお、転写ベルトへのトナーフィルミングも実用上問題ないレベルであった。そして、感光体、転写ベルトのクリーニング不良も未発生であった。そして、3色が重なったフルカラー画像においても、定着ベルトへの紙の巻付きも発生しなかった。
【0400】
また、ランニング試験前後での画像濃度について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、画像濃度1.3以上の高濃度の画像が得られた。そして、A4版紙10万枚の耐久試験後においても、二成分現像剤の流動性が安定しており、画像濃度は1.3以上と変化が少なく安定した特性を示した。
【0401】
また、非画像部かぶり及び全面ベタ画像均一性について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、高画像濃度で非画像部の地かぶりの発生もなく、トナーの飛び散りなどがなく、高解像度であった。そして、現像時の全面ベタ画像を取ったときの均一性も良好であった。
【0402】
また、連続使用においても、縦筋の異常画像は発生しなかった。そして、キャリアへのトナー成分のスペント化現象もほとんど生じなかった。そして、キャリア抵抗の変化、帯電量の低下も少なく、更に全面ベタ画像をとり続けてトナーを急速に補給した時の帯電立ち上がり性も良好であり、高湿環境下でかぶりが増大する現象も見られなかった。また、長期使用においても、高い飽和帯電量が長期間維持できた。また、低温低湿下での帯電量の変動もほとんど生じなかった。
【0403】
また、転写性(転写時の文字飛び・逆転写・転写中抜け)について、本発明の実施例による二成分現像剤は、いずれも、中抜けなどは実用上問題ないレベルであった。そして、3色が重なったフルカラー画像においても、転写不良は発生しなかった。なお、転写効率は95%程度を示した。
【0404】
カブリ、転写時の文字飛びにおいて、特にDCT3、DCT7〜DCT9、DCT13〜DCT14,DCT17〜DCT18,DCT20〜DCT24がより良好である。
【0405】
なお、トナーとキャリアとの混合比率を5〜20重量%まで変えても、本発明の実施例による二成分現像剤は、画像濃度、地かぶり等の画質の変化が少なく、トナー濃度の広い制御が可能となった。
【0406】
一方、比較のための二成分現像剤(dct5、dct10、dct15、dct19)は、ランニング耐久試験において、感光体上へのトナーフィルミングが発生する。また、ランニング試験前後での画像濃度についても、低濃度であったり、長期使用にて画像濃度低下が発生したり、非画像部でのかぶりが増加する傾向にある。更に、全面ベタ画像をとり続けてトナーを急速に補給した時に、帯電低下が生じ、かぶりが増大した。特に、高湿環境下ではその現象が悪化した。凝集反応時に凝集に加わらないワックス粒子や樹脂粒子の影響と思われる。
【0407】
比較のための二成分現像剤(dct1、dct6、dct11、dct16)は、ランニング試験において、感光体上のクリーニング不良が発生した。
【0408】
次に、フルカラー画像における定着性、非オフセット性、高温貯蔵安定性、定着ベルトへの紙の巻付き性についての評価結果を表26に示す。表中、“G”は評価の結果が良好であることを表わし、“F”は問題があることを表わす。ここでは、付着量1.2mg/cm2のベタ画像をプロセス速度125mm/s、オイルを塗布しないベルトを用いた定着装置にて、OHP用フィルム透過率(定着温度160℃)、並びに最低定着温度及び高温でのオフセット現象発生温度を測定した。また、高温状態での貯蔵安定性試験は、50℃、24時間の放置後のトナーの状態を評価した。なお、OHP用フィルム透過率は、分光光度計U−3200(日立製作所)で、700nmの光の透過率を測定した。
【0409】
【表26】
【0410】
本発明の実施例によるトナーTCT2〜TCT4、TCT7〜TCT9、TCT12〜TCT14,TCT17〜TCT18,TCT20〜TCT21は、定着性について、いずれも、OHP用フィルム透過率が70%以上を示しており、良好であった。また、非オフセット性についても、オイルを使用しない定着ローラにおいて、非オフセット温度幅が140〜200℃以上の広い範囲で得られ、定着可能温度範囲(最低定着温度から高温オフセット現象発生温度までの幅)が広かった。なお、普通紙の全面ベタ・フルカラー画像20万枚でも、オフセット現象は発生しなかった。また、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂系の定着ベルトでオイルを塗布せずともベルトの表面劣化現象はみられなかった。また、高温貯蔵安定性についても、50℃24時間の貯蔵安定性においても凝集はほとんど見られなかった。また、定着ベルトへの紙の巻付き性についても、定着ニップ部でのOHP用フィルムのジャム詰まりは発生しなかった。
【0411】
比較のためのトナーtct5、tct10、tbt15、tbt19トナーでは高温非オフセット性が弱くなっており、定着可能領域のマージンが狭かった。これは、凝集反応時に凝集に加わらないワックス粒子や樹脂粒子の影響と思われる。
[Document Name] Description
Patent application title: TONER AND METHOD FOR PRODUCING TONER
【Technical field】
[0001]
The present invention relates to a toner used in a copying machine, a laser printer, plain paper FAX, a color PPC, a color laser printer, a color FAX, and a complex machine thereof, and a toner manufacturing method.
[Background]
[0002]
In recent years, image forming apparatuses such as printers are shifting from the purpose of office use to personal use, and there is a demand for technology that realizes miniaturization, high speed, high image quality, and maintenance-free. Therefore, a cleaner-less process that collects waste toner during development without cleaning waste toner remaining after transfer in electrophotography, a tandem color process that enables high-speed output of color images, and fixing to prevent offset during fixing Oil-less fixing that achieves both high glossiness and high translucency, a clear color image and non-offset properties without using oil, is required along with conditions such as good maintainability and low ozone exhaust. These functions need to be compatible at the same time, and not only the process but also the improvement in toner characteristics is an important factor.
[0003]
In a color printer or the like, in a fixing process, it is necessary to melt and mix color toners in a color image to improve translucency. When toner melting failure occurs, light scattering occurs on the surface or inside of the toner image, and the original color tone of the toner dye is impaired. In addition, in the overlapping portion, light does not enter the lower layer and color reproducibility is deteriorated. Therefore, it is a necessary condition that the toner has a melting characteristic that dissolves quickly and has a light-transmitting property that does not disturb the color tone.
[0004]
When a color image is obtained, toner adheres to the surface of the fixing roller to cause an offset, so that a large amount of oil or the like must be applied to the fixing roller, which complicates handling and the configuration of the device. For this reason, in order to reduce the size, maintain maintenance, and reduce the cost of the equipment, it is required to realize oilless fixing that does not use oil during fixing, which will be described later. In order to make this possible, it is becoming practical to add a release agent such as wax into a binder resin having sharp melt characteristics.
[0005]
However, since the toner has such a characteristic that the toner cohesion is strong, the tendency of toner image disturbance and transfer failure during transfer is more prominent, making it difficult to achieve both transfer and fixing. When used as two-component development, the low melting point component of the toner adheres to the surface of the carrier due to collision between particles, friction, mechanical collision such as collision between particles and developer, friction, etc., or heat generated by friction. Spent is likely to occur, which lowers the charging ability of the carrier and hinders the long life of the developer.
[0006]
Various proposals have been made for toner. As is well known, the toner for electrostatic charge development used in the electrophotographic method is generally a resin component which is a binder resin, a coloring component consisting of a pigment or a dye, a plasticizer, a charge control agent, and further if necessary. It is comprised by additional components, such as a mold release agent. As the resin component, natural or synthetic resins may be used alone or mixed in a timely manner.
[0007]
Then, the above additives are premixed at an appropriate ratio, heated and kneaded by heat melting, finely pulverized by an airflow type impact plate method, and finely classified to complete a toner base. There is also a method in which a toner base is prepared by a chemical polymerization method. Thereafter, an external additive such as hydrophobic silica is added to the toner base to complete the toner. In one-component development, the toner is composed only of toner, but a two-component developer can be obtained by mixing with toner and a carrier composed of magnetic particles.
[0008]
However, in the conventional pulverizing / classifying operation in the kneading and pulverizing method, the particle size that can be actually provided economically and in performance is about 8 μm even if the particle size is reduced. At present, methods for producing small-diameter toners by various methods are being studied. In addition, a method for realizing oil-less fixing by blending a release agent such as wax in a low softening resin during melt kneading of the toner has been studied. However, there is a limit to the amount of wax that can be blended, and as the amount added increases, adverse effects such as a decrease in toner fluidity, an increase in voids during transfer, and the occurrence of filming on the photoconductor occur. Moreover, the surface state of the pulverized particles is uneven, and it is difficult to control the surface smoothness.
[0009]
Therefore, a toner production method using various polymerization methods different from the kneading and pulverization method has been studied. For example, when a toner is prepared by a suspension polymerization method, it is difficult to control the particle size distribution of the toner, and a classification operation may be required in order to generate particles having a narrow particle size distribution. Further, since the toner obtained by this method has a substantially spherical shape, there is a problem that the cleaning performance of the toner remaining on the photoconductor and the like by the cleaning blade is poor and the image quality reliability is impaired.
[0010]
In addition, a toner preparation method using an emulsion polymerization method is a method of preparing an aggregated particle dispersion by forming aggregated particles in a dispersion obtained by dispersing at least resin particles and colorant particles. Further, a resin fine particle dispersion obtained by dispersing resin fine particles is added to the resin particles, and the resin fine particles are attached to the aggregated particles, and then heated and fused.
[0011]
In Patent Document 1 below, a toner comprising particles formed by polymerization and a coating layer made of fine particles formed by emulsion polymerization on the surface of the particles, and a water-soluble inorganic salt is added to the surface of the particles. It is disclosed that a coating layer made of fine particles is formed on the surface of a particle by changing the pH of the composition and solution for forming the coating layer made of particles.
[0012]
In the following Patent Document 2, the release agent contains at least one ester composed of at least one of a higher alcohol having 12 to 30 carbon atoms and a higher fatty acid having 12 to 30 carbon atoms, and the resin particles have a molecular weight. It is disclosed that by including at least two different types of resin particles, it is excellent in fixing property, coloring property, transparency, color mixing property and the like.
[0013]
In Patent Document 3 below, toner particles in which a resin layer (shell) formed by fusing resin particles by a salting-out / fusing method is formed on the surface of colored particles (core particles) containing a resin and a colorant. Disclosed, the amount of colorant present on the particle surface is small, and even when subjected to long-term image formation in a high-humidity environment, changes in image density, fogging, and color changes due to changes in chargeability and developability The effect which does not generate | occur | produce is described.
[0014]
In Patent Document 4 below, in an electrostatic charge image developing toner including toner particles containing at least a resin and a colorant, the toner particles include a core containing resin A and at least one layer of resin B covering the core. A toner having a shell containing the toner and having a film thickness of 50 nm to 500 nm on the outermost surface layer of the shell is disclosed, and the effect of the toner for developing an electrostatic charge image having excellent offset resistance and good storage stability Is described.
[0015]
Patent Document 5 below discloses a toner having a shape factor of 100 to 137, forms an aggregate particle dispersion of resin fine particles and a colorant, and the obtained aggregate particle dispersion is used as a glass transition temperature ( Tg) or more, preferably Tg to Tg + 10 ° C. The temperature is increased to a temperature range of Tg to Tg + 10 ° C., for example, after the aggregate particles are grown to the desired toner particle diameter over 2 hours, the aggregation is stopped and further It is disclosed that the toner particles having a shape factor of 100 to 137 are formed by heating to the same temperature and fusing and coalescing the surfaces of the aggregate particles within 10 hours.
[0016]
In the following Patent Document 6, the shape index SF1 = 125 to 140 (where SF1 = (π / 4) × (L 2 / A) × 100, L is maximum length, A represents projected area), cumulative volume average particle diameter D 50V = 3 to 7 μm toner is disclosed, and at least one resin particle dispersion and at least one colorant dispersion are mixed, and after adding an aggregating agent to form aggregated particles, A manufacturing method is disclosed in which toner particles are manufactured by fusing the aggregated particles by heating to a temperature above the glass point.
[Prior art documents]
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-45558
[Patent Document 2] JP-A-10-301332
[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-116574
[Patent Document 4] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-191618
[Patent Document 5] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131876
[Patent Document 6] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-267331
SUMMARY OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0017]
The shape of the toner tends to be determined from the relationship with the image forming process such as development, transfer, and cleaning process, and the toner shape has a larger shape index when the cleaning property of the photoreceptor or transfer belt is important. The potato-like shape increases the margin for cleaning. When emphasizing transferability, the toner shape is made closer to a sphere with a small shape factor to increase the transfer efficiency. Accordingly, it is important to be able to arbitrarily control the shape index in order to ensure a design margin for the image forming process.
[0018]
Conventionally, it has been disclosed that the shape is adjusted by adjusting the temperature and time when aggregated particles are generated. However, the adjustment of the temperature tends to cause a variation in the particle size distribution, making it difficult to adjust the shape and the particle size distribution. Moreover, adjusting according to the processing time also tends to cause fluctuations in the particle size distribution, affects the surface smoothness of the particles, and may also affect the productivity. As described above, regarding the setting of the shape factor within the set value, the description of the specific method is not sufficient, and it cannot be said that the correlation between the condition of the method and the shape index is sufficiently obtained.
[Means for Solving the Problems]
[0019]
The present invention can appropriately control the shape of the particles without affecting the particle size distribution and the surface smoothness of the particles, and can produce a small-sized toner having a narrow particle size distribution without a classification step. Objective.
[0020]
In addition, in oilless fixing without using oil in the fixing roller, a release agent such as wax is used in the toner to achieve low temperature fixing property, high temperature non-offset property, paper separating property from the fixing roller, etc. and high temperature state. The object is to achieve both storage stability during storage.
[0021]
In addition, an image forming apparatus is provided which can prevent high-efficiency by preventing omission and scattering during transfer.
[0022]
The toner of the present invention is a toner containing toner base particles and an external additive, and the toner base particles are at least binder resin particles as first resin particles and third resin particles in an aqueous medium. Fusing the coated resin particles, which are the second resin particles, to the core particles produced by aggregating the shape-adjusting resin particles for adjusting the shape of the toner, the colorant particles and the wax particles, The softening point of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles is higher than the softening point of the binder resin particles.
[0023]
The toner manufacturing method of the present invention is a toner manufacturing method including toner base particles and an external additive, wherein the toner base particles are at least a first resin in which binder resin particles are dispersed in an aqueous medium. A particle dispersion, a third resin particle dispersion in which resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed. Mixing the liquid and aggregating to produce core particles, and adding the second resin particle dispersion in which the coated resin particles are dispersed to the core particle dispersion containing the generated core particles; And a step of fusing the second resin particles to the core particles.
[Brief description of the drawings]
[0024]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing unit used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 10 is a schematic plan view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a calculation method of the softening point (melting temperature in the 1/2 method) of the binder resin by the flow tester of the present invention.
FIG. 12 is a scanning electron microscope (SEM, magnification) of toner ct1 produced in an example of the present invention.
(5000 magnifications) Observation image.
FIG. 13 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of toner CT2 produced in an example of the present invention.
FIG. 14 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of toner CT4 produced in an example of the present invention.
FIG. 15 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner ct5 produced in the example of the present invention.
FIG. 16 is an SEM observation image (magnification: 3000 times) of toner CT7 produced in an example of the present invention.
FIG. 17 is a SEM observation image (magnification 3000 times) of toner CT8 produced in an example of the present invention.
FIG. 18 is an SEM observation image (magnification 3000 times) of the toner ct11 produced in the example of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining the shape index of the present invention.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0025]
In the present invention, at least the first resin particles, the third resin particles for adjusting the shape of the toner, the colorant particles, and the wax particles are aggregated into the core particles formed in the aqueous medium. By fusing the resin particles, it is possible to arbitrarily control the shape of the particles, and at the same time, the toner base particles are made coarse, and the toner base particles having a small particle size and a narrow particle size distribution are created without a classification step. can do.
[0026]
In addition, storage stability can be maintained while improving low-temperature fixability / glossiness and high-temperature non-offset properties.
[0027]
In addition, in the tandem color process where image forming stations with multiple photoconductors and development units are arranged side by side and the toner of each color is successively transferred to the transfer body, it is possible to prevent voids and reverse transfer during transfer. In addition, high transfer efficiency can be obtained.
[0028]
Hereinafter, each element of the present invention will be described.
[0029]
(1) Polymerization process
The resin particle dispersion is prepared by emulsion polymerization or seed polymerization of a vinyl monomer in a surfactant to obtain a resin particle of a vinyl monomer homopolymer or copolymer (vinyl resin). A dispersion is prepared in which is dispersed in a surfactant. As the means, for example, a high-speed rotating emulsifier, a high-pressure emulsifier, a colloid emulsifier, a ball mill having a medium, a sand mill, a dyno mill, and the like are known per se.
[0030]
When the resin in the resin particles is a resin other than the homopolymer or copolymer of the vinyl monomer, if the resin is dissolved in an oily solvent having a relatively low solubility in water, Dissolve the resin in the oily solvent, disperse the fine particles in water together with a surfactant and polymer electrolyte using a disperser such as a homogenizer, and then heat or reduce pressure to evaporate the oily solvent. Thus, a dispersion liquid in which resin particles made of resin other than vinyl resin are dispersed in a surfactant is prepared.
[0031]
As polymerization initiators, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2 , 2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile and other azo or diazo polymerization initiators, persulfates (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salt, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) salt, etc.), peroxide compounds and the like.
[0032]
The colorant particle dispersion is prepared by adding colorant particles in water to which a surfactant has been added and dispersing the particles using the above-described dispersion means.
[0033]
The wax particle dispersion is prepared by adding wax particles in water to which a surfactant is added and dispersing the particles using the above-described dispersion means.
[0034]
Toners are required to have further low-temperature fixing, high-temperature non-offset property in oilless fixing, releasability, high transparency of color images, and storage stability under a certain high temperature, and must satisfy these simultaneously. I must.
[0035]
The toner of the present invention includes, in an aqueous medium, at least a first resin particle dispersion in which first resin particles are dispersed, and a third resin particle in which third resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed. A resin particle dispersion, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed are mixed and aggregated to produce core particles. Then, a second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added to the core particle dispersion containing the generated core particles, and the second resin particles are fused to the core particles. Toner.
[0036]
The third resin particles are blended with the core particles for the purpose of controlling the shape of the particles. By adding resin particles having a certain relationship with the characteristics of the first resin particles, the shape can be changed by changing the aggregation reactivity of the core particles.
[0037]
As a preferable characteristic of the third resin particle, when the softening point in the melt viscosity characteristic of the third resin particle is Ts3 (° C.) and the softening point in the melt viscosity characteristic of the first resin particle is Ts1 (° C.),
Ts1 + 30 ° C ≦ Ts3 ≦ Ts1 + 80 ° C
Satisfy the relationship. Due to the presence of the third resin particles having a certain softening point, the agglomeration reaction during the heat treatment delays the state in which the agglomerated particles are melted by the presence of the resin particles having different melting states, and the surface due to the melting of the particles By changing the effect of tension, the shape can be changed from a spherical shape to a potato shape or an indeterminate shape. If the difference between the softening points of the third resin particles and the first resin particles is less than 30 ° C., it is difficult to delay the state in which the melting of the core particles proceeds, and the shape adjustment tends not to proceed well. Conversely, if the difference in softening point between the third resin particles and the first resin particles exceeds 80 ° C., the aggregation of the core particles is difficult to proceed, and the third resin particles are difficult to be taken into the core particles. There are cases where the three resin particles remain in the aqueous system and white turbidity in the aqueous system remains.
[0038]
Further, as a preferable second characteristic of the third resin particles, when the weight average molecular weight in the gel permeation chromatogram of the third resin particles is Mwr3 and the weight average molecular weight of the first resin particles is Mwr1, Mwr1 × 1. The relationship of 5 ≦ Mwr3 ≦ Mwr1 × 12 is satisfied. Due to the presence of the third resin particles having a certain weight average molecular weight, in the agglomeration reaction in the course of the heat treatment, the state in which the melting of the core particles proceeds due to the presence of the resin particles having different melting states is delayed. It becomes possible to change from a spherical shape to a potato shape or an indeterminate shape. If the weight average molecular weight of the third resin particles is less than 1.5 times the weight average molecular weight of the first resin particles, it is difficult to delay the state in which the melting of the core particles proceeds, and the shape adjustment does not proceed well. There is a tendency. Conversely, if the weight average molecular weight of the third resin particles exceeds 12 times the weight average molecular weight of the first resin particles, the aggregation of the core particles is difficult to proceed, and the third resin particles are difficult to be taken into the core particles. The third resin particles tend to remain in the aqueous system and remain cloudy in the aqueous system.
[0039]
Moreover, it is preferable that the mixture ratio of the 3rd resin particle shall be 2-30 weight part with respect to 100 weight part of 1st resin particles. If it is less than 2 parts by weight, it is difficult to obtain the effect of shape adjustment. When it exceeds 30 parts by weight, the cohesiveness of the core particles is deteriorated, the third resin particles are not easily taken into the core particles, and the third resin particles tend to remain in the aqueous system and remain cloudy in the aqueous system. .
[0040]
The blending ratio of the third resin particles is also related to the softening point or the weight average molecular weight of the third resin particles. The higher the softening point or the weight average molecular weight, the smaller the blending amount.
[0041]
When Ts3 is Ts1 + 30 ° C. to Ts1 + 45 ° C., the blending ratio of the third resin particles is in the range of 22 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and when Ts3 is Ts1 + 45 ° C. to Ts1 + 65 ° C. The mixing ratio of the third resin particles is in the range of 12 to 22 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles. When Ts3 is Ts1 + 65 ° C. to Ts1 + 80 ° C., the mixing ratio of the third resin particles is However, the amount needs to be increased or decreased depending on the target shape with respect to 100 parts by weight of the first resin particles.
[0042]
When Mwr3 is Mwr1 × 1.5 to Mwr1 × 4, the blending ratio of the third resin particles is 22 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and Mwr3 is Mwr1. In the case of × 4 to Mwr1 × 8, the blending ratio of the third resin particles is in the range of 12 to 22 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, and Mwr3 is Mwr1 × 8 to Mwr1 × 12. When the mixing ratio of the third resin particles is in the range of 2 to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles, the amount needs to be increased or decreased depending on the target shape. There is.
[0043]
In the toner production method of the present invention, at least a first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and a third resin particle for adjusting the shape of the toner are dispersed in an aqueous medium. Three resin particle dispersions, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed are mixed, and a core particle dispersion containing core particles produced by aggregation is obtained. The second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added, and the second resin particles are produced by a method of fusing the core particles to the core particles.
[0044]
As a preferable method for generating the core particles, a first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, and a third resin particle dispersion in which the third resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed. , Adjust the pH of the mixture dispersion, which is a mixture of the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed and the wax particle dispersion in which the wax particles are dispersed, under a certain condition, and add a certain amount of water-soluble inorganic salt. To do. Then, the first resin particle, the third resin particle, the colorant particle, and the wax particle are heated by heating the aqueous medium to the glass transition temperature (Tg) or higher of the first resin particle and / or the melting point of the wax or higher. Can be formed and core particles in which at least a part is melted can be produced.
[0045]
When a resin particle dispersion uses a persulfate such as potassium persulfate as a polymerization initiator when polymerizing an emulsion polymerization resin, the residue is decomposed by the heat during the heat aggregation process to change the pH ( Heat treatment at a certain temperature or higher (preferably 80 ° C. or higher in order to sufficiently disperse the residue) for a certain time (preferably about 1 to 5 hours) after emulsion polymerization. It is preferable to apply. The pH of the produced resin particle dispersion is preferably 4 or less, more preferably 1.8 or less.
[0046]
For the measurement of pH (hydrogen ion concentration), 10 ml of a sample to be measured is collected from the liquid tank using a pipette and placed in a beaker having the same volume. This beaker is immersed in cold water, and the sample is cooled to room temperature (30 ° C. or lower). Using a pH meter (Seven Multi: manufactured by METTLER TOLEDO), immerse the measurement probe in the sample cooled to room temperature. When the meter display is stable, read the value and use it as the pH value.
[0047]
After adjusting the pH of the mixed dispersion, the temperature of the mixed dispersion is raised while stirring the liquid. The temperature rising rate is preferably 0.1 to 10 ° C./min. Slow productivity decreases. If it is too early, the shape tends to advance too spherically before the particle surface becomes smooth.
[0048]
It is preferable to adjust the pH of the mixed dispersion described above to a range of 9.5 to 12.2. Preferably, the pH is adjusted to the range of 10.5 to 12.2, more preferably the pH is in the range of 11.2 to 12.2. The pH can be adjusted by adding 1N NaOH. By setting the pH value to 9.5 or more, there is an effect of suppressing the phenomenon that the formed core particles become coarse. In addition, by setting the pH value to 12.2 or less, there is an effect of suppressing generation of free wax particles and colorant particles and facilitating uniform encapsulation of wax and colorant.
[0049]
After adjusting the pH of the mixed dispersion, a water-soluble inorganic salt is added, and heat treatment is performed to form core particles having a predetermined volume average particle diameter at least partially melted and aggregated.
[0050]
By maintaining the pH of the liquid in the range of 7 to 10 when the core particles having the predetermined volume average particle diameter are formed, the core particles having a narrow particle size distribution in which the wax is hardly released and the wax is included are obtained. Can be formed. The pH is preferably in the range of 8 to 10, more preferably in the range of 8.4 to 10.
[0051]
The amount of NaOH to be added, the type and amount of flocculant, the pH of the emulsion polymerization resin dispersion, the pH of the colorant dispersion, the pH of the wax dispersion, the heating temperature, and the time are appropriately selected. When the pH of the liquid when the particles are formed is less than 7, the core particles tend to become coarse. When the pH exceeds 10, the free wax tends to increase due to poor aggregation.
[0052]
A glass-lined stainless steel (SUS) kettle as a preferred reaction kettle used for emulsion polymerization, mixing, and agglomeration is not particularly limited as a stirring blade for stirring the dispersion, but the width in the depth direction is not particularly limited. A wide blade shape (flat blade) is effective. As the flat plate wing, Max Blend wing manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., full zone wing manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd., etc. are effective.
[0053]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the Max Blend wing, and FIG. 8 is a plan view seen from above. Moreover, the structure of a full zone blade | wing is shown in the schematic in FIG. 9, and the top view seen from the top in FIG. A shaft 301 is connected to a stirring motor (not shown). 302 is a stirring tank, 303 is a water surface of the liquid, 304 is a flat max blend blade, and 305 holes are provided in the blade to adjust the stirring strength of the liquid. Reference numeral 306 denotes a flat rectangular blade, and a stirring blade 307 is provided below the flat rectangular blade. The tip is bent about 130 degrees. Reference numeral 308 denotes the length of the stirring blade.
[0054]
The rotational speed of the stirring blade varies depending on the particle concentration in the dispersion and the target particle size, but is preferably 0.5 to 2.0 m / s. More preferably, it is 0.7-1.8 m / s, More preferably, it is 1.0-1.6 m / s. If the speed is too low, the particle size of the generated particles tends to be large and the particle size distribution tends to be widened. If the speed is too high, the aggregation of particles is hindered, the shape tends to be indefinite, and the generation of particles becomes difficult.
[0055]
In the toner production method of the present invention, as a preferred embodiment of core particle generation, in an aqueous medium, a first resin particle dispersion, a third resin particle dispersion, a colorant particle dispersion, and a wax particle dispersion Are mixed to form a mixed dispersion. Then, this mixed dispersion is heated, and after the liquid temperature of the mixed dispersion reaches a certain temperature, a water-soluble inorganic salt is added as a flocculant to the mixed dispersion.
[0056]
By adding the flocculant when the temperature of the mixed dispersion reaches a certain level or more, the phenomenon in which the agglomeration occurs slowly with the temperature rise time is avoided, and the agglomeration reaction proceeds at once with the addition of the flocculant, and in a short time Core particles can be generated. Further, it is possible to form core particles having a small particle size distribution and a narrow particle size distribution in which wax and colorant are uniformly encapsulated.
[0057]
Further, as described later, when waxes having different melting points are used in combination, the low melting point wax is first melted in the process of raising the temperature. Since melting starts and aggregation starts, this is an effective method for preventing the formation of aggregates of low melting point wax particles or high melting point particle waxes. It is possible to prevent the wax from being unevenly distributed in the core particles, thereby preventing the particle size distribution of the core particles from being widened and the shape distribution from becoming uneven.
[0058]
In the toner production method of the present invention, as a preferred embodiment of core particle generation, the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, and the colorant particle dispersion are mixed and aggregated in an aqueous medium. The resin particles and the colorant particles are agglomerated to form core particles, and the core particle dispersion is mixed with the first resin particle dispersion liquid and the wax particle dispersion liquid. It is also preferable to produce core particles by aggregating the resin particles and wax particles.
[0059]
In an aqueous medium, a resin particle dispersion in which resin particles are dispersed and a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed are mixed to form a mixed solution. After heating the mixed liquid and the liquid temperature of the mixed liquid reaches a certain temperature, a water-soluble inorganic salt is added to the mixed dispersion as a flocculant to agglomerate the resin particles and the colorant particles. Is generated. Thereafter, in a heated state, the resin particle dispersion and the wax particle dispersion are added to the core particle dispersion in which the core particles are generated, and the core particles, the resin particles, and the wax are aggregated to generate core particles. . By avoiding direct agglomeration with wax, the function of shape adjustment is more effectively exhibited.
[0060]
By adding the flocculant when the temperature of the mixed solution reaches a certain level or more, the phenomenon in which the agglomeration occurs slowly with the temperature rise time is avoided, and the agglomeration reaction proceeds at once with the addition of the flocculant, and in a short time Core particles can be generated.
[0061]
In addition, the contact between the wax particles and the colorant particles is performed through the resin particles, so that the reaction between the resin particles and the colorant particles and the reaction between the resin particles and the wax particles is given priority. Each of the particles can be easily taken into the core particles uniformly, and core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution in which wax and colorant are uniformly encapsulated can be formed.
[0062]
The core particle preferably has a structure in which a core particle portion obtained by aggregating resin particles and colorant particles and a mixed particle of resin particles and wax particles are fused to the surface of the core particles. By not exposing the colorant particles to the surface of the toner particles, the influence on the charging property can be minimized. By bringing the wax particles closer to the toner particle surface layer, the fixing property (non-offset temperature range) can be expanded. As will be described later, it is also preferable to fuse the second resin particles to the surface of the core particles.
[0063]
As the flocculant to be added, an aqueous solution containing a water-soluble inorganic salt having a constant water concentration is used. After adjusting the pH value of the aqueous solution, at least the first resin particles are dispersed. It is also preferable to add the mixture, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed, and the wax dispersion in which the wax particles are mixed.
[0064]
It is considered that the aggregating action of the particles as the aggregating agent can be further enhanced by adjusting the pH value of the aqueous solution containing the aggregating agent to a constant value. It is preferable to have a certain relationship with the pH value of the mixed dispersion, and by adding an aqueous flocculant solution having a pH value with a certain relationship to the mixed dispersion, the core particles become coarse or the wax The phenomenon of non-uniform dispersion can be suppressed, which is effective.
[0065]
The mixed dispersion obtained by mixing the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion is subjected to heat treatment, and the mixed dispersion before the addition of the aqueous solution containing the flocculant When the pH value is HG, it is preferable that the pH value of the aqueous solution containing the flocculant is adjusted within the range of HG + 2 to HG-4. The range is preferably HG + 2 to HG-3, more preferably the range HG + 1.5 to HG-2, and still more preferably the range HG + 1 to HG-2.
[0066]
When an aqueous flocculant solution having a different pH value is added to the mixed dispersion, the pH balance of the liquid is abruptly disturbed, so that the agglomeration reaction is difficult to proceed with delay, and the core particles tend to become coarse. In order to suppress such a phenomenon, it is effective to adjust the pH of the flocculant aqueous solution. Although the cause is unknown, it is more preferable that the pH value of the aqueous solution containing the flocculant is lower than the pH value of the mixed dispersion.
[0067]
By setting it as HG-4 or more, the aggregating action of the particles as the aggregating agent can be further enhanced, and the agglutination reaction can be accelerated. By setting it to HG + 2 or less, there is an effect of suppressing the phenomenon that the core particle becomes coarse or the particle size distribution becomes broad.
[0068]
The timing of adding the flocculant is the DSC method described later, where the temperature of the mixed dispersion obtained by mixing the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion is mixed. It is preferable to add the flocculant after reaching the melting point of the wax measured by By adding a flocculant in the state where the wax has started to melt, the agglomeration of the wax particles to be melted, the resin particles and the colorant particles proceeds all at once. It seems that melting progresses and particles are formed.
[0069]
At this time, even when the flocculant is added when the temperature of the mixed dispersion reaches the glass transition point of the first resin particles, the particles hardly aggregate and no particles are formed. When the temperature of the mixed dispersion reaches the specific temperature of the wax, the aggregation of the particles proceeds by adding a flocculant, and then 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 Heat treatment for ˜2 hours produces core particles with a predetermined particle size distribution. The heat treatment may be performed while keeping the specific temperature of the wax, but it is preferably 80 to 95 ° C, more preferably 90 to 95 ° C. Aggregation reaction can be accelerated, leading to reduction of processing time.
[0070]
Furthermore, as described later, when two or more kinds of wax are included, it is preferable to adjust the specific temperature of the wax having the lower melting point. More preferably, the temperature is adjusted to a specific temperature of a wax having a higher melting point. It is effective to add the flocculant in a temperature state where the melting of the wax particles is started.
[0071]
The total amount of the flocculant may be added all at once, but it is also preferable that the flocculant is dropped over a period of 1 to 120 minutes. Although it may be divided, continuous dripping is preferred. By dropping the flocculant at a constant rate into the heated mixed dispersion, the flocculant gradually and uniformly mixes with the entire mixed dispersion in the reaction kettle, and the uneven distribution makes the particle size distribution broad. It has the effect of suppressing the generation of suspended particles of wax and colorant. Moreover, the rapid fall of the liquid temperature of a mixed dispersion liquid can be suppressed. Preferably it is 5-60 min, More preferably, it is 10-40 min, More preferably, it is 15-35 min. For 1 min or longer, the shape of the core particles does not proceed to an indefinite shape, and a stable shape is obtained. By setting it to 120 min or less, the effect of suppressing the presence of particles floating alone due to poor aggregation of the colorant and wax particles can be obtained.
[0072]
It is preferable to add 1 to 50 parts by weight of the flocculant with respect to 100 parts by weight of the total of the first resin particles, the third resin particles, the pigment fine particles, and the wax fine particles. Preferably it is 1-20 weight part, More preferably, it is 5-15 weight part, More preferably, it is 5-10 weight part. When the amount is too small, the agglutination reaction does not proceed. When the amount is too large, the generated particles tend to be coarse.
[0073]
In addition to the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion, the mixed dispersion is prepared by adding ion-exchanged water to adjust the solid concentration in the liquid. It doesn't matter. The solid concentration in the liquid is preferably 5 to 40% by weight.
[0074]
Further, as the flocculant, it is also preferable to use a water-soluble inorganic salt adjusted to a constant concentration with ion exchange water or the like. The concentration of the flocculant aqueous solution is preferably 5 to 50% by weight.
[0075]
In addition, the first resin particle dispersion and the wax particle dispersion are added to the core particle dispersion in which the first resin particles, the core particles obtained by aggregating the third resin particles and the colorant particles are generated, and the core particles are added. In the example in which the first resin particles and the wax are aggregated to produce the core particles, the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, and the colorant particle dispersion are used as the timing for adding the flocculant. It is also preferable to add the flocculant after the temperature of the mixed dispersion obtained by mixing the dispersion reaches the melting point of the wax measured by the DSC method described later.
[0076]
This is to increase the temperature of the aqueous medium above the melting point of the wax in order to promote the adhesion of the first resin particles and wax particles subsequently dropped after the formation of the core particles to the core particles without changing the temperature of the aqueous medium. When the wax is dripped, melting of the wax is started, aggregation of the melting wax particles, the first resin particles, and the core particles proceeds at a stretch, and the heat treatment is continued to further increase the core particles. The formation of core particles in which the first resin particles and the wax particles are aggregated progresses quickly, and particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed.
[0077]
When the core particles are produced by aggregating the first resin particles and the colorant particles, the agglomeration agent is added even when the flocculant is added when the temperature of the mixed dispersion reaches the glass transition point of the first resin particles. Is difficult to progress. When the temperature of the mixed dispersion reaches 80 ° C. or higher, the particles grow and the particles tend to grow to a particle size of 1 to 3 μm.
[0078]
Further, as described later, when two or more kinds of wax are included, it is preferable to adjust the specific temperature of the wax having the lower melting point. More preferably, the temperature is adjusted to a specific temperature of a wax having a higher melting point.
[0079]
After adding the flocculant to form the first resin particles, the core particles where the third resin particles and the colorant particles are aggregated, the first resin particle dispersion and the wax particle dispersion are dropped, and the core particles And the first resin particles and wax particles are aggregated to produce core particles. It is preferable to continue the temperature of the aqueous medium at this time without changing.
[0080]
The first resin particles used for the core particles and the first resin particles used when the core particles are subsequently added together with the wax particles may be resins having different compositions and thermal characteristics, but they are the same. The first resin particles are preferred.
[0081]
When the total amount of the first resin particles contained in the core particles is 100, the first resin particles used for the core particles are preferably 30 to 80 by weight. By setting it to 30 or more, it is possible to generate a core particle having a small particle size and a narrow particle size distribution by aggregation of the first resin particles and the colorant particles. When it is less than 30, the dispersibility of the colorant particles tends to be lowered.
[0082]
The first resin particles and the wax particle dispersion are preferably dropped separately, or a dispersion previously mixed at a constant rate is preferably dropped at a constant dropping rate. If the total amount is added in a large amount, the temperature of the liquid may decrease, and aggregation may not progress uniformly.
[0083]
After dripping the predetermined amount of the first resin particles and the wax particle dispersion, the heat treatment is continued for a predetermined time. The time is preferably 10 minutes to 2 hours. Preferably, in 10 to 30 minutes, after mixing uniformly to some extent and keeping the temperature stable, the pH of the mixed solution in which the core particles, the first resin particles, and the wax particles are mixed is adjusted to 7 or more and 10 or less. To do. Thereby, adhesion of the 1st resin particle and wax particle to a core particle can be advanced. If the pH of the mixed solution is smaller than 7 or larger than 10, it becomes difficult to cause the first resin particles and wax particles to adhere to the core particles, and the core particles become coarse or the floating particles increase. It will be.
[0084]
After the pH adjustment, the heat treatment is continued for a predetermined time until a predetermined particle size and surface smoothness are obtained, whereby core particles are generated. The shape or surface smoothness of the core particles can be controlled by the heating time.
[0085]
The heating time is 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 to 2 hours, whereby core particles having a predetermined particle size distribution are produced. The heat treatment may be performed while keeping the specific temperature of the wax, but it is preferably 80 to 95 ° C, more preferably 90 to 95 ° C. Aggregation reaction can be accelerated, leading to reduction of processing time.
[0086]
In the toner of the present invention, the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added to and mixed with the core particle dispersion in which the core particles are dispersed. The toner base particles are produced by fusing the particles to the core particles.
[0087]
From the viewpoint of charging stability, it is desirable to form a fusion layer (sometimes referred to as a coating layer or a shell layer) on the core particles of the second resin particles. In addition, since resin particles with different softening points are present in the core particle as a shape adjustment, unevenness may occur on the particle surface, which may affect the chargeability and fluidity, so it is effective to provide a shell layer. It is.
[0088]
In addition, from the viewpoint of enhancing the storage stability of the toner at a high temperature, resin particles having a high glass transition point (Tg (° C.)) are used, and from the viewpoint of ensuring high-temperature offset resistance during fixing, high molecular weight resin particles are used. It is desirable to form as a shell layer.
[0089]
When the second resin particles are fused to the core particles, the second resin particle dispersion in which the second resin particles whose pH value is adjusted to an alkaline state is dispersed is adjusted to a pH value of 7 to 10. It is preferable to add to the core particle dispersion in which the core particles in the range state are dispersed.
[0090]
The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles adjusted to the alkaline state are dispersed is preferably in the range of 7.5 to 10.5. Preferably it is 8.5-10.5, More preferably, it is 8.9-10.5.
[0091]
The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is higher than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed, that is, adjusted to be more alkaline and added. Is preferred. The pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is preferably 0.5 or more higher than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed. More preferably, it is 1 or more. When it is smaller than 0.5, there is a tendency that the generation of floating second resin particles that do not participate in fusion increases. On the other hand, if the difference exceeds 3.5, the second resin particles that float and do not participate in fusion are generated, and secondary agglomeration between core particles occurs, and the generated particles tend to be coarse. .
[0092]
By maintaining a certain relationship between the pH value of the second resin particle dispersion and the pH value of the core particle dispersion and adding the second resin particle dispersion, the second resin to the core particles is added. Adhesion of particles can be promoted, generation of floating second resin particles not participating in fusion can be suppressed, and generation of secondary aggregation between core particles can be suppressed.
[0093]
Even when the pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is lower than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed, the generation of the second resin particles is increased. The liquid continues to be cloudy.
[0094]
The pH value of the core particle dispersion is in the range of 7 to 10, and the pH value of the second resin particle dispersion is adjusted to 7.5 to 10.5, and then added to the second to the core particles. It is possible to promote the adhesion of resin particles, suppress the generation of floating second resin particles that do not participate in fusion, suppress the occurrence of secondary aggregation between core particles, and form a narrow particle size distribution with a small particle size It becomes possible. When the pH value of the core particle dispersion is less than 7 and the pH value of the second resin particle dispersion is less than 7.5, the adhesion of the second resin particles to the core particles does not proceed, and the second The resin particles tend to remain in a floating state without being fused to the core particles. When the pH value of the core particle dispersion liquid is larger than 10 and the pH value of the second resin particle dispersion liquid is larger than 10.5, the second resin particles are not adhered to the core particles and generated. Particles tend to be coarsened.
[0095]
The pH value can be adjusted by adding sodium hydroxide or hydrochloric acid solution.
[0096]
When the second resin particles are fused to the core particles, the amount of the generated core particles is 100 parts by weight as a dropping condition of the second resin particle dispersion in the core particle dispersion in which the generated core particles are dispersed. On the other hand, it is preferable that the dropping rate of the second resin particles is generated by dropping under a dropping condition of 0.14 parts by weight / min to 2 parts by weight / min. Preferably it is 0.15 weight part / min-1 weight part / min, More preferably, it is 0.2 weight part / min-0.8 weight part / min.
[0097]
The second resin particle dispersion is added as it is when the core particles reach a predetermined particle size. The addition is preferably performed by dropping sequentially. When the predetermined total amount is added all at once or exceeds 2 parts by weight / min, only the second resin particles tend to aggregate and the particle size distribution tends to be broad. In addition, when the input amount increases, the temperature of the liquid rapidly decreases and the agglomeration reaction stops, and a part of the second resin particles are suspended in the aqueous system without being attached to the core particles. It may remain.
[0098]
On the other hand, if the amount is less than 0.14 parts by weight / min, the amount of the second resin particles adhering to the core particles is reduced, and when the heating is continued, the core particles are aggregated. , The particles are coarse and the particle size distribution tends to be broad.
[0099]
By optimizing the dropping conditions of the second resin particle dispersion, it is possible to prevent the aggregation of the core particles and the aggregation of only the second resin particles, and to generate particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. To do.
[0100]
The conditions under which the second resin particle dispersion is added dropwise are preferred so as to keep the fluctuation of the liquid temperature of the core particle dispersion in which the produced core particles are dispersed within 10%.
[0101]
Further, after the second resin particles are attached to the surface of the core particles, the pH in the aqueous system is further adjusted to the range of 3.2 to 6.8, and then the temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the second resin particles. It is also preferable to heat-treat for 0.5 to 5 hours. By setting the pH within this range, it is possible to further promote the surface smoothness of the particle shape while suppressing secondary aggregation between the core particles.
[0102]
In order to improve the durability, storage stability, and high temperature non-offset property of the toner, the thickness of the resin layer fused with the second resin particles is preferably 0.5 μm to 2 μm. If it is thinner than this, the effects of storage stability and high-temperature non-offset property cannot be exhibited, and if it is thicker, the low-temperature fixability is inhibited.
[0103]
In the toner of the present invention, the first resin particles are obtained by emulsion polymerization of a monomer using a polymerization initiator in an aqueous medium, and the amount of the polymerization initiator added is 100% monomer. 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to parts by weight, the polymerization initiator is a persulfate having a solubility of 4 g or more in 100 g of water at a water temperature of 20 ° C., and the monomer is a styrene monomer, (meth) It is preferable that the compounding quantity of the vinyl compound which has an acrylic acid ester monomer and an acid group-containing vinyl-type monomer and has an acid group shall be 0.1 to 5.0 weight% in a monomer.
[0104]
About the addition amount of a polymerization initiator, it exists in the tendency to influence aggregation of a 1st resin particle, a 3rd resin particle, a colorant particle, and a wax particle by the abundance of the hydrophilic group derived from a polymerization initiator. In other words, when the addition amount of the polymerization initiator is large, the aggregation reaction tends to proceed slowly, and when the addition amount of the polymerization initiator is small, the aggregation reaction tends to proceed earlier. 0.5 to 2.5 parts by weight per 100 parts by weight. Preferably, it is 0.7-2.0 weight part, More preferably, it is 1.0-1.5 weight part. The first resin particles, the third resin particles, the colorant particles, and the wax particles are within a range in which the aggregation is appropriate. When the addition amount of the polymerization initiator is less than 0.5 parts by weight, the aggregation of the first resin particles proceeds quickly, and the first resin particles are aggregated without forming the core particles aggregated with the wax and the pigment. Coarse particles of the resin are produced. When the amount is more than 2.5 parts by weight, the aggregation of the core particles tends to be delayed and time is required for productivity. Further, the high temperature non-offset property deteriorates, resulting in a narrow fixing temperature range. This is thought to affect the dispersibility of the wax because the agglomeration reaction proceeds slowly due to the amount of hydrophilic groups derived from the polymerization initiator.
[0105]
The polymerization initiator is preferably a persulfate having a solubility of 4 g or more in 100 g of water having a water temperature of 20 ° C. The cohesiveness and fixability of the core particles can be made appropriate by optimizing the amount of hydrophilic groups derived from the polymerization initiator. If the solubility is low, it takes time to dissolve the persulfates during the emulsion polymerization reaction, and the productivity is slowed down. The dispersion state of persulfates during emulsification tends to change, and the agglomeration during the agglomeration reaction may become unstable.
[0106]
It is preferable that the compounding quantity of the vinyl compound which has an acid group is 0.1 to 5.0 weight% in a monomer. Preferably, it is 0.2 to 4.5% by weight, more preferably 0.5 to 2.0% by weight. This is a range in which the first resin particles, the third resin particles, the colorant particles, and the wax particles can be properly aggregated. If the amount is less than 0.1% by weight, the aggregation of the first resin particles is accelerated, and the core particles are not aggregated with the wax and the pigment. The particles tend to be coarse. When the amount is more than 5.0% by weight, the aggregation of the core particles tends to be delayed. This is because the aggregation reaction proceeds slowly due to the presence of the hydrophilic group derived from the acid group. It is considered that the agglomeration is affected, whereby the dispersion state of the wax is fluctuated, the high temperature non-offset property is deteriorated, and the fixable temperature range is narrowed.
[0107]
In the present invention, the main component of the surfactant used when preparing the colorant particle or wax particle dispersion is preferably a nonionic surfactant. In this specification, a main component means 50 weight% or more.
[0108]
In the present invention, the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed, or the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed. The main component of the surfactant used for preparing the liquid is a nonionic surfactant, and the main component of the surfactant used for the colorant particle and wax particle dispersion is preferably a nonionic surfactant. .
[0109]
In the present invention, the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed, the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed, or the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed. Of the surfactants used in preparing the liquid, the nonionic surfactant preferably has 50 to 95% by weight based on the total surfactant. More preferably, it is 55 to 90 weight%, More preferably, it is 60 to 85 weight%.
[0110]
Moreover, it is preferable that nonionic surfactant has 50 to 100 weight% with respect to the whole surfactant among surfactant used for a coloring agent particle dispersion and a wax particle dispersion. More preferably, it is 60-100 weight%, More preferably, it is preferable to have 60-90 weight%.
[0111]
Among the surfactants used in the dispersion of each particle, the blending ratio of the ionic surfactant (preferably anionic surfactant) to the whole surfactant is such that wax particles, colorant particles, first resin particles, It is preferable to increase the order of the three resin particles.
[0112]
First, the first resin particles that use anionic surfactant in a large proportion start agglomeration to form nuclei, and then color that uses anionic surfactant in a larger proportion than wax particles The agent particles begin to aggregate around the core of the resin particles. Finally, it is presumed that the wax particles using the most nonionic surfactant are aggregated and aggregated so as to wrap the colorant particles together with the resin particles to form core particles. First, the first resin particles start to aggregate to form nuclei, but the colorant particles and wax particles are not taken into the core particles, and the colorant particles and wax particles that do not participate in aggregation remain in the core particle dispersion. This is considered to be a point to avoid the phenomenon.
[0113]
In the present invention, the surfactant used when preparing the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and the third resin particle dispersion in which the third resin particles are dispersed is a nonionic surfactant. It is also preferable that the main component of the surfactant used in the wax particle dispersion and the colorant particle dispersion is only a nonionic surfactant.
[0114]
When such a resin particle, colorant particle, and wax particle are used and an aggregating agent is allowed to act in an aqueous medium, the resin particle starts to aggregate to form a nucleus. Next, the colorant particles begin to aggregate around the cores of the resin particles. Finally, the wax particles are aggregated, and the colorant particles are encapsulated with the resin particles. Resin particles are usually added several times or more in weight concentration as compared with colorant particles and wax particles, so that the core of the resin particles only aggregates on the wax particles and the outermost surface is covered with resin. Is estimated to be formed. It is considered that by this mechanism, the presence of floating colorant particles and wax particles that are not involved in aggregation in an aqueous system is eliminated, and core particles having a small particle size, a uniform and sharp particle size distribution can be formed. .
[0115]
In a mixed system of a nonionic surfactant and an ionic surfactant, and in the surfactant of the first resin particle dispersion and the third resin particle dispersion, the nonionic surfactant is added to the entire surfactant. On the other hand, it is preferably 50 to 95% by weight. More preferably, it is 55-90 weight%, More preferably, it is 60-85 weight%. By setting it to 50% by weight or more, it becomes easy to suppress the phenomenon that the particle size distribution of the generated core particles is widened. By making it 95% by weight or less, the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion is easily stabilized. As the ionic surfactant, an anionic surfactant is preferable.
[0116]
Furthermore, in the colorant particles and wax particle dispersions dispersed only with the nonionic surfactant, the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant used for wax particle dispersion is used for the colorant particle dispersion. It is preferable that it is larger than the average number of moles of added ethylene oxide of the nonionic surfactant. This is because the nonionic surfactant having a smaller average number of moles of added ethylene oxide tends to have higher cohesiveness with respect to the coagulant.
[0117]
The average number of moles of ethylene oxide added to the nonionic surfactant used for dispersing the pigment particles is preferably 18 to 33. More preferably, it is 20-30, More preferably, it is 20-26.
[0118]
If the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is smaller than 18, the cohesiveness of the pigment particles with respect to the coagulant becomes too high, and grows into large particles before being surrounded by the resin, and is incorporated into the toner particles. It will not be. On the other hand, when the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is larger than 33, the cohesiveness with respect to the flocculant becomes too low, and the carbon black fine particles do not aggregate and exist as fine particles in the reaction solution. As a result, the toner particles are not taken into the toner particles.
[0119]
It is also preferred that the nonionic surfactant used for dispersing the pigment particles contains a plurality of nonionic surfactants. By itself, even if the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant is not in the range of 20 to 30, the weight average ethylene oxide addition mole number of the plurality of nonionic surfactants may be in the range of 20 to 30. That's fine.
[0120]
Here, the aggregating property of each particle with respect to the aggregating agent is evaluated by the concentration of the aggregating agent when the particle dispersion is dropped into an aggregating agent aqueous solution of various concentrations (for example, magnesium sulfate aqueous solution) and the particles are aggregated to a certain size. The higher the cohesiveness of the particles to the flocculant, the more the particles will aggregate at a lower flocculant concentration.
[0121]
When such a resin particle, a colorant particle, and a wax particle are used and a flocculant is allowed to act in a solution, first, the resin particle using the anionic surfactant starts agglomeration to form a nucleus. Next, the colorant particles using the nonionic surfactant having a small average number of moles of added ethylene oxide begin to aggregate around the cores of the resin particles. Finally, wax particles using a nonionic surfactant having a large average number of moles of added ethylene oxide are aggregated and aggregated so as to wrap the colorant particles together with the resin particles to form core particles.
[0122]
It is possible to avoid a phenomenon in which the colorant particles and wax particles are not taken into the core particles and the colorant particles and wax particles that do not participate in aggregation in the core particle dispersion liquid remain.
[0123]
The amount of the nonionic surfactant relative to the pigment particles is preferably 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black in terms of dispersion stability.
[0124]
The main component of the surfactant used in the second resin dispersion is preferably a nonionic surfactant. Furthermore, it is also preferable that the surfactant used in the second resin particle dispersion is a mixture of a nonionic surfactant and an ionic surfactant. The nonionic surfactant is preferably 50 to 95% by weight based on the whole surfactant. More preferably, it is 55-90 weight%, More preferably, it is 60-85 weight%. By setting it to 50% by weight or more, adhesion of the second resin particle fine particles to the core particles can be promoted. By setting it to 95% by weight or less, there is an effect of stabilizing the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion.
[0125]
After the colored particles are formed, toner base particles can be obtained through an arbitrary washing step, solid-liquid separation step, and drying step. In this washing step, it is preferable to sufficiently perform substitution washing with ion-exchanged water from the viewpoint of improving the chargeability. There is no restriction | limiting in particular as a separation method in the said solid-liquid separation process, From a viewpoint of productivity, well-known filtration methods, such as a suction filtration method and a pressure filtration method, are mentioned preferably. There is no restriction | limiting in particular as a drying method in the said drying process, Well-known drying methods, such as a flash jet drying method, a fluidized drying method, and a vibration type fluidized drying method, are mentioned preferably from a viewpoint of productivity.
[0126]
As the polymerization initiator, persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate and the like are preferable materials.
[0127]
As the flocculant, a water-soluble inorganic salt is selected, and examples thereof include alkali metal salts and alkaline earth metal salts. Examples of the alkali metal include lithium, potassium, and sodium, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium, and barium. Of these, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are preferable. Examples of the counter ion (anion constituting the salt) of the alkali metal or alkaline earth metal include chloride ion, bromide ion, iodide ion, carbonate ion and sulfate ion. It is also preferable to use it after adjusting it to a certain concentration with ion exchange water or the like.
[0128]
Examples of nonionic surfactants include higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, fatty acid amide ethylene oxide adducts, and fats and ethylene oxides. Adduct, Polyethylene glycol type nonionic surfactant such as polypropylene glycol ethylene oxide adduct, fatty acid ester of glycerol, fatty acid ester of pentaerythritol, fatty acid ester of sorbitol and sorbitan, fatty acid ester of sucrose, alkyl of other alcohol And polyhydric alcohol type nonionic surfactants such as ethers and fatty acid amides of alkanolamines.
[0129]
Polyethylene glycol type nonionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide adducts and alkylphenol ethylene oxide adducts can be particularly preferably used.
[0130]
Examples of the aqueous medium include water such as distilled water and ion exchange water, and alcohols. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. The content of the polar surfactant in the dispersant having the polarity cannot be generally defined and can be appropriately selected according to the purpose.
[0131]
In the case where a nonionic surfactant and an ionic surfactant are used in combination, examples of the polar surfactant include anions such as sulfate ester, sulfonate, phosphate, and soap. Surfactant, amine surfactant type, quaternary ammonium salt type cationic surfactant and the like.
[0132]
Specific examples of the anionic surfactant include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium dialkylsulfosuccinate and the like.
[0133]
Specific examples of the cationic surfactant include alkylbenzene dimethyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, distearyl ammonium chloride and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
[0134]
(2) Resin
Examples of the resin particles of the present invention include thermoplastic binder resins. Specifically, styrenes such as styrene, parachlorostyrene and α-methylstyrene, acrylic monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate , Methacrylic monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate, carboxyl groups of acid groups such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and fumaric acid Homopolymers such as unsaturated polyvalent carboxylic acid monomers having a dissociation group, copolymers obtained by combining two or more of these monomers, or mixtures thereof.
[0135]
The solid content of the resin particles in the resin particle dispersion is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight.
[0136]
The softening point (Ts1) of the first resin particles constituting the core particles is preferably in the range of 80 ° C to 130 ° C. Preferably they are 80 to 125 degreeC, More preferably, they are 80 to 120 degreeC, More preferably, they are 85 to 110 degreeC. When the softening point is less than 80 ° C., the agglomeration proceeds rapidly and it tends to be difficult to form particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. In addition, the shape is close to a true sphere, and it tends to be difficult to control the shape. When the softening point exceeds 130 ° C., the low-temperature fixability tends to deteriorate.
[0137]
Moreover, it is preferable that the glass transition point of the 1st resin particle which comprises a core particle is 45 to 60 degreeC. More preferably, it is 45 degreeC-55 degreeC, More preferably, it is 45 degreeC-52 degreeC. When the glass transition point of the resin particles is less than 45 ° C., the core particles are coarsened, and the storage stability and heat resistance tend to decrease. If it exceeds 60 ° C., the low-temperature fixability tends to deteriorate.
[0138]
The first resin particles have a weight average molecular weight (Mwr1) of 10,000 to 60,000 and a ratio Mwr1 / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mnr1) of 1.5 to 6. preferable. More preferably, the weight average molecular weight (Mwr1) is 10,000 to 50,000, and the ratio Mwr1 / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mnr1) is preferably 1.5 to 3.9. More preferably, the weight average molecular weight (Mw1r) is 10,000 to 30,000, and the ratio Mw1r / Mnr1 of the weight average molecular weight (Mwr1) to the number average molecular weight (Mn1r) is preferably 1.5 to 3. The resin particles are preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and still more preferably 80% by weight or more based on the total toner resin. When Mwr1 is less than 10,000, the core particles are coarsened, and the storage stability and heat resistance tend to decrease. If it exceeds 60,000, the low-temperature fixability tends to deteriorate. When Mwr1 / Mnr1 exceeds 6, the shape of the core particle is not stable, tends to be indefinite, and unevenness remains on the particle surface, which tends to be inferior in surface smoothness.
[0139]
As described above, the first resin particles want to lower the softening point or the molecular weight as much as possible in order to improve the low-temperature fixability. It tends to be difficult. Therefore, it is possible to achieve both low-temperature fixing and shape control by blending resin particles having a certain thermal property relationship with the first resin particles having a low softening point or low molecular weight.
[0140]
Moreover, as a 2nd resin particle, a glass transition point is 55 to 75 degreeC, a softening point is 140 to 180 degreeC, and the weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 50,000-. It is preferable that the ratio Mw / Mn of 500,000 and the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2 to 10. More preferably, the glass transition point is 60 ° C to 70 ° C, the softening point is 145 ° C to 180 ° C, Mw is 80,000 to 500,000, and Mw / Mn is 2 to 7. More preferably, the glass transition point is 65 ° C to 70 ° C, the softening point is 150 ° C to 180 ° C, Mw is 120,000 to 500,000, and Mw / Mn is 2 to 5. By making Mw / Mn small and making the molecular weight distribution close to monodisperse, it is possible to uniformly heat-bond the second resin particles to the surface of the core particles. Durability, high-temperature offset resistance, and separability can be improved by promoting thermal fusion of the core particle surfaces and setting the softening point higher.
[0141]
In addition, when the second resin particles constituting the shell are fused to the core particles blended with the third resin particles, there are different portions such as softening points in the core particles. In order to prevent non-uniformity, it is effective to have the above-mentioned constant glass transition point, softening point, or molecular weight characteristics. Further, even when the different shape becomes a potato shape or an indeterminate shape, it is effective to use the second resin particles having the above-mentioned characteristics in order to prevent the second resin particles from being unevenly adhered. is there.
[0142]
When the glass transition point of the second resin particles is less than 55 ° C., secondary aggregation in which aggregation of core particles proceeds tends to occur. In addition, the storage stability tends to deteriorate. When it exceeds 75 ° C., the heat fusion property to the surface of the core particle is deteriorated, and the uniform adhesion tends to be lowered.
[0143]
When the softening point of the second resin particles is less than 140 ° C., durability, high-temperature offset resistance, and separation between paper and the fixing roller tend to decrease. When it exceeds 180 ° C., the gloss and translucency tend to decrease.
[0144]
When Mw of the second resin particles is smaller than 50,000, durability, high temperature non-offset property, and paper separation property tend to be lowered. If it exceeds 500,000, the low-temperature fixability, glossiness, and translucency tend to decrease.
[0145]
The molecular weights of the resin, wax, and toner are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using several types of monodisperse polystyrene as standard samples. The apparatus is HLC8120GPC series manufactured by Tosoh Corporation, the column is TSKgel super HM-H H4000 / H3000 / H2000 (6.0 mm ID-150 mm × 3), eluent THF (tetrahydrofuran), flow rate 0.6 mL / min, sample concentration 0 .1% by weight, injection amount 20 μL, detector RI, measurement temperature 40 ° C., pre-measurement treatment was performed by dissolving the sample in THF and leaving it to stand overnight, followed by filtration with a 0.45 μm membrane filter. The resin component from which the additive was removed was measured. The measurement conditions are conditions in which the molecular weight distribution of the target sample is included in a range in which the logarithm of the molecular weight and the count number are linear in a calibration curve obtained with several types of monodisperse polystyrene standard samples.
[0146]
The softening point of the binder resin (first resin) particles is in the range of 80 to 130 ° C., and the softening points of the shape-adjusting resin particles (third resin) and the coating resin (second resin) particles are 140 to 180 respectively. It is preferably in the range of ° C. The same resin can be used for the shape-adjusting resin particles (third resin) and the coating resin (second resin) particles.
[0147]
The softening point of the binder resin is measured by a constant-load extrusion type capillary rheometer flow tester (CFT500) manufactured by Shimadzu Corporation.
[0148]
First, a sample is filled in a cylinder, heated from the surroundings and melted, and a certain pressure is applied from above by a piston. The molten sample was extruded through a die with a narrow hole (diameter 1 mm, length 1 mm) and flow rate (cm Three / G), the fluidity of the sample, that is, the melt viscosity is obtained.
[0149]
A heating furnace surrounding the cylinder and die is provided and set to 50 ° C. Fill the cylinder with 1 g of sample. Hold at 50 ° C. for 2.5 min without applying load. A load is applied to remove air from the sample. At this time, the length of the piston coming out of the heating furnace is set to about 12 to 15 mm. When the total holding time reaches 5 minutes, the temperature rise is started.
[0150]
9.8x10 on the piston Five N / m 2 And heating at a rate of temperature increase of 6 ° C./min. When the sample starts to melt, the downward movement of the piston begins. When the movement of the piston stops, the temperature rise and pressurization are stopped.
[0151]
At this time, the viscosity at each temperature can be measured from the relationship with the temperature rise temperature characteristic in the relationship between the moving amount of the descending piston and the temperature.
[0152]
FIG. 11 shows a flow curve. The horizontal axis shows the temperature, and the vertical axis shows the image of the piston movement. At the time of A, it is a solid state region of the sample, and as temperature rises thereafter, A to B are transition regions, where the sample is deformed by receiving a compressive load and the internal voids gradually decrease. B is a temperature at which the internal voids disappear and a single transparent body having a uniform appearance with a non-uniform stress distribution is obtained.
[0153]
B to C are regions where there is no clear change in the piston position within a finite time, and it is difficult for the sample to flow out of the die, and this region includes the rubbery elastic region of the sample.
[0154]
C is defined as a temperature at which the sample starts to flow (outflow start temperature (Tfb)) at a temperature at which the sample starts to flow and the piston starts to descend.
[0155]
The region from C to D through E is the flow region where the sample clearly flows out of the die, where E is the point where the sample has finished flowing out.
[0156]
The softening point of the binder resin is defined by the melting temperature in the 1/2 method (softening point Ts ° C.). Specifically, the softening point is defined as the temperature at which the piston moves 50% from the outflow start temperature with respect to the total movement distance of the piston from the outflow start temperature to the outflow end temperature.
[0157]
11, the temperature at which the piston starts to descend (temperature at which the sample flows) is first measured. This is the outflow start temperature (Tfb). The piston position at this time is read and made the minimum value (Smin).
[0158]
Thereafter, as the temperature rises, the sample continues to flow out of the die, and the temperature at the outflow end point E at which the outflow of the sample is completed and the position of the piston are read and set as the outflow end point (Smax).
[0159]
1/2 of the difference between the outflow end point (Smax) and the minimum value (Smin) is obtained (X = (Smax−Smin) / 2), and the temperature at the position of the point D where X and the minimum value Smin of the curve are added is calculated. calculate. This is the melting temperature (softening point Ts ° C.) in the 1/2 method.
[0160]
The glass transition point of the resin was raised to 100 ° C. using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-50), allowed to stand at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min. When the sample was heated at a heating rate of 10 ° C / min and the thermal history was measured, the maximum slope between the base line extension below the glass transition point and the peak rising portion to the peak apex was obtained. The temperature at the intersection with the indicated tangent.
[0161]
In order to measure the thermal characteristics of these resins, it is necessary to extract the solid content of the resin particles from the emulsion obtained by emulsion polymerization. As a method of extracting the solid content of the resin particles from this emulsion, it is carried out in the order along the toner aggregation step. First, 2 ml of 1N NaOH is added to 20 g of the emulsion, 6 g of magnesium sulfate and 20 g of ion exchange water are added, and then the temperature is raised to 85 ° C. and heated for 1 hour. Thereafter, the mixture is cooled, 0.5 ml of 1N HCl is added, filtered, the precipitated sample is dried, and the molecular weight, softening point, glass transition point, etc. of the obtained polymer are measured.
[0162]
(3) Wax
Improved low-temperature fixability, high-temperature non-offset properties, improved separation properties of transfer media such as copy paper on which toner melted during fixing and heating rollers, etc., and fixing properties that conflict with storage stability, and improved functionality Therefore, it is preferable to add a plurality of waxes.
[0163]
The wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing wax in ion exchange water in an aqueous medium to which a surfactant is added.
[0164]
In the present invention, as a preferred first example of the wax, the wax contains at least the first wax and the second wax, and the endothermic peak temperature (referred to as the melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by the DSC method is 50. The endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) of the second wax by DSC method is set to 80 to 120 ° C. Storage stability will deteriorate that Tsw1 is less than 50 degreeC. If it exceeds 90 ° C, the low-temperature fixability and color glossiness will not be improved. Tsw1 is preferably 55 to 85 ° C, more preferably 60 to 85 ° C, and still more preferably 65 to 75 ° C. When Tsw2 is less than 80 ° C., the high temperature non-offset property and the paper separation property tend to be weakened. When the temperature exceeds 120 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system tend to increase. Tsw2 is more preferably 85 to 100 ° C, and still more preferably 90 to 100 ° C.
[0165]
As a preferred second example of the wax, the wax contains at least a first wax and a second wax, and the first wax is at least a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms. It is preferable that the ester wax comprises one and the second wax contains an aliphatic hydrocarbon wax.
[0166]
As a preferred third example of the wax, the wax includes at least a first wax and a second wax, the first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300, The wax preferably contains an aliphatic hydrocarbon wax.
[0167]
In preferred second and third examples of the wax, the endothermic peak temperature (melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by DSC method is 50 to 90 ° C., preferably 55 to 85 ° C., more preferably 60-85 degreeC, More preferably, it is 65-75 degreeC. When it is less than 50 ° C., the storage stability and heat resistance of the toner tend to deteriorate. When it exceeds 90 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system increase. In addition, the low-temperature fixability and glossiness tend not to improve.
[0168]
Further, in the second and third examples preferable as the wax, the endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) of the second wax by DSC method is 80 to 120 ° C., preferably 85 to 100 ° C. Preferably it is 90-100 degreeC. When the temperature is less than 80 ° C., the storage stability tends to deteriorate, and the high temperature non-offset property and the paper separation property tend to be weak. When the temperature exceeds 120 ° C., the cohesiveness of the wax decreases, and free particles that do not aggregate in the aqueous system tend to increase. In addition, low-temperature fixability and color translucency tend to be hindered.
[0169]
In the preferred second or third example of the wax, when forming the core particles together with the resin particles, the colorant and the aliphatic hydrocarbon wax in the aqueous system, the aliphatic hydrocarbon wax is a resin because of its compatibility with the resin. Agglomeration tends to occur, and the presence of particles floating without wax being incorporated into the core particles or the aggregation of the core particles does not proceed and the particle size distribution tends to be broad.
[0170]
Further, if the temperature and time of the heat treatment are changed in order to suppress the suspended particles and prevent the particle size distribution from becoming broad, the particle diameter becomes coarse. Further, when the shell is formed, a phenomenon that the core particles are coarsened tends to occur.
[0171]
Therefore, by using a wax composed of the second wax containing the specific aliphatic hydrocarbon wax and the first wax containing the specific wax as the wax, the aliphatic hydrocarbon wax becomes the core. The presence of particles floating without being taken into the particles can be suppressed, the particle size distribution of the core particles can be prevented from becoming broad, and the phenomenon that the core particles can be rapidly coarsened when shelled can be suppressed. .
[0172]
During the heat aggregation, the first wax is compatibilized with the resin, so that the aggregation of the aliphatic hydrocarbon wax with the resin is promoted and uniformly taken in, and the generation of suspended particles can be prevented. Furthermore, the first wax tends to be improved in low-temperature fixability due to partial progress of compatibilization with the resin. In addition, since the aliphatic hydrocarbon wax is less likely to be compatibilized with the resin, this wax can exert a function of improving the high temperature offset property and the separation property from paper. That is, the first wax has a function as a dispersion aid during the emulsification dispersion treatment of the aliphatic hydrocarbon wax, and further has a function as a low-temperature fixing aid.
[0173]
In the preferred second or third example of the wax, as described in the preferred first example, when the toner particles are formed by aggregating a wax having a different melting point with a resin and a colorant in an aqueous system, In order to further promote the formation of particles having a small particle size and a narrow particle size distribution, and the formation of a shell that melts and attaches the second resin to the core particles, the first wax is used in the production of the wax particle dispersion. The second wax is preferably prepared by mixing, emulsifying and dispersing the first wax and the second wax, not separately. That is, the first wax and the second wax are heated and emulsified and dispersed in a constant blending ratio in the emulsifying and dispersing apparatus. The charging may be performed separately or simultaneously, but it is preferable that the final dispersion liquid contains the first wax and the second wax in a mixed state.
[0174]
In the preferred first, second or third example of the wax, if the first wax weight ratio with respect to 100 parts by weight of the wax in the wax particle dispersion is ES1, and the second wax weight ratio is FT2, FT2 The relationship of / ES1 is preferably 0.2 to 10. More preferably, it is 1-9, More preferably, it is the range of 1.5-3. If it is less than 0.2, that is, if the weight ratio of the first wax is too large, the effect of high temperature non-offset property cannot be obtained, and the storage stability tends to deteriorate. When it exceeds 10, that is, when the weight ratio of the second wax is too large, low-temperature fixing cannot be realized, and the above-described core particles tend to be coarse. Further, setting the blending ratio of FT2 to 1.5 times or more and 3 times or less of ES1 is a well-balanced ratio capable of satisfying both low temperature fixing property, high temperature storage stability and fixing high temperature non-offset property.
[0175]
In the preferred first, second or third examples of the wax, the dispersion stability is improved by treating the wax, particularly the aliphatic hydrocarbon wax, with an anionic surfactant, but the core particles are aggregated. As a result, the core particles become coarse and it is difficult to obtain particles having a sharp particle size distribution.
[0176]
Therefore, it is preferable that the wax particle dispersion is prepared by mixing, emulsifying and dispersing the first wax and the second wax with a surfactant mainly composed of a nonionic surfactant.
[0177]
By mixing and dispersing with a surfactant mainly composed of a nonionic surfactant to prepare an emulsified dispersion, aggregation of the wax itself is suppressed and dispersion stability is improved. In the preparation of core particles of these waxes with a resin and a colorant dispersion, wax is not liberated and particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed.
[0178]
In the preferred first, second or third example of the wax, the total amount of added wax is preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Preferably it is 8-25 weight part, More preferably, 10-20 weight part is preferable. When the amount is less than 5 parts by weight, the effects of low temperature fixing property, high temperature non-offset property and paper separation property tend not to be exhibited. When the amount is more than 30 parts by weight, it tends to be difficult to control particles having a small particle diameter.
[0179]
In the preferred first, second or third example of the wax, Tsw2 is 5 ° C. or more higher than Tsw1 and preferably 50 ° C. or less. More preferably, the temperature is 10 ° C or higher, 40 ° C or lower, more preferably 15 ° C or higher, and preferably 35 ° C or lower. The function of the wax can be efficiently separated, and there is an effect of satisfying both low temperature fixing property, high temperature non-offset property and paper separation property. When the temperature is lower than 5 ° C., the effects of achieving both low-temperature fixability, high-temperature non-offset property, and poor paper separation tend to be difficult to achieve. When the temperature is higher than 50 ° C., the first wax and the second wax are likely to be phase-separated and tend not to be uniformly taken into the toner particles.
[0180]
A preferred first wax includes at least one ester composed of at least one of a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms. By using this wax, it is possible to suppress the presence of particles that are not incorporated into the core particles and the aliphatic hydrocarbon wax to float, to suppress the particle size distribution of the core particles from being broadened, and to form a shell. In addition, it is possible to alleviate the phenomenon that the core particles are coarsened rapidly. Moreover, low temperature fixing can be promoted. The combined use with the second wax prevents high-temperature non-offset property and paper separability as well as coarse particle size, and makes it possible to produce toner base particles including core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution.
[0181]
As alcohol components, in addition to monoalcohols such as methyl, ethyl, propyl or butyl, glycols such as ethylene glycol or propylene glycol or multimers thereof, triols such as glycerin or multimers thereof, and polyhydric alcohols such as pentaerythritol Sorbitan or cholesterol is preferred. When the alcohol component is a polyhydric alcohol, the higher fatty acid may be a mono-substituted product or a poly-substituted product.
[0182]
Specifically, (1) Esters comprising a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as stearyl stearate, palmityl palmitate, behenyl behenate or stearyl montanate, (2 ) Esters comprising a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as butyl stearate, isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate and a lower monoalcohol, (3) montanic acid monoethylene glycol ester, ethylene glycol Distearate, monostearic glyceride, monobehenic acid glyceride, tripalmitic acid glyceride, pentaerythritol monobehenate, pentaerythritol dilinoleate, pentaerythritol trioleate or pentaerythritol tetrastearate Esters composed of higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms such as carbonate and polyhydric alcohols, or (4) diethylene glycol monobehenate, diethylene glycol dibehenate, dipropylene glycol monostearate, distearic acid diglyceride, tetrastearin Preferable examples include esters composed of a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as acid triglyceride, hexabehenic acid tetraglyceride or decastearic acid decaglyceride and a polyhydric alcohol multimer. These waxes may be used alone or in combination of two or more.
[0183]
If the alcohol component and / or the acid component has less than 16 carbon atoms, the function as a dispersion aid is difficult to exhibit, and if it exceeds 24, the function as a low-temperature fixing aid tends to be difficult to exhibit.
[0184]
A preferred first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300. By using in combination with the second wax, coarsening of the particle size is prevented, and core particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be generated. By defining the iodine value, the effect of improving the dispersion stability of the wax can be obtained, the core particles can be formed uniformly with the resin and the colorant particles, and the core particles with a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed. To do. The iodine value is preferably 20 or less, the saponification value is 30 to 200, more preferably the iodine value is 10 or less, and the saponification value is 30 to 150. When the iodine value exceeds 25, the dispersion stability becomes too good, the core particles cannot be formed uniformly with the resin and the colorant particles, and the floating particles of the wax tend to increase. It tends to be distributed. When the saponification value is less than 30, the presence of unsaponifiable matter and hydrocarbons increases, and formation of uniform core particles having a small particle size tends to be difficult. If the saponification value exceeds 300, suspended matter in the aqueous system tends to increase.
[0185]
It is preferable that the heat loss at 220 ° C. of the wax having a defined iodine value and saponification value is 8% by weight or less. If the loss on heating is more than 8% by weight, the glass transition point of the toner is lowered and the storage stability of the toner tends to be impaired. The particle size distribution of the generated toner tends to be broad.
[0186]
Molecular weight characteristics in gel permeation chromatography (GPC) of waxes with prescribed iodine value and saponification value, number average molecular weight is 100 to 5000, weight average molecular weight is 200 to 10,000, and ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / Number average molecular weight) is 1.01 to 8, the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 10, molecular weight 5 × 10 2 ~ 1x10 Four It is preferable to have at least one molecular weight maximum peak in this region. More preferably, the number average molecular weight is 500-4500, the weight average molecular weight is 600-9000, the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.01-7, Z average molecular weight and number average. The molecular weight ratio (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 9, more preferably the number average molecular weight is 700 to 4000, the weight average molecular weight is 800 to 8000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average). (Molecular weight / number average molecular weight) is 1.01 to 6, and the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 8.
[0187]
Number average molecular weight is less than 100, weight average molecular weight is less than 200, and molecular weight maximum peak is 5 × 10 2 If it is located in a smaller range, the particle size distribution of the generated particles tends to be broad. Storage stability tends to deteriorate.
[0188]
The number average molecular weight is greater than 5000, the weight average molecular weight is greater than 10,000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is greater than 8, and the ratio of the Z average molecular weight to the number average molecular weight (Z (Average molecular weight / number average molecular weight) is greater than 10, and the molecular weight maximum peak is 1 × 10 Four If it is located in a range larger than the above region, the releasing action is weakened, the low-temperature fixability is lowered, and the particle size of the produced particles at the time of producing the wax emulsified dispersed particles tends to be difficult to be reduced.
[0189]
The first wax is preferably a material such as a meadow foam oil derivative, carnauba wax derivative, jojoba oil derivative, wood wax, beeswax, ozokerite, carnauba wax, canderia wax, ceresin wax or rice wax. Derivatives are also preferably used. One type or a combination of two or more types can be used.
[0190]
As the meadow foam oil derivative, meadow foam oil fatty acid, metal salt of meadow foam oil fatty acid, meadow foam oil fatty acid ester, hydrogenated meadow foam oil or meadow foam oil triester can be preferably used. An emulsified dispersion having a small particle size and a uniform particle size distribution can be prepared. It is a preferable material that is effective for low-temperature fixability in oilless fixing, prolonging the life of the developer, and improving transferability. These can be used alone or in combination of two or more.
[0191]
The meadow foam oil fatty acid obtained by saponification and decomposition of meadow foam oil is preferably composed of a fatty acid having 4 to 30 carbon atoms. As the metal salt, a metal salt such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, or aluminum can be used. High temperature non-offset property is good.
[0192]
Meadowfoam oil fatty acid esters include, for example, esters such as methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, or trimethylolpropane. Ester or meadow foam oil fatty acid trimethylolpropane ester is preferred. Effective for low-temperature fixability.
[0193]
Hydrogenated Meadowfoam oil is obtained by hydrogenating Meadowfoam oil to make unsaturated bonds saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.
[0194]
Furthermore, an esterification reaction product of a meadow foam fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, etc. An isocyanate polymer of a meadow foam oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with isocyanate can also be preferably used. The spent property to the carrier is small and the life of the two-component developer can be extended.
[0195]
As jojoba oil derivatives, jojoba oil fatty acid, metal salt of jojoba oil fatty acid, jojoba oil fatty acid ester, hydrogenated jojoba oil, jojoba oil triester, maleic acid derivative of epoxidized jojoba oil, isocyanate of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester Polymers and halogenated modified jojoba oil can also be preferably used. An emulsified dispersion having a small particle size and a uniform particle size distribution can be prepared. Easy mixing and dispersion of resin and wax. It is a preferable material that is effective for low-temperature fixability in oilless fixing, prolonging the life of the developer, and improving transferability. These can be used alone or in combination of two or more.
[0196]
Jojoba oil fatty acid obtained by saponifying and decomposing jojoba oil consists of fatty acids having 4 to 30 carbon atoms. As the metal salt, metal salts such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, and aluminum can be used. High temperature non-offset property is good.
[0197]
Examples of jojoba oil fatty acid esters include esters such as methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, and trimethylol propane. Particularly, jojoba oil fatty acid pentaerythritol monoester, jojoba oil fatty acid pentaerythritol triester, jojoba Oil fatty acid trimethylolpropane ester and the like are preferable. Effective for low-temperature fixability.
[0198]
Hydrogenated jojoba oil is obtained by hydrogenating jojoba oil to make unsaturated bonds saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.
[0199]
Furthermore, an esterification reaction product of jojoba oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-disicocyanate (MDI), etc. An isocyanate polymer of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with the above isocyanate can also be preferably used. The spent property to the carrier is small and the life of the two-component developer can be extended.
[0200]
The saponification value refers to the number of milligrams of potassium hydroxide required to saponify 1 g of a sample. This is the sum of acid value and ester value. To determine the saponification value, a sample is saponified in an alcohol solution of about 0.5 N potassium hydroxide, and then excess potassium hydroxide is titrated with 0.5 N hydrochloric acid.
[0201]
The iodine value refers to the amount of halogen absorbed when halogen is allowed to act on a sample, and expressed in terms of g relative to 100 g of the sample. It is the number of grams of iodine absorbed, and the higher this value, the higher the degree of unsaturation of the fatty acid in the sample. Add iodine and mercury (II) chloride alcohol solution or iodine chloride glacial acetic acid solution to chloroform or carbon tetrachloride solution of sample and titrate the remaining iodine without reaction with sodium thiosulfate standard solution to absorb iodine Calculate the amount.
[0202]
For the measurement of weight loss by heating, the weight of the sample cell is precisely weighed to 0.1 mg (W1 mg), 10 to 15 mg of the sample is put in this, and it is precisely weighed to 0.1 mg (W2 mg). The sample cell is set on a differential thermobalance, and the measurement is started with a weighing sensitivity of 5 mg. After the measurement, the weight loss when the sample temperature reaches 220 ° C. is read to 0.1 mg by the chart (W3 mg). The apparatus is TGD-3000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd., the heating rate is 10 ° C./min, the maximum temperature is 220 ° C., the holding time is 1 min, and the heating loss (weight%) = W3 / (W2−W1) × 100. It is done.
[0203]
Measurement of endothermic peak temperature (melting point Tsw ° C), onset temperature and endothermic amount by DSC method (differential scanning calorimeter measurement method) of wax, manufactured by TA Instruments, Q100 type (a genuine electric refrigerator is used for cooling) ), The measurement mode is “standard”, the purge gas (N2) flow rate is 50 ml / min, the power is turned on, the temperature in the measurement cell is set to 30 ° C., and the sample is left in that state for 1 hour. The sample to be measured was placed in an aluminum pan as a sample amount of 10 mg ± 2 mg, and the aluminum pan containing the sample was put into the measuring instrument. Thereafter, the temperature was maintained at 5 ° C. for 5 minutes, and the temperature was increased to 150 ° C. at a temperature increase rate of 1 ° C./min. For the analysis, “Universal Analysis Version 4.0” attached to the apparatus was used.
[0204]
In the graph, the horizontal axis shows the temperature of an empty aluminum crimp pan, the vertical axis shows the heat flow, the temperature at which the endothermic curve starts to rise from the baseline is the onset temperature, and the endothermic curve peak value is the endothermic peak temperature. (Melting point).
[0205]
In general, when measuring by the DSC method, in order to erase the thermal history of the sample, once the temperature is raised and cooled, the temperature is raised again and the endotherm at that time is measured. Since the structure was predicted to change, the heating process and cooling process for eliminating the thermal history were omitted.
[0206]
In addition, instead of the wax described above as the first wax, or in combination with a hydroxystearic acid derivative, glycerin fatty acid ester, glycol fatty acid ester or sorbitan fatty acid ester material is also preferable, and one or a combination of two or more types is used. Is also effective. Uniform emulsification-dispersed small particle size core particles can be prepared, and when used in combination with the second wax, coarsening of the particle size can be prevented, and toner base particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be generated.
[0207]
Oilless fixing having low temperature fixing, high glossiness, and translucency can be realized. In addition, the life of the developer can be extended along with the oilless fixing.
[0208]
As a derivative of hydroxystearic acid, methyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate, propylene glycol mono12-hydroxystearate, glycerin mono12-hydroxystearate or ethylene glycol mono12-hydroxystearate is suitable. Material. It has low-temperature fixability, oil separability improvement effect, and photoconductor filming prevention effect in oilless fixing.
[0209]
Glycerin fatty acid esters include glycerol stearate, glycerol distearate, glycerol tristearate, glycerol monopalmitate, glycerol dipalmitate, glycerol tripalmitate, glycerol behenate, glycerol dibehenate, glycerol tribehenate, glycerol monomyristate Glycerin dimyristate or glycerin trimyristate is a suitable material. It has the effect of alleviating cold offset at low temperatures and preventing deterioration of transferability in oilless fixing.
[0210]
As the glycol fatty acid ester, propylene glycol fatty acid esters such as propylene glycol monopalmitate and propylene glycol monostearate, and ethylene glycol fatty acid esters such as ethylene glycol monostearate and ethylene glycol monopalmitate are suitable materials. Low temperature fixability, good slippage during development, and has the effect of preventing carrier spent.
[0211]
As sorbitan fatty acid esters, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tripalmitate, and sorbitan tristearate are suitable materials. Furthermore, materials such as stearic acid ester of pentaerythritol and mixed esters of adipic acid and stearic acid or oleic acid are preferable, and one kind or a combination of two or more kinds can be used. It has the effect of improving the separability of paper in oilless fixing and the effect of preventing photoconductor filming.
[0212]
As the second wax, fatty acid hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-to-push wax can be suitably used.
[0213]
The wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing wax in ion exchange water in an aqueous medium to which a surfactant is added.
[0214]
The dispersed particle diameter of the wax is 20% to 200 nm for the 16% diameter (PR16), 40 to 300 nm for the 50% diameter (PR50), and 84% diameter (PR84) for the volume particle diameter cumulative distribution when integrated from the small particle diameter side. It is preferable that emulsified and dispersed to a size of 400 nm or less and PR84 / PR16 of 1.2 to 2.0, with particles of 200 nm or less being 65% by volume or more and particles exceeding 500 nm being 10% by volume or less.
[0215]
Preferably, the 16% diameter (PR16) is 20 to 100 nm, the 50% diameter (PR50) is 40 to 160 nm, the 84% diameter (PR84) is 260 nm or less, and PR84 / PR16 is 1.2 to 1.8. It is preferable that particles of 150 nm or less are 65 volume% or more and particles exceeding 400 nm are 10 volume% or less.
[0216]
More preferably, the 16% diameter (PR16) is 20 to 60 nm, the 50% diameter (PR50) is 40 to 120 nm, the 84% diameter (PR84) is 220 nm or less, and PR84 / PR16 is 1.2 to 1.8. It is preferable that particles of 130 nm or less are 65 volume% or more and particles exceeding 300 nm are 10 volume% or less.
[0217]
When the resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the wax particle dispersion are mixed and aggregated to form aggregated particles, the 50% diameter (PR50) is 40 to 300 nm, and the wax is resin particles. It is easy to be taken in between, preventing aggregation between the waxes itself, and uniform dispersion. Particles that are taken into the resin particles and float in the water can be eliminated.
[0218]
Furthermore, when the aggregated particles are heated in an aqueous system to obtain molten aggregated particles, the molten resin particles surround and include the molten wax particles because of the surface tension, and the release agent is included in the resin. It becomes easy.
[0219]
Particles with PR16 greater than 200 nm, 50% diameter (PR50) greater than 300 nm, PR84 greater than 400 nm, PR84 / PR16 greater than 2.0, less than 200 nm particles less than 65% by volume and greater than 500 nm When the amount exceeds 10% by volume, the wax is difficult to be taken in between the resin particles, and the agglomeration of only the waxes tends to occur frequently. In addition, particles that are not taken into the resin particles and float in water tend to increase. When the agglomerated particles are heated in an aqueous system to obtain fused agglomerated particles, the molten resin particles are less likely to include the melted wax particles, and the wax is less likely to be included in the resin. In addition, when the resin is adhered and fused, the amount of wax that is exposed and released on the surface of the toner base increases, filming on the photoconductor, increased spent on the carrier, handling characteristics during development, and development memory are generated. It tends to be easier.
[0220]
When PR16 is smaller than 20 nm, 50% diameter (PR50) is smaller than 40 nm, and PR84 / PR16 is smaller than 1.2, it is difficult to maintain a dispersed state, and reaggregation of wax occurs when left, and particle size distribution. There is a tendency for the storage stability of the to decrease. In addition, the load increases during dispersion, heat generation increases, and productivity tends to decrease.
[0221]
Rotation of a wax melt obtained by melting the wax at a wax concentration of 40% by weight or less in a medium added with a dispersant maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax, rotating at a high speed through a fixed gap with a fixed body The wax particles can be finely dispersed by emulsifying and dispersing by the action of high shear force generated by the body.
[0222]
3 and 4, a gap of about 0.1 mm to 10 mm is provided on the wall of the tank having a constant capacity, and the rotating body is 30 m / s or more, preferably 40 m / s or more, more preferably 50 m / s or more. By rotating at a high speed, a strong shearing force acts on the aqueous system, and an emulsified dispersion having a fine particle size can be obtained. The dispersion can be formed by a treatment time of about 30 seconds to 5 minutes.
[0223]
A rotating body that rotates at a speed of 30 m / s or more, preferably 40 m / s or more, more preferably 50 m / s or more, with a gap of about 1 to 100 μm provided to a fixed stationary body as shown in FIGS. By adding a strong shearing force action, a fine dispersion can be created.
[0224]
The particle size distribution of fine particles can be made narrower and sharper than a disperser such as a homogenizer. Further, even when left for a long time, the fine particles forming the dispersion do not reaggregate and can maintain a stable dispersion state, and the standing stability of the particle size distribution is improved.
[0225]
When the melting point of the wax is high, a molten liquid is prepared by heating in a high pressure state. Also, the wax is dissolved in an oily solvent. This solution is obtained by dispersing fine particles in water together with a surfactant using the disperser shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6, and then heating or reducing the pressure to evaporate the oily solvent.
[0226]
The particle size can be measured using a Horiba laser diffraction particle size measuring device (LA920), a Shimadzu laser diffraction particle size measuring device (SALD2100), or the like.
[0227]
(4) Pigment
Examples of the colorant (pigment) used in the present embodiment include C.I. I. Blue dyes and pigments of phthalocyanine and its derivatives such as Pigment Blue 15: 3 can be preferably used. Phthalocyanine pigments such as SANDYESUPERBLUE 1809 manufactured by the company can be preferably used.
[0228]
The yellow pigment is C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 1, 3, 74, 97 or 98; I. Acetoacetic acid arylamide disazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, and 17; I. Solven Yellow 19, 77, 79 or C.I. I. Disperse Yellow 164 is blended, and C.I. I. Benzimidazolone pigments of CI Pigment Yellow 93, 180 and 185 are preferred.
[0229]
Examples of magenta pigments include C.I. I. Red pigments such as CI Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5; I. Red dyes such as Solvent Red 49, 52, 58 and 8 can be preferably used.
[0230]
Carbon black can be suitably used as the black pigment. For example, # 52, # 50, # 47, # 45, # 45L, # 44, # 40, # 33, # 32, # 25, # 260, MA100S, # 40 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MOGULL manufactured by Cabot Corporation REGAL660R, REGAL500R, REGAL400R, REGAL330R, REGAL300R, REGAL250R, etc. can be preferably used.
[0231]
More preferably, carbon black having a DBP oil absorption (ml / 100 g) of 45 to 70 is preferred. Preferably it is 45-63, More preferably, it is 45-60, More preferably, it is 45-53.
[0232]
By using carbon black particles having a predetermined DBP oil absorption amount, the phenomenon of carbon black particles growing first can be suppressed, and even if the core particles are reduced in size, the carbon black particles are taken into the core particles. In addition, an effect of eliminating carbon black particles remaining without adding to the aggregation of core particles or core particles can be obtained. Although the reason is not clearly understood, it is presumed that carbon black larger than 70 is likely to cause aggregation of carbon black quickly, and the carbon black particles are not easily taken into the core particles or core particles.
[0233]
The particle size of carbon black is preferably 20 to 40 nm. The preferred particle size is 20 to 35 nm. The particle diameter is an arithmetic average diameter measured by an electron microscope. When the particle size is large, the coloring power tends to decrease. When the particle size is small, dispersion in the liquid tends to be difficult.
[0234]
For example, Mitsubishi Chemical Corporation # 52 (particle size 27 nm, DBP oil absorption 63 ml / 100 g), # 50 (28 nm, 65 ml / 100 g), # 47 (23 nm, 64 ml / 100 g), # 45 (same as above) 24 nm, 53 ml / 100 g), # 45L (24 nm, 45 ml / 100 g), Cabot REGAL 250R (35 nm, 46 ml / 100 g), REGAL 330R (25 nm, 65 ml / 100 g), MOGULL (24 nm) , 60 ml / 100 g). More preferred are # 45, # 45, and LREGAL250R.
[0235]
DBP oil absorption (JISK6217) was measured by putting 20 g (Ag) of sample dried at 150 ° C. ± 1 ° C. for 1 hour into a mixing chamber of an absorber meter (manufactured by Brabender, spring tension 2.68 kg / cm), After setting the limit switch to about 70% of the maximum torque in advance, the mixer is rotated. At the same time, DBP (specific gravity: 1.045 to 1.050 g / cm Three ) At a rate of 4 ml / min. As the end point is approached, the torque increases rapidly and the limit switch is turned off. The DBP oil absorption (= Bx100 / A) (ml / 100 g) per 100 g of the sample is determined from the DBP amount (Bml) added so far and the sample weight.
[0236]
The median diameter of each particle is usually 1 μm or less, preferably 0.01 to 1 μm. When the median diameter exceeds 1 μm, the particle size distribution of the finally obtained toner for developing an electrostatic charge image is broadened, or free particles are generated, which easily deteriorates performance and reliability. On the other hand, when the median diameter is within the above range, there are no disadvantages, and the uneven distribution among the toners is reduced, the dispersion in the toner is improved, and the variation in performance and reliability is advantageous. The median diameter can be measured using, for example, a Horiba laser diffraction particle size measuring instrument (LA920).
[0237]
(5) External additives
In this embodiment, inorganic fine powder is mixed and added as an external additive. External additives include silica, alumina, titanium oxide, zirconia, magnesia, ferrite, magnetite and other metal oxide fine powders, barium titanate, calcium titanate, titanates such as strontium titanate, barium zirconate, zircon Zirconates such as calcium acid and strontium zirconate, or mixtures thereof are used. The external additive is hydrophobized as necessary.
[0238]
Examples of the silicone oil-based material to be treated by the external additive include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, methacryl-modified silicone oil, and alkyl-modified silicone oil. An external additive treated with at least one of fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and chlorophenyl-modified silicone oil is preferably used. Examples thereof include SH200, SH510, SF230, SH203, BY16-823 or BY16-855B manufactured by Toray Dow Corning Silicone.
[0239]
For the treatment, the external additive and the material such as silicone oil are mixed with a mixer such as a Henschel mixer (FM20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), the method of spraying the silicone oil-based material onto the external additive, the silicone oil as the solvent There is a method of preparing by dissolving or dispersing a system material, mixing with an external additive, and then removing the solvent. The silicone oil-based material is preferably blended in an amount of 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the external additive.
[0240]
As silane coupling agents, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, allyldimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, allylphenyldichlorosilane, benzylmethylchlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriacetoxysilane, divinylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, or the like can be preferably used. The silane coupling agent treatment is a dry treatment in which the vaporized silane coupling agent is reacted with the external additive made into a cloud by stirring or the like, or a silane coupling agent in which the external additive is dispersed in a solvent is dropped. It is processed by a wet method or the like.
[0241]
It is also preferable to treat the silicone oil-based material after the silane coupling treatment.
[0242]
The external additive having positive electrode chargeability is treated with aminosilane, amino-modified silicone oil or epoxy-modified silicone oil.
[0243]
Moreover, in order to improve hydrophobic treatment, the combined use of treatment with hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, or other silicone oil is also preferable. For example, it is preferable to treat with at least one of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and alkyl-modified silicone oil.
[0244]
Moreover, it is also preferable to treat the surface of the external additive with one or more selected from the group of fatty acid esters, fatty acid amides, fatty acids and fatty acid metal salts (hereinafter referred to as fatty acids and the like). Surface-treated silica or titanium oxide fine powder is more preferable.
[0245]
Examples of fatty acids or fatty acid metal salts include caprylic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, myristylic acid, parimitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, laccellic acid, oleic acid, erucic acid, sorbic acid or linoleic acid Is mentioned. Of these, fatty acids having 12 to 22 carbon atoms are preferred.
[0246]
Moreover, as a metal which comprises a fatty-acid metal salt, aluminum, zinc, calcium, magnesium, lithium, sodium, lead, or barium is mentioned, Among these, aluminum, zinc, or sodium is preferable. Particularly preferred is aluminum distearate (Al (OH) (C 17 H 35 COO) 2 ) Or aluminum monostearate (Al (OH) 2 (C 17 H 35 COO)), and the like are preferably difatty acid aluminum and monofatty acid aluminum. Having an OH group can prevent overcharging and suppress poor transfer. Further, it is considered that the processability with the external additive is improved during the treatment.
[0247]
The aliphatic amide has 16 to 24 carbon atoms such as palmitic acid amide, palmitoleic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, arachidic acid amide, eicosenoic acid amide, behenic acid amide, erucic acid amide, or ligrinoceric acid amide. Saturated or monovalent unsaturated aliphatic amides are preferably used.
[0248]
Examples of fatty acid esters include esters comprising higher alcohols having 16 to 24 carbon atoms and higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms such as stearyl stearate, palmityl palmitate, behenyl behenate or stearyl montanate, butyl stearate, Esters consisting of higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms and lower monoalcohols such as isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate, or fatty acid pentaerythritol monoester, fatty acid pentaerythritol triester, or fatty acid trimethylol Propane ester or the like is preferably used.
[0249]
Materials such as hydroxystearic acid derivatives, polyhydric alcohol fatty acid esters such as glycerin fatty acid ester, glycol fatty acid ester or sorbitan fatty acid ester are preferred, and one kind or a combination of two or more kinds can also be used.
[0250]
As a preferred form of the surface treatment, it is also preferred that the surface of the external additive to be treated is treated with a coupling agent and / or polysiloxane such as silicone oil and then treated with a fatty acid or the like. This is because a uniform treatment is possible as compared with the case where the fatty acid of the hydrophilic silica is simply treated, and the toner can be highly charged and the fluidity when added to the toner is improved. Moreover, the said effect is show | played also by processing a fatty acid etc. with a coupling agent and / or silicone oil.
[0251]
Dissolve fatty acid in a hydrocarbon-based organic solvent such as toluene, xylene or hexane, and mix it with an external additive such as silica, titanium oxide, alumina, etc. It is produced by depositing, applying a surface treatment, and then removing the solvent and performing a drying treatment.
[0252]
The mixing ratio of the polysiloxane and the fatty acid is preferably 1: 2 to 20: 1. When the ratio is higher than 1: 2, the amount of charge of the external additive increases, and the image density tends to decrease, and charge-up tends to occur in two-component development. When the amount of fatty acid or the like is less than 20: 1, the effect on transfer loss and reverse transferability tends to decrease.
[0253]
At this time, the ignition loss of the external additive whose surface is treated with fatty acid or the like is preferably 1.5 to 25% by weight. More preferably, it is 5-25 weight%, More preferably, it is 8-20 weight%. When the amount is less than 1.5% by weight, the function of the treating agent is not sufficiently exhibited, and the effect of improving the chargeability and transferability does not appear. If it exceeds 25% by weight, an untreated agent is present, which adversely affects developability and durability.
[0254]
Unlike the conventional pulverization method, the surface of the toner base particles produced according to the present invention is formed from only a resin, which is advantageous in terms of charge uniformity. This is because compatibility with the external additive used is important.
[0255]
It is preferable that 1 to 6 parts by weight of an external additive having an average particle diameter of 6 nm to 200 nm is externally added to 100 parts by weight of the toner base particles. When the average particle diameter is smaller than 6 nm, filming on the suspended particles and the photoreceptor tends to occur. The reverse transfer during transfer tends to occur. If it exceeds 200 nm, the fluidity of the toner tends to deteriorate. When the amount is less than 1 part by weight, the fluidity of the toner tends to deteriorate. Reverse transfer during transfer tends to occur easily. When the amount is more than 6 parts by weight, the floating particles and the filming on the photoreceptor tend to occur easily.
[0256]
Further, an external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is added to 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and an external additive having an average particle diameter of 20 nm to 200 nm is added to 100 parts by weight of the toner base particles. It is also preferable to externally add at least 0.5 to 3.5 parts by weight. By using an external additive that is functionally separated by this configuration, the charge imparting property and the charge retention property are improved, and a margin can be further taken against reverse transfer, dropout, and toner scattering during transfer. At this time, the ignition loss of the external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is preferably 0.5 to 20% by weight, and the ignition loss of the average particle diameter of 20 nm to 200 nm is preferably 1.5 to 25% by weight. . By increasing the loss on ignition with an average particle size of 20 nm to 200 nm more than the loss on ignition of an external additive with an average particle size of 6 nm to 20 nm, it is effective for reverse transfer during transfer and voiding. Is demonstrated.
[0257]
By specifying the loss on ignition of the external additive, a margin can be taken against reverse transfer, dropout, and scattering during transfer. It is possible to improve the handling property in the developing unit and increase the uniformity of the toner density.
[0258]
If the loss on ignition with an average particle size of 6 nm to 20 nm is less than 0.5% by weight, the transfer margin for reverse transfer and hollow out tends to be narrow. If it exceeds 20% by weight, the surface treatment becomes uneven, and there is a tendency for variation in charging to occur. The ignition loss is preferably 1.5 to 17% by weight, more preferably 4 to 10% by weight.
[0259]
If the loss on ignition with an average particle size of 20 nm to 200 nm is less than 1.5% by weight, the transfer margin for reverse transfer and hollow out tends to be narrow. If it exceeds 25% by weight, the surface treatment becomes uneven, and there is a tendency for variation in charging to occur. The ignition loss is preferably 2.5 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight.
[0260]
The external additive having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm and an ignition loss of 0.5 to 20% by weight is 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and the average particle diameter is 20 nm to 0.5 to 3.5 parts by weight of an external additive having 100 nm and an ignition loss of 1.5 to 25% by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles, an average particle diameter of 100 to 200 nm, and an ignition loss of 0 It is also preferable to externally add at least 0.5 to 2.5 parts by weight of the external additive of 1 to 10% by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. The structure of the external additive with the function of specifying the average particle size and loss on ignition improves the charge imparting property, charge retention, reverse transfer during transfer, and improvement of voids. Effective for removal.
[0261]
Further, an external additive having a positive charging property with an average particle diameter of 6 nm to 200 nm and an ignition loss of 0.5 to 25% by weight is further added to 0.2 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles. It is also preferable to externally add.
[0262]
The effect of adding an external additive having a positive charging property can prevent the toner from being overcharged during long-term continuous use, thereby further extending the developer life. Furthermore, the effect of suppressing scattering during transfer due to overcharging can also be obtained. In addition, spent on the carrier can be prevented. If the amount is less than 0.2 parts by weight, it is difficult to obtain the effect. If it exceeds 1.5 parts by weight, fogging during development increases. The ignition loss is preferably 1.5 to 20% by weight, more preferably 5 to 19% by weight.
[0263]
The average particle diameter is a value obtained by taking an enlarged photograph with an SEM and obtaining an average value of the major axis and minor axis of about 100 particles.
[0264]
For loss on drying (% by weight), about 1 g of a sample is placed in a container that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance and weighed accurately. Dry in a hot air dryer (105 ° C ± 1 ° C) for 2 hours. After standing to cool in a desiccator for 30 minutes, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on drying (% by weight) = [Loss on drying (g) / Sample amount (g)] × 100
For ignition loss, about 1 g of a sample is placed in a magnetic crucible that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance, and weighed accurately. Ignite for 2 hours in an electric furnace set to 500 ° C. After standing to cool in a desiccator for 1 hour, its weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on ignition (% by weight) = [Loss on ignition (g) / Sample amount (g)] × 100
Further, the moisture absorption amount of the treated external additive is preferably 1% by weight or less. Preferably it is 0.5 weight% or less, More preferably, it is 0.1 weight% or less, More preferably, it is 0.05 weight% or less. When the amount is more than 1% by weight, the chargeability is lowered, and filming on the photoconductor during durability is caused. The water adsorption amount was measured with a continuous vapor adsorption device (BELSORP18: Nippon Bell Co., Ltd.) for the water adsorption device.
[0265]
The degree of hydrophobicity is determined by methanol titration, weighing 0.2 g of the product to be tested in 50 ml of distilled water charged in a 250 ml beaker. At the tip, methanol is dropped from a burette that is invaded in the liquid until the total amount of the external additive is wet. At that time, slowly stir slowly with an electromagnetic stirrer. The degree of hydrophobicity is calculated by the following equation from the amount of methanol a (ml) essential for complete wetting.
Hydrophobicity = (a / (50 + a)) × 100 (%)
[0266]
(6) Toner powder physical properties
In this embodiment, the toner base particles including the binder resin, the colorant, and the wax have a volume average particle diameter of 3 to 6 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 25%, and a number-based distribution of 2.0 to 3.63 μm. Of toner particles having a particle size of 10 to 85% by number, toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in a volume-based distribution are 25 to 75% by volume, and 6.06 μm in a volume-based distribution. 2. Toner particles having the above particle diameters are contained at 5% by volume or less, and the volume% of toner particles having a particle diameter of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution is V34. When the number% of toner particles having a particle diameter of 5 to 4.53 μm is P34, P34 / V34 is preferably in the range of 0.4 to 2.2.
[0267]
Preferably, the toner base particles have a volume average particle size of 3 to 5 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 20%, and a content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in a number-based distribution is 15 ~ 85% by number, toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in a volume-based distribution are 30 to 65% by volume, toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in a volume-based distribution are 2 volumes %, And P34 / V34 is in the range of 0.5 to 1.5.
[0268]
More preferably, the toner base particles have a volume average particle size of 3 to 5 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 16%, and a content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in a number-based distribution. 25 to 85% by number, toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are 40 to 60% by volume, and toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume-based distribution are 0 .5% by volume or less, and P34 / V34 is in the range of 0.5 to 0.9.
[0269]
In a high resolution image quality, and further in a tandem configuration, it is possible to prevent reverse transfer during transfer and prevent voids and achieve both oil-less fixing. The toner particle size distribution affects toner fluidity, image quality, storage stability, filming on a photoreceptor, a developing roller, and a transfer body, aging characteristics, transferability, and in particular, multi-layer transfer in a tandem system. In addition, it affects the high temperature non-offset property and glossiness in oilless fixing. In a toner containing a wax for realizing oil-less fixing, the amount of fine powder affects the compatibility with tandem transferability.
[0270]
When the volume average particle size exceeds 6 μm, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When the volume average particle size is less than 3 μm, the handling of toner particles during development tends to be difficult.
[0271]
If the content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in the number-based distribution is less than 10% by number, it tends to be impossible to achieve both image quality and transfer. If it exceeds 85% by number, the handling properties of the toner base particles during development tend to be difficult. Further, filming on the photosensitive member, the developing roller, and the transfer member may occur. Furthermore, fine powder tends to be offset at high temperature because of its high adhesion to the heat roller. In the tandem system, toner aggregation tends to be strong, and a transfer failure of the second color tends to occur during multilayer transfer. An appropriate range is required.
[0272]
When toner particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are less than 25% by volume, the image quality tends to deteriorate. If it exceeds 75% by volume, it tends to be impossible to achieve both image quality and transfer.
[0273]
If toner particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume reference distribution are contained in excess of 5% by volume, the image quality is deteriorated, which tends to cause transfer defects.
[0274]
When P34 / V34 is smaller than 0.4, the amount of fine powder present becomes excessive, and the fluidity, transferability, and background fog tend to deteriorate. When it is larger than 2.2, there are many large particles and the particle size distribution becomes broad, and the image quality tends not to be improved.
[0275]
The purpose of defining P34 / V34 can be used as an index for making toner particles small and narrowing the particle size distribution.
[0276]
The coefficient of variation is the standard deviation of the toner particle size divided by the average particle size. This is based on the particle diameter measured using a Coulter counter (Coulter). The standard deviation is expressed as the square root of the value obtained by dividing the square of the difference from the average value of each measured value when (n-1) is measured when n particle systems are measured.
[0277]
In other words, the coefficient of variation represents the extent of the particle size distribution, and if the coefficient of variation of the volume particle size distribution is less than 10% or the coefficient of variation of the number particle size distribution is less than 10%, it is difficult to produce, This will increase costs. When the variation coefficient of the volume particle size distribution is larger than 25% or the variation coefficient of the number particle size distribution is larger than 28%, the particle size distribution becomes broad, the toner cohesion becomes stronger, and filming or transfer to the photosensitive member is performed. It tends to cause defects.
[0278]
Further, the shape index of the toner is preferably 1.25 to 1.55, more preferably 1.33 to 1.46, and still more preferably 1.35 to 1.42. The craving property by the rubber blade that progresses in the spherical shape is lowered, and when the irregular shape advances, the transfer property tends to be lowered.
[0279]
Further, when the shape index of the toner base particles is SC and the volume average particle diameter is d50 (μm), the product of SC and d50 (SC × d50) is preferably 3.9 to 7.3. Preferably it is 4.0-6.6, More preferably, it is 4.1-5.7.
[0280]
By prescribing this numerical value, the cleaning performance with the rubber blade tends to deteriorate when the spheroidization of the shape proceeds when the particle shifts to a small particle size. In addition, when the particles shift to a large particle size, if the shape progresses to an irregular shape, there is a tendency to deteriorate transferability and image quality. In the case of a small particle size, the shape is shifted to an irregular shape. In order to maintain the cleaning property and to maintain the image quality by shifting the shape to a spherical shape in the case of a large particle size particle, the product of SC and d50 is set within a certain range. If it is smaller than 3.9, the cleaning property tends to deteriorate. If it is larger than 7.3, the image quality tends to deteriorate.
[0281]
The particle size distribution is measured using a Coulter Counter TA-II type (Coulter Counter Co., Ltd.) by connecting an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting the number distribution and volume distribution and a personal computer. The electrolyte solution is a surfactant (sodium lauryl sulfate) added to a concentration of 1% by weight. About 2 mg of the toner to be measured is added to about 50 ml, and the electrolyte solution in which the sample is suspended is dispersed by an ultrasonic disperser for about 3 minutes. Processing was performed, and an aperture of 70 μm was used with a Coulter counter TA-II type. In the 70 μm aperture system, the particle size distribution measurement range is 1.26 μm to 50.8 μm, but the region less than 2.0 μm is not practical because the measurement accuracy and measurement reproducibility are low due to the influence of external noise and the like. Therefore, the measurement area was set to 2.0 μm to 50.8 μm.
[0282]
The shape index was determined by the following equation using a real surface view microscope (VE7800) manufactured by Keyence Corporation, measuring the maximum length and projected area of 100 toner base particles magnified 1000 times (d: toner particles) , A: projected area of toner particles, π is the circumference).
SC (shape index) = π · d 2 / (4 ・ A)
The shape index will be described with reference to FIG. B in FIG. 19 is a perfect circle whose diameter is the maximum length d of the toner particles, and the area of the perfect circle B is π · (d / 2). 2 It is. A in FIG. 19 is a projected area of toner particles. Since the shape index is represented by B / A, B / A = π · (d / 2) 2 / A, which is π · d 2 / (4 · A).
[0283]
(7) Oilless color fixing
In the present embodiment, it is suitably used for an electrophotographic apparatus having a fixing process of an oil-less fixing configuration in which oil is not used as a means for fixing toner. As the heating means, electromagnetic induction heating is preferable from the viewpoint of shortening the warm-up time and saving energy. A heating and pressurizing unit having at least a magnetic field generating unit, a rotary heating member having at least a heat generation layer and a release layer generated by electromagnetic induction, and a rotary pressurizing member forming a fixed nip with the rotary heating member; In use, a transfer medium such as copy paper on which toner is transferred is passed between the rotary heating member and the rotary pressure member, and fixed. As a feature thereof, the warm-up time of the rotary heating member is very fast compared to the case where a conventional halogen lamp is used. For this reason, since the copying operation is started in a state where the temperature of the rotary pressure member is not sufficiently raised, low temperature fixing and a wide range of offset resistance are required.
[0284]
A configuration using a fixing belt in which a heating member and a fixing member are separated is also preferably used. As the belt, a heat resistant belt such as a nickel electroformed belt or a polyimide belt having heat resistance and deformability is preferably used. In order to improve releasability, it is preferable to use silicone rubber, fluororubber, or fluororesin as the surface layer.
[0285]
In such fixing, conventionally, release oil has been applied to prevent offset. It is no longer necessary to apply release oil with toner having releasability without using oil. However, if the release oil is not applied, it is easy to be charged, and if an unfixed toner image comes close to the heating member or the fixing member, toner jump may occur due to the influence of charging. It tends to occur especially at low temperatures and low humidity.
[0286]
Therefore, by using the toner of this embodiment, low temperature fixing and a wide range of offset resistance can be realized without using oil, and high color translucency can be obtained. Further, the toner can be prevented from being overcharged, and toner flying due to the charging action with the heating member or the fixing member can be suppressed.
[0287]
(8) Tandem color process
In order to form a color image at high speed, this embodiment has a plurality of toner image forming stations including a photoconductor, a charging unit, and a toner carrier, and an electrostatic latent image formed on the image carrier is visualized. A primary transfer process in which an endless transfer member is brought into contact with the image carrier and transferred to the transfer member is sequentially executed to form a multilayer transfer toner image on the transfer member. Then, in the transfer process configured to execute a secondary transfer process in which the multilayer toner images formed on the transfer body are collectively transferred to a transfer medium such as paper or OHP, the first primary transfer is performed. In this structure, the distance from the position to the second primary transfer position is d1 (mm) and the peripheral speed of the photosensitive member is v (mm / s), and the transfer position is d1 / v ≦ 0.65. Both miniaturization and printing speed It is. In order to realize a reduction in size that can process more than 20 sheets per minute (A4) and the machine can be used for SOHO applications, it is essential to shorten the interval between multiple toner image forming stations and increase the process speed. is there. In order to achieve both a reduction in size and a printing speed, the minimum value is considered to be 0.65 or less.
[0288]
However, when the configuration between the toner image forming stations is short, for example, the time from the primary transfer of the yellow toner of the first color to the primary transfer of the next magenta toner of the second color is extremely short. There is almost no charge relaxation or charge relaxation of the transferred toner, and when transferring the magenta toner onto the yellow toner, the magenta toner is repelled by the charge action of the yellow toner, the transfer efficiency decreases, The problem of hollowing out occurs. Further, during the primary transfer of the cyan toner of the third color, the cyan toner scatters, transfer failure, and transfer loss occur remarkably when transferred onto the previous yellow and magenta toners. Furthermore, during repeated use, toner of a specific particle size is selectively developed, and if the fluidity of each toner particle differs greatly, the chance of frictional charging differs, resulting in variation in charge amount and further deterioration in transferability. Will be invited.
[0289]
Therefore, by using the toner of the present exemplary embodiment, the charge distribution is stabilized, the toner can be prevented from being overcharged, and the fluidity fluctuation can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent transfer efficiency from being lowered, character dropout during transfer, and reverse transfer without sacrificing fixing characteristics.
【Example】
[0290]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.
[0291]
(1) Carrier production example
(A) Creation of carrier CA1
39.7 mol% in terms of MnO, 9.9 mol% in terms of MgO, Fe 2 O Three The mixture was pulverized for 10 hours, mixed and dried with a wet ball mill of 49.6 mol% in terms of conversion and 0.8 mol% in terms of SrO, and then pre-baked by holding at 950 ° C. for 4 hours. This was pulverized with a wet ball mill for 24 hours, then granulated with a spray dryer, dried, and held in an electric furnace in an atmosphere of 2% oxygen concentration at 1270 ° C. for 6 hours to perform main firing. Then, it was crushed and further classified to obtain a ferrite particle core material having an average particle diameter of 50 μm and a saturation magnetization of 65 emu / g when the applied magnetic field was 3000 oersted.
[0292]
Next, R represented by (Chemical Formula 1) 1 , R 2 Is a methyl group, ie (CH Three ) 2 SiO 2/2 The unit is 15.4 mol%, R represented by (Chemical Formula 2) Three Is a methyl group, ie CH Three SiO 3/2 250 g of polyorganosiloxane having a unit of 84.6 mol%, CF Three CH 2 CH 2 Si (OCH Three ) Three 21 g was reacted to obtain a fluorine-modified silicone resin. Further, 100 g of the fluorine-modified silicone resin in terms of solid content and 10 g of aminosilane coupling agent (γ-aminopropyltriethoxysilane) were weighed and dissolved in 300 cc of toluene solvent.
[0293]
[Chemical 1]
[0294]
[Chemical 2]
[0295]
Coating was performed on 10 kg of the ferrite particles by stirring the coating resin solution for 20 minutes using an immersion drying type coating apparatus. Thereafter, baking was performed at 260 ° C. for 1 hour to obtain carrier CA1.
[0296]
(2) Preparation of resin particle dispersion
Next, examples of the toner of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[0297]
Table 1 shows the characteristics of the resin particles obtained in the prepared resin particle dispersion (RL1, RL2, RL3, RH1, RH2, RH3, RH4, RH5, RH6). “Mn” is the number average molecular weight, “Mw” is the weight average molecular weight, “Mz” is the Z average molecular weight, and “Mw / Mn” is the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). , “Mz / Mn” is the ratio Mz / Mn of Z average molecular weight (Mz) and number average molecular weight (Mn), “Mp” is the peak value of molecular weight, Tg (° C.) is the glass transition point, and Ts (° C.) is softened Represents a point.
[0298]
[Table 1]
[0299]
(A) Preparation of resin particle dispersion RL1
A monomer liquid composed of 240.1 g of styrene, 59.9 g of n-butyl acrylate, and 8 g of acrylic acid was added to 440 g of ion-exchanged water, and 7.2 g of a nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: Nonipol 400). , An anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Neogen S20-F (20 wt% aqueous solution concentration)) 24 g (substantial anion amount 4.8 g) and dodecanethiol 8 g were dispersed, and potassium persulfate 4 0.5 g was added and emulsion polymerization was carried out at 78 ° C. for 3 hours. Thereafter, aging treatment was further performed at 90 ° C. for 4 hours to prepare a resin particle dispersion RL1 in which resin particles having a median diameter of 0.14 μm were dispersed. The pH of the resin dispersion at this time was 1.8.
[0300]
Table 2 shows the nonionic amount (g), the anionic amount (g), and the ratio (wt%) of the nonionic amount to the total surfactant amount used in each resin particle dispersion. In a liquid using an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20-F (solid content 20 wt% concentration)), ion-exchanged water was adjusted so that the concentration was about 20 wt%. The weight ratio in Table 2 indicates the actual anion amount ratio.
[0301]
Tables 3 and 4 show the blending amounts of acrylic acid, potassium persulfate and the like used for each resin particle dispersion based on the preparation of the resin particle dispersion RL1 in the emulsion polymerization of each resin particle dispersion. Potassium persulfate indicates parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer component.
[0302]
[Table 2]
[0303]
[Table 3]
[0304]
[Table 4]
[0305]
(3) Preparation of pigment dispersion
Tables 5 and 6 show the pigments that are colorants used and the surfactants used.
[0306]
[Table 5]
[0307]
[Table 6]
[0308]
(A) Preparation of pigment particle dispersion PCS1
In a 1 L beaker, 308 g of ion-exchanged water and 12 g of surfactant SA3 were weighed and stirred with a magnetic stirrer until the solid content of the surfactant was dissolved. 80 g of cyan pigment particles PC1 were added to this aqueous surfactant solution, and further stirred with a magnetic stirrer for 10 minutes. Next, the contents were transferred to a 1 L tall beaker and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA, T-25) at a rotation speed of 9500 rpm for 10 minutes. This dispersion was further dispersed with a disperser (TK Fillmix: 56-50 manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). The produced dispersion was designated as pigment particle dispersion PCS1. The pigment concentration was 20% by weight.
[0309]
Hereinafter, based on the adjustment conditions of the cyan pigment particle dispersion PCS1, black pigments, magenta pigments, yellow pigments used for the black pigment dispersions CBS1, 2, 3, magenta pigment dispersion PMS1 and yellow pigment dispersion PYS1 Table 7 shows the conditions of the surfactants.
[0310]
[Table 7]
[0311]
(4) Preparation of wax dispersion
Tables 8, 9 and 10 show the wax materials and their properties used in the preparation of the wax particle dispersion according to this example formed as examples of the preparation of the wax particle dispersion.
[0312]
[Table 8]
[0313]
[Table 9]
[0314]
[Table 10]
[0315]
(A) Preparation of wax particle dispersion WA1
FIG. 3 shows a schematic view of a stirring and dispersing device (TK Film Mix manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.), and FIG. 4 shows a view from above. Reference numeral 801 denotes an outer tank, in which cooling water is injected from 808 and discharged from 807. Reference numeral 802 denotes a dam plate that stops the liquid to be treated, and a hole is formed in the center portion. Reference numeral 803 denotes a rotating body that rotates at a high speed and is fixed to the shaft 806 and can rotate at a high speed. A hole of about 1 to 5 mm is formed on the side surface of the rotating body, and the liquid to be processed can be moved. The tank is 120 ml, and about half of the liquid to be treated is charged. The speed MAX of the rotating body can be up to 50 m / s. The diameter of the rotating body is 52 mm, and the inner diameter of the tank is 56 mm. Reference numeral 804 denotes a raw material inlet for continuous processing. Sealed for high-pressure processing or batch processing.
[0316]
The inside of the tank was charged with 67 g of ion-exchanged water, 3 g of a nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: Elminol NA400), 30 g of wax (W-1), and the speed of the rotating body was 30 m / s for 5 min, and then the rotational speed was increased to 50 m / s for 2 min. A wax particle dispersion WA1 was formed.
[0317]
Tables 11 and 12 show the types and characteristics of the waxes used and the surfactants used for each wax particle dispersion wax particle dispersion (WA1 to WA12) based on the adjustment conditions of the wax particle dispersion WA1. . “First wax” and “second wax” indicate the wax material charged in the wax particle dispersion, and the value in parentheses at the end of the symbol indicating the wax is the blended weight composition amount (weight ratio) of the wax. Represents.
[0318]
[Table 11]
[0319]
[Table 12]
[0320]
In a liquid using an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20-F (20 wt% concentration)), ion-exchanged water was adjusted so that the pigment concentration was about 20 wt%. The weight ratio in the table indicates the actual anion amount ratio, and the total amount is the same amount. Further, when the waxes W13 and W14 are used, the inside of the tank is pressurized to 0.4 MPa.
[0321]
(5) Preparation of toner base
(A) Preparation of toner matrix CT2
Table 13 shows the respective compositions of the toner bases (CT2, CT3, CT4) prepared as examples of toner bases according to the present invention and the toner bases (ct1, ct5) for comparison.
[0322]
[Table 13]
[0323]
156 g of the first resin particle dispersion RL1 and 48 g of the third resin particle dispersion RH2 as a shape control in a cylindrical 2 L glass container equipped with a thermometer, a cooling pipe, a pH meter, and a stirring blade, a colorant 56 g of particle dispersion PCS1 and 60 g of wax particle dispersion WA11 were added, 400 ml of ion-exchanged water was added, and mixed for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. . The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.
[0324]
Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.5, and then 220 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was added and stirred for 10 min. Thereafter, the temperature was raised from 20 ° C. to 90 ° C. at a rate of 1 ° C./min, followed by heat treatment for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 9.1.
[0325]
Thereafter, 120 g of the second resin particle dispersion RH4 having a pH adjusted to 10.5 was continuously added dropwise at a water temperature of 90 ° C. over a required time of 30 minutes, and 1.5 hours after completion of the addition. Heat treatment was performed to obtain particles in which the second resin particles were fused.
[0326]
After cooling, the product (toner base material) was filtered and washed 7 times with ion-exchanged water. Thereafter, the toner base thus obtained was dried at 35 ° C. for 8 hours by a fluid drier to obtain toner base CT2.
[0327]
For toner bases ct1, CT3, CT4, and ct5, the third resin particles were changed based on the conditions of CT2, and the agglomeration of the particles was observed.
[0328]
Table 14 shows the characteristics obtained in the toner base prepared. A difference in Ts indicates a difference in softening point Ts3 between the first resin Ts1 and the third resin, and a difference in Mw indicates a value obtained by dividing Mwr3 of the third resin by Mwr3 of the first resin. d50 (μm) represents the volume average particle size of the toner base particles, and the volume variation coefficient represents the spread of the particle size distribution on the volume basis of the toner base particles in the obtained toner base. 2.0 to 3.63 (p%) is the content of toner particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in the number-based distribution, and over 6.06 μm (v%) is a particle of 6 μm or more in the volume-based distribution. The content of toner particles having a diameter, SC × d50 (μm), is a value obtained by multiplying the shape index and the volume average particle diameter.
[0329]
[Table 14]
[0330]
In the ct1 toner, the aggregation of the core particles proceeds rapidly, so the pH of the mixed dispersion is set to 10.5. In the ct5 toner, the progress of aggregation of the core particles is slow, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours. Also, the shape remains fairly irregular. It seems that suspended particles that do not participate in the aggregation of wax or resin particles remain.
[0331]
The SEM observation image of the shape of the ct1 toner is shown in FIG. 12, the SEM observation image of CT2 is shown in FIG. 13, the SEM observation image of CT4 toner is shown in FIG. 14, and the SEM observation image of ct5 toner is shown in FIG. CT2, CT3, and CT4 toners showed good cohesiveness and obtained a toner base having a small particle size and a narrow particle size distribution. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.
[0332]
(B) Preparation of toner matrix CT7
Table 15 shows the compositions of the toner bases (CT7, CT8, CT9, CT10) according to the examples of the present invention prepared as examples of toner bases and the toner bases (ct6, ct11) for comparison.
[0333]
[Table 15]
[0334]
To a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser, a stirring rod, and a pH meter, 169 g of the first resin particle dispersion RL2, 35 g of the third resin particle dispersion RH2, and the colorant particle dispersion PCS1 56 g and 45 g of wax particle dispersion WA10 were added, 350 ml of ion-exchanged water was added, and mixed for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.
[0335]
Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.0 and stirred for 10 minutes. Thereafter, when the temperature was increased from 20 ° C. at a rate of 1 ° C./min and reached 80 ° C., 200 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was continuously added dropwise over a required time of 30 min, followed by heat treatment for 1 hour. The temperature was raised to 90 ° C. and heat treatment was performed for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 8.7.
[0336]
Thereafter, 105 g of the second resin particle dispersion RH3 whose pH was adjusted to 9.4 was added at a water temperature of 92 ° C. at a dropping rate of 5 g / min. Thus, particles in which the second resin particles were fused were obtained.
[0337]
After cooling, the product (toner base material) was filtered and washed with ion-exchanged water three times. Thereafter, the obtained toner base was dried at 40 ° C. for 6 hours with a fluid dryer to obtain toner base CT7.
[0338]
For toner bases ct6, CT8, CT9, CT10, and ct11, the third resin particles were changed based on the conditions of CT7, and the cohesiveness of the particles was observed.
[0339]
Table 16 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.
[0340]
[Table 16]
[0341]
In the ct6 toner, the aggregation of the core particles proceeds rapidly, so the pH of the mixed dispersion is set to 10.5. In the ct11 toner, the progress of aggregation of the core particles is slow, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours. Also, the shape remains fairly irregular. It seems that suspended particles that do not participate in the aggregation of wax or resin particles remain.
[0342]
FIG. 16 shows an SEM observation image of CT7, FIG. 17 shows an SEM observation image of CT8 toner, and FIG. 18 shows an SEM observation image of ct11 toner. In the CT7, CT8, CT9, and CT10 toners, toner bases exhibiting good cohesion and having a small particle size and a narrow particle size distribution were obtained. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.
[0343]
(C) Preparation of toner matrix CT13
Table 17 shows the compositions of the toner bases (CT13, CT14, CT15) prepared as examples of the toner base according to the present invention and the toner base (ct12) for comparison.
[0344]
[Table 17]
[0345]
For toner bases ct12, CT13, CT14, and CT15, the third resin particles were changed based on the conditions of CT2, and the cohesiveness of the particles was observed.
[0346]
Table 18 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.
[0347]
[Table 18]
[0348]
In the case of ct12 toner, the aggregation of the core particles progresses quickly, so the pH of the mixed dispersion is set to 11.
[0349]
CT13, CT14, and CT15 toners showed good aggregation properties. In the sample in which the softening point of the third resin is increased, the shape tends to shift from spherical to potato.
[0350]
(D) Preparation of toner matrix CT17
Table 19 shows the respective compositions of the toner bases (CT17, CT18) and toner bases (ct16, ct19) for comparison according to the examples of the present invention prepared as toner base preparation examples.
[0351]
[Table 19]
[0352]
To a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser, a stirring rod, and a pH meter, 174 g of the first resin particle dispersion RL2, 30 g of the third resin particle dispersion RH3, and the colorant particle dispersion PCS1 56 g and 70 g of wax particle dispersion WA9 were added, 350 ml of ion exchange water was added, and the mixture was mixed for 10 min using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T25) to prepare a mixed particle dispersion. The pH of the obtained mixed dispersion was 3.5.
[0353]
Thereafter, 1N NaOH was added to the obtained mixed dispersion to adjust the pH to 11.0 and stirred for 10 minutes. Thereafter, when the temperature was raised from 20 ° C. at a rate of 1 ° C./min and reached 90 ° C., 200 g of a 23 wt% magnesium sulfate aqueous solution was continuously added dropwise over a required time of 30 min, followed by heat treatment for 1 hour. Heat treatment was performed at 92 ° C. for 3 hours to obtain core particles. The obtained core particle dispersion had a pH of 8.4.
[0354]
Thereafter, 85 g of the second resin particle dispersion RH5 having a pH adjusted to 8.9 with a water temperature of 92 ° C. was added at a dropping rate of 5 g / min. Thus, particles in which the second resin particles were fused were obtained.
[0355]
For toner bases ct16, CT18, and ct19, the third resin particles were changed based on the conditions of CT17, and the cohesiveness of the particles was observed.
[0356]
Table 20 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.
[0357]
[Table 20]
[0358]
In the case of ct16 toner, the aggregation of the core particles progresses quickly, so the pH of the mixed dispersion is set to 11.
[0359]
In CT17 and CT18 toners, toner bases exhibiting good cohesion and having a small particle size and a narrow particle size distribution were obtained. In the sample in which the blending amount of the third resin is increased, it can be seen that the shape tends to shift from spherical to potato as the amount increases. However, if the blending amount is excessively increased, the core particle aggregation proceeds slowly in the ct19 toner, and the liquid is not completely transparent even after 6 hours.
[0360]
(E) Preparation of toner matrix CTw20
For toner bases CTw20, CTw21, CTw22, CTw23, CTw24, CTw25, and CTw26, the agglomeration property of the particles was observed by changing the wax dispersion to be added based on the conditions of CT17.
[0361]
Table 21 shows the respective compositions of the toner bases (CTw20, CTw21, CTw22, CTw23, CTw24, CTw25, CTw26) according to the examples of the present invention, which were prepared as toner base preparation examples.
[0362]
[Table 21]
[0363]
Table 22 shows the characteristics obtained in the toner base prepared.
[0364]
[Table 22]
[0365]
A tendency to influence the shape can be seen depending on the melting point of the wax used. As an agglomeration method, it seems that the effect tends to appear when the resin particles, the colorant and the wax are mixed, heated, and the aggregating agent is added after reaching a certain temperature. It is considered that the influence of the wax is likely to appear by adding a flocculant in the state where a part of the resin and the wax is melted to advance the agglomeration reaction.
[0366]
When a hydrocarbon wax having a high melting point of 85 to 98 ° C. is blended, the shape tends to shift from a spherical shape to a potato shape and an indefinite shape. When a hydrocarbon wax having a melting point higher than 100 ° C. is blended, the shape becomes indefinite, and the agglomeration does not proceed partially but tends to remain cloudy. In addition, it seems that the shape of the low melting point ester wax of 68 to 85 ° C. tends to be slightly spherical.
[0367]
(6) External additive
Next, examples of external additives will be described. Table 23 shows the respective materials and characteristics of the external additives (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) used in this example.
[0368]
In the case of processing with a plurality of types of the processing material 1 and the processing material 2, () shows the blending weight ratio of each processing material. “5-minute value” and “30-minute value” represent the charge amount ([μC / g]), which were measured by the blow-off method of frictional charge with an uncoated ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and 45 RH%, a carrier of 50 g and 0.1 g of silica or the like are mixed in a 100 ml polyethylene container, and 100 minutes by longitudinal rotation. -1 After stirring at a speed of 5 minutes for 30 minutes, 0.3 g was collected and nitrogen gas 1.96 × 10 6 was collected. Four [Pa] was measured by blowing for 1 minute.
[0369]
[Table 23]
[0370]
For negative chargeability, the 5-minute value is preferably −100 to −800 μC / g, and the 30-minute value is preferably −50 to −600 μC / g. A high charge amount of silica can exhibit such characteristics with a small amount of addition.
[0371]
(7) Toner composition and external addition treatment
Next, a toner composition and an example of external addition processing will be described. Table 24 shows toners (TCT2 to TCT4, TCT7 to TCT10, TCT12 to TCT14, TCT17 to TCT18, TCT20 to TCT26) and toners for comparison (tct1, tct5, The material composition of each of tct6, tct10, tct11, tct15, tct16, and tct19) is shown. Unblended indicates no addition. Note that the value in parentheses at the end of the symbol indicating the external additive in the external additive column represents the blending amount (parts by weight) of the external additive with respect to 100 parts by weight of the toner base. In the external addition process (Henschel mixer FM20B, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), stirring blade Z0S0 type, rotation speed 2000 min -1 The treatment time was 5 min and the input amount was 1 kg.
[0372]
[Table 24]
[0373]
Other black toner, magenta toner, and yellow toner used CBS2, PMS1, and PYS1 as pigments, and other compositions were the same as those of the cyan toner composition.
[0374]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus for forming a full-color image used in this embodiment. In FIG. 1, the outer casing of the color electrophotographic printer is omitted. The transfer belt unit 17 includes a transfer belt 12, a first color (yellow) transfer roller 10Y made of an elastic body, a second color (magenta) transfer roller 10M, a third color (cyan) transfer roller 10C, and a fourth color (black). Transfer roller 10K, drive roller 11 made of aluminum roller, second transfer roller 14 made of elastic body, second transfer driven roller 13, belt cleaner blade 16 for cleaning the toner image remaining on the transfer belt 12, and opposed to the cleaner blade A roller 15 is provided at a position to be used. At this time, the distance from the first color (Y) transfer position to the second color (M) transfer position is 70 mm (second color (M) transfer position to third color (C) transfer position, third color (C). The fourth color (K) transfer position is the same distance from the transfer position), and the peripheral speed of the photosensitive member is 125 mm / s.
[0375]
The transfer belt 12 is used by kneading a conductive filler in an insulating polycarbonate resin and forming a film with an extruder. In the present example, a film obtained by adding 5 parts by weight of conductive carbon (for example, ketjen black) to 95 parts by weight of polycarbonate resin (for example, Iupilon Z300, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) as the insulating resin was used. Further, the surface is coated with a fluororesin, the thickness is about 100 μm, and the volume resistance is 10 7 -10 12 Ω · cm, surface resistance is 10 7 -10 12 Ω / □. This is also for improving dot reproducibility. This is to effectively prevent slack and charge accumulation due to long-term use of the transfer belt 12, and the coating of the surface with a fluororesin is effective for toner filming on the surface of the transfer belt after long-term use. This is to prevent it. Volume resistance is 10 7 If it is smaller than Ω · cm, retransfer is likely to occur. 12 If it is larger than Ω · cm, the transfer efficiency deteriorates.
[0376]
The first transfer roller is a carbon conductive foamed urethane roller having an outer diameter of 8 mm, and the resistance value is 10 2 -10 6 Ω. During the first transfer operation, the first transfer roller 10 is pressed against the photoreceptor 1 with a pressing force of 1.0 to 9.8 (N) via the transfer belt 12, and the toner on the photoreceptor is transferred onto the belt. Is done. Resistance value is 10 2 If it is smaller than Ω, retransfer is likely to occur. 10 6 Larger transfer defects are more likely to occur than Ω. If it is less than 1.0 (N), transfer defects occur, and if it is greater than 9.8 (N), transfer character omission occurs.
[0377]
The second transfer roller 14 is a carbon conductive urethane foam roller having an outer diameter of 10 mm, and the resistance value is 10 2 -10 6 Ω. The second transfer roller 14 is pressed against the transfer roller 13 via the transfer belt 12 and a transfer medium 19 such as paper or OHP. The transfer roller 13 is configured to be driven to rotate by the transfer belt 12. In the second transfer, the second transfer roller 14 and the counter transfer roller 13 are pressed against each other with a pressing force of 5.0 to 21.8 (N), and the toner is transferred from the transfer belt onto the recording material 19 such as paper. The Resistance value is 10 2 If it is smaller than Ω, retransfer is likely to occur. 10 6 Larger transfer defects are more likely to occur than Ω. If it is smaller than 5.0 (N), transfer failure occurs. If it is larger than 21.8 (N), the load increases and jitter tends to occur.
[0378]
Four sets of image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged in series as shown in the figure.
[0379]
Each of the image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K is composed of the same constituent members except for the developer contained therein, so that the Y image forming unit 18Y will be described to simplify the description, and the units for other colors The description of is omitted.
[0380]
The image forming unit is configured as follows. 1 is a photosensitive member, 3 is a pixel laser signal light, 4 is a developing roller having an outer diameter of 10 mm made of aluminum having a magnet having a magnetic force of 1200 gauss, and is opposed to the photosensitive member with a gap of 0.3 mm. Rotate in the direction of. 6 is a stirring roller that stirs the toner and carrier in the developing device and supplies them to the developing roller. The mixing ratio of the carrier and the toner is read by a magnetic permeability sensor (not shown) and supplied from a toner hopper (not shown) at an appropriate time. Reference numeral 5 denotes a metal magnetic blade that regulates the magnetic brush layer of the developer on the developing roller. The developer amount is 150 g. The gap was 0.4 mm. Although the power supply is omitted, a DC voltage of −500 V and an AC voltage of 1.5 kV (pp) and a frequency of 6 kHz are applied to the developing roller 4. The peripheral speed ratio between the photoreceptor and the developing roller was 1: 1.6. The mixing ratio of toner and carrier was 93: 7, and the developer amount in the developing unit was 150 g.
[0381]
A charging roller 2 having an outer diameter of 10 mm made of epichlorohydrin rubber is applied with a DC bias of -1.2 kV. The surface of the photoreceptor 1 is charged to −600V. 8 is a cleaner, 9 is a waste toner box, and 7 is a developer.
[0382]
The paper is transported from below the transfer unit 17, and the paper 19 is fed by a paper feed roller (not shown) to the nip portion where the transfer belt 12 and the second transfer roller 14 are pressed against each other. A conveyance path is formed.
[0383]
The toner on the transfer belt 12 is transferred to the paper 19 by +1000 V applied to the second transfer roller 14, and includes a fixing roller 201, a pressure roller 202, a fixing belt 203, a heating medium roller 204, and an induction heater unit 205. It is conveyed to the fixing unit and fixed there.
[0384]
FIG. 2 shows the fixing process. A belt 203 is placed between the fixing roller 201 and the heat roller 204. A predetermined load is applied between the fixing roller 201 and the pressure roller 202, and a nip is formed between the belt 203 and the pressure roller 202. An induction heater unit 205 including a ferrite core 206 and a coil 207 is provided on the outer peripheral surface of the heat roller 204, and a temperature sensor 208 is provided on the outer surface.
[0385]
The belt is made of 30 μm Ni as a substrate, silicone rubber is 150 μm thereon, and PFA tube 30 μm is overlaid thereon.
[0386]
The pressure roller 202 is pressed against the fixing roller 201 by a pressure spring 209. The recording material 19 having the toner 210 moves along the guide plate 211.
[0387]
A fixing roller 201 as a fixing member is a silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 20 degrees according to JIS standard on the surface of an aluminum hollow roller metal core 213 having a length of 250 mm, an outer diameter of 14 mm, and a thickness of 1 mm. An elastic layer 214 having a thickness of 3 mm is provided. A silicone rubber layer 215 is formed thereon with a thickness of 3 mm and has an outer diameter of about 26 mm. It receives a driving force from a driving motor (not shown) and rotates at 125 mm / s.
[0388]
The heat roller 204 is a hollow pipe having a thickness of 1 mm and an outer diameter of 20 mm. The surface temperature of the fixing belt was controlled to 170 ° C. using a thermistor.
[0389]
The pressure roller 202 as a pressure member has a length of 250 mm and an outer diameter of 20 mm. This is provided with a 2 mm thick elastic layer 217 made of silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 55 degrees according to JIS standards on the surface of a hollow roller metal core 216 made of aluminum having an outer diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm. . The pressure roller 202 is rotatably installed, and a nip width of 5.0 mm is formed between the pressure roller 202 and the fixing roller 201 by a spring-loaded spring 209 on one side 147N.
[0390]
The operation will be described below. In the full color mode, all of the first transfer rollers 10 of Y, M, C, and K are pushed up and press the photoreceptor 1 of the image forming unit via the transfer belt 12. At this time, a DC bias of +800 V is applied to the first transfer roller. An image signal is sent from the laser beam 3 and is incident on the photoreceptor 1 whose surface is charged by the charging roller 2 to form an electrostatic latent image. The toner on the developing roller 4 that rotates in contact with the photoreceptor 1 visualizes the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1.
[0390]
At this time, the image forming speed of the image forming unit 18Y (125 mm / s equal to the peripheral speed of the photoconductor) and the moving speed of the transfer belt 12 are 0.5 to 1.5% slower than the transfer belt speed. Is set to
[0392]
In the image forming process, the Y signal light 3Y is input to the image forming unit 18Y, and image formation with Y toner is performed. Simultaneously with the image formation, the first transfer roller 10Y causes the Y toner image to be transferred from the photoreceptor 1Y to the transfer belt 12. At this time, a DC voltage of +800 V was applied to the first transfer roller 10Y.
[0393]
With a time lag between the first color (Y) first transfer and the second color (M) first transfer, M signal light 3M is input to the image forming unit 18M, and image formation with M toner is performed. Simultaneously with the image formation, the M toner image is transferred from the photosensitive member 1M to the transfer belt 12 by the action of the first transfer roller 10M. At this time, the first color (Y) toner is formed and the M toner is transferred. Similarly, image formation with C (cyan) and K (black) toners is performed, and a YMCK toner image is formed on the transfer belt 12 by the action of the first transfer rollers 10C and 10B simultaneously with the image formation. This is a so-called tandem method.
[0394]
On the transfer belt 12, toner images of four colors are positioned and overlapped to form a color image. After the transfer of the final B toner image, the four color toner images are collectively transferred to the paper 19 fed from a paper feed cassette (not shown) at the same time by the action of the second transfer roller 14. At this time, the transfer roller 13 was grounded, and a DC voltage of +1 kV was applied to the second transfer roller 14. The toner image transferred to the paper was fixed by a pair of fixing rollers 201 and 202. The paper was then discharged out of the apparatus through a pair of discharge rollers (not shown). The residual transfer toner remaining on the intermediate transfer belt 12 was cleaned by the action of the cleaning blade 16 to prepare for the next image formation.
[0395]
(Example of image evaluation)
Next, an example of image output evaluation for toner and two-component developer will be described. Here, an image forming apparatus is used, and several kinds of two-component developers with different mixing ratios of toner and carrier are subjected to a running durability test of 100,000 sheets each with A4 plate output to determine the charge amount and the image density. In addition to the measurement, the ground fog in the non-image area in the output sample, the uniformity in the entire solid image, the transferability (character skipping during transfer, reverse transfer, transfer omission), and toner filming were evaluated. Image density (ID) evaluation measured the black solid part using the reflection densitometer RD-914 made from Macbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporate.
[0396]
The charge amount was measured by the blow-off method of frictional charging with the ferrite carrier. Specifically, in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 45% RH, 0.3 g of a sample for durability evaluation was collected and nitrogen gas was 1.96 × 10 6. Four Measurement was performed by blowing at Pa for 1 minute.
[0397]
Table 25 shows the two-component developers (DCT2 to DCT4, DCT7 to DCT9, DCT12 to DCT14, DCT17 to DCT18, DCT20 to DCT26) used in this example and the comparative examples. For each of the agents (dct1, dct5, dct6, dct10, dct15, dct16, dct19), the composition of the toner and carrier as a two-component developer, and the results of evaluating and evaluating 100,000 sheets running durability test on A4 size paper Show. In the table, “A” is very good, “B” is good, “C” is somewhat problematic, and “D” is problematic.
[0398]
[Table 25]
[0399]
The two-component developers DCT2 to DCT4, DCT7 to DCT9, DCT12 to DCT14, DCT17 to DCT18, and DCT20 to DCT26 according to the embodiments of the present invention are on the photoreceptor when the 100,000 sheets running durability test is performed on A4 size paper. As for toner filming, the level of practically no problem. In addition, toner filming on the transfer belt was at a level causing no practical problem. Further, no cleaning failure of the photoconductor and the transfer belt occurred. Even in a full-color image in which the three colors overlap, no paper wrapping around the fixing belt occurred.
[0400]
Further, regarding the image density before and after the running test, the two-component developers according to the examples of the present invention all obtained high-density images having an image density of 1.3 or more. Even after the endurance test of 100,000 A4 stencil sheets, the fluidity of the two-component developer was stable, and the image density showed stable characteristics with little change of 1.3 or more.
[0401]
In addition, regarding the non-image area fogging and the entire surface solid image uniformity, the two-component developers according to the examples of the present invention have no high image density, no non-image area fogging, and no toner scattering. , High resolution. Further, the uniformity when taking the entire solid image at the time of development was also good.
[0402]
In addition, no abnormal image of the vertical streak occurred even during continuous use. Further, the spent component of the toner component on the carrier hardly occurred. In addition, there is little change in carrier resistance and a decrease in charge amount. In addition, the rise of charge is good when toner is rapidly replenished by continuously taking a solid image, and the phenomenon that fog increases in a high humidity environment is also observed. I couldn't. Moreover, even in long-term use, a high saturation charge amount could be maintained for a long time. Moreover, there was almost no change in the charge amount under low temperature and low humidity.
[0403]
Further, with regard to transferability (character skipping during transfer, reverse transfer, and transfer skipping), the two-component developers according to the examples of the present invention were at a level where there was no practical problem with skipping. In addition, no transfer failure occurred even in a full-color image in which the three colors overlapped. The transfer efficiency was about 95%.
[0404]
In terms of fog and character skipping during transfer, DCT3, DCT7 to DCT9, DCT13 to DCT14, DCT17 to DCT18, and DCT20 to DCT24 are particularly better.
[0405]
Even if the mixing ratio of the toner and the carrier is changed to 5 to 20% by weight, the two-component developer according to the embodiment of the present invention has little change in image quality such as image density and ground fogging, and can control the toner density widely. Became possible.
[0406]
On the other hand, the two-component developer (dct5, dct10, dct15, dct19) for comparison causes toner filming on the photoreceptor in the running durability test. In addition, the image density before and after the running test is low, the image density is lowered after long-term use, or the fog in the non-image area tends to increase. Further, when the entire surface was continuously taken and the toner was replenished rapidly, the charge decreased and the fog increased. In particular, the phenomenon worsened in a high humidity environment. This is probably due to the influence of wax particles and resin particles that do not participate in the aggregation reaction.
[0407]
In the two-component developer (dct1, dct6, dct11, dct16) for comparison, a cleaning failure on the photoconductor occurred in the running test.
[0408]
Next, Table 26 shows the evaluation results for the fixing property, non-offset property, high-temperature storage stability, and paper wrapping property around the fixing belt in a full-color image. In the table, “G” indicates that the evaluation result is good, and “F” indicates that there is a problem. Here, the adhesion amount 1.2 mg / cm 2 With a fixing device using a solid image of a process speed of 125 mm / s and a belt not coated with oil, the OHP film transmittance (fixing temperature 160 ° C.), the minimum fixing temperature, and the offset phenomenon occurrence temperature at high temperature were measured. . Further, in the storage stability test at a high temperature, the state of the toner after being left at 50 ° C. for 24 hours was evaluated. The film transmittance for OHP was measured with a spectrophotometer U-3200 (Hitachi, Ltd.) for the transmittance of 700 nm light.
[0409]
[Table 26]
[0410]
The toners TCT2 to TCT4, TCT7 to TCT9, TCT12 to TCT14, TCT17 to TCT18, and TCT20 to TCT21 according to the examples of the present invention have good OHP film transmittance of 70% or more. Met. As for non-offset properties, non-offset temperature range is obtained in a wide range of 140 to 200 ° C. or higher in a fixing roller that does not use oil, and the fixing temperature range (range from the lowest fixing temperature to the high temperature offset phenomenon occurrence temperature). ) Was wide. Note that the offset phenomenon did not occur even with 200,000 full-color images of plain paper. Further, the surface deterioration phenomenon of the belt was not observed even if the oil was not applied with a silicone resin or fluororesin type fixing belt. In addition, regarding the high-temperature storage stability, almost no aggregation was observed in the storage stability at 50 ° C. for 24 hours. Moreover, jamming of the OHP film at the fixing nip portion did not occur with respect to the winding property of the paper around the fixing belt.
[0411]
For comparison toners tct5, tct10, tbt15, and tbt19 toners, the high temperature non-offset property was weak and the margin of the fixable region was narrow. This seems to be due to the influence of wax particles and resin particles that do not participate in aggregation during the aggregation reaction.

Claims (20)

トナー母体粒子と外添剤を含むトナーであって、
前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、第一の樹脂粒子であるバインダー樹脂粒子と、第三の樹脂粒子であるトナーの形状を調整するための形状調整樹脂粒子と、着色剤粒子及びワックス粒子とを凝集して生成される芯粒子に、
第ニの樹脂粒子である被覆樹脂粒子を融着し、
前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は、前記バインダー樹脂粒子の軟化点よりも高いことを特徴とするトナー。
A toner containing toner base particles and an external additive,
In the aqueous medium, the toner base particles include at least binder resin particles as first resin particles, shape-adjusting resin particles for adjusting the shape of toner as third resin particles, colorant particles, and To the core particles produced by agglomerating the wax particles,
Fusing the coated resin particles that are the second resin particles,
The toner according to claim 1, wherein a softening point of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles is higher than a softening point of the binder resin particles.
前記トナー母体粒子は、顕微鏡で1000倍に拡大して100個の最大長及び投影面積を測定し、下記の式にて求めた形状指数(SC)が1.25〜1.55の範囲である請求項1に記載のトナー。
SC(形状指数)=π・d2/(4・A)
d:トナー粒子の最大長
A:トナー粒子の投影面積
π:円周率
The toner base particles are magnified 1000 times with a microscope, 100 maximum lengths and projected areas are measured, and the shape index (SC) determined by the following formula is in the range of 1.25 to 1.55. The toner according to claim 1.
SC (shape index) = π · d 2 / (4 · A)
d: Maximum length of toner particles A: Projected area of toner particles π: Circumference ratio
前記バインダー樹脂粒子の軟化点が80〜130℃の範囲であり、前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は各々140〜180℃の範囲である請求項1に記載のトナー。   The toner according to claim 1, wherein the softening point of the binder resin particles is in a range of 80 to 130 ° C., and the softening points of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles are in a range of 140 to 180 ° C., respectively. 前記第三の樹脂粒子の軟化点をTs3(℃)、前記第一の樹脂粒子の軟化点をTs1(℃)とすると、Ts1+30℃≦Ts3≦Ts1+80℃、を満足する請求項1に記載のトナー。   2. The toner according to claim 1, wherein Ts1 + 30 ° C. ≦ Ts3 ≦ Ts1 + 80 ° C. is satisfied, where Ts3 (° C.) is the softening point of the third resin particles and Ts1 (° C.) is the softening point of the first resin particles. . 前記第三の樹脂粒子のゲルパーミエーションクロマトグラムにおける重量平均分子量をMwr3、前記第一の樹脂粒子の重量平均分子量をMwr1とすると、Mwr1×1.5≦Mwr3≦Mwr1×12を満足する請求項1に記載のトナー。   The weight average molecular weight in the gel permeation chromatogram of the third resin particle is Mwr3, and the weight average molecular weight of the first resin particle is Mwr1, and Mwr1 × 1.5 ≦ Mwr3 ≦ Mwr1 × 12 is satisfied. The toner according to 1. 前記第一の樹脂粒子100重量部に対し、第三の樹脂粒子の配合割合は5〜50重量部である請求項1に記載のトナー。   The toner according to claim 1, wherein the blending ratio of the third resin particles is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the first resin particles. 前記ワックス粒子が、少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスのDSC法(示差走査熱量計)による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃)と称す)が50〜90℃、かつ第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃)と称す)が80〜120℃である請求項1に記載のトナー。   The wax particles include at least a first wax and a second wax, and an endothermic peak temperature (referred to as a melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by DSC method (differential scanning calorimeter) is 50 to 90 ° C., 2. The toner according to claim 1, wherein the second wax has an endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) by DSC of 80 to 120 ° C. 2. 前記ワックス粒子が少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、炭素数が16〜24の高級アルコール及び炭素数16〜24の高級脂肪酸から選ばれる少なくとも1方からなるエステルワックスを含み、かつ第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含む請求項1に記載のトナー。   The wax particles include at least a first wax and a second wax, and the first wax is an ester composed of at least one selected from a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms. The toner according to claim 1, comprising a wax, and the second wax comprises an aliphatic hydrocarbon wax. 前記ワックス粒子が少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、第一のワックスが、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなるワックスを含み、第二のワックスが、脂肪族炭化水素系ワックスを含む請求項1に記載のトナー。   The wax particles include at least a first wax and a second wax, the first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300, and the second wax is an aliphatic carbonization. The toner according to claim 1, comprising a hydrogen-based wax. 前記第一のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw1(℃))が50〜90℃であり、前記第二のワックスのDSC法による吸熱ピーク温度(融点Tsw2(℃))が80〜120℃である請求項7〜9のいずれかに記載のトナー。   The endothermic peak temperature (melting point Tsw1 (° C.)) of the first wax by DSC method is 50 to 90 ° C., and the endothermic peak temperature (melting point Tsw2 (° C.)) of the second wax by DSC method is 80 to 120. The toner according to any one of claims 7 to 9, which is at ° C. 第二のワックスの融点が第一のワックスの融点よりも5℃以上、50℃以下高い請求項7〜9のいずれかに記載のトナー。   The toner according to claim 7, wherein the melting point of the second wax is higher by 5 ° C. or more and 50 ° C. or less than the melting point of the first wax. 前記トナー母体粒子の体積平均粒径が3〜6μm、体積基準の変動係数が10〜25%、個数基準分布における2.0〜3.63μmの粒径を有する粒子の含有量が10〜85個数%、体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有する粒子が25〜75体積%、体積基準分布における6.06μm以上の粒径を有する粒子が5体積%以下で含有し、
体積基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有する粒子の体積%をV34とし、個数基準分布における3.5〜4.53μmの粒径を有する粒子の個数%をP34としたとき、P34/V34が0.4〜2.2である請求項1に記載のトナー。
The toner base particles have a volume average particle size of 3 to 6 μm, a volume-based variation coefficient of 10 to 25%, and a content of particles having a particle size of 2.0 to 3.63 μm in the number-based distribution is 10 to 85 particles. %, Particles having a particle size of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution are contained in 25 to 75% by volume, particles having a particle size of 6.06 μm or more in the volume-based distribution are contained in 5% by volume or less,
When the volume% of particles having a particle diameter of 3.5 to 4.53 μm in the volume-based distribution is V34, and the number% of particles having a particle diameter of 3.5 to 4.53 μm in the number-based distribution is P34, The toner according to claim 1, wherein P34 / V34 is 0.4 to 2.2.
前記外添剤は、平均粒子径6nm〜200nm無機微粉末であり、トナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部添加する請求項1に記載のトナー。   2. The toner according to claim 1, wherein the external additive is an inorganic fine powder having an average particle diameter of 6 nm to 200 nm and is added in an amount of 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. トナー母体粒子と外添剤を含むトナーの製造方法であって、
前記トナー母体粒子は、水系媒体中において、少なくとも、バインダー樹脂粒子を分散させた第一の樹脂粒子分散液と、トナーの形状を調整するための樹脂粒子を分散させた第三の樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液及びワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を混合し、凝集して芯粒子を生成する工程と、
前記生成された芯粒子を含む芯粒子分散液に、被覆樹脂粒子を分散させた第二の樹脂粒子分散液を添加し、前記第二の樹脂粒子を前記芯粒子に融着させる工程とを含むことを特徴とするトナーの製造方法。
A method for producing a toner including toner base particles and an external additive,
The toner base particles include, in an aqueous medium, at least a first resin particle dispersion in which binder resin particles are dispersed, and a third resin particle dispersion in which resin particles for adjusting the shape of the toner are dispersed. And mixing the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed and the wax particle dispersion in which the wax particles are dispersed, and agglomerating to produce core particles;
Adding a second resin particle dispersion in which coating resin particles are dispersed to the core particle dispersion containing the generated core particles, and fusing the second resin particles to the core particles. And a method for producing the toner.
前記第ニの樹脂粒子分散液は、pH値がアルカリ状態に調整されており、前記第ニの樹脂粒子分散液を、pH値7〜10の範囲の芯粒子分散液に添加する請求項14に記載のトナーの製造方法。   The pH of the second resin particle dispersion is adjusted to an alkaline state, and the second resin particle dispersion is added to a core particle dispersion having a pH value of 7 to 10. A method for producing the toner according to claim. 前記第二の樹脂粒子分散液のpH値が7.5〜10.5の範囲である請求項15に記載のトナーの製造方法。   The toner production method according to claim 15, wherein the pH value of the second resin particle dispersion is in the range of 7.5 to 10.5. 前記第二の樹脂粒子分散液のpH値を、芯粒子が分散した芯粒子分散液のpH値以上のアルカリ状態に調整して添加する請求項15に記載のトナーの製造方法。   The toner manufacturing method according to claim 15, wherein the pH value of the second resin particle dispersion is adjusted to an alkaline state equal to or higher than the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed. 前記バインダー樹脂粒子の軟化点が80〜130℃の範囲であり、前記形状調整樹脂粒子と前記被覆樹脂粒子の軟化点は各々140〜180℃の範囲である請求項14に記載のトナーの製造方法。   The method for producing a toner according to claim 14, wherein the softening point of the binder resin particles is in a range of 80 to 130 ° C., and the softening points of the shape-adjusting resin particles and the coating resin particles are in a range of 140 to 180 ° C., respectively. . 前記着色剤及び前記ワックスから選ばれる少なくとも1つを分散させる分散剤が非イオン界面活性剤を含む界面活性剤である請求項14に記載のトナーの製造方法。   The method for producing a toner according to claim 14, wherein the dispersant for dispersing at least one selected from the colorant and the wax is a surfactant containing a nonionic surfactant. 前記第一の樹脂粒子分散液、前記第三の樹脂粒子分散液及び前記第ニの樹脂粒子分散液から選ばれる少なくとも1つの分散液の分散に用いる界面活性剤が非イオン界面活性剤であり、かつ、
着色剤及びワックスを分散させる分散剤が非イオン界面活性剤を含む界面活性剤である請求項14に記載のトナーの製造方法。
The surfactant used for dispersing at least one dispersion selected from the first resin particle dispersion, the third resin particle dispersion, and the second resin particle dispersion is a nonionic surfactant, And,
The method for producing a toner according to claim 14, wherein the dispersant for dispersing the colorant and the wax is a surfactant containing a nonionic surfactant.
JP2008543023A 2006-11-07 2007-10-18 Toner and toner production method Withdrawn JPWO2008056519A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006301175 2006-11-07
JP2006301175 2006-11-07
PCT/JP2007/070350 WO2008056519A1 (en) 2006-11-07 2007-10-18 Toner and process for producing toner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2008056519A1 true JPWO2008056519A1 (en) 2010-02-25

Family

ID=39364343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008543023A Withdrawn JPWO2008056519A1 (en) 2006-11-07 2007-10-18 Toner and toner production method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2008056519A1 (en)
WO (1) WO2008056519A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013099508A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 キヤノン株式会社 Toner
JP7475916B2 (en) * 2020-03-24 2024-04-30 キヤノン株式会社 Toner and method for producing the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003066639A (en) * 2001-08-30 2003-03-05 Konica Corp Electrophotographic image forming device, image forming method and process cartridge
JP4092253B2 (en) * 2003-05-26 2008-05-28 花王株式会社 Toner production method
JP4093171B2 (en) * 2003-10-30 2008-06-04 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 Toner for developing electrostatic image and method for producing toner for developing electrostatic image
JP2005221933A (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrostatic charge image developing toner
JP4482481B2 (en) * 2004-05-26 2010-06-16 パナソニック株式会社 Toner production method, two-component developer and image forming apparatus using the same
JP2006084923A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Toner, method for manufacturing toner, two-component developer and image forming apparatus
JP4501742B2 (en) * 2005-03-22 2010-07-14 富士ゼロックス株式会社 Toner for developing electrostatic image and method for producing the same, developer for electrostatic image, and image forming method
JP2006301606A (en) * 2005-03-23 2006-11-02 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrophotographic toner and manufacturing method thereof
JP4367438B2 (en) * 2006-05-29 2009-11-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 Toner for developing electrostatic image and image forming method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008056519A1 (en) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4485382B2 (en) Toner production method
JPWO2007086195A1 (en) Toner and method for producing the same
JP2009064038A (en) Method for manufacturing toner
JPWO2005116779A1 (en) Toner and toner production method
JP4869711B2 (en) Toner, toner manufacturing method, two-component developer, and image forming apparatus
JPWO2007088667A1 (en) Toner and method for producing the same
JP4181603B2 (en) Toner and method for producing the same
JPWO2007102263A1 (en) Toner and method for producing the same
JP4449810B2 (en) Toner production method
JP2008170663A (en) Toner, method for manufacturing toner and image forming apparatus
JP4597143B2 (en) Toner, toner production method and two-component developer
JP2009020487A (en) Toner, method for manufacturing toner, and image forming apparatus
JP2010169702A (en) Toner, process for producing toner, and image forming apparatus
JP4633786B2 (en) Toner, toner production method and two-component developer
JP2007218961A (en) Toner, method for manufacturing toner and image forming apparatus
JPWO2008056519A1 (en) Toner and toner production method
JP2007279180A (en) Toner, method for manufacturing toner, and image forming apparatus
JP2007292833A (en) Toner, method for manufacturing toner, and image forming apparatus
JP2005250154A (en) Toner, its manufacturing method, two-component developer, and image forming apparatus
JP2008268866A (en) Toner, method for manufacturing toner, and image forming apparatus
JP2008292984A (en) Toner, toner manufacturing method and image forming apparatus
JP2010102142A (en) Toner and method for producing toner
JPWO2008078497A1 (en) Toner and toner production method
JP4483629B2 (en) Toner, toner manufacturing method, two-component developer, and image forming apparatus
JP2010060765A (en) Toner and method for producing toner

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110104