WO2007102263A1 - トナー及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007102263A1
WO2007102263A1 PCT/JP2006/324203 JP2006324203W WO2007102263A1 WO 2007102263 A1 WO2007102263 A1 WO 2007102263A1 JP 2006324203 W JP2006324203 W JP 2006324203W WO 2007102263 A1 WO2007102263 A1 WO 2007102263A1
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toner
particle dispersion
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PCT/JP2006/324203
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Yasuhito Yuasa
Hidekazu Arase
Kazuhiro Yanagi
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a copying machine, a laser printer, plain paper FAX, a color PPC, a color laser printer, a color FAX, and a toner and a toner manufacturing method.
  • the problem with such a toner configuration is that the toner has a strong cohesive property, so that the tendency of toner image disturbance and transfer failure during transfer is more prominent. It becomes difficult.
  • the surface of the carrier can be damaged by heat generated by collision between particles, friction, mechanical collision such as collision between particles and developer, friction, or friction.
  • the low-melting-point component of the substrate tends to generate a vent, which lowers the carrier's charging ability and hinders the longevity of the imaging agent.
  • the toner is generally composed of a resin component that is a binder resin, a pigment, a charge control agent, and, if necessary, an additive component such as a release agent, and is premixed at an appropriate ratio.
  • Heat kneading is performed by heat melting, pulverization is performed by an airflow type collision plate method, and fine powder classification is performed to complete toner base particles.
  • toner base particles are prepared by a chemical polymerization method. Thereafter, an external additive such as hydrophobic silica is added to the toner base particles to complete the toner.
  • the toner is composed only of toner, but a two-component developer can be obtained by mixing the toner and a carrier having magnetic particle force.
  • Patent Document 1 a toner comprising particles formed by polymerization and a coating layer consisting of fine particles formed by emulsion polymerization on the surface of the particles, to which a water-soluble inorganic salt is added.
  • a configuration for generating a coating layer with microparticles on the particle surface and a configuration for generating a coating layer with microparticles on the particle surface by changing the pH of the solution are disclosed.
  • Patent Document 2 a step of forming aggregated particles in a dispersion obtained by dispersing at least the resin particles to prepare an aggregated particle dispersion, wherein the resin particles are dispersed in the aggregated particle dispersion.
  • a method for producing a toner including a step of adding and mixing the fine resin particle dispersion to form an adhering particle by adhering the fine resin particle to the aggregated particle, and a step of heating and fusing the adhering particle.
  • a mixing method for example, it is disclosed that it may be carried out gradually continuously, or may be carried out stepwise by dividing into a plurality of times. And before It describes the effect of suppressing charging of fine particles by adding and mixing the fine resin particles (additional particles) and having excellent charging performance with a sharp particle size distribution.
  • the release agent contains at least one ester comprising 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 It is disclosed that the fat particles contain at least two types of rosin particles having different molecular weights, so that the fixability, color developability, transparency, and color mixing properties are excellent.
  • an inorganic metal salt having a surfactant content in the toner particles of 3% by weight or less and having a charge of 2 or more, such as a salty zinc, is 1% by weight at 1Oppm or more.
  • the following composition is disclosed which is formed by ionic crosslinking to improve moisture absorption resistance. After mixing the fine resin particle dispersion and the colorant dispersion and adjusting the aggregate dispersion using an inorganic metal salt, the mixture is heated above the glass transition point of the resin to fuse the aggregate to produce the toner. It is formed. Small toner particles having excellent charging characteristics, environmental dependency, cleaning properties, and transferability, and a sharp particle size distribution are described.
  • Patent Document 5 the surface of colored particles (core particles) containing a resin and a colorant is used.
  • a toner particle having a resin layer (shell) formed by fusing the resin particles by the salting-out Z-fusion method is disclosed, and the salting-out Z fusion process for obtaining colored particles is disclosed.
  • a configuration is disclosed in which a dispersion of resin particles is added to a dispersion of colored particles to maintain a temperature above the glass transition temperature, and in a high-humidity environment where the amount of colorant present on the particle surface is small. It describes the effect of preventing changes in image density, capri, and color due to changes in chargeability / developability even when subjected to long-term image formation.
  • Patent Document 6 in an electrostatic charge image developing toner including toner particles containing at least a resin and a colorant, the toner particles cover at least the core containing the resin A and the core.
  • Patent Document 7 discloses a black toner including toner particles containing at least a binder resin and carbon black having a DBP oil absorption of 70 to 120 mlZl00 g. Because carbon black is finely dispersed and its dispersed particle size distribution is sharp, Even with a low adhesion amount, a desired image density can be achieved, and further, the toner can be easily charged to a predetermined charge amount. Therefore, it is possible to sufficiently prevent the problem of void as a result of electrical transfer failure due to the reversely charged toner. It also describes the effects of excellent charging environment stability and stress resistance.
  • the DBP oil absorption amount of the carbon black is too small, the carbon black becomes difficult to be entangled with the binder resin, and the carbon black easily moves to the toner surface layer in the toner particles and is not finely dispersed. The desired charge amount is not achieved.
  • the DBP oil absorption amount of bonbon black is too large, there is a problem of reduced circularity due to poor shape controllability during toner particle production.
  • the DBP oil absorption is too large, carbon black becomes difficult to get wet with water, so the dispersion stability of the carbon black aqueous dispersion will decrease.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-045558
  • Patent Document 2 JP-A-10-073955
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-301332
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 11 311877
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-116574
  • Patent Document 6 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-191618
  • Patent Document 7 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-221836
  • oilless fixing can be achieved by a method of adding a certain amount or more of low melting point nitrogen to improve fixability such as realization of oilless fixing.
  • Uniform mixing / aggregation with fine resin particles and pigment fine particles in aqueous systems is hindered, and there is a tendency to cause the presence of floating release agents and coarsening of aggregated particles due to the influence of aggregation in aqueous systems. It is in.
  • Carbon black particles are closer to inorganic than other organic pigments such as phthalocyanine-based, quinacridone-based, and azo-based pigments, and carbon black particles have certain DBP oil absorption characteristics.
  • heat treatment is carried out in an aqueous medium to agglomerate with the resin particles and wax particles to produce agglomerated particles
  • the agglomeration reaction proceeds with the heating temperature being higher than the melting point of the wax, the wax is in a molten state, and carbon Black particles are in a powder state.
  • Carbon black particles having oil absorption characteristics absorb (adsorb) molten wax due to their oil absorption.
  • gray particles in which carbon black particles and wax are fused and attached tend to be generated.
  • some particles are coarsened and the balance of the particles in the water system is lost, so there is a tendency for floating wax and pigment particles to remain unaffected by aggregation.
  • the aggregation reaction between carbon black particles having oil absorption characteristics in the form of powder and molten wax affects the particle formation during the aggregation reaction in an aqueous system, and also affects the fixability function of the wax. There is a tendency to influence.
  • the temperature of the dispersion is increased.
  • agglomeration occurs slowly with the temperature rise time, so there may be a problem in producing particles having a small particle size and a narrow particle size distribution.
  • the agglomerated state of the non-fused particles tends to fluctuate, and the particle size distribution of the particles obtained by fusing tends to be broad, or the surface properties of the finally obtained toner particles tend to fluctuate.
  • the dispersion of the colored particles obtained in the above process may be mixed with a resin particle and a salt of magnesium chloride.
  • a method of adding a flocculant and maintaining the temperature above the glass transition temperature is taken, but it takes a long time for the fusion process, and the coarsening and particle size distribution due to secondary aggregation of the core particles. It is necessary to adjust the grain growth by adding a growth terminator as soon as the ploidization occurs.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, so that the core particle generation processing time can be shortened, and the generation of floating particles that are not involved in the aggregation of the colorant particles and wax particles in the liquid can be suppressed.
  • a toner that can prevent coarsening of particles and can produce particles having a small particle size and a sharp particle size distribution without a classification step, and a method for producing the same.
  • the toner of the present invention is a toner including core particles composed of at least a first resin particle, a colorant particle, and a wax particle in an aqueous medium, wherein the core particle is the first particle. It is characterized by comprising a core particle obtained by agglomerating the resin particles and the colorant particles, and a particle obtained by agglomerating the first resin particles and the wax particles.
  • the toner production method 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 colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed. And a wax particle dispersion in which wax particles are dispersed, and a toner that produces core particles by agglomerating and fusing the first resin particles, the colorant particles, and the wax particles in the presence of an aggregating agent.
  • a manufacturing method of At least the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed are mixed and aggregated to form the first resin particles and And producing core particles containing the colorant particles,
  • the resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed and the wax particle dispersion in which the wax particles are dispersed are mixed, and the core particles, the first A step of agglomerating one of the resin particles and the wax particles to form core particles.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a fixing unit used in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
  • FIG. 4 is a view of the upper force of the stirring and dispersing apparatus used in one example of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of a stirring and dispersing apparatus used in one example of the present invention.
  • Fig. 6 is a view of the upper force of the stirring and dispersing apparatus used in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
  • FIG. 8 is a view of the upper force of the stirring and dispersing apparatus used in the example of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view of a stirring and dispersing apparatus used in an example of the present invention.
  • Fig. 10 is a view of the upper force of the stirring and dispersing apparatus used in the example of the present invention.
  • the present invention provides a core particle by agglomerating a core particle produced by previously agglomerating a resin particle and a colorant particle, a resin particle and a wax particle, and further, a core particle. It is possible to shorten the core particle generation processing time by mixing the resin particles and the colorant particles and adding the flocculant after the heat treatment, and agglomerate the colorant particles and wax particles in the liquid. Nevertheless, the generation of suspended particles can be suppressed, the coarsening of the core particles can be suppressed, and particles with a small particle size and a sharp particle size distribution can be created without the need for a classification process.
  • the durability, charge stabilization, and storage stability can be improved by fusing the first resin particles to the core particles.
  • the core particle dispersion in which the core particles are dispersed and the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed are mixed, and the core particles and the first particles are mixed. It is preferable that the method further includes a step of aggregating the fat particles to form base particles in which the core particles are fused with the first greaves particles.
  • the core particle generation step comprises: a first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed in an aqueous medium; and a colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed. It is preferable that a mixed solution is produced by mixing, an aggregating agent is added after the heat treatment, and the first resin particles and the colorant particles are aggregated to produce core particles.
  • Preparation of a resin particle dispersion is carried out by subjecting a vinyl monomer to a homopolymer or copolymer (vinyl resin) of a vinyl monomer by emulsion polymerization or seed polymerization in a surfactant.
  • a dispersion is prepared by dispersing rosin particles in a surfactant.
  • the means include high-speed rotary emulsifiers, high-pressure emulsifiers, colloidal emulsifiers, and dispersion devices known per se such as a ball mill, a sand mill, and a dyno mill having media.
  • the oil in the resin particle is a resin other than a homopolymer or copolymer of the vinyl monomer
  • the oil is an oil-based solvent having a relatively low solubility in water. If solubilized, the resin is dissolved in the oily solvent, and this solution is finely dispersed in water together with a surfactant and a polymer electrolyte using a disperser such as a homogenizer, and then heated or decompressed. Then, the oily solvent is evaporated to prepare a dispersion liquid in which the resin particles other than the bull resin are dispersed in the surfactant.
  • the colorant particle dispersion is obtained by adding colorant particles in water to which a surfactant is added. It is prepared by dispersing using the means of dispersion.
  • the wax particle dispersion is prepared by adding and dispersing wax particles in water to which a surfactant has been added, and dispersing them using an appropriate dispersing means.
  • 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 at a constant high temperature. I must be satisfied.
  • a rosin particle dispersion in which at least rosin particles are dispersed, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed, and wax particles are dispersed in an aqueous medium.
  • the wax particle dispersion is mixed in an aqueous system to produce toner base particles including aggregated particles (sometimes referred to as core particles) formed by aggregation of the resin particles, the colorant particles, and the wax particles.
  • the core particle is a particle obtained by agglomerating a core particle obtained by previously agglomerating a resin particle and a colorant particle, and a resin particle and a wax particle.
  • a resin particle dispersion liquid in which the resin particles are dispersed and a colorant particle dispersion liquid in which the colorant particles are dispersed are mixed to produce a mixed liquid.
  • a water-soluble inorganic salt is added as a flocculant to the mixed dispersion, and the mixed liquid is heated to aggregate the resin particles and the colorant particles, thereby generating core particles.
  • the core particle dispersion liquid and the wax particle dispersion liquid are added to the core particle dispersion liquid in which the core particles are generated, and the core particles, the resin particles and the wax are aggregated, Generate core particles.
  • the wax particles are aggregated with the core particles, whereby the resin particles are interposed between the colorant particles and the wax particles. This alleviates direct contact between the colorant particles and the wax particles. In particular, it is more effective when the colorant particles are carbon black particles.
  • the carbon black particles have a certain DBP oil absorption characteristic.
  • heat treatment is carried out in an aqueous medium and the agglomeration reaction proceeds when the heating temperature is higher than the melting point of the wax, the wax is in a molten state and the carbon black particles are in a powder state. Therefore, by interposing the resin particles, the oil absorption property of the carbon black particles suppresses the phenomenon of absorbing (adsorbing) the molten glass, and as a result, the carbon black particles and the wax are dissolved. This has the effect of suppressing the formation of fused and adhered gray particles.
  • the wax is absorbed (adsorbed) by being melted into the carbon black particles, and the effect of suppressing the low-temperature fixability of the original wax and the anti-offset fixability function can be obtained.
  • the core particle preferably has a core particle part obtained by agglomerating the resin particles and the colorant particles, and a mixed particle of the resin particles and the wax particles fused to the surface of the core particle.
  • a core particle part obtained by agglomerating the resin particles and the colorant particles, and a mixed particle of the resin particles and the wax particles fused to the surface of the core particle.
  • the toner production method of the present invention comprises mixing and agglomerating a resin particle dispersion liquid in which a resin particle is dispersed and a colorant particle dispersion liquid in which a colorant particle is dispersed in an aqueous medium.
  • a process of agglomerating particles and colorant particles to produce core particles, and a wax particle dispersion in which a wax particle dispersion and wax particles are dispersed in a core particle dispersion in which the core particles are dispersed A step of mixing the dispersion and aggregating the core particles, the resin particles, and the wax particles to produce core particles.
  • a glass-lined SUS kettle as a reaction kettle used for mixing, agglomeration, and fusion is not particularly limited as an agitating blade for stirring the dispersion, but it has a width in the depth direction.
  • a wide blade shape (flat blade) is effective.
  • the flat plate blades Matsushita Blend blades manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. and full zone blades manufactured by Shin Steel Pantech Co., Ltd. are effective.
  • Fig. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the Max Blend wing
  • Fig. 8 is a plan view seen from above
  • Fig. 9 shows a schematic diagram of the full zone blade configuration
  • Fig. 10 shows a plan view seen from above.
  • 301 is the axis It 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
  • 305 holes are provided in the blade to adjust the stirring strength of the liquid.
  • Reference numeral 306 denotes a flat rectangular blade
  • a stirring blade 307 is provided below the flat rectangular blade. The tip is bent about 130 degrees.
  • 308 indicates the length of the stirring blade! /
  • 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. Om / s. More preferably, 0.7 to 1.8 m / s, and still more preferably 1.0 to: L 6 mZs. If the speed is too low, the particle size of the generated particles tends to be large and the particle size distribution tends to widen. If the speed is too high, the aggregation of particles is hindered, and the shape becomes indefinite and it is difficult to generate particles immediately.
  • a method of adjusting the pH of the mixed dispersion obtained by mixing the resin particle dispersion and the colorant particle dispersion to a constant value is used for the generation of the core particles or the core particles. It is preferable.
  • By adjusting the pH it is possible to adjust the aggregation state of the particles, and it is possible to suppress the coarsening of the formed particles and the generation of free wax particles and colorant particles.
  • the pH of the above-mentioned mixed dispersion is preferably adjusted to a range of 9.5 to 12.2. It is preferably ⁇ , pHi 10.5 to 12.2, and more preferably! / ⁇ pHi 11.2 to 12.2.
  • the pH can be adjusted by adding 1N NaO 2 H.
  • the residue of the resin dispersion is decomposed by the heat during the heat aggregation process. May cause the pH to fluctuate (decrease), and after emulsion polymerization, the temperature should be above a certain level (preferably 80 ° C or above in order to sufficiently disperse the residue) at a certain time (1 to 5 hours). The degree is preferred, and the heat treatment is preferred.
  • the pH of the resin particle dispersion is preferably 4 or less, more preferably 1.8 or less.
  • pH hydrogen ion concentration
  • 10 ml of a sample solution is collected from the liquid tank using a pipette and placed in a beaker having the same volume. Immerse this beaker in cold water and cool the sample to room temperature (30 ° C or below).
  • 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.
  • the temperature of the mixed dispersion is raised while stirring the liquid.
  • the heating rate is preferably 0.1 to 10 ° C Zmin. Slow productivity decreases. If it is too early, the surface of the particle will not be smooth! / The shape tends to advance too spherically.
  • the mixed dispersion is heated. After the temperature rises and the liquid temperature of the mixed dispersion reaches a certain temperature, a water-soluble inorganic salt is added to the mixed dispersion as an aggregating agent to aggregate the resin particles and the colorant particles, thereby It is also preferable to produce.
  • the rosin particle dispersion and the wax particle dispersion are added to the nuclei particle dispersion in which the nuclei particles are generated, and the nuclei particles, the rosin particles and the wax are aggregated, Generate core particles.
  • the total amount of flocculant added may be added all at once, but it is also preferable that dripping of the flocculant takes 1 to 120 minutes. . Although it may be divided, continuous dripping is preferred.
  • the flocculant By adding the flocculant dropwise to the heated mixed dispersion at a constant rate, the flocculant gradually and uniformly mixes with the entire mixed dispersion in the reaction kettle. Has the effect of suppressing the generation of grease particles and suspended particles of colorants.
  • the 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.
  • the shape of the core particles does not proceed to an indefinite shape, and a stable shape can be obtained. By setting it to 120 min or less, it is possible to obtain an effect of suppressing the presence of particles floating alone due to poor aggregation of the colorant or the resin particles.
  • an aqueous solution containing a water-soluble inorganic salt having a constant water concentration is used, but after adjusting the pH value of the aqueous solution containing the water-soluble inorganic salt, the dispersion of the coconut particles is performed. It is also preferable to add it to a mixed dispersion obtained by mixing the liquid and the colorant particle dispersion.
  • 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.
  • a flocculant aqueous solution with a different pH value to a mixed dispersion that preferably has a certain relationship with the pH of the mixed dispersion, the balance of the pH of the liquid is abruptly disturbed. It tends to be coarse and the colorant dispersion is uneven. In order to suppress this phenomenon, it is effective to adjust the pH of the flocculant aqueous solution.
  • the pH value of the flocculant aqueous solution is HG + 2 to HG-4 is preferred to adjust and add!
  • 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.
  • the timing for adding the flocculant is as follows. It is preferable to add the flocculant after the temperature of the mixed dispersion obtained by mixing the fat particle dispersion and the colorant particle dispersion reaches or exceeds the glass transition point of the first resin particles.
  • the specific temperature of the glass having a lower melting point More preferably, the temperature is adjusted to a specific temperature of a wax having a higher melting point.
  • the temperature of the aqueous medium is preferably continued without being changed.
  • the resin particles used for the core particles and the resin particles used when the core particles are subsequently added with the wax particles to produce the core particles are different in composition and thermal characteristics. Kamawana! / Is preferred to have the same rosin particles.
  • the resin particles used for the core particles are preferably 30 to 80 parts by weight. By setting it to 30 parts by weight or more, it becomes possible to produce a core particle with a small particle size distribution due to the aggregation of the resin particles and the colorant particles and a narrow particle size distribution. If the amount is less than 30 parts by weight, the resin particles or the colorant particles that do not participate in aggregation tend to float.
  • the aggregation of the resin particles and the wax particles to the core particles proceeds favorably, and does not participate in the aggregation of the core particles.
  • the generation of airborne wax particles and wax particles can be suppressed.
  • the heat treatment is continued for a predetermined time.
  • the time is preferably 10 minutes to 2 hours.
  • the mixture is mixed uniformly to some extent in 10 to 30 minutes, and the temperature is kept stable.
  • the pH of the mixed liquid in which the core particles, the resin particles and the wax particles are mixed is adjusted to 7 or more and 10 or less. To do. The purpose of this is to promote adhesion of the succinic particles and wax particles to the core particles. If the pH of the mixed solution is less than 7 or greater than 10, it will be difficult for the particles and wax particles to adhere to the core particles, resulting in coarse core particles and increased floating particles. Become.
  • Heat treatment is carried out for 0.5 to 5 hours, preferably 0.5 to 3 hours, more preferably 1 to 2 hours to produce aggregated particles having a predetermined particle size distribution.
  • the heat treatment may be performed while keeping the specific temperature of the wax, but is preferably 80 to 95 ° C, more preferably 90 to 95 ° C. Aggregation reaction can be accelerated, leading to reduction of processing time.
  • the flocculant is preferably added dropwise in an amount of 1 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the core particles in which the resin particles, the colorant particles and the wax particles are aggregated.
  • the amount is preferably 20 to 150 parts by weight, more preferably 30 to: L00 parts by weight, still more preferably 40 to 80 parts by weight. If the amount is too small, the agglomeration reaction does not proceed. If the amount is too large, the resulting particles tend to be coarse.
  • a water-soluble inorganic salt adjusted to a certain concentration with ion-exchanged water or the like. The concentration of the aqueous solution is preferably 5 to 50 wt%.
  • the mixed liquid is a solid solution in the liquid other than the resin particle dispersion in which the resin particles are dispersed, the colorant particle dispersion in which the colorant particles are dispersed, and the wax particle dispersion in which the wax particles are dispersed.
  • ion exchange water can be added.
  • the solid concentration in the liquid is preferably 5-40wt%! /.
  • the black toner using carbon black as the colorant is DBP oil absorbing Amount (mlZlOOg) 45-70 carbon black is preferred!
  • the main component of the surfactant used in preparing the first resin particle dispersion of core particles is a nonionic surfactant, and the surfactant used in the colorant dispersion It is preferable that the main component is a nonionic surfactant and the main component of the surfactant used in the wax dispersion is a nonionic surfactant.
  • “main component” means 50 wt% or more of the surfactant to be used.
  • the nonionic surfactant preferably has 50 to: LOOw t% based on the entire surfactant. More preferably 60: LOOwt%, still more preferably 60-90wt%.
  • the surfactant used for the first resin particle dispersion is a mixture of a nonionic surfactant and an ionic surfactant, and the surfactant used for the wax dispersion is a nonionic surface active agent. It is also preferable to use only the agent.
  • the surfactant used in the first resin particle dispersion is a mixture of a nonionic surfactant and an ionic surfactant
  • the surfactant used in the colorant dispersion is a nonionic surfactant. It is also preferable to use only the nonionic surfactant as the surfactant used in the wax dispersion. This eliminates the presence of floating colorant particles and wax particles that are not involved in agglomeration in the aqueous system, and enables formation of core particles having a small particle size, uniform and narrow! It is possible to create a sharp particle size distribution by reducing the floatation of the resin particles and making the second resin particles evenly fused to the surface of the core particles. wear.
  • the surfactant of the first resin particle dispersion in which the first resin particles are dispersed is a mixed system of a nonionic surfactant and an ionic surfactant
  • the activator has 50 to 95 wt% with respect to the entire surfactant. More preferably, it is 55-9 Owt%, More preferably, it is 60-85 wt%. By setting it to 50 wt% or more, it is possible to suppress the phenomenon that the particle size distribution of the produced core particles is widened. By making it 95% by weight or less, there is an effect of stabilizing the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion.
  • a ionic surfactant is preferred as an ionic surfactant.
  • the coagulant particles When the coagulant is acted in the aqueous medium using the coagulant particles, the colorant particles and the wax particles of such an embodiment, the coagulant particles first start to aggregate and form nuclei. Next, the colorant particles start to agglomerate around the cores of the resin particles to produce the core particles of the resin particles and the colorant particles. Wax particles are aggregated with respect to the core particles, and the colorant particles are encapsulated together with the resin particles. Since the resin particles are usually added several times or more in weight concentration compared to the colorant particles and wax particles, the core of the resin particles only aggregates on the wax particles, and the outermost surface is the resin. It is estimated that the toner covered with is formed. With this mechanism, it is thought that core particles having a small particle size, uniform and sharp particle size distribution can be formed by eliminating the presence of suspended colorant particles and wax particles in the water system. It is done.
  • the resin particle dispersion is dispersed with a surfactant mixed with a nonionic surfactant and a ionic surfactant
  • the colorant particle dispersion is a nonionic surfactant.
  • the average number of calories with ethylene oxide and the wax of the nonionic surfactant that is dispersed with the onionic surfactant and the wax particle dispersion is dispersed with the nonionic surfactant and the colorant particles are dispersed. It is preferable to increase the relationship with the average number of moles of added ethylene oxide of the nonionic surfactant in which the particles are dispersed in the order of “colorant particles ⁇ wax particles”. This is because the smaller the average number of moles of ethylene oxide added to the nonionic surfactant, the higher the cohesiveness with respect to the coagulant.
  • the average ethylene oxide addition mole number of the nonionic surfactant used for dispersing the colorant particles is preferably 18 to 33. More preferably 20-30, still more preferably Is 20-26.
  • the average ethylene oxide addition mole number of the non-ionic surfactant is smaller than 18, the cohesiveness of the colorant particles with respect to the coagulant becomes too high, and the large particles are not yet surrounded by the resin. And is not taken into the toner particles. Conversely, when the average number of moles of ethylene oxide added to the nonionic surfactant is greater than 33, the cohesiveness to the flocculant becomes too low, and the colorant particles do not aggregate and remain fine in the reaction solution. It will not be taken into the toner particles.
  • the nonionic surfactant used for dispersing the colorant particles or the wax particles contains a plurality of nonionic surfactants. Independently, even if the average ethylene oxide addition mole number of the non-ionic surfactant is not in the range of 20-30, the weight average ethylene oxide addition mole number of plural non-ionic surfactants is 20-30. Within this range.
  • the coagulability of each particle with respect to the coagulant is determined when the particle dispersion is dropped into an aqueous solution of coagulant of various concentrations (for example, magnesium sulfate aqueous solution), and the particles are aggregated to a certain size.
  • concentrations for example, magnesium sulfate aqueous solution
  • the resin particles using the ionic surfactant first aggregate. Start and create a nucleus. Next, the colorant particles using a nonionic surfactant with a small average number of moles of added ethylene oxide begin to aggregate around the cores of the resin particles, and the core particles of the resin particles and the colorant particles are aggregated. Generate.
  • the resin particles are usually added several times or more in weight concentration as compared with the colorant particles and wax particles, the nuclei of the resin particles alone are also aggregated on the wax particles, and the outermost surface is coated. It is presumed that toner covered with fat is formed. Colorant particles and wax particles are not taken into the core particles and are not added to the aggregation in the core particle dispersion. It is thought that the phenomenon that particles remain can be avoided.
  • the amount of the nonionic surfactant with respect to the colorant particles is desirably 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colorant particles in terms of dispersion stability.
  • the core particle dispersion in which the core particles are dispersed is added and mixed with the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed, followed by heat treatment.
  • a trace amount of colorant may be present on the outermost surface. If these colorants are accumulated in the electrophotographic apparatus, the image quality is adversely affected. In order to prevent such problems, it is desirable to form a fusion layer (sometimes referred to as a “shell layer”) on the core particles of the second resin particles.
  • a resin particle having a high glass transition point (Tg (° C)) is used to increase the high molecular weight from the viewpoint of ensuring the offset resistance at a high temperature. It is desirable to form the emulsified resin fine particles as the shell layer from the viewpoint of charge stability.
  • the weight ratio of the second resin particles is 5 to 50 parts by weight, preferably 5 to 35 parts by weight, More preferably, it is 10 to 20 parts by weight.
  • the purpose is to obtain the effect of achieving both low temperature fixability and durability, high temperature offset resistance and storage stability. If it is less than 5 parts by weight, the effects of durability, high-temperature offset resistance and storage stability cannot be obtained, and if it exceeds 50 parts by weight, it is difficult to obtain the effect of low-temperature fixability.
  • the second resin particle dispersion in which the second resin particles are dispersed is added to the core particle dispersion, followed by heat treatment.
  • the pH value of the second resin particle dispersion is adjusted to a certain range and then added. Is preferred. In particular, it is more effective to combine with the dripping condition of the second rosin particle dispersion.
  • the adhesion of the particles can be made favorable, or the occurrence of secondary aggregation between the core particles can be suppressed.
  • the pH value of the second resin particle dispersion assuming that the pH value of the core particle dispersion in which the core particles are dispersed is HS, the second resin particles in which the first resin particles are dispersed It is preferable to adjust the pH of the fat particle dispersion in the range of HS +4 to HS-4.
  • the range is preferably HS + 3 to HS-3, more preferably the range of HS + 3 to HS-2, and still more preferably the range of HS + 2 to HS-1.
  • the generation of floating resin particles that do not participate in the aggregation of the second resin particles is reduced, and the second resin particles can be uniformly attached to the core particle surface.
  • adhesion to the core particles is promoted, the fusion processing time is shortened, and productivity can be improved.
  • rapid coarsening of the particles can be prevented, and a sharp particle size distribution can be formed with a small particle size.
  • the adhesion of the second resin particles to the core particles can be promoted, and the fusing process can be performed in a single time.
  • the second resin particles are not fused but floated in the aqueous system, and the reaction does not proceed while the liquid remains cloudy.
  • the pH value of the second resin particle dispersion in which the second resin particles added to the core particle dispersion is dispersed is Regardless of the pH value of the core particle dispersion liquid in which the core particles are dispersed.
  • L 1.5 Preferably in the range of 5.5 to: L 1.5, more preferably 6.5 to 11, more preferably 6.5 to LO.
  • the second greaves particles adhere to the surface of the aggregated particles, the second greaves particles float in the aqueous system, and the liquid remains cloudy. Can be suppressed.
  • the pH value By setting the pH value to 11.5 or less, it is possible to suppress the tendency of the generated particles to become coarse.
  • the core particles are partially agglomerated during the adhesion and melting of the first resin particles to the core particles, thereby controlling the shape of the particles to have a spherical force and a potato shape. can do.
  • the toner shape is not a spherical shape but a potato shape. This increases the margin for cleaning.
  • the toner shape is made closer to a sphere to increase transfer efficiency.
  • the main component of the surfactant used in the second rosin dispersion is a nonionic surfactant.
  • the surfactant used in the second rosin particle dispersion is nonionic. It is also preferable to use a mixture of a surfactant and an ionic surfactant.
  • the nonionic surfactant preferably has 50 to 95 wt% with respect to the total surfactant. More preferably, it is 55 to 90 wt%, and still more preferably 60 to 85 wt%. By setting the content to 50 wt% or more, the adhesion of the second resin particles to the core particles can be promoted. By setting the content to 95 wt% or less, there is an effect of stabilizing the dispersion of the resin particles themselves in the resin particle dispersion.
  • the core particles are dispersed in the core particle dispersion in which the generated core particles are dispersed. It is preferable that the dropping rate of the second resin particles is dropped under the dropping conditions of 0.14 parts by weight Zmin to 2 parts by weight Zmin with respect to 100 parts by weight of the core particles. More preferred is 0.15 parts by weight Zmin to 1 part by weight Zmin, and particularly preferred is 0.2 parts by weight Zmin to 0.8 parts by weight Zmin.
  • the addition time of the second resin particle dispersion is not changed. Added. It is preferable that the additive is added dropwise in sequence. When a predetermined total amount is added all at once, or when it exceeds 2 parts by weight Z min, only the second resin particles are aggregated 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 water system without being attached to the core particles. May remain.
  • the second resin particle dispersion is preferably added dropwise so that the variation in the liquid temperature of the core particle dispersion in which the produced core particles are dispersed is suppressed to within 10%.
  • the stirring speed of the dispersion liquid when the second resin particles are dropped is reduced by 5 to 50% with respect to the stirring speed of the core particle dispersion liquid when the core particles are generated. It is also preferable to drop the cocoon particles. This is because the secondary agglomeration between the core particles is suppressed, and the second resin particles are uniformly fused to the core particles without floating. If the speed is reduced too much, the particle size tends to increase.
  • the pH in the aqueous system is further adjusted to the range of 7.5 to 11, and then the glass transition temperature of the second resin particle is higher than the glass transition temperature. It is also preferable to take a heat treatment for 0.5 to 5 hours at a temperature. While suppressing secondary aggregation between core particles, the surface smoothness of the particle shape can be further promoted.
  • the thickness of the resin layer fused with the second resin particles is preferably 0.2 m to 1 m. If it is thinner than this, the effects of storage stability and high temperature non-offset property will not be exhibited, and if it is thicker, low temperature fixability will be hindered.
  • the toner base particles can be obtained through an optional washing step, solid-liquid separation step, and drying step as post-steps.
  • the separation method in the solid-liquid separation step is preferably a known filtration method such as a suction filtration method or a Karo pressure filtration method from the viewpoint of productivity that is not particularly limited.
  • known drying methods such as a flash jet drying method, a fluid drying method, and a vibration type fluid drying method are preferably mentioned from the viewpoint of productivity without particular limitations.
  • a water-soluble inorganic salt is selected as the flocculant, and examples thereof include alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
  • alkali metal include lithium, potassium, and sodium
  • examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium, and barium. Of these, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are preferred! / ⁇ .
  • the counter ions (anions constituting the salt) of the alkali metal or alkaline earth metal include salt ions, bromide ions, iodide ions, carbonate ions, and sulfate ions. It is also preferable to use it after adjusting to a constant concentration with ion-exchanged water or the like.
  • nonionic surfactant examples include higher alcohol ethylene oxide adducts, alkylphenol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, and fatty acid amide ethylene oxide adducts.
  • Polyethylene glycol type nonionic surfactants such as ethylene oxide adducts of fats and oils, polypropylene glycol ethylene oxide adducts, fatty acid esters of glycerol, fatty acid esters of pentaerythritol, fatty acid esters of sorbitol and sorbitan, sucrose And polyhydric alcohol type nonionic surfactants such as alkyl esters of other alcohols, fatty acid amides of alkanolamines, and the like.
  • Polyethylene glycol-type nonionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide adducts and alkylphenol ethylene oxide adducts can be particularly preferably used.
  • aqueous medium examples include water such as distilled water and ion-exchanged water, and alcohols. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polar surfactant in the polar dispersant is generally defined as However, it can be selected appropriately according to the purpose.
  • examples of the polar surfactant include sulfate ester salt, sulfonate salt, phosphate ester, and salt.
  • cationic surfactants such as amine surfactant type, quaternary ammonium salt type, and the like.
  • surfactant examples include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium dialkylsulfosuccinate and the like.
  • cationic surfactant examples include alkylbenzene dimethyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, distearyl ammonium chloride and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • wax it is preferable to add wax to the toner in order to improve the separation property of the transfer medium such as a copy sheet on which the toner melted at the time of fixing is fixed with a heating roller, etc.! Certain effects can be achieved even with a single type of wax.
  • Preferred waxes include (0 stearyl stearate, palmityl palmitate, bearyl behenate or stearyl montanate, etc., higher alcohols having 16 to 24 carbon atoms and 16 to 24 carbon atoms.
  • fatty acid hydrocarbon waxes such as low molecular weight polypropylene wax, low molecular weight polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and fish push push wax can be suitably used.
  • the melting point of the wax is preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 110 ° C, and even more preferably 65 to: LOO ° C.
  • the temperature is lower than 50 ° C, the storage stability is poor.
  • the temperature is higher than 120 ° C, the low-temperature fixability and color glossiness are not improved.
  • the cohesiveness of the cocoon in the aqueous system decreases, and the free particles that do not aggregate in the aqueous system increase easily.
  • the amount of the wax added is preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
  • the amount is preferably 8 to 25 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight. If it is less than 5 parts by weight, the effects of low-temperature fixing property, high-temperature non-offset property, and paper separation property will not be exhibited. When the amount is more than 30 parts by weight, it is difficult to control particles having a small particle size.
  • the wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing the wax in an ion-exchanged water in an aqueous medium to which a surfactant is added.
  • the wax contains at least a first wax and a second wax
  • the endothermic peak temperature (melting point Tmw 1 (° C)) of the first wax by the DSC method is referred to.
  • Tmw 1 (° C) the endothermic peak temperature of the first wax by the DSC method
  • the melting point Tmw2 (° C) is preferably 80 to 120 ° C.
  • Tmwl is preferably 55 to 85 ° C, more preferably 60 to 85 ° C, still more preferably 65 to 75 ° C. If Tmwl is less than 50 ° C, storage stability deteriorates. Above 90 ° C, low-temperature fixability and color gloss will not improve.
  • Tmw2 is more preferably 85 to 100 ° C, still more preferably 90 to 100 ° C. If Tmw2 is less than 80 ° C, the high temperature non-offset property and the paper separation property are weakened. Above 120 ° C, the cohesiveness of the wax decreases, and floating cocoon particles that do not participate in aggregation increase in the aqueous system.
  • the toner particles when the toner particles are formed by aggregating waxes having different melting points with the resin and the colorant in the aqueous system to form the toner particles, respectively.
  • a dispersion obtained by separately emulsifying and dispersing is mixed with a rosin dispersion and a colorant dispersion and then heated and aggregated, the wax is not taken into the melt-aggregated particles, which are toner particles, due to the difference in the melting speed of the wax.
  • the particle size distribution tends to be broad without the presence of suspended particles and the aggregation of aggregated particles.
  • the wax is uniformly taken into the toner, and it is difficult to form particles with a small particle size and a narrow particle size distribution.
  • the problem that the generated particles rapidly become coarse when the second resin is melted and adhered to the core particles and shelled can not be sufficiently solved.
  • the wax particle dispersion by mixing, emulsifying and dispersing the first wax and the second wax.
  • the first wax and the second wax are heated and emulsified and dispersed in a constant mixing ratio in the emulsifying and dispersing apparatus.
  • the inputs may be separate or simultaneous, but the final dispersion preferably contains a mixture of the first wax and the second wax.
  • the wax contains at least a first citrus and a second wax, and the first wax strength is a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and 16 carbon atoms. It is preferable that an ester wax having at least one of -24 higher fatty acids is contained, and the second wax contains an aliphatic hydrocarbon wax.
  • the wax contains at least a first citrus and a second wax, and the first wax power iodine value is 25 or less, and the saponification value is from 30 to 300.
  • the second wax contains an aliphatic hydrocarbon wax. It is preferable.
  • the endothermic peak temperature (melting point Tmwl (° C)) by DSC method of the first nitrogen is 50 to 90 °. C, preferably 55 to 85 ° C, more preferably 60 to 85 ° C, still more preferably 65 to 75 ° C.
  • Tmwl (° C) melting point
  • the endothermic peak temperature (melting point Tmw2 (° C)) of the second wax by DSC method is 80 to 120 ° C, preferably Is 85-100 ° C, more preferably 90-100 ° C. If it is less than 80 ° C, storage stability will deteriorate, high temperature non-offset property and paper separation will become weak. When the temperature exceeds 120 ° C, the cohesiveness of the wax decreases, and floating wax particles that do not participate in the aggregation increase in the aqueous system. In addition, low-temperature fixability and color translucency are hindered.
  • the aliphatic hydrocarbon wax when forming aggregated particles together with a resin, a colorant and an aliphatic hydrocarbon wax in an aqueous system, is a resin. It is not easy to agglomerate with cocoa butter, and there is a tendency for the wax to float without being incorporated into the molten agglomerated particles, and the particle size distribution is broadened without agglomeration of the agglomerated particles. Easy to become.
  • the first wax is promoted to be compatible with the resin and the agglomeration of the aliphatic hydrocarbon-based tuss is promoted and uniformly incorporated, and the suspended particles To prevent the occurrence It seems that you can. Furthermore, the first wax has a tendency that the low-temperature fixability is further improved due to a part of the resin and miscibility. In addition, since the aliphatic hydrocarbon wax is less likely to be compatible with the resin, this wax can exhibit a function of improving the high temperature offset property and the separation property from the 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.
  • the first wax and the second wax are further mixed, emulsified and dispersed in the production of the wax particle dispersion. It is preferable to prepare by processing. As a result, the presence of particles floating without the particles being incorporated into the agglomerated particles is suppressed, and the phenomenon that the agglomerated particles are abruptly coarsened during shelling is suppressed, and the wax is uniformly incorporated into the toner to reduce the size. It is possible to generate particles having a narrower particle size distribution than particles having a particle size.
  • ES1 is the weight ratio of the first wax with respect to 100 parts by weight of the wax in the wax particle dispersion
  • the weight ratio of the second wax is
  • FT2ZES1 is preferably 0.2 to 10. More preferably, it is in the range of 1-9. More preferably, it is the range of 1.5-5. If the weight ratio of the first wax is less than 0.2, that is, too much, the high temperature non-offset effect cannot be obtained, and the storage stability deteriorates. If it is larger than 10, that is, if the weight percentage of the second wax is too large, low-temperature fixing cannot be realized, and the problem that the aggregated particles are easily coarsened cannot be solved. Further, when the blending ratio of FT2 is 50 wt% or more, preferably 60 wt% or more, it is a good balance ratio that can achieve both low temperature fixability, high temperature storage stability and fixing high temperature non-offset property.
  • dispersion stability is improved by treating a wax, particularly an aliphatic hydrocarbon wax, with an anionic surfactant.
  • a wax particularly an aliphatic hydrocarbon wax
  • an anionic surfactant When the particles are aggregated, the aggregated particles are coarsened and it is difficult to obtain particles having a sharp particle size distribution.
  • 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. Yes.
  • 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.
  • the amount is preferably 8 to 25 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight. If it is less than 5 parts by weight, the effects of low temperature fixing property, high temperature non-offset property and paper separation property will not be exhibited. If it exceeds 30 parts by weight, it will be difficult to control particles with a small particle size.
  • Tmw2 is higher than Tmwl by 5 ° C or more and preferably 50 ° C or less. More preferably, the temperature is 10 ° C or higher and 40 ° C or lower, and further preferably the temperature is 15 ° C or higher and 35 ° C or lower.
  • the function of the wax can be separated efficiently, and there is an effect of achieving both low-temperature fixability, high-temperature non-offset property and paper separation property.
  • the temperature is less than 5 ° C, the effects of achieving both low-temperature fixability, high-temperature non-offset properties, and poor paper separation are exhibited.
  • the temperature exceeds 50 ° C the first wax and the second wax are phase-separated and cannot be uniformly incorporated into the toner particles.
  • the preferred first wax contains at least one ester comprising at least one of a higher alcohol having 16 to 24 carbon atoms and a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms.
  • the alcohol component in addition to monoalcohols such as methyl, ethyl, propyl or butyl, glycols such as ethylene glycol or propylene glycol or a large amount thereof. And triols such as glycerin or multimers thereof, polyhydric alcohols such as pentaerythritol, sorbitan or cholesterol are preferred. When these alcohol components are polyhydric alcohols, the higher fatty acid may be a mono-substituted product or a poly-substituted product.
  • Esters consisting of higher alcohols having 16 to 24 carbon atoms and higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms such as stearyl stearate, palmityl palmitate, bearyl behenate or stearyl montanate,
  • Esters comprising a higher fatty acid having 16 to 24 carbon atoms such as pbutyl stearate, isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate and a lower monoalcohol,
  • Preferable examples include higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms, such as polyhydric alcohol multimers, and esters that have power. These waxes may be used alone or in combination of two or more.
  • the number of carbon atoms of the alcohol component and Z or acid component is less than 16, it will be difficult to perform the function as a dispersion aid. If it exceeds 24, the function as a low-temperature fixing aid will be difficult to exhibit.
  • the first wax includes a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300.
  • the second wax By using in combination with the second wax, it is possible to prevent coarsening of the particle size and to produce toner base particles having a small particle size and a narrow particle size distribution.
  • the iodine value By regulating the iodine value, the effect of improving the dispersion stability of tuss is obtained.
  • the composition can be made uniform, and particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be formed.
  • the dispersion stability becomes too good, and the aggregated particles cannot be formed uniformly with the resin and the colorant particles, and there is a tendency for the floating particles of the wax to increase. It is easy to obtain a broad particle size distribution. If airborne particles remain in the toner, filming of the photoreceptor or the like is caused. During toner multi-layer transfer in primary transfer, repulsion due to the charge effect of the toner is alleviated.
  • the saponification value is less than 30, the presence of unsaponifiable matter and hydrocarbons increases, and it becomes difficult to form uniform aggregated particles having a small particle size.
  • Photoconductor filming and toner chargeability are deteriorated, resulting in deterioration of chargeability during continuous use. If it exceeds 300, suspended matter in the water system will increase. The repulsion due to the charge action of the toner is less likely to be alleviated. In addition, capri and toner scattering increase.
  • the heat loss at 220 ° C of the wax having a defined iodine value and saponification value is preferably 8% by weight or less. If the loss on heating exceeds 8% by weight, the glass transition point of the toner is lowered and the storage stability of the toner is impaired. It adversely affects the development characteristics and causes capri and photoconductor filming. The particle size distribution of the generated toner becomes broad.
  • the number average molecular weight is 500-4500, the weight average molecular weight is 600-9000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight Z number average molecular weight) is 1.01-7, and the Z average molecular weight Number average molecular weight ratio (Z average molecular weight Z number average molecular weight) is 1.02 to 9, more preferably number average molecular weight is 700 to 4000, weight average molecular weight is 800 to 8000, ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (Weight average molecular weight Z 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 Z number average molecular weight) is 1.02 to 8.
  • the number-average molecular weight is small tool weight average molecular weight than 100 small instrument molecular weight maximum peak from 200 5 storage stability when it comes to being located in a range smaller than X 10 2 to bad I spoon. Also The handling property in the developing device is lowered, and the toner density uniformity is hindered. It causes toner photoconductor filming. The particle size distribution of the generated toner becomes broad.
  • Weight average molecular weight greater than 5000 and weight average molecular weight greater than 10000 Weight average Molecular weight to number average molecular weight ratio (weight average molecular weight Z number average molecular weight) greater than 8 Z average molecular weight and number average molecular weight
  • ratio Z average molecular weight Z number average molecular weight
  • the releasing action is weakened low temperature fixability descend. It becomes difficult to reduce the particle size of the generated particles when the wax emulsified dispersed particles are generated.
  • the first wax is 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. These derivatives are also preferably used. One type or a combination of two or more types can be used.
  • Meadowfoam oil fatty acid, metal salt of meadowfoam oil fatty acid, meadowfoam oil fatty acid ester, hydrogenated meadowfoam oil or meadowfoam oil triester can be preferably used as the meadowfoam oil derivative.
  • An emulsified dispersion having a small particle size and a uniform particle size distribution can be prepared. It is a preferred material that is effective for low-temperature fixability, long life of the developer, and improved transferability in oilless fixing. These can be used alone or in combination.
  • the metal salt may be a metal salt such as sodium, potassium, strength, magnesium, norlium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, or aluminum. High temperature non-offset property is good.
  • Meadowfoam oil fatty acid esters include, for example, esters such as methyl, ethyl, butyl glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, or trimethylolpropane, and in particular, meadow foam fatty acid pentaerythritol monoester and medform. Oil fatty acid pentaerythritol triester or meadow foam oil fatty acid trimethylolpropane ester is preferred. Effective for low-temperature fixability.
  • Hydrogenated Meadowfoam oil is obtained by hydrogenating Meadowfoam oil to form unsaturated bonds as saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.
  • an esterification reaction product of a meadowfoam oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, or the like is converted into tolylene diisocyanate (TD 1), diphenylmethane 4, 4,
  • TD 1 tolylene diisocyanate
  • diphenylmethane 4 4, 4
  • An isocyanate polymer of a meadow foam oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with an isocyanate such as diisocyanate (MDI) can also be preferably used. It is possible to extend the life of a two-component developer with less scavenging on the carrier.
  • the jojoba oil derivatives include 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, and many jojoba oil fatty acids.
  • An isocyanate polymer of a monohydric alcohol ester and a halogenated modified jojoba oil can also be preferably used.
  • An emulsified dispersion having a uniform particle size distribution with a small particle size can be prepared. Easily mix and disperse rosin and wax. This is a preferable material that is effective for low-temperature fixability in oil-less fixing, long life of the developer, and improved transferability. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Jojoba oil fatty acid obtained by saponification of jojoba oil also has a fatty acid power of 4 to 30 carbon atoms.
  • 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.
  • Examples of the jojoba oil fatty acid ester include esters such as methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, and trimethylolpropane. Particularly, jojoba oil fatty acid pentaerythritol monoester, jojoba oil fatty acid ester. Erythritol triester, jojoba oil fatty acid trimethylolpropane ester and the like are preferable. Effective for low-temperature fixability.
  • Hydrogenated jojoba oil is obtained by hydrogenating jojoba oil to make unsaturated bonds saturated bonds. Low temperature fixability and glossiness can be improved.
  • an esterification reaction product of jojoba oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, or trimethylolpropane is converted into tolylene diisocyanate (TDI), diphenol.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • An isocyanate polymer of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with isocyanate such as -methane 4,4'-disiciocyanate (MDI) can also be preferably used. It is possible to extend the life of the two-component developer with less scavenging on the carrier.
  • Keny rating refers to the number of milligrams of potassium hydroxide required to saponify sample lg.
  • the iodine value refers to the amount of halogen absorbed when a halogen is allowed to act on the sample, expressed in terms of g relative to the sample lOOg. This is the number of grams of iodine absorbed. The larger this value, the higher the degree of unsaturation of fatty acids in the sample.
  • Endothermic peak temperature by melting point
  • onset temperature and endothermic measurement by DSC method differential scanning calorimeter measurement method of wax are manufactured by TA Instruments, Q100 type (genuine electric refrigerator for cooling)
  • the measurement mode is “Standard”
  • the purge gas (N2) flow rate is 50 ml Zmin
  • the power is turned on
  • the temperature in the measurement cell is set to 30 ° C
  • the sample is left in that state for 1 hour.
  • the sample to be measured was placed in a genuine aluminum pan as a sample amount of 10 mg ⁇ 2 mg, and the aluminum pan containing the sample was placed in 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 CZmin.
  • “Universal Analysis Version 4.0” attached to the apparatus was used.
  • the temperature of the empty aluminum crimp pan that is the reference on the horizontal axis The heat flow is plotted on the vertical axis, the temperature at which the endothermic curve starts to rise from the baseline is the onset temperature, and the peak value of the endothermic curve is the endothermic peak temperature (melting point).
  • one or two materials of hydroxy stearic acid derivatives, glycerin fatty acid esters, glycol fatty acid esters or sorbitan fatty acid esters are also preferred. Use in combination of more than one type 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.
  • Oilless fixing having low temperature fixing, high glossiness, and translucency can be realized.
  • the life of the developer is extended with oilless fixing.
  • Hydroxy stearic acid derivatives include methyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate, propylene glycol mono 12-hydroxy stearate, glycerin mono 12-hydroxy stearate or ethylene glycol mono 12-hydroxy stearate Etc. are suitable materials. It has low-temperature fixability, oil separation improvement effect, and photoconductor filming prevention effect in oilless fixing.
  • Glycerin fatty acid esters include glycerin stearate, glycerin distearate, glycerin tristearate, glycerin mononoremitate, glycerin dinonoremitate, glycerin trinoremitate, glycerin behenate, glycerin dibehenate, glycerine tribenate, and glycerin.
  • Mono millistart, glycerin dimyristate or glycerin trimiristart is a suitable material. It has the effect of alleviating cold offset at low temperatures and preventing transfer deterioration in oilless fixing.
  • glycol fatty acid esters examples include propylene glycol fatty acid esters such as propylene glycol monopalmitate and propylene glycol monostearate, ethylene glycol monoleate such as ethylene glycol monostearate and ethylene glycol monopalmitate. Fatty acid esters are preferred materials. Low temperature fixability, good slippage during development and prevention of carrier vent.
  • sorbitan fatty acid esters sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tripalmitate, and sorbitan tristearate are suitable materials. Furthermore, it is also possible to use one kind or a combination of two or more kinds of materials such as stearic acid ester of pentaerythritol and mixed esters of adipic acid and stearic acid or oleic acid. It has the effect of improving paper separation in oilless fixing and the effect of preventing photoconductor filming.
  • fatty acid hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and wet push push wax can be suitably used.
  • the wax particle dispersion is prepared by heating, melting, and dispersing wax in ion-exchanged water in an aqueous medium to which a surfactant is added.
  • 16% diameter (PR16) force 3 ⁇ 40 ⁇ 100Nm, 50% diameter (PR50) force 0 ⁇ 160 ⁇ m, 84 0/0 size (PR 84) force S260mn hereinafter, PR 84 / PR16 power from 1.2 to 1. 8 is there. Particles of 150 nm or less are 65 volume% or more, and particles exceeding 400 nm are 10 volume% or less. More preferably ⁇ Also, 16 0/0 diameter (PR16) force S20 ⁇ 60mn, 50 0/0 diameter (PR50) force S40 ⁇ 120nm, 84% diameter (PR 84) force S220nm hereinafter, PR 84 / PR16 force from 1.2 to 1 8 is. Particles of 130 nm or less are 65% by volume or more, and particles exceeding 300nm are 10% by volume or less.
  • a 50% diameter (PR50) force is set to 0 to 300 nm and finely dispersed.
  • the wax is easy to be taken in between the resin particles, preventing aggregation between the waxes itself, and the dispersion can be made uniform. Eliminates particles that are taken into the cocoon particles and float in the water [0193] Further, when the aggregated particles are heated in an aqueous system to obtain molten aggregated particles, the melted wax particles surround and include the melted wax particles due to the surface tension. The release agent is easily included.
  • PR16 force S200mnJ Redirecting a fence 50 0/0 diameter (PR50) force S300mnJ Redirecting a fence, larger than the large instrument PR84ZPR16 2.
  • PR84 force S400nm 200 nm or less of the particles less than 65 vol%
  • agglomerated particles When agglomerated particles are obtained by heating the agglomerated particles in an aqueous system, the melted wax particles are in a form that includes the melted wax particles, and the wax is encapsulated in the resin. Further, when the resin is adhered and fused, the amount of the wax exposed and released on the surface of the toner base increases, filming on the photoconductor, increased scavenging on the carrier, and handling properties during development are reduced. Memory is likely to occur.
  • PR16 force from 20nm / J 50% diameter (PR50) force from 40nm / J
  • PR84 / PR16 is smaller than 1.2
  • the load increases during dispersion, heat generation increases, and productivity tends to decrease.
  • a wax melt obtained by melting the wax at a wax concentration of 40 wt% or less in a medium added with a dispersant maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax is rotated at a high speed through a fixed gap with a fixed body.
  • the wax particles can be dispersed in the fine yarn field by emulsifying and dispersing by the action of high shear force generated by the rotating body.
  • 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 re-aggregate, so that a stable dispersion state can be maintained, and the standing stability of the particle size distribution is improved.
  • a molten liquid is prepared by heating in a high pressure state.
  • the wax is dissolved in an oily solvent. This solution is obtained by dispersing fine particles in water together with a surfactant and a polymer electrolyte using a disperser shown in FIGS. 3, 4, 5 and 6, and then evaporating the oily solvent by heating or decompressing. It is done.
  • 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.
  • LA920 Horiba laser diffraction particle size measuring device
  • SALD2100 Shimadzu laser diffraction particle size measuring device
  • Examples of the resin fine particles of the toner of the present embodiment include a thermoplastic binder resin.
  • Specific examples include styrene, poly (chlorostyrene), (styrenes such as X-methylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc.
  • Acrylic monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, Forces such as fumaric acid
  • Single polymers such as unsaturated polyvalent carboxylic acid monomers having a loxyl group as a dissociating group, copolymers obtained by combining two or more of these monomers, or mixtures thereof are listed. I can make it.
  • the content of the resin particles in the resin particle dispersion is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight.
  • the glass transition point of the 1st resin particle to comprise is 45 to 60 degreeC, and a soft transition point is 90 to 140 degreeC. More preferably, the glass transition point is 45 ° C to 55 ° C, the soft transition point is 90 ° C to 135 ° C, and still more preferably, the glass transition point is 45 ° C to 52 ° C, and the soft transition point is 90 ° C to 130 ° C.
  • the weight average molecular weight (Mw) is 10,000 to 60,000, and the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) MwZMn is 1.5 to 6 is preferred.
  • the weight average molecular weight (Mw) is preferably 10,000 to 50,000, and the ratio MwZMn of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 1.5 to 3.9. More preferably, the weight average molecular weight (Mw) is 10,000 to 30,000, and the ratio Mw ZMn of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 1.5 to 3.
  • the glass transition point of the first resin particles is less than 45 ° C, the core particles become coarse. Storage stability and heat resistance are reduced. If it exceeds 60 ° C, the low-temperature fixability deteriorates. When Mw is smaller than 10,000, the core particles become coarse. Storage stability and heat resistance are reduced. If it is larger than 60,000, the low-temperature fixability deteriorates. If MwZMn is larger than 6, the shape of the core particle is not stable, becomes irregular, and irregularities remain immediately on the particle surface, resulting in poor surface smoothness.
  • a resin-fused layer by fusing the second resin particles to the core particles to form a resin-fused layer.
  • the glass transition point is 55 ° C to 75 ° C. C, soft spot 140 ° C ⁇ 180 ° C, weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) 50,000 ⁇ 500,000, weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight ( Mn) ratio MwZMn is 2 to: LO is preferred.
  • the glass transition point is 60 ° C to 70 ° C
  • the soft melting point is 145 ° C to 180 ° C
  • the Mw is 80,000 to 500,000
  • the MwZMn is 2 to 7.
  • 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
  • Mw / Mn is 2 to 5.
  • the aim is to improve durability, high-temperature offset resistance, and separability by promoting thermal fusion of the core particle surfaces and increasing the soft saddle point. If the glass transition point of the second resin particles is less than 55 ° C, secondary aggregation tends to occur. Moreover, storage stability deteriorates. 75 If it exceeds ° C, the heat-fusibility to the core particle surface will be poor and the uniform adhesion will be reduced. If the soft particle point of the second resin particle is less than 140 ° C, durability, high-temperature offset resistance, and separability will be reduced. When it exceeds 180 ° C, glossiness and translucency deteriorate.
  • MwZMn By making MwZMn 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. If the second wax particle Mw is less than 50,000, the durability, high temperature non-offset property, and paper separation property will decrease. If it exceeds 500,000, the low-temperature fixability, glossiness, and translucency will decrease.
  • the first resin particles should preferably be 50 parts by weight or more, more preferably 65 parts by weight or more, and still more preferably 80 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total toner. is there.
  • the molecular weights of resin, wax and toner are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using several types of monodisperse polystyrene as standard samples.
  • the equipment is the HLC8120GPC series manufactured by Tosoh Corporation, the column is TSKgel superHM—H H4000 / H3000 / H2000 (6. Omml. D. — 150mmX 3), eluent THF (Terahydrofuran), flow rate 0. 6 mLZmin, sample concentration 0.1%, injection volume 20 L, detector RI, measurement temperature 40 ° C, pretreatment for measurement is to dissolve the sample in THF, leave it for a while and filter it with a 0.45 m membrane filter. The rosin component from which additives such as silica have been removed is 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 the calibration curve obtained with several types of monodisperse polystyrene standard samples.
  • the soft spot of the binder resin is determined by the constant load extrusion capillary rheometer flow tester (CFT500) from Shimadzu Corporation while heating a 1 cm 3 sample at a heating rate of 6 ° C / min.
  • CFT500 constant load extrusion capillary rheometer flow tester
  • the glass transition temperature of rosin was raised to 100 ° C using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-50), allowed to stand at that temperature for 3 minutes, and then the temperature drop rate was 10 ° C Zmin. Until room temperature When a cooled sample was heated at a heating rate of 10 ° CZmin and the thermal history was measured, the maximum line between the baseline extension below the glass transition point and the peak rising partial force peak peak The temperature at the intersection with the tangent indicating the slope.
  • cyan pigment of the colorant (pigment) used in the present embodiment CI pigment 'blue 15: 3 or the like phthalocyanine and its derivative blue dyed pigment can be preferably used.
  • Hostaperm B2G Pigment Phthalocyanine pigments such as Blue 15: 3
  • Dainippon Ink KETBL UE111 Dainippon Ink KETBL UE111
  • FASTOGEN BLUE CT-BX130 Sanyo Dye SANDYESUPERBLUE1809, etc.
  • Sanyo Dye SANDYESUPERBLUE1809 etc.
  • Yellow pigments include CI pigments 'Yellow 1, 3, 74, 97 or 98 acetoacetate arylamide monoazo yellow pigments, CI pigments' Yello 12, 13, 14, 17 etc.
  • a yellow pigment, CI Solven Yellow 19, 77, 79 or CI Dayspour 'Yellow 164 is blended, and a CI pigment' Yellow 9 3, 180, 185 is particularly preferred.
  • magenta pigments examples include CI pigments 'Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 1 22, 5 etc., CI solvent' Red 49, 52, 58, 8 Red dyes such as can be preferably used.
  • carbon black can be suitably used.
  • the carbon black has a DBP oil absorption (mlZlOOg) of 45 to 70.
  • it is 45-63, More preferably, it is 45-60, More preferably, it is 45-53.
  • the particle size of carbon black is preferably 20 to 40 nm. Preferably the particle size is 20-35 nm.
  • the particle diameter is an arithmetic average diameter measured by an electron microscope. When the particle size is large, the coloring power decreases. When the particle size is small, dispersion in the liquid becomes difficult.
  • # 52 particle size 27nm, DBP oil absorption 63ml / 100g
  • # 50 28nm, 65ml / 100g
  • # 47 23nm, 64mlZl00g
  • # 45 24nm
  • # 45L 24nm, 45ml / 100g
  • Cabot REGAL250R 35 ⁇ m, 46mlZl00g
  • REGAL330R 25nm, 65ml ZlOOg
  • MOGULL 24nm, 60ml / 100g
  • DBP oil absorption JISK6217 was measured by mixing 20 g (Ag) of a sample dried at 150 ° C ⁇ 1 ° C for 1 hour in an absorption meter (Brabender, spring tension 2.68 kgZcm). Turn on the mixer and set the limit switch to about 70% of the maximum torque in advance, and then rotate the mixer. At the same time, add DBP (specific gravity: 1.045 to 1.050 gZcm 3 ) from the automatic burette at a rate of 4 mlZmin. As the end point is approached, the torque increases rapidly and the limit switch is turned off. The DBP amount (BmlOO / A) (ml / 100g) per sample lOOg is also obtained for the DBP amount (Bml) and sample weight force added so far.
  • DBP specific gravity: 1.045 to 1.050 gZcm 3
  • inorganic fine powder is mixed and added as an external additive.
  • external additives include silica, alumina, titanium oxide, zirconium oxide, magnesia, ferrite, magnetite and other metal oxide fine powders, barium titanate, calcium titanate, titanates such as strontium titanate, barium zirconate, A mixture of these is used, such as calcium zirconate and strontium zirconate.
  • External additives are hydrophobized as necessary.
  • silicone oil-based material treated as the external additive examples include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, and methacryl-modified silicone.
  • An external additive that is treated with at least one selected from the group consisting of oil oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and chlor-modified silicone oil is preferably used.
  • SH200, SH510, SF230, SH203, BY16-823 or ⁇ MA BY16-855B from Toray Dow Corning Silicone are listed.
  • Treatment is a method of mixing external additives and materials such as silicone oil with a mixer such as a Henschel mixer (FM 20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), or a method of spraying silicone oil-based materials onto the external additives
  • a mixer such as a Henschel mixer (FM 20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.)
  • a method of spraying silicone oil-based materials onto the external additives There is a method in which a silicone oil-based material is dissolved or dispersed in a solvent, mixed with an external additive, and then removed to remove the solvent. It is preferable that 1 to 20 parts by weight of the silicone oil-based material is blended with respect to 100 parts by weight of the external additive.
  • silane coupling agents include dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, aryldimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, arylphenyldichlorosilane, benzylmethylchlorosilane, and vinyltriethoxysilane.
  • ⁇ -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 the wet method to react.
  • the external additive having positive electrode charging property is treated with aminosilane, amino-modified silicone oil or epoxy-modified silicone oil.
  • Hexamethyldisilazane dimethyldichlorosilane is also used to enhance hydrophobic treatment.
  • silicone oil treatments are preferable.
  • fatty acids it is also preferable to treat the surface of the external additive with one or more types (hereinafter referred to as fatty acids).
  • table Surface-treated silica or titanium oxide fine powder is more preferable.
  • fatty acids or fatty acid metal salts include strength prillic acid, strength purine acid, undecyl acid, lauric acid, myristylic acid, parimitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, rataceric acid, oleic acid, and erucic acid , Sorbic acid or linoleic acid. Of these, fatty acids having 12 to 22 carbon atoms are preferred.
  • Examples of the metal constituting the fatty acid metal salt include aluminum, zinc, calcium, magnesium, lithium, sodium, lead, and sodium. Among these, aluminum, zinc, and sodium are preferable. Particularly preferred is aluminum distearate (Al (OH) (C H
  • dimonofatty acids such as aluminum monostearate (A1 ( ⁇ H) (C H COO)), etc.
  • Lumi-um mono fatty acid aluminum. Having an OH group can prevent overcharging and suppress poor transfer. In addition, the processability with external additives is considered to improve during processing.
  • Examples of the aliphatic amide include carbons 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, and lignolineric acid amide.
  • a saturated or monovalent unsaturated aliphatic amide having the number 16-24 is preferably used.
  • fatty acid esters include esters of stearyl stearate, palmityl palmitate, bearyl behenate, stearyl montanate, and the like and higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms and higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms.
  • Esters of higher fatty acids having 16 to 24 carbon atoms and lower monoalcohols such as butyl stearate, isobutyl behenate, propyl montanate or 2-ethylhexyl oleate, or fatty acid pentaerythritol monoester, fatty acid Pentaerythritol triester or fatty acid trimethylolpropane ester is preferably used.
  • the surface of the external additive to be treated is treated with a coupling agent and polysiloxane such as Z or silicone oil, and then treated with a fatty acid or the like.
  • a coupling agent and polysiloxane such as Z or silicone oil
  • Fatty acids and the like are dissolved in a hydrocarbon-based organic solvent such as toluene, xylene or hexane, and external additives such as silica, titanium oxide, and alumina are mixed in a disperser and wet-mixed. It is produced by adhering to the surface of the agent, subjecting it to a surface treatment, and then performing a drying treatment by distilling off the solvent.
  • a hydrocarbon-based organic solvent such as toluene, xylene or hexane
  • external additives such as silica, titanium oxide, and alumina
  • the mixing ratio of the polysiloxane and the fatty acid or the like is preferably 1: 2 to 20: 1.
  • the amount of fatty acid or the like is larger than the ratio force S1: 2
  • the charge amount of the external additive becomes high, the image density is lowered, and charge-up is likely to occur in the two-component development.
  • the amount of fatty acid or the like is less than 20: 1, the effect on transfer loss and reverse transferability decreases.
  • the loss on ignition of the external additive whose surface is treated with a fatty acid or the like is preferably 1.5 to 25 wt%. More preferably, it is 5-25 wt%, More preferably, it is 8-20 wt%. 1. If it is less than 5 wt%, the function of the treating agent will not be sufficiently exerted, and the effect of improving the chargeability and transferability will not be exhibited. If it exceeds 25 wt%, there will be untreated agent, which will adversely affect developability and durability.
  • the surface of the toner base particles produced according to the present invention is formed only with a resin, so that it is advantageous in terms of charge uniformity. This is because compatibility with the external additive to be used is important with respect to retention.
  • the external additive It is preferable to add 6 parts by weight of the external additive. If the average particle size is smaller than 6 nm, filming on suspended particles and the photoconductor is likely to occur. The occurrence of reverse transcription during transcription cannot be suppressed. If it exceeds 200 nm, the fluidity of the toner deteriorates. If it is less than 1 part by weight, the fluidity of the toner will deteriorate. The occurrence of reverse transcription during transcription cannot be suppressed. If the amount exceeds 6 parts by weight, floating particles and filming on the photoconductor are likely to occur. High temperature non-offset property is deteriorated.
  • the average particle size is 6 ⁇ ! 0.5 to 2.5 parts by weight of external additive having a particle size of 20 nm to 100 parts by weight of toner base particles, and 100 parts by weight of toner having an external additive of 20 nm to 200 nm. It is also preferable to add at least 0.5 to 3.5 parts by weight based on the external addition.
  • an external additive whose function is separated according to this example, the charge imparting property and the charge retaining property are improved, and a margin can be further taken against reverse transfer at the time of transfer, omission and toner scattering. At this time, the average particle size is 6 ⁇ !
  • the ignition loss of an external additive of ⁇ 20 ⁇ m is 0.5 to 20 wt%, and the ignition loss of an average particle diameter of 20 nm to 200 nm is 1.5 to 25 wt%. Ignition loss with an average particle size of 20nm to 200nm and an average particle size of 6 ⁇ ! By increasing the ignition loss more than ⁇ 20nm external additive, it has the effect of reverse charge during transfer and dropout during charging.
  • the loss on ignition at an average particle size of caliber 20 nm to 20 nm is less than 0.5 wt%, the transfer margin for reverse transfer and hollow out becomes narrow. If it exceeds 20 wt%, the surface treatment becomes uneven and variation in charging occurs.
  • the ignition loss is preferably 1.5 to 17 wt%, more preferably 4 to 10 wt%.
  • the loss on ignition with an average particle size of 20 nm to 200 nm is less than 1.5 wt%, the transfer margin for reverse transfer and hollow out becomes narrow. If it exceeds 25 wt%, the surface treatment will become uneven, resulting in uneven charging.
  • the ignition loss is preferably 2.5 to 20 wt%, more preferably 5 to 15 wt%.
  • the average particle size is 6 ⁇ !
  • External additive with ⁇ 20nm and loss on ignition of 0.5 ⁇ 20wt% is 0.5 ⁇ 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner base particles, and average particle size is 20 ⁇ ! ⁇ 100nm, ignition loss of 1.5 ⁇ 25wt% 0.5 ⁇ 3.5 parts by weight of toner based on 100 parts by weight of toner base particles, average particle size ⁇ !
  • This functionally separated external additive that specifies the average particle size and loss on ignition reduces charge imparting and charge retention, reverse transfer during transfer, and improvement of voids, as well as removal of deposits on the carrier surface. An effect is obtained.
  • an external additive having a positive charge property with an average particle diameter of 6 nm to 200 nm and an ignition loss of 0.5 to 25 wt% is further added to 0.2 to 1.5 wt. Per 100 wt parts of the toner base particles. External department I also like to work.
  • 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. 1. If the amount exceeds 5 parts by weight, fogging during development increases.
  • the ignition loss is preferably 1.5 to 20 wt%, more preferably 5 to 19 wt%.
  • the average particle size is a value obtained by taking an enlarged photograph with SEM and calculating the average value of the major and minor axes of about 100 particles.
  • Loss on drying (%) [Loss on drying (g) Z sample amount (g)] X 100.
  • Loss on ignition (%) [Loss on ignition (g) Z sample amount (g)] X 100
  • the moisture content of the treated external additive is lwt% or less.
  • it is 0.5 wt% or less, more preferably 0.1 wt% or less, and even more preferably 0.05 wt% or less. If it exceeds lwt%, 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.
  • the degree of hydrophobicity is measured by methanol titration, and 0.2 g of the product to be tested is weighed into 50 ml of distilled water placed in a 250 ml beaker. At the tip, add methanol from the burette infiltrated in the liquid until the total amount of the external additive is wet. In that case, slowly stir slowly with an electromagnetic stirrer. The degree of hydrophobicity is calculated from the amount of methanol a (ml) essential for complete wetting by the following formula.
  • toner base particles having a volume average particle diameter of 3 to 7 ⁇ m and a particle diameter of 2.52 to 4 ⁇ m in the number distribution of the toner base particles including a binder resin, a colorant, and a wax.
  • the toner base particles containing toner base particles of 5% by volume or less and having a particle size of 4 to 6.06 m in the volume distribution is 46, and the particle size of 4 to 6.06 m in the number distribution is 46%.
  • the toner base particles have a volume average particle size of 3 to 6.5 / zm and a number distribution of 2.52 to 4 / ⁇ ⁇ . %, a 4-6.06 mother toner particles having a particle size of m is 35 to 75 vol% in the volume distribution, the toner base particles is 3 vol 0/0 or less having a particle size of more than 8 m in volume distribution In the range of P46ZV46 force SO.
  • the coefficient of variation in volume average particle size is 10 to 20%
  • the coefficient of variation in number particle size distribution is 10 to 23%.
  • the toner base particles have a volume average particle diameter of 3 to 5 m
  • the number distribution of toner base particles having a particle diameter of 2.52 to 4111 is 40 to 75% by number.
  • 06 toner base particles having a particle size of mu m is 45 to 75 volume 0/0, contains the following toner base particles 1 vol% having a particle size of more than 8 mu m in the volume distribution, P46ZV46
  • the coefficient of variation in volume average particle diameter is 10-15%
  • the coefficient of variation in number particle size distribution is 10-18%.
  • the fine powder in the toner affects the fluidity of the toner, image quality, storage stability, filming on the photoconductor, developing roller and transfer body, aging characteristics, transferability, and in particular, multi-layer transfer in the tandem system. In addition, it affects the non-offset property, glossiness, and translucency of oilless fixing. In toners that contain wax such as wax to achieve oil-less fixing, the amount of fine powder affects the balance with tandem transferability. [0255] When the volume average particle diameter exceeds 7 m, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When the volume average particle size is less than 3 ⁇ m, it becomes difficult to handle toner particles during development.
  • toner base particles having a particle diameter of 2.54 to 4 m in the number distribution is less than 10%, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When it exceeds 75% by number, it becomes difficult to handle the toner base particles during development. In addition, filming on the photosensitive member, developing roller, and transfer member is likely to occur. In addition, fine powder tends to be offset easily because of its high adhesion to the heat roller. Also, in the tandem system, toner aggregation tends to be strong, and the second color transfer failure tends to occur during multi-layer transfer. An appropriate range is required.
  • toner base particles having a particle size of 8 ⁇ m or more in the volume distribution exceeds 5% by volume, the image quality deteriorates. Causes transfer failure.
  • 3 when it is smaller than P46ZV46 force .5, the fine powder abundance is excessive, fluidity is deteriorated, transferability is deteriorated, and the ground strength pre is deteriorated.
  • it is larger than 5
  • P46ZV46 can be used as an index for making the toner particles small and narrowing the particle size distribution.
  • the coefficient of variation is obtained by dividing the standard deviation of the toner particle diameter by the average particle diameter. 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 by dividing (n-1) when measuring n particle systems.
  • the coefficient of variation represents the extent of the particle size distribution. 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 is difficult and causes cost increase. If the coefficient of variation of volume particle size distribution is greater than 25% or the coefficient of variation of number particle size distribution is greater than 28%, the particle size distribution becomes broad and the toner The cohesiveness of the toner becomes stronger, and filming to the photoconductor, transfer failure, and recovery of residual toner in a cleaner-less process become difficult.
  • the particle size distribution is measured using a Coulter Counter TA-II (Coulter Counter), connected to an interface (manufactured by Nikkiki) that outputs the number distribution and volume distribution, and a personal computer.
  • Electrolytic solution with a surfactant sodium lauryl sulfate
  • Electrolytic solution with a surfactant sodium lauryl sulfate
  • the electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 3 minutes with an ultrasonic disperser.
  • a 70 ⁇ m aperture was used with Coulter Counter TA-II.
  • the particle size distribution measurement range is 1.26 m to 50.8 m.
  • the force of less than 2.0 m has low measurement accuracy and measurement reproducibility due to external noise and other factors. Because, it is not practical. Therefore, the measurement area was set to 2.0 ⁇ m to 50.8 ⁇ m.
  • the degree of compression is calculated from the static bulk density and the dynamic bulk density, and is one of the indicators of toner fluidity.
  • Toner fluidity is affected by the toner particle size distribution, toner particle shape, external additives, and the type and amount of wax. If the toner particle size distribution is narrow and the amount of fine powder is small, the toner surface is uneven and the shape is close to a sphere, the amount of external additive added is large, or the particle size of the external additive is small, the degree of compression will be It becomes smaller and the fluidity of the toner becomes higher.
  • the degree of compression is preferably 5 to 40%. More preferably, it is 10 to 30%. It is possible to achieve both oilless fixing and tandem multi-layer transfer.
  • this embodiment has a plurality of toner image forming stations including a photosensitive member, a charging unit, and a toner carrier, and visualizes an electrostatic latent image formed on the image carrier.
  • a primary transfer process in which an endless transfer member is brought into contact with the image bearing member and transferred to the transfer member is sequentially executed in order to form a multilayer transfer toner image on the transfer member.
  • 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 peripheral speed of the photoconductor ⁇ v (mmZs) and taking the transfer position where dl / v ⁇ 0.65
  • both miniaturization of the machine and printing speed can be achieved. It is.
  • it is essential to shorten the interval between multiple toner image forming stations and increase the process speed. is there.
  • the above value is considered to be 0.65 or less.
  • the toner with a specific particle size is selectively developed during repeated use, and if the flowability of each toner particle is significantly different, the chance of frictional charging differs, resulting in variations in charge amount and more transferability. It will cause deterioration.
  • the toner or the two-component developer of the present embodiment the charge distribution is stabilized, the toner is prevented from being overcharged, and the fluidity fluctuation can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent a decrease in transfer efficiency without sacrificing the fixing characteristics, a dropout of characters during transfer, and a reverse copy.
  • oil is not used as a means for fixing toner, and it is preferably used for an electrophotographic apparatus having an oilless fixing fixing process.
  • the heating means electromagnetic induction heating is preferable in terms of shortening the warm-up time and saving energy.
  • a transfer medium such as copy paper on which toner is transferred is passed between the rotary heating member and the rotary pressurizing member, and fixed.
  • the rotary heating member The ohm-up time is very fast compared to when using a conventional halogen lamp. For this reason, since the rotary pressurizing member is sufficiently heated, the copying operation is started in a state, so that low temperature fixing and a wide range of offset resistance are required.
  • a fixing belt in which the heating member and the fixing member are separated.
  • a heat resistant belt of a nickel electric belt or a polyimide belt having heat resistance and deformability is preferably used.
  • silicone rubber, fluorine rubber, or fluorine resin is used as the surface layer.
  • the toner With the toner having releasability without using oil, it is no longer necessary to apply release oil. However, if the release oil is not applied, the toner may jump due to the effect of electrification as soon as it is charged and an unfixed toner image comes close to the heating member or fixing member. It tends to occur especially at low temperatures and low humidity.
  • 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.
  • a functional silicone resin was obtained. Further, the fluorine-modified silicone resin was measured by weighing 10 g of lOOg and aminosilane coupling agent ( ⁇ -aminopropyltriethoxysilane) in terms of solid content, and dissolved in 3 OOcc of toluene solvent.
  • aminosilane coupling agent ⁇ -aminopropyltriethoxysilane
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are methyl and m is the average degree of polymerization, which is 100.
  • RR 2, R 3, R 4, R 5, R 6 is Mechino n is the average degree of polymerization of 80.
  • Table 1 shows the dispersion of the resin particles according to the present invention prepared as an example of preparing a resin particle dispersion.
  • Liquid (RL1, RL2, RL3, RH1, RH2, rl4, rl5, rh3, rh4) This shows the characteristics of the binding resin obtained in this way.
  • Mn is the number average molecular weight
  • Mw is the weight average molecular weight
  • Mz is the Z average molecular weight
  • MwZMn is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) Mw / Mn
  • MzZMn is the ratio of the Z average molecular weight (Mz) to the number average molecular weight (Mn) MzZMn
  • Mp is the molecular weight peak value
  • Tg (° C) is the glass transition point
  • Ts (° C) is the softening point.
  • Table 2 shows the nonionic amount ( g ) and the anionic amount ( g ) of the surfactant used in each resin particle dispersion and the ratio (wt%) of the nonionic amount to the total surfactant amount.
  • a monomer solution consisting of 240. lg of styrene, 59.9 g of n-butyl acrylate and 4.5 g of acrylic acid was added to 440 g of ion-exchanged water in a nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: Pol 400) 7.2g, Anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20—F (20wt% concentration)) 24g (Substantial cation amount 4.8g), Dodecanethiol 6g Dispersed, 4.5 g of potassium persulfate was added thereto, and emulsion polymerization was performed at 75 ° C.
  • a nonionic surfactant manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: Pol 400
  • Anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku, Neogen S20—F (20wt% concentration)
  • each resin particle dispersion RL2 RL3 RH1 RH2 rl4 rl5 rh3 rh4 was used for each resin particle dispersion based on the preparation of the resin particle dispersion RL1. The amount of monomer etc. is shown.
  • Table 7 shows the wax materials used and their characteristics, respectively, in preparation of the wax particle dispersion according to this example, which was formed as an example of preparation of the wax particle dispersion. Indicates.
  • Fig. 3 shows a schematic diagram of a stirrer / disperser (TK Film Mix manufactured by Tokushu Kaika Co., Ltd.), and Fig. 4 shows a top view.
  • 801 is an outer tank, in which cooling water is injected from 808 and discharged from 807.
  • 802 is a dam plate that blocks the liquid to be treated, and has a hole in the center.
  • 803 is a rotating body that rotates at a high speed and is fixed to the shaft 806 and can rotate at a high speed. On the side of the rotating body, a hole of about 1 to 5 mm is drilled to allow the liquid to be treated to move.
  • 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 50mZs.
  • 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. Seal for high pressure processing or batch type! RU
  • Wax particle dispersion WA1 80 g adjusted to pH 7.2 (Parameter 3 in Table 12: WJ mixture pH) and the first resin particle dispersion while maintaining 90 ° C.
  • a mixed solution of RL1 102 g was continuously added dropwise for a required time of 0.5 h (parameter 4 in Table 12: WJ dropping time (h)), followed by heat treatment for 30 minutes.
  • toner base material was filtered and washed three times with methyl alcohol. Thereafter, toner base particles B1 were obtained by drying the obtained toner base body at 40 ° C. for 6 hours using a fluid-type dryer.
  • Toner base B1 ⁇ BIO, Cl l, M12, Y13, b20 ⁇ b21 are based on Bl conditions, changing the colorant particle dispersion, wax particle dispersion, etc. Observed.
  • the reaction product toner base material
  • the obtained toner base was dried at 40 ° C. for 6 hours by using a fluid dryer to obtain toner base particles b22.
  • the liquid did not become transparent, and the wax and colorant particles that did not participate in the aggregation remained floating, and remained cloudy in gray.
  • the longer the heating time the larger the particles were to about 10 m and the particle size distribution was widened.
  • toner bases b23 and b24 the cohesiveness of the particles was observed by changing the colorant particle dispersion, the wax particle dispersion and the like based on the condition of b22.
  • the starting pH is the pH value obtained by adjusting the mixed dispersion obtained by adding the first resin particle dispersion and the carbon black particle dispersion with IN NaOH, and the nuclear particle dispersion.
  • the pH of the liquid is the pH value of the core particle dispersion obtained as it is produced
  • the WJ mixture pH is the pH of the mixture of the wax particles to be dropped and the first resin particle dispersion.
  • WJ drop time (h) is the drop time (h) of the mixture of wax and resin
  • pH adjustment value is the core of the wax particles and the first resin particle dispersion.
  • the pH value and core particle heating temperature (parameter) (parameter 6) for adjusting the mixed dispersion of wax particles, the first resin particle dispersion and the core particles after dropping onto the particles are the wax particles and the first resin particle dispersion.
  • Liquid Heat treatment temperature after completion of dropping to core particles, core particle heating time (h) (Parameter 7) is the heating time after the dropping of wax particles and first resin particle dispersion into core particles is completed.
  • pH (parameter 8) is the pH value of the dispersion when the final core particles are formed
  • pH of the second rosin particle dispersion (parameter 9) is the pH value of the second resin particle dispersion to be dropped
  • d50 m) is the volume average particle size of the toner base particles
  • “variation coefficient” is the spread of the particle size distribution on the volume basis of the toner base particles.
  • the reaction solution is separated into two layers of solid and liquid when centrifuged, and the supernatant becomes colorless and transparent.
  • the supernatant liquid becomes cloudy.
  • the supernatant liquid is black. Power If both bon black particles and wax particles are incorporated into the core particles, the supernatant liquid is gray or grayish black.
  • the dispersion sampled during the core particle aggregation reaction was diluted with an equal amount of ion-exchanged water, placed in a test tube, and placed in a centrifuge for 5 minutes at 3000 min- 1 . Show the state of the turbidity of the supernatant liquid separated by centrifugation visually!
  • B8 and B9 are about 6h
  • B7 and B10 are about 8h
  • a little black particles are seen.
  • the particle size distribution became slightly larger, and the particle size distribution tended to spread a little.
  • the power of capri and transfer was slightly higher than that of other toners.
  • the starting pH of the mixed dispersion is adjusted to be lower than 9.5, the formed core particles tend to be coarse and the particle size distribution tends to be widened, and the pH is preferably 9.5 or higher. Located proceeds hardly tend to core particles generated slows agglomeration of the reverse in the pH and a 12.5 a colorant and ⁇ particles start P H is preferably set to 12.5 or less.
  • the pH value of the WJ liquid mixture which is the pH value of the mixture of the wax particles to be dropped and the first resin particle dispersion
  • the adhesion to the core particles is delayed, and the core particle generation is delayed.
  • the pH is preferably 4 or more. If it is larger than 10.5, adhesion to the core particles is delayed, core particle formation is delayed, floating wax that does not participate in agglomeration, and rosin particles tend to increase, and the pH should be 10.5 or more. Is preferred.
  • the pH value for adjusting the mixed dispersion of the wax particles, the first resin particle dispersion and the core particles is adjusted to 6 to 10 It is preferable to adjust within the range of 5.
  • the adhesion of the wax particles and the first resin particle dispersion to the core particles can be promoted. When the pH value is less than 6, the adhesion hardly proceeds.
  • Table 15 shows the respective materials and properties of the external additives (Sl to S9) used in this example.
  • () shows the blending weight ratio of each treatment material.
  • “5-minute value” and “30-minute value” represent the amount of charge ([ ⁇ u CZg]), and these were measured by the blow-off method of frictional charge with an uncoated ferrite carrier.
  • 50 g of carrier and 0.1 lg of silica, etc. are mixed in a 100 ml polyethylene container and stirred for 100 minutes— 1 minute at a speed of 5 minutes for 30 minutes. After that, 0.3 g was collected and measured by blowing with nitrogen gas 1.96 ⁇ 10 4 [Pa] for 1 minute.
  • the 5-minute value is from -100 to 1800 ⁇ CZg, and the 30-minute value is from -50 to 1600 ⁇ CZg. Highly charged silica can exhibit these characteristics with a small amount.
  • Table 16 shows the material composition of the toners according to the present invention (TB1 to TB10, TC11, TM12, TY13) and toners for comparison (tb21 to tb24) prepared as toner preparation examples. Unmixed indicates no addition.
  • 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 ZOS 0 type, a rotational speed of 2000 min, a processing time of 5 min, and an input amount of 1 kg.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an image forming apparatus for full color image formation used in this example.
  • the transfer belt unit 17 includes a transfer belt 12, a first color (yellow) transfer roller 1 OY, a second color (magenta) transfer roller 10 mm, a third color (cyan) transfer roller 10C, a fourth color (consisting of an elastic body).
  • the distance from the first color ( ⁇ ) transfer position force to the second color ( ⁇ ) transfer position is 70mm (from the second color (M) transfer position to the third color (C) transfer position, the third color (C) 4th color from transfer position (K)
  • the transfer position is the same distance)
  • the peripheral speed of the photoconductor is 125 mmZs.
  • the transfer belt 12 is used by kneading a conductive filler in an insulating polycarbonate resin and forming a film with an extruder.
  • a polycarbonate resin for example, Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., Iupilon Z300
  • conductive carbon for example, Ketjen Black
  • the surface is coated with fluorine resin, the thickness is about 100 m, the volume resistance is 10 7 to: ⁇ 0 12 ⁇ 'cm, and the surface resistance is 10 7 to 10 12 ⁇ / mouth. This is also for improving dot reproducibility.
  • the first transfer roller urethane foam roller carbon conductive outer diameter 8 mm, the resistance value 1 0 2 -: is a ⁇ 0 6 ⁇ .
  • the first transfer roller 10 is pressed against the photosensitive member 1 via the transfer belt 12 with a pressing force of 1.0 to 9.8 ( ⁇ ), and the toner on the photosensitive member is transferred onto the belt. Is done.
  • the resistance value is smaller than 10 2 ⁇ , retransfer is likely to occur. Larger than 10 6 ⁇ , transfer failure tends to occur. 1. If it is smaller than ⁇ ( ⁇ ), transfer defects occur, and if it is greater than 9.8 ( ⁇ ), transfer characters are lost.
  • the second transfer roller 14 is a carbon conductive foamed urethane roller having an outer diameter of 10 mm, and has a resistance value of 10 2 to 10 6 ⁇ .
  • 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 paper.
  • the transfer roller 13 is driven to rotate by a transfer belt 12.
  • 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 ( ⁇ ), and the toner is transferred from the transfer belt onto the recording material 19 such as paper. Transcribed.
  • the resistance value is smaller than 10 2 ⁇ , retransfer is likely to occur. Transfer defects are more likely to occur than 10 6 ⁇ . 5. If it is smaller than ⁇ ( ⁇ ), transfer failure occurs. If it is larger than 21.8 ( ⁇ ), the load increases and jitter tends to occur.
  • Each image forming unit 18Y, 18M, 18C, 18K the same except for the developer Since it is composed of constituent members, the image forming unit 18Y for Y will be described for the sake of simplicity, and description of the units for other colors will be omitted.
  • the image forming unit is configured as follows. 1 is a photoconductor, 3 is a pixel laser signal light, 4 is a developing roller made of aluminum with a magnet having a magnetic force of 1200 gauss inside, and is opposed to the photoconductor with a gap of 0.3 mm, in the direction of the arrow Rotate to. 6 is a stirring roller that stirs the toner and carrier in the developing unit 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) in a timely manner. 5 is a metal magnetic blade that regulates the developer magnetic flux layer on the developing roller. The developer amount is 150g.
  • the gap was 0.4 mm.
  • the power supply is omitted.
  • the developing roller 4 is applied with 500 V DC and 1.5 kV (pp), AC voltage with a frequency of 6 kHz.
  • the peripheral speed ratio between the photoconductor 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.
  • Reference numeral 2 is a charging roller made of epichlorohydrin rubber and having an outer diameter of 10 mm, and a DC bias of 1.2 kV is applied. Charge the surface of photoconductor 1 to -600V. 8 is a cleaner, 9 is a waste toner bot, and 7 is a developer.
  • the downward force of the transfer unit 17 is also conveyed, and the paper 19 is fed by a paper feed roller (not shown) to the pressure-contact portion between the transfer belt 12 and the second transfer roller 14.
  • a paper transport path is formed so that
  • the toner on the transfer belt 12 is transferred to the paper 19 by +1000 V applied to the second transfer roller 14, and the fixing roller 201, the pressure roller 202, the fixing belt 203, the heating medium roller 204, and the induction heater unit 205. And is fixed here.
  • Fig. 2 shows the fixing process diagram.
  • 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 loop is formed between the belt 203 and the pressure roller 202.
  • An induction heater unit 205 consisting of 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 disposed on the outer surface.
  • the belt is made of 30 ⁇ m Ni as a substrate, with silicone rubber 150 ⁇ m on top of it, and PFA tube 30 ⁇ m on top of it.
  • the pressure roller 202 is pressed against the fixing roller 201 by the pressure panel 209.
  • the recording material 19 having the toner 210 moves along the guide plate 211.
  • the fixing roller 201 as a fixing member has a rubber hardness (JIS-A) of 20 according to the 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.
  • a silicone rubber layer 215 is formed with a thickness of 3 mm, and the outer diameter is about 26 mm.
  • Drive motor force (not shown) also receives drive force and rotates at 125mmZs.
  • Heat roller 204 consists of a hollow pipe with a wall thickness of lmm and an outer diameter of 20mm!
  • the surface temperature of the fixing belt was controlled at 170 ° C. using a thermistor.
  • the pressure roller 202 as a pressure member has a length force of 250 mm and an outer diameter of 20 mm.
  • This is a hollow roller cored bar 216 made of aluminum with an outer diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm.
  • An elastic layer 217 with a thickness of 2 mm made of silicone rubber with a rubber hardness (JIS-A) of 55 degrees according to JIS standards is provided on the surface.
  • the pressure roller 202 is rotatably installed and forms a nip width of 5. Omm with the fixing roller 201 by a panel 209 having a panel weight on one side 147N.
  • the image forming speed of the image forming unit 18Y (125 mmZs 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. It is set to be.
  • Y signal light 3Y is input to 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 photosensitive member 1Y to the transfer belt 12. At this time, a DC voltage of +800 V was applied to the first transfer roller 10Y.
  • 3 ⁇ signal light is input to the image forming unit 18M, and the ⁇ ⁇ ⁇ toner forms an image.
  • the toner image is transferred onto the photoreceptor 1M force transfer belt 12 by the action of the first transfer roller 10M.
  • the first color (haze) toner is formed and the haze toner is transferred.
  • image formation with C (cyan) and ⁇ (black) toners is performed, and simultaneously with the image formation, a YMCK toner image is formed on the transfer belt 12 by the action of the first transfer rollers 10C and 10K. This is a so-called tandem system.
  • the transfer belt 12 On the transfer belt 12, four color toner images were positioned and overlapped to form a color image. After the transfer of the last K 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 + lkV DC voltage was applied to the second transfer roller 14. The toner image transferred to the paper was fixed by a fixing roller pair 201 ⁇ 202. The paper was then discharged out of the apparatus through a pair of discharge rollers (not shown). The toner remaining on the intermediate transfer belt 12 is cleaned by the action of the cleaning blade 16 and is prepared for the next image formation.
  • 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 relative humidity of 45% RH, 0.3g of a sample for durability evaluation was taken and measured by blowing for 1 minute with nitrogen gas 1.96 X 10 4 Pa. .
  • Table 17 shows the two-component developer (DB1 to DB10, DC) used in this example. 11, DM12, DY13), and two-component developer for comparison (cb20 to cb24), using toner and carrier as two-component developer, and performing 100,000-sheet run durability test on A4 size paper Results of implementation and evaluation are shown.
  • the capri level is determined by Spectrolino SpectroScan to be a better level "A” if it is below 0.07, and a level where capri is slightly increased if it exceeds 0.07 and less than 0.1 "B, ..., 0" A value greater than 1 indicates a problematic level "C”.
  • the two-component developer (DB1 to DB10, DC11, DM12, DY13) according to the present invention is used for toner filming on a photoreceptor when a 100,000 sheet running durability test is performed on A4 size paper. Both of these levels were practically acceptable. In addition, toner filming on the transfer belt was at a level with no practical problem. No transfer belt cleaning failure occurred. Even in a full-color image in which the three colors overlap, there was no power to cause paper creases on the fixing belt.
  • the two-component developer (DB1 to DB10, DC11, DM12, DY13) according to the present invention has a high image density of 1.3 or more according to the image density before and after the running test. A density image was obtained. 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.
  • the two-component imaging agents (DB1 to DB10, DC11, DM12, DY13) according to the present invention all have high image density.
  • the image was high resolution with no toner splashing and non-image areas.
  • the uniformity when taking the entire solid image at the time of development was also good.
  • the capri level was slightly higher in DB7, DB8, DB9, and DB10 than in other developers.
  • the two-component developer (DB1 to DB10, DC11, DM12, DY13) according to the present invention does not cause image density, ground cover, etc. Wide control of toner density is possible with little change in image quality.
  • the two-component developer (cb20 to cb24) for comparison causes toner filming on the photoreceptor in the running durability test.
  • the image density before and after the running test was low, the image density decreased due to the increase in charge amount during long-term use, and the fog in the non-image area increased.
  • the charge decreased and the fog increased.
  • the phenomenon worsened in a high humidity environment.
  • the mixing ratio of toner and carrier is in the range of 6 to 8 wt%, although the image density and the image quality such as ground cover are small even if the density is changed. Decrease occurred, and ground cover increased at higher values.
  • Table 18 shows the evaluation results for the fixability, non-offset property, high-temperature storage stability, and paper tackiness on the fixing belt in a full-color image.
  • a ⁇ indicates that the evaluation result is good, and thermal agglomeration does not occur after standing at high temperature and the powder state is maintained.
  • B indicates that the evaluation level is slightly higher than that of A.
  • Inferior force Indicates that the agglomeration is loosened by a small load of 30 gZcm 2 or more.
  • ⁇ C "is problematic, and after standing at high temperature, it does not apply a load of 300 g / cm 2 or more in the state of agglomerates. This means that the lump does not collapse.
  • a solid image with an adhesion amount of 1.2 mgZcm 2 was processed at a process speed of 125 mmZs, a fixing device using a belt without oil application, OHP film transmittance (fixing temperature 160 ° C), and The minimum fixing temperature and the temperature at which the offset phenomenon occurred at a high temperature were measured.
  • the storage stability was evaluated by the state of the toner after standing at 55 ° C for 24 hours.
  • the film transmittance for OHP was measured with a spectrophotometer U-3200 (Hitachi, Ltd.) for light transmittance at 700 nm.
  • the toners (TB1 to TB10, TC11, TM12, TY13) according to the present invention can be obtained in a wide non-offset temperature range in a fixing roller that does not use oil, and the fixing temperature range (from the lowest fixing temperature). Wide range up to high temperature offset phenomenon occurrence temperature! /. Even with 200,000 full-color images of plain paper, the offset phenomenon did not occur at all. In addition, the surface deterioration of the belt is not observed without applying oil with a silicone or fluorine-based fixing belt. In addition, cohesion was almost unnoticeable for high-temperature storage stability. In addition, no jamming of OHP film occurred at the fixing nip with respect to the paper crease on the fixing belt. In addition, DC11, DM12, and DY13 are all good in terms of fixability, with an OHP film transmittance of 80% or higher.
  • the present invention is useful not only for an electrophotographic method using a photoconductor but also for a method of printing by directly attaching paper or a toner containing a conductive material on a substrate as a wiring pattern. It is.

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Abstract

 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、着色剤粒子及びワックス粒子から構成される芯粒子を含むトナーであって、前記芯粒子が、前記第一の樹脂粒子と前記着色剤粒子とを凝集させた核粒子と、前記第一の樹脂粒子及び前記ワックス粒子とが凝集した粒子で構成されている。これにより、芯粒子生成処理時間を短縮でき、着色剤粒子やワックス粒子の液中での凝集にかかわらない浮遊粒子の発生を抑制でき、芯粒子の粗大化を抑制して小粒径でシャープな粒度分布の粒子を分級工程不要で作成できる。

Description

明 細 書
トナー及びその製造方法
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、プリンタなど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、カラー化を実現する技術が求めら れている。そのため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 一である。
[0003] カラープリンタでは、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 は内部に於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 完全溶融特性を有し、色調を妨げな 、ような透光性を有することが必要条件である。 また定着時にシリコーンオイル等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榭脂中にワックス等の離型 剤を添加する構成が実用化されつつある。
[0004] しかし、このようなトナーの構成での課題は、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 ナ一の低融点成分が付着するスベントが生じ易ぐ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。
[0005] トナーは、一般的に結着榭脂である榭脂成分、顔料、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、適当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 粒子が完成する。また化学重合的な方法によりトナー母体粒子が作成される方法も ある。その後、このトナー母体粒子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 子力も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。
[0006] 従来の混練粉砕法における粉砕'分級操作では、小粒径ィ匕と!/ヽつても経済的、性 能的に現実に提供できる粒子径には限界がある。
[0007] そこで、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、トナーの粒度分布を制御し ようとしても混練粉砕法により作成されるトナーの粒度分布よりも狭い分布に生成する ことが困難で、多くの場合はさらなる分級操作を必要とする。また、これらの方法で得 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タリー ユング性が悪ぐ画質信頼性を損ねるという問題がある。
[0008] 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カゝ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構成が開示されて ヽる
[0009] 下記特許文献 2では、少なくとも榭脂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する工程、凝集粒子分散液中に、榭脂微粒子を分散 させてなる榭脂微粒子分散液を添加混合して凝集粒子に榭脂微粒子を付着させて 付着粒子を形成する工程、及び付着粒子を加熱して融合する工程を含むトナーの 製造方法が開示され、その添加混合の方法としては、例えば、徐々に連続的に行つ てもよく、また複数回に分割して段階的に行ってもよい旨が開示されている。そして前 記榭脂微粒子 (追加粒子)を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、 粒度分布がシャープな帯電性能に優れた効果が記載されている。
[0010] 下記特許文献 3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カゝらなるエステルを少なくとも 1種含み、かつ 、該榭脂粒子が、分子量が異なる少なくとも 2種の榭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。
[0011] 下記特許文献 4では、トナー粒子中の界面活性剤の含有量が 3重量%以下で、か つ 2価以上の電荷を有する無機金属塩例えば塩ィ匕亜鉛を lOppm以上で 1重量%以 下含有し、イオン架橋により形成して耐吸湿性を向上させる構成が開示されている。 榭脂微粒子分散液と、着色剤分散液とを混合し、無機金属塩を用いて凝集体分散 液を調整した後、榭脂のガラス転移点以上に加熱し、凝集体を融合してトナーが形 成されている。優れた帯電特性及び環境依存性、クリーニング性、転写性を有し、か つシャープな粒度分布を有する小粒子径のトナーが記載されている。
[0012] 下記特許文献 5では、榭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 Z融着法によって榭脂粒子を融着させてなる榭脂層 (シェル)が形成されたト ナー粒子が開示され、着色粒子を得るための塩析 Z融着工程に連続して、着色粒 子の分散液に榭脂粒子の分散液を添加し、ガラス転移温度以上の温度を保持する 構成が開示され、 粒子表面における着色剤の存在量が少なぐ高湿度環境下にお 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、カプリ、色味の変化を発生させない効果が記載されている。
[0013] 下記特許文献 6では、少なくとも榭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、榭脂 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、榭脂 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 5 Onm〜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!、る。
[0014] 下記特許文献 7では、少なくとも結着榭脂および DBP吸油量 70〜120mlZl00g のカーボンブラックを含有してなるトナー粒子を含むブラックトナーが開示されている 。カーボンブラックが微分散され、その分散粒径分布がシャープであるため、比較的 低付着量であっても所望の画像濃度を達成でき、さらには所定の帯電量まで帯電さ れ易い。そのため、逆帯電トナーによる電気的転写不良としての中抜けの問題を十 分に防止できる。また帯電環境安定性および耐ストレス性にも優れて ヽる効果が記 載されている。
[0015] カーボンブラックの DBP吸油量が小さ過ぎると、カーボンブラックが結着樹脂と絡み 難くなつて、トナー粒子中においてカーボンブラックがトナー表層に移行し易くなり微 分散されないため、所望の画像濃度および所望の帯電量が達成されない。一方、力 一ボンブラックの DBP吸油量が大き過ぎると、トナー粒子製造時の形状制御性悪ィ匕 を原因とする円形度低下の問題がある。また、 DBP吸油量の値が大きすぎると、カー ボンブラックが水に濡れにくくなるためカーボンブラック水分散液の分散安定性が低 下する。そのような分散安定性の低いカーボンブラックを用いてトナーを製造すると、 凝集が起こりやすく粒子成長がうまく制御できなくなり、トナー中のカーボンブラック分 散性が悪ィ匕し、その結果、中抜けや帯電量が悪化する効果が記載されている。 特許文献 1:特開昭 57— 045558号公報
特許文献 2 :特開平 10— 073955号公報
特許文献 3:特開平 10— 301332号公報
特許文献 4:特開平 11 311877号公報
特許文献 5:特開 2002— 116574号公報
特許文献 6:特開 2004 - 191618号公報
特許文献 7:特開 2005— 221836号公報
[0016] 以上の公知例では、オイルレス定着の実現等の定着性改良のために低融点のヮッ タスを一定量以上添加する方法によりオイルレス定着を図ることが可能となる力 製 造時の水系中での榭脂微粒子、顔料微粒子との均一な混合凝集が妨げられ、水系 中で凝集にかかわらな ヽ浮遊した離型剤の存在や、その影響による凝集粒子を粗大 化させる要因となる傾向にある。
[0017] ワックスを水系媒体中で凝集して榭脂粒子等と凝集させて着色粒子を生成する際、 加熱処理時間とともに粒子径が粗大化し、狭い粒度分布の小粒径粒子の生成が困 難となる場合がある。 [0018] 粒子径が粗大化を回避するため、水系温度や攪拌速度を変更する方法では、逆に 水系中での榭脂粒子、ワックス粒子及び顔料の着色剤粒子との均一な混合凝集が 妨げられ、水系中で着色粒子中に取り込まれず、凝集にかかわらない浮遊したヮック スゃ、顔料粒子の残留が生じやすくなる傾向にある。
[0019] 特に顔料にカーボンブラックを使用した際にその傾向が顕著に現れる。カーボンブ ラック粒子は他のフタロシアニン系、キナクリドン系、ァゾ系等の有機系顔料に比べ、 無機系に近 、特性を示し、カーボンブラック粒子は一定の DBP吸油量特性を有する 。水系媒体中で加熱処理して、榭脂粒子、ワックス粒子と凝集させて凝集粒子を生成 する際、加熱温度をワックスの融点以上として凝集反応を進行させる際、ワックスは溶 融した状態となり、カーボンブラック粒子は粉の状態である。そして吸油量特性を有 するカーボンブラック粒子はその吸油性により、溶融したワックスを吸油(吸着)する。 その結果カーボンブラック粒子とワックスが溶融付着した灰色の粒子が生成されやす い傾向となる。また一部粗大化しやすぐ水系中の粒子のバランスが崩れることで凝 集にかかわらない浮遊したワックスや、顔料粒子の残留が生じやすくなる傾向にある
[0020] またカーボンブラック粒子に溶融したワックスが吸油(吸着)されると本来のワックス の低温定着性ゃ耐オフセット性の定着性の機能が低下し、定着可能温度域が減少 する傾向にある。
[0021] 粉の状態である吸油量特性を有するカーボンブラック粒子と溶融したワックスとの凝 集反応は、水系中での凝集反応時の粒子形成に影響を及ぼすとともに、ワックスの 定着性機能へも影響を及ぼす傾向がある。
[0022] また、塩析と融着とを同時に起こさせるために、榭脂粒子および着色剤粒子が分散 して 、る分散液中に塩析剤を添加してから、当該分散液の温度が榭脂粒子のガラス 転移温度以上の温度にまで昇温する方法においては、凝集が昇温時間とともに緩慢 に起こるため、小粒径で狭い粒度分布の粒子の生成に課題を有する場合もあり、ま た非融着粒子の凝集状態が変動しやすくなり、融着して得られる粒子の粒径分布が ブロードになったり、最終的に得られるトナー粒子の表面性が変動したりする傾向が ある。 [0023] また、着色粒子 (芯粒子)の表面に榭脂粒子を融着させる方法としては、上記のェ 程で得られた着色粒子の分散液に榭脂粒子と、塩ィ匕マグネシウム等の凝集剤を添 カロして、ガラス転移温度以上の温度を保持する方法を取るわけであるが、融着に際し て処理時間に長時間要し、またコア粒子の二次凝集による粗大化、粒度分布のプロ ード化が生じやすぐ成長停止剤を添加して粒子成長を調整する必要がある。
[0024] 特に着色剤としてカーボンブラックを使用した際に、その傾向が顕著に現れる。凝 集に加わらないカーボンブラック粒子の浮遊を低減させるため、芯粒子中に無理に 凝集させて取り込まれるようにすると粒径が大きくなつたり、粒度分布が広がったりす る傾向がある。
[0025] 浮遊したワックス粒子や、カーボンブラック粒子が残留すると、帯電量の低下、非画 像部へのトナー付着の増大、感光体や転写体へのフィルミングを発生させてしまう。 また、着色粒子中でのワックスや顔料粒子、特にカーボンブラックの分散性が悪ィ匕す ると、定着時に溶融したトナー画像において色濁りが生じ易ぐトナーの発色性が不 十分になってしまう。
発明の開示
[0026] 本発明は、前記従来の問題を解決するため、芯粒子生成処理時間を短縮でき、着 色剤粒子やワックス粒子の液中での凝集にかかわらない浮遊粒子の発生を抑制でき 、芯粒子の粗大化を抑制して小粒径でシャープな粒度分布の粒子を分級工程不要 で作成できるトナー及びその製造方法を提供する。
[0027] 本発明のトナーは、水系媒体中において、少なくとも第一の榭脂粒子、着色剤粒子 及びワックス粒子から構成される芯粒子を含むトナーであって、前記芯粒子が、前記 第一の榭脂粒子と前記着色剤粒子とを凝集させた核粒子と、前記第一の榭脂粒子 及び前記ワックス粒子とが凝集した粒子で構成されていることを特徴とする。
[0028] 本発明のトナーの製造方法は、水系媒体中において、少なくとも、第一の榭脂粒子 を分散させた第一の榭脂粒子分散液、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、前記第一の榭脂粒子、 前記着色剤粒子及びワックス粒子を凝集剤の存在下、凝集、融着させて芯粒子を生 成するトナーの製造方法であって、 少なくとも、前記第一の榭脂粒子を分散させた第一の榭脂粒子分散液及び前記着 色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液を混合、凝集して前記第一の榭脂粒子及 び前記着色剤粒子を含む核粒子を生成する工程と、
前記核粒子が分散した核粒子分散液に、前記第一の榭脂粒子を分散させた榭脂 粒子分散液及び前記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、前記 核粒子、前記第一の榭脂粒子及び前記ワックス粒子とを凝集させ、芯粒子を生成す る工程とを含むことを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]図 1は本発明の一実施例で使用した画像形成装置の構成を示す断面図である
[図 2]図 2は本発明の一実施例で使用した定着ユニットの構成を示す断面図である。
[図 3]図 3は本発明の一実施例で使用した攪拌分散装置の概略図である。
[図 4]図 4は本発明の一実施例で使用した攪拌分散装置の上力も見た図である。
[図 5]図 5は本発明の一実施例で使用した攪拌分散装置の概略図である。
[図 6]図 6は本発明の一実施例で使用した攪拌分散装置の上力も見た図である。
[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上力も見た図である。
[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上力も見た図である。 発明を実施するための最良の形態
[0030] 本発明は、予め榭脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて生成した核粒子と、榭脂粒 子及びワックス粒子とを凝集して芯粒子を生成すること、さらには、核粒子の生成を 榭脂粒子及び着色剤粒子を混合し、加熱処理後に凝集剤を添加して生成すること により、芯粒子生成処理時間を短縮でき、着色剤粒子やワックス粒子の液中での凝 集にかかわらな 、浮遊粒子の発生を抑制でき、芯粒子の粗大化を抑制して小粒径 でシャープな粒度分布の粒子を分級工程不要で作成できる。
[0031] トナー中にワックスを使用することにより、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、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できる。
[0032] また、芯粒子に第-の榭脂粒子を融着させることで、耐久性、帯電の安定化、貯蔵 安定性を向上できる。
[0033] また、転写時の中抜けや転写時の飛び散りを防止し、カプリの少な!/、高画質画像を 得ることができる。
[0034] また、本発明は、芯粒子が分散した芯粒子分散液と、第-の榭脂粒子を分散させ た第-の榭脂粒子分散液を混合し、前記芯粒子と第-の榭脂粒子とを凝集させて、 前記芯粒子に前記第-の榭脂粒子を融着させた母体粒子を生成する工程をさらに 含むことが好ましい。
[0035] 本発明は、核粒子生成工程が、水系媒体中において、第一の榭脂粒子を分散させ た第一の榭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を混合 して混合液を生成し、加熱処理後に凝集剤を添加して、前記第一の榭脂粒子及び 前記着色剤粒子を凝集して核粒子を生成することが好ましい。
[0036] 以下、各工程にしたがって説明する。
[0037] (1)重合工程
榭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 (ビニル系榭脂) の榭脂粒子を界面活性剤に分散させてなる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、メディアを有 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
[0038] 榭脂粒子における榭脂が、前記ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体以外 の榭脂である場合には、該榭脂が、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、該榭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、ビュル系榭脂以外の榭脂製 の榭脂粒子を界面活性剤に分散させてなる分散液が調製される。
[0039] 着色剤粒子分散液は、界面活性剤を添加した水中に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。
[0040] 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分散 させ、適切な分散手段を用いて分散させることにより調製される。
[0041] 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 、。
[0042] 本発明のトナーは、水系媒体中において、少なくとも榭脂粒子を分散させた榭脂粒 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とを水系中で混合し、榭脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒 子が凝集して生成される凝集粒子 (芯粒子と称することもある)を含むトナー母体粒子 を生成する。芯粒子は、予め榭脂粒子と着色剤粒子とを凝集させた核粒子と、榭脂 粒子及びワックス粒子とが凝集した粒子である。
[0043] まず、水系媒体中にお ヽて、榭脂粒子を分散させた榭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。この混合分散 液に凝集剤として水溶性無機塩を添加し、この混合液を加熱し、榭脂粒子と着色剤 粒子を凝集させ、核粒子を生成する。
[0044] 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、榭脂粒子分散液 とワックス粒子分散液とを添加し、核粒子、榭脂粒子及びワックスを凝集させて、芯粒 子を生成する。
[0045] 予め榭脂粒子と着色剤粒子とを凝集させた核粒子を生成させた後に、ワックス粒子 を核粒子と凝集させることにより、着色剤粒子とワックス粒子間に榭脂粒子が介在す ることで、着色剤粒子とワックス粒子間の直接的な接触を緩和させる。特に着色剤粒 子がカーボンブラック粒子である場合により効果的である。
[0046] 前述したように、カーボンブラック粒子は一定の DBP吸油量特性を有する。水系媒 体中で加熱処理し、加熱温度がワックスの融点以上として凝集反応を進行させる際、 ワックスは溶融した状態となり、カーボンブラック粒子は粉の状態である。そこで、榭 脂粒子を介在させることにより、カーボンブラック粒子の吸油特性により、溶融したヮッ タスを吸油(吸着)する現象を抑制し、その結果、カーボンブラック粒子とワックスが溶 融付着した灰色の粒子の生成を抑える効果がある。
[0047] また芯粒子の粗大化や、凝集しな!、浮遊したワックスや、顔料粒子の残留を抑制す る効果がある。
[0048] またカーボンブラック粒子に溶融してワックスが吸油 (吸着)され、本来のワックスの低 温定着性ゃ耐オフセット性の定着性の機能が低下することを抑制する効果が得られ る。
[0049] また、榭脂粒子を介してワックス粒子と着色剤粒子とを接触させることにより、凝集 反応が榭脂粒子と着色剤粒子、榭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ぐワックス 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。
[0050] また、この芯粒子は、榭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 子の表面に榭脂粒子及びワックス粒子の混合粒子が融着したことが好まし 、。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榭脂粒子を芯粒子の表面に融着させるこ とも好ましい。
[0051] 本発明のトナーの製造方法は、水系媒体中において、榭脂粒子を分散させた榭脂 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を混合、凝集して榭脂 粒子と着色剤粒子を凝集させて核粒子を生成する工程と、核粒子が分散した核粒子 分散液に、榭脂粒子を分散させた榭脂粒子分散液とワックス粒子を分散させたヮック ス粒子分散液を混合し、核粒子と榭脂粒子及びワックス粒子とを凝集させて芯粒子 を生成する工程とを有する。
[0052] 好ま 、混合 ·凝集 ·融着に使用する反応釜としてガラスライニング処理した 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、住友重機社製マツ タスブレンド翼や新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 、て約 130度程度屈曲されて 、る。 308は攪拌翼の長さを示して!/、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. Om/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〜: L 6mZs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ぐかつ粒 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 定形になりやすぐ粒子生成ができにくくなる。
[0055] 本発明のトナーの製造方法において、核粒子又は芯粒子生成は、榭脂粒子分散 液と着色剤粒子分散液を混合した混合分散液の pHを一定値に調整する方法を採 用することが好ましい。 pHの調整により、粒子の凝集状態の調整が可能で、形成さ れた粒子の粗大化や、遊離するワックス粒子や着色剤粒子の発生を抑制できる。
[0056] 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 ίま、 pHiま 10. 5〜12. 2、さら【こ好まし!/ヽ pHiま 11. 2〜12. 2である。 1Nの NaO H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 れた核粒子又は芯粒子が粗大化する現象を抑制する効果がある。 pH値が 12. 2以 下とすることで、遊離する核粒子生成の際の着色剤粒子、芯粒子生成の際のワックス 粒子の発生を抑えられる効果がある。
[0057] 榭脂粒子分散液は、乳化重合榭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°C以上が好ましい)で、一定時間(1〜5 時間程度が好ま 、)加熱処理を施すことが好ま 、。榭脂粒子分散液の pHは好ま しくは 4以下、更に好ましくは 1. 8以下である。
[0058] 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°C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。
[0059] 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. l〜10°CZmin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!/、うちに形状が球形に進みすぎる傾向にある。
[0060] 本発明のトナーの製造方法にお!ヽて、榭脂粒子分散液と着色剤粒子分散液を混 合した混合分散液の pHを一定値に調整した後、この混合分散液を加熱昇温し、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 溶性無機塩を添加し、榭脂粒子と着色剤粒子を凝集させ、核粒子を生成することも 好ましい。
[0061] 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、榭脂粒子分散液 とワックス粒子分散液とを添加し、核粒子、榭脂粒子及びワックスを凝集させて、芯粒 子を生成する。
[0062] 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。
[0063] また、さらには、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つたり、形状の分布 が不均一になることを防ぐことができる。
[0064] 本発明のトナーの製造方法において、凝集剤の添カ卩は、全量一括して添加するの もよいが、凝集剤の滴下を l〜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である。
[0065] 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、榭脂粒子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 5〜60 min、より好ましくは 10〜40min、さらに好ましくは 15〜35minである。 lmin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、着色剤または榭脂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。
[0066] また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、その水溶性無機塩を含有した水溶液の pH値を調整した後に、榭脂粒 子分散液と着色剤粒子分散液を混合した混合分散液中に添加するのも好まし ヽ。
[0067] 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ぐ混合分散液に 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、核粒子が粗大化したり、着色剤の分 散が不均一になりやすい。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。
[0068] 榭脂粒子分散液と着色剤粒子分散液を混合した混合分散液を加熱処理し、凝集 剤水溶液の添加前の混合分散液の pH値を HGとすると、凝集剤水溶液の pH値は、 HG + 2〜HG - 4の範囲に調整して添加することが好まし!/、。好ましくは HG + 2〜H G— 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。
[0069] 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つたり、凝集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。要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 p H値よりも低くすることがより好ましいと思われる。
[0070] 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、核粒子が粗大化したり、粒度分布がプロ ードになる現象を抑える効果がある。
[0071] 本発明のトナーの製造方法において、凝集剤を添加する時期としては、第一の榭 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、第 一の榭脂粒子のガラス転移点以上に到達後に凝集剤を添加するのが好まし ヽ。
[0072] また、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。
[0073] これは核粒子形成後に続 、て滴下される榭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榭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ワックス粒子及び榭脂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 ヽ粒子形成を可能とするものである。
[0074] 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 、方の融点を有するヮ ッタ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。
[0075] 凝集剤を添加して榭脂粒子と着色剤粒子が凝集した核粒子が形成された後、榭脂 粒子を分散させた榭脂粒子分散液とワックス粒子を分散させたワックス粒子分散液を 滴下し、核粒子と榭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。
[0076] 本発明において、核粒子に使用する榭脂粒子と、その後にワックス粒子と共に添カロ して芯粒子を生成する際に使用する榭脂粒子とは、組成、熱特性が異なる榭脂でも かまわな!/、が、同一の榭脂粒子であることが好ま 、。
[0077] 芯粒子に含まれる榭脂粒子全量を 100重量部とすると、核粒子に使用する榭脂粒 子は 30〜80重量部とすることが好ましい。 30重量部以上とすることで、榭脂粒子と 着色剤粒子との凝集による小粒径で粒度分布の狭 、核粒子生成が可能となる。 30 重量部未満であると、凝集に加わらない榭脂粒子、又は着色剤粒子が浮遊しやすく なる。
[0078] 芯粒子生成時の榭脂粒子の割合が 20重量部以上とすることにより、榭脂粒子とヮ ックス粒子の核粒子への凝集が良好に進行し、芯粒子の凝集に加わらな ヽ浮遊した 榭脂粒子やワックス粒子の発生を抑制することができる。 [0079] 榭脂粒子及びワックス粒子の滴下は、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 、。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。
[0080] 所定量の榭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、榭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。これは、核粒子に榭脂粒 子及びワックス粒子の付着を進行させることが目的である。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榭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。
[0081] 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。
[0082] 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凝集粒子が生成される。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°C、より好ましくは 90〜95 °Cで加熱する。凝集反応を加速でき、処理時間の短縮につながる。
[0083] 凝集剤は榭脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子が凝集した芯粒子 100重量部に 対し、 1〜200重量部滴下するのが好ましい。好ましくは 20〜150重量部、より好まし くは 30〜: L00重量部、さらに好ましくは 40〜80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。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 ヽ。水溶液の 濃度は 5〜50wt%が好ましい。
[0084] 混合液は、榭脂粒子を分散させた榭脂粒子分散液、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カゝまわない。液中の固体濃度 は 5〜40wt%が好まし!/、。
[0085] 本発明において、着色剤としてカーボンブラックを使用する黒トナーは、 DBP吸油 量(mlZlOOg) 45〜70のカーボンブラックを使用することが好まし!/、。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。
[0086] DBP吸油量の低い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、芯粒子を小粒径ィ匕しても、カーボンブラック 粒子が芯粒子中に取り込まれて、芯粒子分散液中に凝集に加わらな 、カーボンブラ ック粒子の残留を抑制できる効果が得られることを見出した。理由がはっきりわ力つて 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 やすぐカーボンブラック粒子が芯粒子中に取り込まれにくいためと推測する。そして 前記したシアン顔料と併用した使用により、カーボンブラックが芯粒子中に取り込まれ ずに生じる凝集不良の抑制や、小粒径の芯粒子形成により有効となる。
[0087] 本発明においては、芯粒子の第一の榭脂粒子分散体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、着色剤分散体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、かつワックス分散体に用いる界面活性剤の 主成分が非イオン界面活性剤とするのが好ましい。前記において「主成分」とは、使 用する界面活性剤のうち 50wt%以上を ヽぅ。着色剤分散体及びワックス分散体に用 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〜: LOOw t%有することが好ましい。より好ましくは 60〜: LOOwt%、さらに好ましくは 60〜90wt %である。
[0088] また、第一の榭脂粒子分散体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、かつワックス分散体に用いる界面活性剤を非イオン界 面活性剤のみとすることも好まし 、。
[0089] また、第一の榭脂粒子分散体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、着色剤分散体に用いる界面活性剤が非イオン界面活 性剤のみであり、かつワックス分散体に用いる界面活性剤を非イオン界面活性剤の みとすることも好ましい。これにより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!、範囲でシャープな粒度 分布を有する芯粒子を形成でき、また第二の榭脂粒子の浮遊を低減し、芯粒子表面 への第二の榭脂粒子の融着を均一にして、シャープな粒度分布を作成することがで きる。
[0090] 第一の榭脂粒子を分散させた第一の榭脂粒子分散液の界面活性剤は、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た例では、非イオン界面活性剤が 界面活性剤全体に対して、 50〜95wt%有することが好ましい。より好ましくは 55〜9 Owt%、さらに好ましくは、 60〜85wt%である。 50wt%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る。 95wt%以下とすることで榭脂 粒子分散液中の榭脂粒子自体の分散を安定させる効果がある。イオン型界面活性 剤としてはァ-オン性界面活性剤が好ま ヽ。
[0091] このような実施形態の榭脂粒子、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、まず榭脂粒子が凝集を開始して核ができる。次に、着色 剤粒子が榭脂粒子の核の周りに凝集を始め、榭脂粒子と着色剤粒子の核粒子を生 成する。その核粒子に対して、ワックス粒子が凝集して着色剤粒子を榭脂粒子ととも に挟んだようにして包み込む。榭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榭脂粒子の みの核が凝集し、最表面が榭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 ヽ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。
[0092] 本発明にお ヽて、榭脂粒子分散液がノ-オン性界面活性剤及びァ-オン性界面 活性剤との混合界面活性剤で分散され、かつ着色剤粒子分散液がノ-オン性界面 活性剤で分散され、かつワックス粒子分散液がノ-オン性界面活性剤で分散され、 かつ着色剤粒子を分散させるノ-オン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド付カロ モル数とワックス粒子を分散させるノ-オン性界面活性剤の平均エチレンオキサイド 付加モル数との関係を、「着色剤粒子 <前記ワックス粒子」の順で大きくするのが好 ま ヽ。ノ-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 ヽ方が、 凝集剤に対する凝集性が高くなる傾向にあるためである。
[0093] 着色剤粒子の分散用に使用するノ-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。
[0094] ノ-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 集剤に対する着色剤粒子の凝集性が高くなりすぎて、榭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-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、着色剤粒子が凝集せずに、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。
[0095] 着色剤粒子又はワックス粒子の分散に使用するノ-オン性界面活性剤が複数のノ ユ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-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-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。
[0096] 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 ヽ凝集剤濃度で粒子が凝集する。
[0097] このような実施形態の榭脂粒子と着色剤粒子を用いて、溶液中で凝集剤を作用さ せると、まずァ-オン性界面活性剤を使用している榭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-オン性界面活性剤を 使用している着色剤粒子が榭脂粒子の核の周りに凝集を始め、榭脂粒子と着色剤 粒子の核粒子を生成する。
[0098] 最後に平均エチレンオキサイド付加モル数の大き!/ゾ-オン性界面活性剤を使用 して ヽるワックス粒子が榭脂粒子とともに核粒子を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。
[0099] 榭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榭脂粒子のみの核が凝集し、最表面が榭 脂で覆われたトナーが形成されると推定される。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 ヽ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と考えられる。
[0100] 着色剤粒子に対するノ-オン性界面活性剤の量は、分散安定性の観点から重量 比で着色剤粒子 100重量部に対して、 10〜20重量部が望ましい。
[0101] 本発明にお 、て、芯粒子が分散した芯粒子分散液に、第二の榭脂粒子を分散させ た第二の榭脂粒子分散液を添加混合し、加熱処理して芯粒子に、第二の榭脂粒子 を芯粒子に融着させて (以下「シェル化」と称する場合もある)トナー母体粒子を生成 することも好まし ヽ。
[0102] 本発明のトナーでは、最表面に微量の着色剤が存在する可能性もあり、これらの着 色剤が電子写真装置内で蓄積されると、画像品質に悪影響を与えるので、このような 課題を未然に防止することからも、第二の榭脂粒子を芯粒子に融着層(「シェル層」と 称することもある)を形成することが望ましい。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 (°C))の高い榭脂粒子を、高温での耐オフセ ット性を確保する観点から、高分子量の乳化榭脂微粒子を、帯電安定性の観点から 電荷調整剤を含有した榭脂粒子をシェル層として形成しても望ましい。
[0103] 芯粒子に含まれる榭脂粒子 (第一の榭脂粒子) 100重量部に対し、第二の榭脂粒 子の重量割合は 5〜50重量部、好ましくは 5〜35重量部、より好ましくは 10〜20重 量部である。低温定着性と耐久性、高温耐オフセット性及び貯蔵安定性等との両立 を図れる効果を得ることが目的である。 5重量部未満であると耐久性、高温耐オフセ ット性及び貯蔵安定性の効果が得られず、 50重量部を超えると低温定着性の効果 が得られにくい。
[0104] 第二の榭脂粒子を芯粒子に融着させる例において、芯粒子分散液に、第二の榭 脂粒子を分散させた第二の榭脂粒子分散液を添加し、加熱処理して芯粒子に、第 二の榭脂粒子を芯粒子に融着させる榭脂融着層を形成する際、第二の榭脂粒子分 散液の pH値を一定範囲に調整した後に添加するのが好ましい。特に第二の榭脂粒 子分散液の滴下条件と組み合わせることがより効果的である。液の pHのバランスを 乱すことなぐ第二の榭脂粒子分散液を添加することにより、融着に加わらない浮遊 する第二の榭脂粒子の発生を抑え、芯粒子への第二の榭脂粒子の付着を良好なも のとし、あるいは芯粒子同士の二次凝集の発生を抑えることができる。 [0105] 第二の榭脂粒子分散液の pH値の条件としては、芯粒子が分散した芯粒子分散液 の pH値を HSとすると、第-の榭脂粒子を分散させた第二の榭脂粒子分散液の pH を、 HS +4〜HS— 4の範囲に調整して添加するのが好ましい。好ましくは HS + 3〜 HS— 3の範囲、より好ましくは HS + 3〜HS— 2の範囲、さらに好ましくは HS + 2〜 HS— 1の範囲とする。
[0106] 芯粒子分散液に pH値が離れた第二の榭脂粒子分散液を添加すると、液の pHの ノ《ランスが急に乱されるため、芯粒子への第二の榭脂粒子の付着が生じないか、あ るいは芯粒子同士の二次凝集の発生により生成粒子を粗大化させる結果となってし まう。このような現象を抑えるために、第二の榭脂粒子分散液の pHを調整することが 効果的である。
[0107] この実施形態により、第二の榭脂粒子の凝集に加わらない浮遊した榭脂粒子の発 生が低減され、第二の榭脂粒子の芯粒子表面への均一な付着が行える。また芯粒 子への付着が促進され、融着の処理時間が早くなり、生産性を向上させることができ る。また、第二の榭脂粒子の芯粒子への融着の際、粒子の急激な粗大化を防ぐこと ができ、小粒径でシャープな粒度分布を形成することができる。 pH値を HS+4以下 とすることにより、粒子の粗大化し、粒度分布がブロードになる傾向を抑制することが できる。 pH値を HS— 4以上とすることにより、第二の榭脂粒子の芯粒子への付着を 進行させて、融着処理を単時間に行える。また、第二の榭脂粒子が融着に加わらず 水系中に浮遊したままで、液が白濁のままで反応が進行しな 、現象も抑制する効果 が得られる。
[0108] 第二の榭脂粒子を芯粒子に融着させる実施形態において、芯粒子分散液に添カロ する第二の榭脂粒子を分散せしめた第二の榭脂粒子分散液の pH値は、芯粒子が 分散した芯粒子分散液の pH値にかかわりなぐ 3. 5〜: L 1. 5の範囲に調整して添カロ するのが好ましい。好ましくは 5. 5〜: L 1. 5、より好ましくは 6. 5〜11、さらに好ましく は 6. 5〜: LO. 5の範囲である。
[0109] pHを 3. 5以上とすることにより、第二の榭脂粒子の凝集粒子表面への付着を進行 させ、第二の榭脂粒子が水系中で浮遊し、液は白濁で残る現象を抑制できる。 pH値 を 11. 5以下とすることにより、生成される粒子が急激に粗大化する傾向を抑制でき る。
[0110] また、第-の榭脂粒子を分散させた第二の榭脂粒子分散液の pHを、 HS〜: HS + 4の範囲で高めに調整すると、芯粒子同士の二次凝集の発生状態を調整することが でき、第二の榭脂粒子添加時に最終生成されるトナー母体粒子の形状を制御するこ とも可能となる。
[0111] 添加する第二の榭脂粒子分散液の pHを、前記芯粒子が分散した芯粒子分散液の pHに近い又は高い値に調整して添加することにより実現できる。この範囲に調整す ることにより、第-の榭脂粒子の芯粒子への付着溶融の際に芯粒子同士を一部二次 凝集させることで、形状を球形力もポテト状に粒子の形状を制御することができる。
[0112] これは現像、転写、クリーニングプロセスとの整合によりトナーの形状が定められる 傾向が強く、感光体や転写ベルトのタリ ユング性を重視する場合にはトナー形状は 球形ではなく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球形に近づけ、転写効率を上げる。
[0113] 第二の榭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 が好ましぐさらには、第二の榭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く、このときの実施形態は非ィ オン界面活性剤が界面活性剤全体に対して、 50〜95wt%有することが好ましい。よ り好ましくは 55〜90wt%、さらに好ましくは、 60〜85wt%である。 50wt%以上とす ることで、芯粒子に対する第二の榭脂粒子微粒子の付着を促進させることができる。 95wt%以下とすることにより、榭脂粒子分散液中の榭脂粒子自体の分散を安定させ る効果がある。
[0114] 第二の榭脂粒子を芯粒子に融着させる実施形態において、生成された芯粒子が 分散した芯粒子分散液に、第二の榭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、第二の榭脂粒子の滴下速度が、 0. 14重量部 Zmin〜2 重量部 Zminの滴下条件で滴下して生成することが好ましい。さらに好ましくは 0. 1 5重量部 Zmin〜l重量部 Zmin、とくに好ましくは、 0. 2重量部 Zmin〜0. 8重量 部 Zminである。
[0115] 第二の榭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。添カ卩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 Z minを超えると第二の榭脂粒子のみ同士の凝集が生じやすぐ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、第二の榭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。
[0116] また、 0. 14重量部 Zminよりも少ないと、第二の榭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。
[0117] 第二の榭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 二の榭脂粒子のみ同士の凝集を防 、で、小粒径で粒度分布の狭 、粒子の生成を可 能とする。
[0118] 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、第二の榭脂粒子分散液を滴下するようなのが好ま 、。
[0119] また、第二の榭脂粒子を滴下する際の分散液の攪拌速度を、芯粒子を生成した際 の芯粒子分散液の攪拌速度に対し、 5〜50%減速して第二の榭脂粒子を滴下する のも好ましい。芯粒子同士の二次凝集の発生を抑制し、第二の榭脂粒子を浮遊させ ることなく芯粒子に均一に融着させるためである。減速させすぎると粒子径が大きくな りやすい傾向にある。
[0120] また、芯粒子表面に第二の榭脂が付着した後、さらに水系中の pHを 7. 5〜11の 範囲に調整した後、第二の榭脂粒子のガラス転移点温度以上の温度で 0. 5〜5時 間加熱処理する方法を採ることも好まし 、。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。
[0121] 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 の榭脂粒子の融着した榭脂層の厚さは 0. 2 m〜l m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。
[0122] トナーは後工程として、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、特に制限はなぐ生産性の観点から、吸引濾過法やカロ 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、特に制限はなぐ生産性の観点から、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。
[0123] 凝集剤として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!/ヽ。前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の対イオン (塩を構成する陰ィ オン)としては、塩ィ匕物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸ィォ 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。
[0124] 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 、アルキルフエ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ォ 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ェチレ 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、アルカノールァ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。
[0125] 高級アルコールエチレンオキサイド付カ卩物、アルキルフエ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。
[0126] 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。
[0127] 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 つけん系等のァ-オン界面活性剤、アミン塩型、 4級アンモ-ゥム塩型等のカチオン 界面活性剤などが挙げられる。
[0128] 前記ァ-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。
[0129] 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-ゥ ムクロライド、アルキルトリメチルアンモ -ゥムクロライド、ジステアリルアンモ-ゥムクロ 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 ちょい。
[0130] (2— 1)ワックス
低温定着性、高温非オフセット性、又は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のため、トナーにワックスを添加するの が好まし!/、。単一種のワックスでも一定の効果が発揮できる。
[0131] 好適に使用されるワックスとしては、(0ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミ チル、ベヘン酸べへ-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、 GO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ォレイン酸 2—ェチルへキシル等の 炭素数 16〜24の高級脂肪酸と低級モノアルコールと力もなるエステル類、(iii)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、モノべヘン酸グリセリド、トリパルミチン酸グリセリド、ペンタエリスリト 一ノレモノべへネート、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、(iv)ジエチレングリコールモノべへネ ート、ジエチレングリコールジベへネート、ジプロピレングリコーノレモノステアレート、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、へキサべ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 コール多量体と力 なるエステル類などが好適に挙げられる。
[0132] また、メドウフォーム油またはメドウフォーム油誘導体、ホホバ油またはホホバ油誘 導体、カルナゥバワックス、木ロウ、ミツロウ、ォゾケライト、カルナゥバワックス、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も好適に使用できる。
[0133] また、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も好適に使用できる。
[0134] また、低分子量ポリプロピレンワックス、低分子量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 ッシヤ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も好適に使用できる。
[0135] ワックスの融点は好ましくは 50〜120°Cが好ましぐより好ましくは 60〜110°C、さら に好ましくは、 65〜: LOO°Cである。 50°Cよりも小さいとき貯蔵安定性が悪ィ匕する。 12 0°Cよりも高いとき、低温定着性、カラー光沢性が向上しない。また水系中でのヮック スの凝集性が低下し、水系中に凝集しな ヽ遊離粒子が増加しやす 、。
[0136] ワックス添加量は結着榭脂 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重量部である。 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。 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。
[0137] (2— 2)ワックス
低温定着性、高温非オフセット性、又は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のため、さらには低温定着、高温非才 フセット性及び貯蔵安定性の相矛盾する定着特性のマージンを拡大し、その機能性 向上のため、複数のワックスを添カ卩するのも好ましい。
[0138] 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。
[0139] ワックスとして好ましい第一の実施形態として、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 Tmw 1(°C)と称す)が 50〜90°C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 Tmw2(°C))が 80〜120°Cとするのが好ましい。 Tmwlは好ましくは 55〜85°C 、より好ましくは 60〜85°C、さらに好ましくは 65〜75°Cである。 Tmwlが 50°C未満 であると貯蔵安定性が悪化する。 90°Cを超えると、低温定着性、カラー光沢性が向 上しない。 Tmw2はより好ましくは 85〜100°C、さらに好ましくは 90〜100°Cである。 Tmw2が 80°C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。 120 °Cを超えると、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集に加わらない浮遊したヮック ス粒子が増加する。
[0140] ワックスとして好ましい第一の実施形態において、融点の異なるワックスを水系中に て榭脂、着色剤と凝集させてトナー粒子を形成する際に、第一のワックス、第二のヮッ タスそれぞれ別々に乳化分散処理した分散液を、榭脂分散液及び着色剤分散液と 混合して、加熱凝集させると、ワックスの溶融速度の差から、ワックスがトナー粒子で ある溶融凝集粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在や、凝集粒子の凝集が 進まずに粒度分布がブロードになりやすく。ワックスがトナー中に均一に取り込まれ、 小粒径で狭い粒度分布の粒子形成が困難な状況になる場合がある。また、芯粒子 に第二の榭脂を溶融付着させ、シェルィ匕する際に、生成粒子が急激に粗大化する課 題も十分には解消できな 、。
[0141] そこで、ワックス粒子分散液生成において、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。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方法である。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 、ることが好まし 、。
[0142] また、ワックスとして好ましい第二の実施形態として、ワックスが少なくとも第一のヮッ タス及び第二のワックスを含み、第一のワックス力 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力も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のが好ましい。
[0143] また、ワックスとして好ましい第三の実施形態として、ワックスが少なくとも第一のヮッ タス及び第二のワックスを含み、第一のワックス力 ヨウ素価が 25以下、けん化価が 3 0〜300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 むのが好ましい。
[0144] ワックスとして好まし 、第二の実施形態及び第三の実施形態にお!、て、第一のヮッ タスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmwl(°C))が 50〜90°Cであり、好ましく は 55〜85°C、より好ましくは 60〜85°C、さらに好ましくは、 65〜75°Cである。 50°C より小さくなると、トナーの貯蔵安定性、耐熱性が悪ィ匕する。 90°Cを超えるとワックス の凝集性が低下し、水系中に凝集に加わらない浮遊したワックス粒子が増加する。ま た低温定着性、光沢性が向上しない。
[0145] また、ワックスとして好ましい第二の実施形態及び第三の実施形態において、第二 のワックスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmw2(°C))が 80〜120°Cであり、 好ましくは 85〜100°C、さらに好ましくは 90〜100°Cである。 80°C未満になると、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。 120°Cを超えると 、ワックスの凝集性が低下し、水系中に凝集に加わらない浮遊したワックス粒子が増 加する。また、低温定着性、カラー透光性が阻害される。
[0146] ワックスとして好ましい第二又は第三の実施形態において、水系中で榭脂、着色剤 及び脂肪族炭化水素系ワックスとともに凝集粒子を形成する際、脂肪族炭化水素系 のワックスは榭脂とのなじみ性カも榭脂との凝集が起こりにく!/、傾向にあり、ワックスが 溶融凝集粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在や、凝集粒子の凝集が進ま ずに粒度分布がブロードになりやす 、。
[0147] また、その浮遊粒子の抑制や、粒度分布のブロードィ匕を防止するために、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。またシェルィ匕する 際に、凝集粒子が急激に粗大化する現象が発生する。
[0148] 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凝集粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存 在を抑え、また凝集粒子の粒度分布がブロードになることを抑え、さらにはシェルィ匕 する際に凝集粒子が急激に粗大化する現象を抑制することができる。
[0149] 加熱凝集の際、第一のワックスが榭脂と相溶ィ匕が進むことで、脂肪族炭化水素系ヮ ッタスの榭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 とが出来るものと思われる。さらには、第一のワックスは榭脂と相溶ィ匕が一部進むこと 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榭 脂との相溶ィ匕は進みにくいため、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出来る。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。
[0150] ワックスとして好ましい第二又は第三の実施形態において、好ましい第一の実施形 態において説明したように、さらにワックス粒子分散液生成において、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。これにより、ヮック スが凝集粒子中に取り込まれずに浮遊する粒子の存在を抑え、シェルィ匕する際に凝 集粒子が急激に粗大化する現象を抑え、トナー中にワックスが均一に取り込まれ、小 粒径の粒子をより狭い粒度分布の粒子生成を可能とできる。
[0151] また、ワックスとして好ましい第一、第二又は第三の実施形態において、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、 FT2ZES1が 0. 2〜10が好ましい。より好ましく は 1〜9の範囲である。さらに好ましくは 1. 5〜5の範囲である。 0. 2よりも小さい、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。 10よりも大きい、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、また上記した凝集粒子が粗大化しや すい課題が解消されない。さらに FT2の配合割合が 50wt%以上、好ましくは 60wt %以上とすることは、低温定着性と、高温貯蔵安定性と定着高温非オフセット性の両 立できるバランスの良 、割合である。
[0152] また、ワックスとして好ましい第一、第二又は第三の実施形態において、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、凝集粒子の凝集の際、凝集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。
[0153] 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。
[0154] 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榭脂、着色剤分散体との凝集粒子作成において、ワックス の遊離がなぐ小粒径でかつ狭いシャープな粒度分布の粒子を形成することが出来 る。
[0155] ワックスの第一、第二又は第三の実施形態において、全ワックス添加量は結着榭脂 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重量部である。 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。 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。
[0156] ワックスの第一、第二又は第三の実施形態において、 Tmw2が、 Tmwlよりも 5°C 以上高温であり、 50°C以下とするのが好ましい。より好ましくは 10°C以上高温であり 、 40°C以下、さらに好ましくは、 15°C以上高温であり、 35°C以下とする。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°C未満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《なる。 50°Cを超えると、第一のワックスと第二のワックスが 相分離し、トナー粒子中に均一に取り込まれなくなる。
[0157] 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 1 6〜24の高級脂肪酸の少なくとも一方カゝらなるエステルを少なくとも 1種含む。このヮ 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凝集粒子中に取り込まれず に浮遊する粒子の存在を抑え、また凝集粒子の粒度分布がブロードになることを抑 え、さらにはシェルィ匕する際に凝集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出来る。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 のトナー母体粒子の生成が可能となる。
[0158] アルコール成分としては、メチル、ェチル、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。
[0159] 具体的には、
(0ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチル、ベヘン酸べへ-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、
(ii)ステアリン酸プチル、ベヘン酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はォレイン酸 2— ェチルへキシル等の炭素数 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、
(iii)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、モノべヘン酸グリセリド、トリノ レミチン酸グリセリド、ペンタ エリスリトーノレモノべへネート、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、
(iv)ジエチレングリコーノレモノべへネート、ジエチレングリコーノレジベへネート、ジプロ ピレンダ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、へキサべ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力も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 ちょい。
[0160] アルコール成分及び Z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 機能が発揮しにくぐ 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。
[0161] また、好まし!/、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 狭い粒度分布のトナー母体粒子の生成が可能となる。ヨウ素価を規定することで、ヮ ッタスの分散安定性を向上させる効果が得られ、榭脂、着色剤粒子との凝集粒子形 成が均一にでき、小粒径で狭い粒度分布の粒子形成を可能とする。しかしヨウ素価 が 25を超えると、逆に分散安定性がよくなりすぎ、榭脂、着色剤粒子との凝集粒子形 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。浮遊粒子がトナーに残留してしまうと、感光体等のフィル ミングを生じさせる。一次転写でのトナー多層転写時にトナーの電荷作用による反発 が緩和されに《なる。けん化価が 30未満になると、不けん化物、炭化水素の存在が 増加し、小粒径の均一な凝集粒子形成が困難になる。感光体フィルミング、トナーの 帯電性の悪化を生じ、連続使用時の帯電性の低下を招く。 300を超えると水系中で の浮遊物が増大する。トナーの電荷作用による反発が緩和されにくくなる。またカプリ やトナー飛散の増大を招く。
[0162] ヨウ素価、けん化価を規定したワックスの 220°C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%を超えると、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。現像特性に悪影響を与え、カプリや感光体フィ ルミングを生じさせる。生成されるトナーの粒度分布がブロードになってしまう。
[0163] 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 Z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 Z数平均分子量)が 1. 02〜 10、分子量 5 X 102〜1 X 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 Z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 Z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 Z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 Z数平均分子 量)が 1. 02〜8である。
[0164] 数平均分子量が 100より小さぐ重量平均分子量が 200より小さぐ分子量極大ピ ークが 5 X 102よりも小さい範囲に位置しているとなると貯蔵安定性が悪ィ匕する。また 現像器内でのハンドリング性が低下し、トナー濃度の均一性保持を阻害する。トナー の感光体フィルミングを生じてしまう。生成されるトナーの粒度分布がブロードになつ てしまう。
[0165] 数平均分子量が 5000より大きぐ重量平均分子量が 10000より大きぐ重量平均 分子量と数平均分子量の比 (重量平均分子量 Z数平均分子量)が 8より大きぐ Z平 均分子量と数平均分子量の比 (Z平均分子量 Z数平均分子量)が 10より大きぐ分 子量極大ピークが 1 X 104の領域よりも大きい範隨こ位置していると、離型作用が弱く なり低温定着性が低下する。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。
[0166] 第一のワックスとしては、メドウフォーム油誘導体、カルナゥバワックス誘導体、ホホ バ油誘導体、木ロウ、ミツロウ、ォゾケライト、カルナゥバワックス、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ぐ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。
[0167] 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 オ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 、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。
[0168] 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力もなるものが好ましい。その金属塩はナトリウム、カリウム、力 ルシゥム、マグネシウム、ノ リウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト又はァ ルミ-ゥムなどの金属塩が使用することが出来る。高温非オフセット性が良好である。
[0169] 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、ェチル、ブチルゃグリセリ 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 ゥ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 、。低温定着性に効果がある。 [0170] 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カ卩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。
[0171] 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、トリレンジイソシァネート(TD 1)、ジフエ-ルメタン 4, 4,ージイソシァネート(MDI)、等のイソシァネートで架橋し 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ァネート重合物 も好ましく使用できる。キャリアへのスベント性が少なぐ二成分現像剤のより長寿命 化が可能となる。
[0172] 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ァネート重合物、 ハロゲンィ匕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。榭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。
[0173] 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 る脂肪酸力もなる。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 ゥム、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 することが出来る。高温非オフセット性が良好である。
[0174] ホホバ油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、ェチル、ブチルやグリセリン、ぺ 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、ホホバ油脂肪酸べ 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。
[0175] 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。
[0176] さらに、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、トリレンジイソシァネート(TDI)、ジフエ -ルメタン 4, 4'ージシソシァネート(MDI)、等のイソシァ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ァネート重合物も好ましく使用で きる。キャリアへのスベント性が少なぐ二成分現像剤のより長寿命化が可能となる。
[0177] ケンィ匕価は、試料 lgをけん化するのに要する水酸ィ匕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。ケンィ匕価値を測定するには約 0. 5Nの水酸ィ匕カリウ 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力リウ ムを滴定する。
[0178] 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 lOOg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。試料のクロ口 ホルム又は四塩ィ匕炭素溶液にヨウ素と塩ィ匕水銀 (II)のアルコール溶液又は塩ィ匕ヨウ 素の氷酢酸溶液を加えて、放置後反応しな 、で残ったヨウ素をチォ硫酸ナトリウム標 準液で滴定して吸収ヨウ素量を算出する。
[0179] 加熱減量の測定は試料セルの重量を 0. lmgまで精秤 (Wlmg)し、これに試料 10 〜15mgを入れ、 0. lmg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°Cに なった時点での重量減を 0. lmgまで読み取る (W3mg)。装置は、真空理工製 TGD 3000、昇温速度は 10°CZmin、最高温度は 220°C、保持時間は lminで、加熱 減量(%) =W3/ (W2-W1) X 100、で求められる。
[0180] 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 (融点で)、オン セット温度及び吸熱量の測定は、 TAインスツルメンッ社製、 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 Zminで、電源投入後、測定セル内の温度を 30°C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°Cで 5min間保持し、昇温速 度 CZminで 150°Cまで昇温した。解析は、装置に付属の「Universal Analysis Ver sion 4.0」を使用した。
[0181] 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ォ 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。
[0182] 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。
[0183] 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ぐ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。
[0184] 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。
[0185] 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。
[0186] 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、グリセリンモノノ ノレミタート、グリセリンジノ ノレミタート、グリセ リントリノ レミタート、グリセリンベへナート、グリセリンジベへナート、グリセリントリべへ 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。
[0187] 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 コーノレモノステアラート、エチレングリコーノレモノパルミタート等のエチレングリコーノレ 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ヤリアス ベント防止の効果がある。
[0188] 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 ァラート、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 ォレイン酸の混合エステル類等の材料が好ましぐ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。
[0189] 第-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、フイツ シヤ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。
[0190] 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。
[0191] ワックスの分散粒子径は小粒径側カゝら積算したときの体積粒径積算分布において 1 60/0径( 尺16)カ 20〜20011111、 500/0径(PR50)力40〜300ηπι、 840/0径(PR84) 力 OOnm以下、 PR84ZPR16力 S1. 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。好ましくは、 16%径(PR16)力 ¾0〜100nm、 50%径(PR50)力 0〜160η m、 840/0径(PR84)力 S260mn以下、 PR84/PR16力 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。さらに 好ましく ίま、 160/0径(PR16)力 S20〜60mn、 500/0径(PR50)力 S40〜120nm、 84% 径(PR84)力 S220nm以下、 PR84/PR16力 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。
[0192] 榭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)力 0〜300nmと微細分散とすることにより、 ワックスが榭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。榭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 [0193] 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 係から溶融した榭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、榭 脂中に離型剤が内包されやすくなる。
[0194] PR16力 S200mnJり大さく、 500/0径(PR50)力 S300mnJり大さく、 PR84力 S400nm よりも大きぐ PR84ZPR16が 2. 0よりも大きく、 200nm以下の粒子が 65体積%より 少なぐ 500nmを越える粒子が 10体積%より多くなると、ワックスが榭脂粒子間に取 り込まれに《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、榭脂粒子 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、溶融した榭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ぐ榭脂中にワックスが内包されに《なる。さらに榭脂を付着融 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、キャリアへのスベントの増カ卩、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。
[0195] PR16力 20nmより/ J、さく、 50%径(PR50)力40nmより/ J、さく、 PR84/PR16が 1 . 2よりも小さくしょうとすると、分散状態を維持しづらぐ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。
[0196] 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 40wt%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、ワックス粒子を微糸田に分散できる。
[0197] 図 3、 4に示す一定容量の槽内の槽壁に、 0. lmn!〜 10mm程度のギャップを設け て、回転体を 30mZs以上、好ましくは 40mZs以上、より好ましくは 50mZs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 30s〜5min程度の処理で分散体が形成できる。
[0198] また図 5、 6に示すような固定した固定体に対し、 1〜: LOO /z m程度のギャップを設 けて 30mZs以上、好ましくは 40mZs以上、より好ましくは 50mZs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。
[0199] 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。
[0200] 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。または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得られる。
[0201] 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。
[0202] (3)榭脂
本実施形態のトナーの榭脂微粒子としては、例えば熱可塑性結着樹脂が挙げられ る。具体的には、スチレン、ノ《ラクロロスチレン、 (X—メチルスチレン等のスチレン類、 アクリル酸メチル、アクリル酸ェチル、アクリル酸 n—プロピル、アクリル酸ラウリル、ァ クリル酸 2—ェチルへ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 ェチル、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—ェチルへキシ 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、フマル酸などの力 ルポ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等を挙 げることができる。
[0203] 榭脂粒子分散液における前記榭脂粒子の含有量としては、通常 5〜50重量%で あり、好ましくは 10〜40重量%である。
[0204] ワックス、着色剤との凝集反応により凝集粒子 (芯粒子と称することもある)生成にお いて浮遊粒子の存在をなくし、シャープな粒度分布の粒子を形成するために、芯粒 子を構成する第一の榭脂粒子のガラス転移点は 45°C〜60°C、軟ィ匕点が 90°C〜14 0°Cであることが好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が 45°C〜55°C、軟ィ匕点が 90 °C〜135°C、さらに好ましくは、ガラス転移点が 45°C〜52°C、軟ィ匕点が 90°C〜130 °Cである。 [0205] また、第一の榭脂粒子の好ましい例として、重量平均分子量 (Mw)が 1万〜 6万、 重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比 MwZMnが 1. 5〜6であるのが 好ましい。好ましくは重量平均分子量 (Mw)が 1万〜 5万、重量平均分子量 (Mw)と 数平均分子量(Mn)の比 MwZMnが 1. 5〜3. 9である。さらに好ましくは重量平均 分子量(Mw)が 1万〜 3万、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比 Mw ZMnが 1. 5〜3である。
[0206] 第一の榭脂粒子,ワックスを含むことにより、芯粒子の粗大化を防ぎ、狭い粒度分 布の粒子を効率よく生成することができる。また、低温定着性を可能とし、さらに画像 光沢度の定着温度に対する変化を少なくし、画像光沢を一定に出来る効果がある。 通常は定着温度上昇すると画像の光沢度が上昇するため、定着の温度変動により 画像の光沢が変動して定着の温度制御をシビアにする必要があった。しかし本例に より定着温度の変動によっても画像光沢性の変動が少ない効果が得られる。
[0207] 第一の榭脂粒子のガラス転移点が 45°C未満であると、芯粒子が粗大化する。貯蔵 安定性や耐熱性が低下する。 60°Cを超えると低温定着性が悪化する。 Mwが 1万よ りも小さいと芯粒子が粗大化する。貯蔵安定性や耐熱性が低下する。 6万よりも大き いと低温定着性が悪化する。 MwZMnが 6よりも大きいと、芯粒子の形状が安定せ ず、不定形になりやすぐ粒子表面に凹凸が残り、表面平滑性の劣るものとなる。
[0208] また、芯粒子に第二の榭脂粒子を芯粒子に融着して榭脂融着層を形成することも 好ましぐその榭脂として、ガラス転移点が 55°C〜75°C、軟ィ匕点が 140°C〜180°C、 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 MwZMnが 2〜: LOが 好ましい。より好ましくは、ガラス転移点が 60°C〜70°C、軟ィ匕点が 145°C〜180°C、 Mwが 8万〜 50万、 MwZMnが 2〜7である。さらに好ましくは、ガラス転移点が 65 °C〜70°C、軟化点が 150°C〜180°C、 Mwが 12万〜 50万、 Mw/Mnが 2〜5であ る。
[0209] 芯粒子表面の熱融着を促進し、軟ィ匕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狙いである。第二の榭脂粒子のガラス転 移点が 55°C未満であると二次凝集を生じやすい。また貯蔵安定性が悪化する。 75 °cを超えると、芯粒子表面への熱融着性が悪ィ匕し、均一付着性が低下する。第二の 榭脂粒子の軟ィ匕点が 140°C未満であると耐久性、耐高温オフセット性、分離性が低 下する。 180°Cを超えると光沢性、透光性が低下する。 MwZMn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榭脂粒子の熱融着が 均一に行うことが出来きる。第二の榭脂粒子の 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。 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。
[0210] また、第一の榭脂粒子はトナー全榭脂 100重量部に対して 50重量部以上であるこ と力 子ましく、より好ましくは 65重量部以上、さらに好ましくは 80重量部以上である。
[0211] 榭脂、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。
[0212] 装置は、東ソ一社製 HLC8120GPCシリーズ、カラムは TSKgel superHM— H H4000/H3000/H2000 (6. Omml. D. — 150mmX 3)、溶離液 THF (テ卜ラヒ ドロフラン)、流量 0. 6mLZmin、試料濃度 0. 1%、注入量 20 L、検出器 RI、測定 温度 40°C、測定前処理は試料を THFに溶解後一晚放置後、 0. 45 mのメンブラ ンフィルターでろ過し、シリカ等の添加剤を除去した榭脂成分を測定する。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。
[0213] 結着樹脂の軟ィ匕点は、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、 1cm3の試料を昇温速度 6°C/分で加熱しながらプランジャー により 9. 8 X 105N/m2の荷重を与え、直径 lmm、長さ lmmのダイから押し出して、 このプランジャーのピストンストロークと温度との関係における昇温温度特性との関係 から、ピストンストロークが立上り始める温度が流出開始温度 (Tfb)、ピストンストロー ク特性の曲線の最低値と流出終了点の差の 1Z2を求め、それと曲線の最低値をカロ えた点の位置における温度を 1Z2法における溶融温度 (軟ィ匕点 Ts°C)となる。
[0214] また、榭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、 10 0°Cまで昇温し、その温度にて 3分間放置した後、降温速度 10°CZminで室温まで 冷却したサンプルを、昇温速度 10°CZmin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力 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。
[0215] (5)顔料
本実施形態に使用される着色剤 (顔料)のシアン顔料としては、 C. I.ビグメント '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 えばクラリアント社製、 HostapermB2G(Pigment Blue 15:3)、大日本インキ社製 KETBL UE111、 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。
[0216] イェロー顔料は、 C. I.ビグメント 'イェロー 1, 3, 74, 97又は 98等のァセト酢酸ァリ ールアミド系モノァゾ黄色顔料、 C. I.ビグメント 'イェロー 12, 13, 14, 17等のァセト 酢酸ァリールアミド系ジスァゾ黄色顔料、 C. I.ソルベンイェロー 19, 77, 79又は C. I.デイスパース'イェロー 164が配合され、特に好ましくは C. I.ビグメント 'イェロー 9 3, 180, 185のべンズイミダゾロン系顔料が好適である。
[0217] 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, 1 22, 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。
[0218] 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, # 45レ # 44, # 40, # 33, # 32, # 25, # 260, M A100S、 # 40、キャボット社製の MOGULLゝ REGAL660R、 REGAL500R、 RE GAL400R、 REGAL330R、 REGAL300R、 REGAL250R等が好ましく使用でき る。
[0219] より好ましくは、 DBP吸油量 (mlZlOOg)が 45〜70であるカーボンブラックである。
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。
[0220] 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、芯粒子を小粒径ィ匕しても、カーボンブラッ ク粒子が芯粒子中に取り込まれて、核粒子分散液中に凝集に加わらずに残留する力 一ボンブラック粒子を解消できる効果が得られることを見出した。理由がはっきりわか つていないが、 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 こりやすぐカーボンブラック粒子が核粒子中に取り込まれにくいためと推測する。
[0221] カーボンブラックの粒子径は 20〜40nmのもが好ましい。好ましくは粒子径は 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。粒子径が小さいと、液中での分散が困難になる。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 64mlZl00g) , # 45 (同 24nm,同 53mlZlO Og)、 # 45L (同 24nm,同 45ml/100g)、キャボット社製の REGAL250R (同 35η m、同 46mlZl00g;)、 REGAL330R (同 25nm、同 65mlZlOOg)、 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、 L REGAL250Rである。
[0222] DBP吸油量の測定 (JISK6217)は、 150°C± 1°C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. 68kgZcm)の混合室に 投入し、予めリミットスィ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. 050gZcm3)を 4mlZmin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ィッチが切れる。 それまでに添カ卩した DBP量(Bml)と試料重量力も試料 lOOgあたりの DBP吸油量( = BxlOO/A) (ml/100g)が求められる。
[0223] (6)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 力、アルミナ、酸化チタン、ジルコユア、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 、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。
[0224] 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、メチルフエニルシリコーンオイル、ェポ 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、ァミノ変性 シリコーンオイル及びクロルフエ-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 ίま BY16— 855B等力挙げ、 られる。
[0225] 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 FM 20B)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。
[0226] 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、ァリ ルジメチルクロルシラン、へキサメチルジシラザン、ァリルフエ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—メタクリルォキシプロピルトリ メトキシシラン、ビニルトリァセトキシシラン、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。
[0227] 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。
[0228] 正極帯電性を有する外添剤はアミノシラン、ァミノ変性シリコーンオイル又はェポキ シ変性シリコーンオイルで処理される。
[0229] また、疎水性処理を高めるため、へキサメチルジシラザンゃ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、メチルフエ-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 、。
[0230] 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ィ匕チタン微粉末がより好ましい。
[0231] 脂肪酸又は脂肪酸金属塩としては、力プリル酸、力プリン酸、ゥンデシル酸、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、ラタセル酸、 ォレイン酸、エル力酸、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。
[0232] 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 ネシゥム、リチウム、ナトリウム、鉛又はノ 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)(C H
17 35
C〇〇))、又はモノステアリン酸アルミニウム (A1(〇H) (C H C〇〇))、等のジ脂肪酸ァ
2 2 17 35
ルミ-ゥム、モノ脂肪酸アルミニウムである。 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。
[0233] 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 、ォレイン酸アミド、ァラキジン酸アミド、エイコセン酸アミド、ベへニン酸アミド、エル力 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。
[0234] 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、 ベヘン酸べへ-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の高級脂肪酸と力もなるエステル類、ステアリン酸プチル、ベヘン 酸イソブチル、モンタン酸プロピル又はォレイン酸 2—ェチルへキシル等の炭素数 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。
[0235] 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 好ましぐ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。
[0236] 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ップリング剤及び Z又はシリコー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。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 、トナーの高帯電ィ匕を図れることと、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。またカップリング剤及び z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。
[0237] 脂肪酸等をトルエン、キシレン又はへ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。
[0238] 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 力 S1 : 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。 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。
[0239] 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. 5〜25wt%であることが 好ましい。より好ましくは 5〜25wt%、更に好ましくは 8〜20wt%である。 1. 5wt% 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。 25wt%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
[0240] 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、略榭脂 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力 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。
[0241] 平均粒子径 6ηπ!〜 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。転写時の逆転写の発生を抑さえ切れない。 200 nmよりも大きくなると、トナーの流動性が悪ィ匕する。 1重量部よりも少ないとトナーの流 動性が悪化する。転写時の逆転写の発生を抑さえ切れない。 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 ヽ。高温非オフセット性を悪化される。
[0242] また、平均粒子径が 6ηπ!〜 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のも好ましい。この例により機能 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 6ηπ!〜 20η mの外添剤の強熱減量が 0. 5〜20wt%、平均粒子径が 20nm〜200nmの強熱減 量が 1. 5〜25wt%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 6ηπ!〜 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。
[0243] 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。
[0244] 平均粒子径カ ½nm〜20nmの強熱減量が 0. 5wt%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。 20wt%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。好ましくは強熱減量が 1. 5〜17wt%、より好ましくは 4〜 10wt%である。
[0245] 平均粒子径が 20nm〜200nmの強熱減量が 1. 5wt%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。 25wt%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。好ましくは強熱減量が 2. 5〜20wt%、より好ましくは 5〜15wt%である。
[0246] また、平均粒子径が 6ηπ!〜 20nm、強熱減量が 0. 5〜20wt%である外添剤をトナ 一母体粒子 100重量部に対し 0. 5〜2重量部と、平均粒子径が 20ηπ!〜 100nm、 強熱減量が 1. 5〜25wt%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 ΙΟΟηπ!〜 200nm、強熱減量が 0. l〜10wt%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 するのも好ましい。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。
[0247] さらに、平均粒子径 6nm〜200nm、強熱減量が 0. 5〜25wt%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 ヽ。
[0248] 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. 5〜20wt%、より好ましくは 5〜19wt% である。
[0249] 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。
乾燥減量 (%)は、予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料約 lgを取り、精秤する。熱 風乾燥器(105°C± 1°C)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。
[0250] 乾燥減量 (%) = [乾燥による減量 (g) Z試料量 (g) ] X 100。
[0251] 強熱減量は、予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料約 lgを取り、精秤する。
500°C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 (%) = [強熱による減量 (g)Z試料量 (g) ] X 100
また処理された外添剤の水分吸着量が lwt%以下であることが好ま 、。好ましく は 0. 5wt%以下、より好ましくは 0. lwt%以下、さらに好ましくは 0. 05wt%以下で ある。 lwt%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。
[0252] 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 = (aZ(50 + a)) X 100 (%) [0253] (7)トナーの粉体物性
本実施形態では、結着榭脂、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 3〜7 μ m、個数分布における 2. 52〜4 μ mの粒径を有するトナー母体粒 子の含有量が 30〜90個数%、体積分布における 4〜6. 06 mの粒径を有するトナ —母体粒子が 25〜75体積%であり、体積分布における 8 m以上の粒径を有するト ナ—母体粒子が 5体積%以下で含有し、体積分布における 4〜6. 06 mの粒径を 有するトナー母体粒子の体積%を 46とし、個数分布における 4〜6. 06 mの粒径 を有するトナー母体粒子の個数%を1346としたとき、 P46ZV46力 . 5〜1. 5の範 囲にあり、体積平均粒径における変動係数は 10〜25%、個数粒径分布の変動係数 が 10〜28%であることが好ましい。好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が 3 〜6. 5 /z m、個数分布〖こおける 2. 52〜4 /ζ πιの粒径を有するトナー母体粒子の含 有量が 20〜75個数%、体積分布における 4〜6. 06 mの粒径を有するトナー母体 粒子が 35〜75体積%であり、体積分布における 8 m以上の粒径を有するトナー母 体粒子が 3体積0 /0以下で含有し、 P46ZV46力 SO. 5〜1. 3の範囲にあり、体積平均 粒径における変動係数は 10〜20%、個数粒径分布の変動係数が 10〜23%である 。さらに好ましくは、トナー母体粒子の体積平均粒径が 3〜5 m、個数分布における 2. 52〜4 111の粒径を有するトナー母体粒子の含有量が40〜75個数%、体積分 布における 4〜6. 06 μ mの粒径を有するトナー母体粒子が 45〜75体積0 /0であり、 体積分布における 8 μ m以上の粒径を有するトナー母体粒子が 1体積%以下で含有 し、 P46ZV46力 . 5〜0. 9の範囲にあり、体積平均粒径における変動係数は 10 〜15%、個数粒径分布の変動係数が 10〜18%である。
[0254] 高解像度画質、さらにタンデム転写における逆転写の防止、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にできる。トナー中の微粉はトナーの流動性、 画質、貯蔵安定性、感光体や現像ローラ、転写体へのフィルミング、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非 オフセット性、光沢性、透光性に影響する。オイルレス定着実現のためにワックス等の 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。 [0255] 体積平均粒径が 7 m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 3 μ m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。
[0256] 個数分布における 2. 52〜4 mの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が 10個 数%未満になると、画質と転写の両立が図れない。 75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。また感光体、現像ローラ、転写体への フィルミングが発生しやすくなる。さらに微粉は熱ローラとの付着性も大きいためオフ 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 ぐ多層転写時に 2色目の転写不良を生じ易くなる。適当な範囲が必要となる。
[0257] 体積分布における 4〜6. 06 μ mの粒径を有するトナー母体粒子が 75体積0 /0を超 えると、画質と転写の両立が図れない。 25体積%未満になると、画質の低下が生じる
[0258] 体積分布における 8 μ m以上の粒径を有するトナー母体粒子が 5体積%を越えて 含有すると、画質の低下が生じる。転写不良の原因となる。
[0259] 体積分布における 4〜6. 06 mの粒径を有するトナー母体粒子の体積%を¥46 とし、個数分布における 4〜6. 06 mの粒径を有するトナー母体粒子の個数。/。を!3 46としたとき、 P46ZV46力 . 5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、地力プリが悪化する。 1. 5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、高画質ィ匕が図ることが出来ない。
[0260] P46ZV46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。
[0261] 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。
[0262] 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、転写不良、クリーナーレスプロセスで の残留トナーの回収が困難となる。
[0263] 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ビユー タを接続して測定する。電解液は濃度 1%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型にてァパ 一チヤ一 70 μ mのアパーチャ一を用いた。 70 μ mのアパーチャ一系では、粒度分 布測定範囲は 1. 26 m〜50. 8 mである力 2. 0 m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 、ため実用的ではな 、。よって測定領域 を 2. 0 μ m〜50. 8 μ mとした。
[0264] また、静嵩密度と動嵩密度から算出されるのが圧縮度で、トナー流動性の指標の 一つである。トナーの流動性はトナーの粒度分布、トナー粒子形状、外添剤、ワックス の種類や量に影響される。トナーの粒度分布が狭く微粉が少ない場合、トナーの表 面に凹凸が少なく形状が球形に近い場合、外添剤の添加量が多い場合、外添剤の 粒径が小さい場合は、圧縮度が小さくなりトナーの流動性は高くなる。圧縮度は 5〜4 0%が好ましい。より好ましくは、 10〜30%である。オイルレス定着と、タンデム方式 多層転写との両立を図ることが可能となる。 5%より小さいと、定着性が低下し、特に 透光性が悪化しやすい。現像口—ラカもトナー飛散が多くなりやすい。 40%よりも大 きい転写性が低下し、タンデム方式での中抜け、転写不良を生じる。
[0265] (10)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の一次転写位置力 第 2の一次転写位置まで の距離を dl (mm)、感光体の周速度^ v (mmZs)とした場合、 dl/v≤0. 65となる 転写位置を取ることで、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ぐ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 以下とすることがミニマムと考えられる。
[0266] しかし、このトナー像形成ステーション間を短力べするとき、例えば 1色目のイェロー 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 間が極めて短ぐ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 、イェ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 ナ一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、前のイェロー、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 、てしまう。
[0267] そこで、本実施形態のトナー又は二成分現像剤を使用することにより、帯電分布が 安定ィ匕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ぐ転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、逆転 写を防止することができる。
[0268] (11)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 、オイルレス定着の定 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 磁誘導加熱がウォームアップ時間の短縮、省エネの観点力も好ましい。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-ップを形成して!/ヽ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、回転加熱部材のゥ 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 Vヽ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 、な 、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。
[0269] 加熱部材と定着部材を分離した定着ベルトを使用することも好ま ヽ。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铸ベルトやポリイミドベルトの耐熱べ 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、フッ素榭脂を用いるのが好ましい。
[0270] 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ぐ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 ヽて発生しやす ヽ。
[0271] 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。
実施例
[0272] (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%、 Fe O換算で 49. 6mol%及
2 3
び SrO換算で 0. 8mol%を湿式ボールミルで、 10時間粉砕し、混合し、乾燥させた 後、 950°C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°C、 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 50 μ m、印加磁場が 3000ェルステツトの時の飽和磁化が 65emuZgであるフ エライト粒子の芯材を得た。
[0273] 次に、(化 1)で示される R、 R力メチル基、すなわち(CH ) SiO 単位が 15. 4mo
1 2 3 2 2/2
1%、(化 2)で示される R力 Sメチル基、すなわち CH SiO 単位が 84. 6mol%である ポリオルガノシロキサン 250gと、 CF CH CH Si(OCH ) 2 lgとを反応させフッ素変
3 2 2 3 3
性シリコーン榭脂を得た。さらにそのフッ素変性シリコーン榭脂を固形分換算で lOOg とアミノシランカップリング剤(γ—ァミノプロピルトリエトキシシラン) 10gとを秤量し、 3 OOccのトルエン溶剤に溶解させた。
[化 1]
Figure imgf000055_0001
(但し、 R1, R2, R3, R4はメチ «、 mは平均重合度であり 1 00である。)
[0275] [化 2]
Figure imgf000055_0002
0
R-0-Si-O-R6
I 2
R
(但し、 R R2, R3, R4, R5, R6はメチノ nは平均重合度であり 80である。)
[0276] 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、上記被覆榭脂溶液 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°Cで 1時間焼き付け を行い、キャリア CA1を得た。
[0277] (2)榭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。
[0278] (表 1)は、榭脂粒子分散液の作成例として調製された本発明に係る榭脂粒子分散 液 (RL1、 RL2、 RL3、 RH1、 RH2, rl4、 rl5、 rh3、 rh4)【こお 、て得られた結着樹 脂の特性を示す。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、 "MwZMn"は重量平均分子量 (Mw)と数平均分子量 (Mn)の比 Mw/Mn, "MzZMn"は Z平均分子量(Mz)と数平均分子量(Mn)の比 MzZMn 、 "Mp"は分子量のピーク値、 Tg (°C)はガラス転移点、 Ts (°C)は軟化点を表わす。 ( 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)とァニオン量 (g) と全界面活性剤量に対するノ-オン量の比率 (wt%)を示す。
[0279] [表 1]
Figure imgf000056_0001
[0280] [表 2]
Figure imgf000056_0002
(a)榭脂粒子分散液 RL1の調製
スチレン 240. lgと、 n—ブチルアタリレート 59. 9gと、アクリル酸 4. 5g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-ポ ール 400)7. 2g、ァニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲン S20—F (20w t%濃度)) 24g (実質ァ-オン量 4. 8g)、ドデカンチオール 6gを用いて分散し、これ に過硫酸カリウム 4. 5gをカ卩えて、 75°Cで 4時間乳化重合を行った。その後さらに 90 0Cで 2時 熟成処理を行 \ヽ、 Mn力 ^7200、 Mw力 ^13800、 Mz力 20500、 Mp力 ^108 00 Tsが 98°C Tgが 52°C、中位径が 0. 14 mの榭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。
[0282] (表 3)に各榭脂粒子分散液 RL2 RL3 RH1 RH2 rl4 rl5 rh3 rh4の乳化重 合にぉレヽて、榭脂粒子分散液 RL1の調製をベースに各樹脂粒子分散液に使用した モノマー等の配合量等を示す。
[0283] [表 3]
Figure imgf000057_0001
[0284] (3)顔料分散液の作成
(表 4) (表 5)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,
[0285] [表 4]
Figure imgf000057_0002
[0286] [表 5]
Figure imgf000057_0003
[0287] (a)顔料粒子分散液 CBS1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 SA4 (エレミノール、三洋化 成社製)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カーボンブラック CB1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 CBS1とした。顔料濃度は 20 wt%であった。
[0288] ァ-オン性界面活性剤 (第一工業製薬製、ネオゲン S20— F (固形分 20wt%濃度 ) )を使用した液にぉ ヽては、顔料濃度は 20wt%程度となるようにイオン交換水を調 整した。表 5中の重量比は実質のァ-オン量比を示している。
[0289] 以下、顔料粒子分散液 CBS1の調整条件をベースに、各黒顔料分散液、シアン顔 料分散液、マゼンタ顔料分散液及びイェロー顔料分散液に使用した黒顔料、シアン 顔料、マゼンタ顔料、イェロー顔料および使用した界面活性剤の条件を (表 6)に示 す。
[0290] [表 6]
Figure imgf000058_0001
[0291] (4)ワックス分散液の作成
(表 7)、(表 8)及び (表 9)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 に係るワックス粒子分散液の作成にぉ ヽて、それぞれ使用したワックス材料及びその 特性を示す。
[0292] [表 7] ワックス 材料 融点 Tmw1(°C) 加熱減量 Ck(wt%) ヨウ素価 けん化価
W1 極度水素添加ホホハ '油 68 2.8 2 95.7
W2 極度水素添加メト'ゥフ;† "ム油 71 2.5 2 90
W3 かけゥハ'ワックス 84 1.5 8 88
4 ホホハ '油脂肪酸 ンタエリスリトールモノエス亍ル 84 3.4 2 120
[0293] [表 8]
Figure imgf000059_0001
[0294] [表 9]
Figure imgf000059_0002
[0295] (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、ここ力 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、 l〜5m m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 50mZs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!、る。
[0296] 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 :ェルミノール NA400)3g、ワックス (W— l) 30gを仕込み、回転体の速度は 30mZs 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 W Alが形成された。
[0297] 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ヮッ タス粒子分散液 (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 10)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()内の値は当該ヮック スの配合重量組成量 (重量割合)を表わす。
[0298] [表 10]
Figure imgf000060_0001
[0299] ァニオン性界面活性剤 (第一工業製薬製、ネオゲン S20—F (20wt%濃度))を使 用した液にぉレ、ては、顔料濃度は 20wt%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ァ-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、 W15を使用する際においては槽内を 0. 4MPaまで加圧してい る。
[0300] (5)トナー母体の作成
(a)トナー母体 B1の作成
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 の榭脂粒子分散液 RL1を 102g、カーボンブラック粒子分散液 CBS1を 62g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 lOmin混合して混合粒子分散液を調製した。
[0301] 得られた混合分散液に IN NaOHを投入し、開始 pHを 11. 2 (表 12中のパラメ一 タ 1:開始 pH)とし lOmin攪拌した。その後 l°C/minの速度で 20°Cから昇温し 80°C に到達した時点(混合粒子分散液の pH値は 10. 1)で、水溶液の pH値を 9. 0に調 整した 23wt%濃度の硫酸マグネシウム水溶液 300gを 30minの所要時間にて連続 して滴下した。その後 90°Cに昇温して 2時間加熱処理し、核粒子を生成した。得られ た核粒子分散液の pHは 7. 8 (表 12中のパラメータ 2 :核粒子分散液の pH)であった
[0302] その後 90°Cのままで、 pH値を 7. 2 (表 12中のパラメータ 3 : WJ混合液 pH)に調整 したワックス粒子分散液 WA1 (80g)と第一の榭脂粒子分散液 RL1 (102g)の混合 液を 0. 5h (表 12中のパラメータ 4 :WJ滴下時間(h) )の所要時間にて連続して滴下 し、滴下終了後 30分間加熱処理した。その後、 IN NaOHを添加し、混合液の PH を 8. 8 (表 12中のパラメータ 5 :混合液の pH調整値)に調整し、 90°C (表 12中のパラ メータ 6:芯粒子加熱温度 (°C) )のままで、 2時間(表 12中のパラメータ 7:芯粒子加熱 時間 (h) )加熱処理し、核粒子にワックス粒子分散液及び第一の榭脂粒子分散液が 凝集した芯粒子を得た。得られた芯粒子分散液の pHは 8. 8 (表 12中のパラメータ 8 :芯粒子 ph)であった。
[0303] その後、水温を 92°Cとした状態で、 PHを 8. 5 (表 12中のパラメータ 9 :第二の榭脂 粒子分散液の pH)に調整した第二の榭脂粒子分散液 RH1を 145g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榭脂粒子が融 着した粒子を得た。
[0304] そして、冷却後、生成物(トナー母体)をろ過し、メチルアルコールにて 3回洗浄を行 つた。その後得られたトナー母体を流動式乾燥機で 40°Cで 6時間乾燥させることによ りトナー母体粒子 B1を得た。
[0305] トナー母体 B1〜: BIO, Cl l、 M12、 Y13、 b20〜b21は、 Blの条件をベースにし て、着色剤粒子分散液、ワックス粒子分散液等を変えて、粒子の凝集性を観察した。
[0306] (b)トナー母体 b22の作成
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 の榭脂粒子分散液 RL1を 204g、カーボンブラック粒子分散液 CBS3を 57g、ヮック ス粒子分散液 WA5を 40g添カ卩し、イオン交換水 400mlを投入し、ホモジナイザー(I KA社製:ウルトラタラックス T25)を用いて lOmin混合して混合粒子分散液を調製し た。
[0307] その後、得られた混合分散液に IN NaOHを投入し、 pHを 11. 5とし、その後 23w t%濃度の硫酸マグネシウム水溶液を 280g添加し、 lOmin攪拌した。その後 1°CZ minの速度で 20°Cから 90°Cまで昇温し、その後 8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。
[0308] その後さらに、水温を 92°Cとした状態で、 pHを 8. 5に調整した第二の榭脂粒子分 散液 RH1を 145g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榭脂粒子が融着した粒子を得た。
[0309] そして、冷却後、反応生成物(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°Cで 6時間乾燥させること により、トナー母体粒子 b22を得た。液は透明にならず、凝集に加わらないワックス、 着色剤粒子が浮遊したままで、灰色に濁ったままであった。加熱時間を長くしたため 、粒子は 10 m程度にまで大きくなり、また粒度分布も広がった。
[0310] トナー母体 b23、 b24は、 b22の条件をベースにして、着色剤粒子分散液、ワックス 粒子分散液等を変えて、粒子の凝集性を観察した。
[0311] (表 11)、(表 12)、(表 13)、(表 14)は、トナー母体の作成例として作成した本発明 に係るトナー母体(B1〜: BIO, Cl l、 M12、 Y13)及び比較のためのトナー母体(b2 0〜b24)について、それぞれの組成及び作成されたトナー母体において得られた特 性、芯粒子凝集性の状態を示す。
[0312] 表 13において、開始 pH (パラメータ 1)は、第一の榭脂粒子分散液とカーボンブラ ック粒子分散液を添加した混合分散液を IN NaOHにより調整した pH値、核粒子分 散液の pH (パラメータ 2)は、生成したて得られた核粒子分散液の pH値、 WJ混合液 pH (パラメータ 3)は滴下するワックス粒子と第一の榭脂粒子分散液の混合液の pH 値、 WJ滴下時間(h) (パラメータ 4)はワックスと榭脂の混合液の滴下時間(h)、混合 液 pH調整値 (パラメータ 5)はワックス粒子と第一の榭脂粒子分散液を核粒子に滴下 後にワックス粒子、第一の榭脂粒子分散液及び核粒子の混合分散液を調整する pH 値、芯粒子加熱温度 (て》(パラメータ 6)はワックス粒子と第一の榭脂粒子分散液を 核粒子に滴下終了後に加熱処理する温度、芯粒子加熱時間(h) (パラメータ 7)はヮ ックス粒子と第一の榭脂粒子分散液を核粒子に滴下終了後からの加熱時間、芯粒 子 pH (パラメータ 8)は最終芯粒子が生成したときの分散液の pH値、第二の榭脂粒 子分散液の pH (パラメータ 9)は滴下する第二の樹脂粒子分散液の pH値、 RH1を、 表す。 d50 m)はトナー母体粒子の体積平均粒径を、 "変動係数"はトナー母体粒 子の体積基準での粒径分布の広がりを示す。
[表 11]
Figure imgf000063_0001
[0314] [表 12]
Figure imgf000063_0002
[0315] [表 13] ハ。ラメ-タ 1 ハ。ラメ-タ 2 /、。ラメ—タ 3 ハ メータ 4 ハ。ラメ—タ 5 /、°ラメ—タ 6 ハ。ラメ-タ 7 ハ °ラメータ 8 Λ メータ 9 け-母 開始 PH 核粒子 WJ混合 WJ滴下 混合液の 芯粒子加 芯粒子加 第二樹脂 体分散 分散液 液 時間 (h) pH調整 熱温度 熱時間 (h) pH 粒子分散 液 の pH H 値 (。C) 液の pH
B1 11.2 7.8 7.2 0.5 8.8 90 2 8.8 8.5
B2 11.2 7.8 7 0.5 9.4 90 2 8.7 9.5
B3 9.7 7 5.1 1.5 9.8 90 2 7.4 9.4
B4 11.2 7.8 5.2 1.5 7.8 90 2 8.8 9.4
B5 11.2 7.8 8.7 0.25 7.8 90 2 9 9.8
B6 11.2 7.8 9.1 0.25 6.6 90 2 8.7 9.8
B7 11.2 7.8 4.8 1 6.6 90 8 8.7 9.8
B8 11.2 7.8 4.7 1 6.6 90 6 8.8 9.8
B9 1 1.2 7.8 4.9 1 6.4 90 6 8.6 9.8
B10 11.2 7.8 5.1 1 6.2 90 8 9.1 9.8
C11 1 1.2 7.8 6.8 0.5 8.8 90 2 9.2 9.8
M12 1 1.2 7.8 7.2 0.5 9.2 90 2 9.2 9.9
Y13 Π.2 7.8 8.2 0.5 9.4 90 2 9 9.9 b20 11.2 7.8 8 0.5 6.4 90 δ 9.1 9.1 b21 11.2 7.8 8 0.5 6.5 90 8 9.1 9.1
[0316] [表 14]
Figure imgf000064_0001
[0317] 榭脂粒子と着色剤粒子を凝集して核粒子を生成し、その後核粒子と榭脂粒子及び ワックス粒子とを凝集させて芯粒子を生成する過程で、着色剤粒子やワックス粒子が 榭脂粒子とともに芯粒子に取り込まれてレヽるかどうかの確認は、凝集、融着反応中の 反応液を一定時間おきに取り出し、遠心分離にかけることにより、判断できる。
[0318] 着色剤粒子及びワックス粒子が芯粒子に取り込まれていれば、反応液は遠心分離 にかけると、固液 2層に分かれ、上澄み液は無色透明になる。ワックス微粒子が芯粒 子に取り込まれていない場合は、上澄み液が白濁する。また、着色剤、例えばカーボ ンブラック粒子が芯粒子に取り込まれていない場合は、上澄み液が黒色を示す。力 一ボンブラック粒子及びワックス粒子双方が芯粒子に取り込まれて ヽな 、場合は上 澄み液は灰色、又は灰黒色を示す。
[0319] 芯粒子の凝集性は、芯粒子凝集反応中にサンプリングした分散液は等量のイオン 交換水で希釈した後、試験管に入れ、遠心分離器に 3000min— 1で 5分間かけた。遠 心分離した上澄み液の濁度を目視で判断した状態を示して!/、る。
[0320] B1〜B6、 Cl l、 M12, Y13は 2時間(h)程度で上澄み液が透明となり、小粒径で 粒度分布の狭 、粒子が得られて 、る。
[0321] B8, B9は 6h程度、 B7, B10は 8h程度で略透明になった力 やや黒色の粒子が わずかに見られる。また粒度分布がやや大きくなり、粒度分布は少し広がる傾向にあ つた。画像評価ではカプリ、転写の文字飛びが他のトナーよりも少し多めであった力 実用的には使用可能範囲のレベルと思われる。
[0322] b20は凝集不良の凝集に加わらない浮遊したカーボンブラック粒子が残り黒く濁る 傾向にあった。 b21は凝集不良の凝集に加わらない浮遊したワックス粒子が残り灰色 に淘る傾向にあった。
[0323] また、混合分散液の開始 pHを 9. 5よりも低く調整すると、形成された芯粒子が粗大 化し、粒度分布が広がる傾向にあり、 pHは 9. 5以上とすることが好ましい。逆に pHを 12. 5とすると着色剤と榭脂粒子との凝集が進みにくく核粒子生成が遅くなる傾向に あり、開始 PHは 12. 5以下とすることが好ましい。
[0324] 滴下するワックス粒子と第一の榭脂粒子分散液の混合液の pH値である WJ混合液 pHは 4よりも小さくすると、核粒子への付着が遅れ、芯粒子生成が遅れると共に、凝 集に加わらない浮遊するワックス、榭脂粒子が増加する傾向にあり、 pHは 4以上とす ることが好ましい。 10. 5よりも大きくすると、核粒子への付着が遅れ、芯粒子生成が 遅れると共に、凝集に加わらない浮遊するワックス、榭脂粒子が増加する傾向にあり 、pHは 10. 5以上とすることが好ましい。
[0325] ワックス粒子と第一の榭脂粒子分散液を核粒子分散液に滴下後に、ワックス粒子、 第一の榭脂粒子分散液及び核粒子の混合分散液を調整する pH値を 6〜10. 5の範 囲で調整することが好まし 、。ワックス粒子及び第一の榭脂粒子分散液の核粒子へ の付着を促進させることができ、 pH値が 6より小さいと、ほとんど付着は進行しない。 [0326] (6)外添剤
次に、外添剤の例について述べる。(表 15)は、本実施例で使用した外添剤(Sl〜 S9)について、それぞれの材料及びその特性を示す。
[0327] 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([ ^u CZg])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°C、 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. lg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 X 104[Pa]で 1分間ブローして測定した。
[0328] [表 15]
Figure imgf000066_0001
[0329] なお、負帯電性では、 5分値が— 100〜一 800 μ CZgで、 30分の値が— 50〜一 600 ^ CZg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。 [0330] (7)トナーの糸且成及び外添処理
次に、トナーの糸且成及び外添処理例について述べる。(表 16)は、トナーの作成例 として作成した本発明に係るトナー(TB1〜TB10、 TC11、 TM12、 TY13)及び比 較のためのトナー(tb21〜tb24)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 ZOS 0型、回転数 2000min— 処理時間 5min、投入量 lkgで行った。
[0331] [表 16]
Figure imgf000067_0001
[0332] 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 (イェロー)転写ローラ 1 OY、第 2色 (マゼンタ)転写ローラ 10Μ、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 (Υ)転写位置力も第 2色 (Μ)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 125mmZsである。
[0333] 転写ベルト 12は、絶縁性ポリカーボネート榭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、絶縁性榭脂としてポリカーボネート 榭脂(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 にフッ素榭脂をコートし、厚みは約 100 m、体積抵抗は 107〜: ί012 Ω 'cm、表面抵 抗は 107〜1012 Ω /口である。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 をフッ素榭脂でコートして 、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 107 Ω 'cmよりも小さいと 、再転写が生じ易ぐ 1012 Ω 'cmよりも大きいと転写効率が悪ィ匕する。
[0334] 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 1 02〜: ί06 Ω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 (Ν)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 102 Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。 106 Ωよりもおおきと 転写不良が生じ易くなる。 1. Ο (Ν)よりも小さいと転写不良を生じ、 9. 8 (Ν)よりも大 きいと転写文字抜けが生じる。
[0335] 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、 ΟΗΡ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 (Ν)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 ナ一が転写される。抵抗値が 102 Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。 106 Ωよりもお おきと転写不良が生じ易くなる。 5. Ο (Ν)よりも小さいと転写不良となり、 21. 8 (Ν)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。
[0336] イェロー(Υ)、マゼンタ(Μ)、シアン(C)、黒 (Κ)の各色用の 4組の像形成ユニット 1 8Y、 18M、 18C、 18Kが、図 1のように直列状に配置されている。
[0337] 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、説明を簡略ィ匕するため 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 、ては省略する。
[0338] 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 現像ローラで、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 ナ一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 フ' 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、省略している力 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。
[0339] 2はェ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一 1. 2k V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 タス、 7は現像剤である。
[0340] 紙搬送は転写ユニット 17の下方力も搬送され、転写ベルト 12と第 2転写ローラ 14と の圧接された-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。
[0341] 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。
[0342] 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-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 2 05力設けられ、外面には温度センサー 208が配置されて!、る。
[0343] ベルトは 30 μ mの Niを基体としてその上にシリコーンゴムを 150 μ m、さらにその上 に PFAチューブ 30 μ mの重ねあわせている。 [0344] 加圧ローラ 202は加圧パネ 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。
[0345] 定着部材としての定着ローラ 201は、長さ力 250mm、外径が 14mm、厚さ lmm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 2 0度のシリコーンゴム力もなる厚さ 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 動モータ力も駆動力を受けて 125mmZsで回転する。
[0346] ヒートローラ 204は肉厚 lmm、外径 20mmの中空パイプからなって!/、る。定着ベル ト表面温度はサーミスタを用 、て表面温度 170度に制御した。
[0347] 加圧部材としての加圧ローラ 202は、長さ力 250mm、外径 20mmである。これは 外径 16mm、厚さ lmm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のパネ 加重のパネ 209によって定着ローラ 201との間で幅 5. Ommの-ップ幅を形成してい る。
[0348] 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のすベての第一 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の直流ノ ィァスが印加される。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。
[0349] 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 125mmZs) 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。
[0350] 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。 [0351] 第 1色 (Y)第一転写と第 2色 (Μ)第一転写間のタイムラグを持たせて、 Μの信号光 3Μが像形成ユニット 18Mに入力され、 Μ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、 Μトナー像が感光体 1M力 転写ベルト 12に転 写される。このとき第一色 (Υ)トナーが形成されている上に Μトナーが転写される。同 様に C (シアン)、 Κ (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、 10K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。
[0352] 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 K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 + lkV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 つ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
[0353] (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 Divisio n 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。
[0354] 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°C、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 X 104Paで 1分間ブローして測定した。
[0355] (表 17)は、本実施例で使用した、本発明に係る二成分現像剤(DB1〜DB10、 DC 11、 DM12, DY13)、及び比較のための二成分現像剤(cb20〜cb24)のそれぞれ について、二成分現像剤としてのトナーとキャリアとし、 A4版の用紙で 10万枚ラン- ング耐久試験を実施し評価した結果を示す。
[0356] [表 17]
Figure imgf000072_0002
[0357] カプリレベルは、 Spectrolino SpectroScanにより、 0. 07以下であればより良好 なレベル" A"、 0. 07を超え 0. 1未満であればややカプリが増加したレベル" B,,、 0. 1以上では問題あるレベル" C"を表わす。
[0358] 全面ベタ画像均一性においては、 A4サイズにおける全面にベタ画像サンプルを取 つたときに、部分的に画像濃度に変化が少なく画像濃度差が小さいレベルであれば "A"、 "A"の比べて画像濃度差がやや見られる程度のレベルであれば" B"、部分的 に画像濃度の差が目立つレベルであれば" C"で表わす。
[0359] 転写時の文字飛びにおいては、「轟、議、魏」の文字を印写したとき、線の周辺に存 在するトナーの状態で評価し、線の周辺に存在するトナーが少なくレベルであれば" A"、線の周辺にトナーが少し存在するレベルであれば" B"、線の周辺に存在するト
Figure imgf000072_0001
、レベルであれば" C"で表わす。
[0360] 逆転写は、 2色以上の画像サンプルを印字した時、 1色目の色のトナーが感光体か ら転写ベルトに転写された後、 2色目の色のトナーが感光体力 転写ベルトに転写さ れる際、 1色目の色のトナーの一部が 2色目の感光体に付着してしまう現象をいう。評 価は、その 1色目のトナーが 2色目の感光体に付着してクレーユングブレードで感光 体から除去され、廃トナーボックスに回収されるトナーの量を目視して評価する。 1色 目のトナーと 2色目のトナーがほとんど混ざっていなければ" A"、 1色目のトナーと 2 色目のトナーがやや混ざっているレベルであれば" B"、混ざっているのが明らかには 分かれば" C"、で表わす。
[0361] 転写中抜けにおいては、線が交差するパターン「 +」を印字し、この交点においてト ナ一の存在状態を評価する。交点においてトナーが存在しているレベルであれば" A "、交点においてトナーの不存在の部分が少しあるレベルであれば" B"、交点におい てトナーが存在しない状態であれば" C"で表わす。
[0362] 本発明に係る二成分現像剤(DB1〜DB10、 DC11、 DM12, DY13)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 一フィルミングも実用上問題ないレベルであった。そして、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、定着べ ルトへの紙の卷付きも発生しな力つた。
[0363] また、ランニング試験前後での画像濃度にっ 、て、本発明に係る二成分現像剤 (D B1〜DB10、 DC11、 DM12, DY13)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。
[0364] また、非画像部かぶり及び全面ベタ画像均一性につ!、て、本発明に係る二成分現 像剤(DB1〜DB10、 DC11、 DM12, DY13)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ぐトナーの飛び散りなどがなぐ高解像度であった。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。ただし、 DB7、 DB8 、 DB9、 DB10においてカプリのレベルが他の現像剤に比べてやや多かった。
[0365] また、連続使用にお!/、ても、縦筋の異常画像は発生しな力つた。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力つた。そして、キャリア抵抗の変化 、帯電量の低下も少なぐ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 つた。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力つた。
[0366] 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、本発明に係る 二成分現像剤(DB1〜DB10、 DC11、 DM12, DY13)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力つた。なお、転写効率は 95%程度を示した。
[0367] なお、トナーとキャリアとの混合比率を 5〜20wt%まで変えても、本発明に係る二 成分現像剤(DB1〜DB10、 DC11、 DM12, DY13)は、画像濃度、地かぶり等の 画質の変化が少なぐトナー濃度の広い制御が可能となった。
[0368] 一方、比較のための二成分現像剤(cb20〜cb24)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している。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、長期使用にいて帯電量上昇による画像濃 度低下が発生したり、非画像部でのかぶりが増加したりした。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ィ匕した。なお、トナーとキャリアとの混合比率は、 6〜8 wt%の範囲では濃度を変化させても画像濃度、地かぶり等の画質の変化は少なか つたものの、これより小さい値になると画像濃度の低下が生じ、また、大きい値になる と地かぶりが増大した。
[0369] 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、定着べ ルトへの紙の卷付き性についての評価結果を (表 18)に示す。表中、 "A〃は評価の 結果が良好であり、高温での放置後熱凝集が生じず、粉体状態を保っていることを 示す。 "B"は評価のレベルが Aに比べてやや劣る力 30gZcm2以上の少しの荷重 で凝集がほぐれることを示す。〃C"は問題があり、高温での放置後、凝集塊の状態と なりで 300g/cm2以上の荷重をかけな 、と塊が崩落しな 、ことを表わす。ここでは、 付着量 1. 2mgZcm2のベタ画像をプロセス速度 125mmZs、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°C)、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、貯蔵安定性 は、 55°C、 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。
[0370] [表 18]
Figure imgf000075_0001
[0371] 本発明に係るトナー(TB1〜TB10、 TC11、 TM12、 TY13)は、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!/、。普通紙の 全面ベタ'フルカラー画像 20万枚でも、オフセット現象は全く発生しな力 た。また、 シリコーン又はフッ素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 はみられない。また、高温貯蔵安定性についても凝集はほとんど見られな力つた。ま た、定着ベルトへの紙の卷付き性についても、定着ニップ部での OHP用フィルムの ジャムは発生しなかった。また、 DC11、 DM12、 DY13は、定着性について、いず れも、 OHP用フィルム透過率が 80%以上を示しており、良好である。
[0372] tb20〜tb24トナーではオフセット性が弱くなつており、定着可能領域のマージンが 狭ぐまた貯蔵安定性が悪化した。カーボンブラックの吸油特性の影響によるワックス の定着機能の低下、ワックスや着色剤の浮遊粒子がトナーに残存した影響と思われ る。
産業上の利用の可能性
本発明は、感光体を使用した電子写真方式以外でも、ダイレクトに紙や、配線バタ ーンとして基板上に導電性を有する物質を配合したトナーを付着させて印写する方 式等にも有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 水系媒体中において、少なくとも第一の榭脂粒子、着色剤粒子及びワックス粒子か ら構成される芯粒子を含むトナーであって、
前記芯粒子が、前記第一の榭脂粒子と前記着色剤粒子とを凝集させた核粒子と、 前記第一の榭脂粒子及び前記ワックス粒子とが凝集した粒子で構成されていること を特徴とするトナー。
[2] 前記芯粒子は、少なくとも第一の榭脂粒子と着色剤粒子とを凝集させた核粒子の 表面に第一の榭脂粒子及びワックス粒子の混合粒子が融着して 、る請求項 1に記載 のトナー。
[3] 前記芯粒子に、さらに第-の榭脂粒子を融着した母体粒子を含む請求項 1又は 2 に記載のトナー。
[4] 前記ワックスは、少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、前記第一のヮ ッタスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmwl(°C)と称す)が 50〜90°Cで、かつ 前記第二のワックスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmw2(°C))が 80〜120 °Cである請求項 1〜3のいずれか 1項に記載のトナー。
[5] 前記ワックスは、少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、前記第一のヮ ックス力 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 少なくとも一方力 なるエステルワックスを含み、かつ前記第二のワックスが、脂肪族 炭化水素系ワックスを含む請求項 1〜4のいずれか 1項に記載のトナー。
[6] 前記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、前記第一のヮッ タスが、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、前記第二 のワックス力 脂肪族炭化水素系ワックスを含む請求項 1〜4のいずれか 1項に記載 のトナー。
[7] 前記第二のワックスの融点が第一のワックスの融点よりも 5〜50°C高温である請求 項 3〜6の!、ずれか 1項に記載のトナー。
[8] 前記着色剤粒子はカーボンブラック粒子であり、前記カーボンブラックの DBP吸油 量 (mlZ 100g)が 45〜 70である請求項 1又は 2記載のトナー。
[9] 水系媒体中において、少なくとも、第一の榭脂粒子を分散させた第一の榭脂粒子 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、前記第一の榭脂粒子、前記着色剤粒子及びワックス 粒子を凝集剤の存在下、凝集、融着させて芯粒子を生成するトナーの製造方法であ つて、
少なくとも、前記第一の榭脂粒子を分散させた第一の榭脂粒子分散液及び前記着 色剤粒子を分散させた着色剤粒子分散液を混合、凝集して前記第一の榭脂粒子及 び前記着色剤粒子を含む核粒子を生成する工程と、
前記核粒子が分散した核粒子分散液に、前記第一の榭脂粒子を分散させた榭脂 粒子分散液及び前記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、前記 核粒子、前記第一の榭脂粒子及び前記ワックス粒子とを凝集させ、芯粒子を生成す る工程とを含むことを特徴とするトナーの製造方法。
[10] 前記芯粒子が分散した芯粒子分散液と、さらに第二の榭脂粒子を分散させた第二 の榭脂粒子分散液を混合し、前記芯粒子と第-の榭脂粒子とを凝集させて、前記芯 粒子に前記第-の榭脂粒子を融着させた母体粒子を生成する工程をさらに含む請 求項 9に記載のトナーの製造方法。
[11] 前記核粒子生成工程が、水系媒体中において、第一の榭脂粒子を分散させた第 一の榭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を混合して 混合液を生成し、加熱処理後に凝集剤を添加して、前記第一の榭脂粒子及び前記 着色剤粒子を凝集して核粒子を生成する工程である請求項 9又は 10に記載のトナ 一の製造方法。
[12] 前記第一の榭脂粒子を分散させた第一の榭脂粒子分散液、及び着色剤粒子を分 散させた着色剤粒子分散液を混合した混合分散液の水温が、第一の榭脂粒子のガ ラス転移点以上に到達後に凝集剤を添加する請求項 11に記載のトナーの製造方法
[13] 前記芯粒子が分散した芯粒子分散液の pH値を HSとすると、前記第-の榭脂粒子 を分散させた第二の榭脂粒子分散液の pH値が、 HS +4〜HS— 4の範囲である請 求項 10に記載のトナーの製造方法。
[14] 前記第-の榭脂粒子を分散させた第二の榭脂粒子分散液の pHが 3. 5〜11. 5の 範囲である請求項 10に記載のトナーの製造方法。
[15] 前記着色剤粒子がカーボンブラック粒子であって、前記カーボンブラックの DBP吸 油量(ml/100g)力 5〜70である請求項 9〜12のいずれ力 1項に記載のトナーの 製造方法。
[16] 前記ワックスが、少なくとも第一のワックス及び第二のワックスを含み、前記第一のヮ ッタスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmwl(°C)と称す)が 50〜90°Cで、かつ 前記第二のワックスの DSC法による吸熱ピーク温度(融点 Tmw2(°C))が 80〜120 °Cである請求項 9〜 12のいずれか 1項に記載のトナーの製造方法。
[17] 前記芯粒子の第一の榭脂粒子分散体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、
前記着色剤分散体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、 前記ワックス分散体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請 求項 9に記載のトナーの製造方法。
[18] 前記第一の榭脂粒子分散液、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、 前記着色剤粒子分散液及びワックス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である請求項 9に記載のトナーの製造方法。
[19] 前記第一の榭脂粒子分散液がノ-オン性界面活性剤及びァ-オン性界面活性剤 との混合界面活性剤で分散され、
前記着色剤粒子分散液がノニオン性界面活性剤で分散され、
前記ワックス粒子分散液がノ-オン性界面活性剤で分散され、
前記着色剤粒子を分散させるノ-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、前記ワックス粒子を分散させるノ-オン性界面活性剤の平均ェチレ ンオキサイド付加モル数を大きくする請求項 9に記載のトナーの製造方法。
[20] 前記第一の榭脂粒子分散液に用いる界面活性剤の混合割合が、非イオン界面活 性剤が界面活性剤全体に対して、 50〜95wt%である請求項 9〜19のいずれか 1項 に記載のトナーの製造方法。
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