明 細 書 画像形成方法、 磁性トナー及ぴプロセスユニット 技術分野
本発明は、 電子写真法、 静電記録法、 静電印刷法又はトナージ ット方式記 録法を利用した記録方法に用いられる画像形成方法に関する。 背景技術
近年電子写真法、 静電記録法等の画像形成装置はより小型、 軽量、 高速なも のが求められている。 小型化を達成するためには、 画像形成工程における潜像 担持体、 トナー担持体等の径を小さくすることが必須条件となってくる。 潜像 担持体たる感光ドラムやトナー担持体たる現像スリ一ブの径が小さくなるにつ れて曲率が大きくなるため、 現像部においては現像領域が極めて狭くなる。 特 に磁性一成分トナーを使用する乾式現像法の一つであるジヤンビング現像法に おいては、 現像領域が狭くなることでいくつかの弊害が起こる (特開平 6— 1 1 0 3 2 4号公報)。
現像領域が狭くなることによる弊害の一^ 3として、 トナーの供給不足による 濃度の低下が挙げられる。 このような濃度低下を維持するために現像スリープ に内包されるマグネットの磁力を下げる等、 諸々の現像条件を変化させると、 十分に帯電されていないトナーも飛翔するようになりカプリやトナー飛散が増 大する。 また現像スリープ周期での濃淡ムラ (いわゆるスリーブゴース ト) 等 も発生しやすくなる。
また現像領域が狭くなることでジヤンビング現像法において見られるいくつ かの現象に関してもより促進されるようになる。 例えば潜像端部に磁性トナー が集中して現像するエッジ効果が生じ、 接触転写方法の場合等で感光体上に形
成されたトナー像を転写材へ圧接した場合に起こる転写中抜けが起こりやすく なる。 また、 現像時に磁性トナーが鎖状 (「穂」 と呼ばれている) となって現像 されるため、 磁性トナーが画像部から穂の状態のままはみ出す尾引きといった 現象も起こりやすくなる。
更には現像スリーブの小径化に伴い回転数が増大することで、 磁性トナーに 大きなストレスがかかりやすくなる。 このためトナー粒子へ後から外添した処 理剤がトナーに埋没や脱離をしたり、 トナー粒子が欠けたりする等のいわゆる トナー劣化という問題も発生しやすくなる。 このような劣化が進むと、 繰り返 しで使用された場合に、 帯電量が低下したり、 発生した微粉が現像スリーブや 規制部材に固着することで帯電不良に伴う画像欠陥が起こりやすくなる。
このような問題点に対して、 磁性トナーの流動性を制御することで改善する 試みがなされている。 例えば凝集度を調整したもの (特開 2 0 0 3 - 4 3 7 3 8号公報)、 トナーの圧縮率を制御したもの (特開 2 0 0 0— 1 8 1 1 2 8号公 報、 特開 2 0 0 1— 3 5 6 5 1 6号公報) などがあるが、 小径化した現像スリ ーブと組み合わせた場合における画像品質の向上、 及び耐久性の改善には未だ 課題を残している。 発明の開示
本発明は、 上述のごとき問題点を解決することのできる画像形成方法、 磁性 トナー及びプロセスユニットを提供することにある。
即ち、 本発明の目的は、 小径化された現像スリープに適用した場合でも使用 環境によらず安定した画像濃度が得られ、 カプリや尾引き、 転写中抜けといつ た画像欠陥を起こさない画像形成方法、 磁性トナー及びプロセスュニットを提 供することにある。
また、 本発明の目的は、 小型化されたプロセスユニットを提供することにあ る。
本発明者らは、 5. Omm以上 12. 0 mm未満の径を有するトナー担持体 に適用されるトナーにおいて、 該磁性トナーの圧縮率及び粉体流動性測定装置 において測定された T o t a l En e r g yを最適化することで、 安定した 画像濃度と高画質化を達成するとともに、 小型化を可能とする磁性トナー及び プロセスユニットを見出し、 本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、 以下のとおりである。
潜像担持体と、 磁性トナーを表面に担持し内部に磁界発生手段を有するトナ 一担持体とが一定の間隔を設けて配置されており、 該潜像担持体と該トナー担 持体との間に交番電界を印加して磁性トナ一で該潜像担持体に担持される静電 潜像の現像を行う画像形成方法であって、
該トナー担持体の外径が 5. Omm以上 12. 0 mm未満であり、
該磁性トナーは、 少なくとも結着樹脂及び磁性粉体を含有する磁性トナー粒子 と無機微粉体とを含んでおり、
該磁性トナーは、 平均円形度が 0. 950以上であり、 下記式 (1) から得ら れる圧縮率が 30以下であり、
圧縮率 = { 1一 (見掛け密度 Zタップ密度) } X 100 ( 1 )
該トナーの粉体流動性測定装置において測定された T o t a l En e r g y が下記式 (2) 及び (3) を満足することを特徴とする画像形成方法。
600≤TE10≤ 1500 (2)
TE10/TE100≤ 1. 60 (3)
。:撹拌速度が 1 Omm/s e cの時の To t a 1 En e r g y (m J)、 TEi。。:撹拌速度が 10 OmmZ s e cの時の T o t a 1 En e r g y (m J))
本発明により、 小型化が可能であり、 使用環境によらず安定した画像濃度が 得られ、 更にはカプリ、 尾引き、 転写中抜けのない高画質な画像が得られる画 像形成方法、 磁性トナー及びプロセスュニットが得られた。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の磁性トナーを適用できるプロセスュニットの説明図である。 図 2 A及び 2 Bは、 t o t a l e n e r g y測定に用いられる粉体流動性 分析装置のプロペラ型ブレードの概略図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明について詳細に説明する。
プロセスユニットの小型ィ匕等に伴いトナー担持体 (例えば、 現像スリーブ) を小径化した場合、 規制部材との接触回数が增加することでトナー担持体上の トナー担持量及び帯電量の安定化には有利である一方、 狭い現像領域内での磁 性トナーの飛翔状態が画像品位を大きく左右する。 磁性トナーの感光ドラムへ の飛翔状態は、 トナー担持体上のトナーの 「穂」 形成、 及び現像領域における トナーの 「穂」 の崩壊し易さに大きく影響される。
本発明者らが鋭意検討した結果、 このトナー担持体上のトナーの 「穂」 形成 と現像領域内でのトナー飛翔状態とが、 磁性トナ一の圧縮率及び粉体流動性測 定装置において測定される T o t a 1 E n e r g yと密接に相関していると の知見を得、 本発明に至った。
まず本発明において、 磁性トナーの圧縮率は下記式 (1 ) で定義される。 圧縮率 = { 1一 (見掛け密度/タップ密度) } X I 0 0 ( 1 )
この 縮率はトナーの見掛け密度及びタップ密度から計算される値であり、 見掛け密度とタップ密度の変化率を表す。 トナー担持体近傍において磁性トナ 一の撹拌状態やトナー担持体八の押圧状態は、 環境変化、 経時使用に伴う トナ 一残量等に対応して変動する。 特にトナー担持体が小径化されると、 その表面 積が小さくなることで磁性トナーとの接触機会が少ないため、 このような変動 に対して 「穂」 形成が不安定となりやすい。 磁性トナーの圧縮率は、 このよう な変動に対してのトナー 「穂」 形成の安定性をはかる指標となるものである。
本発明において、 磁性トナーの圧縮率を 30以下とする必要がある。 圧縮率 が 30より大きくなると、 小径化した場合においてはトナー担持体近傍での押 圧されている状態の変化が大きくなり、 トナー担持体上でのトナーの 「穂」 形 成が不安定化しやすくなる。 具体的にはトナー担持体上の穂長が長くなったり、 穂の密度が高くなりすぎたりすると、 現像領域においてトナーの 「穂」 が崩壊 しづらくなり、 転写中抜けや尾引きといった画像欠陥が起こりやすくなる。 さらに本発明において、 磁性トナーの粉体流動性測定装置において測定され た To t a 1 En e r g yが下記式 (2) 及び (3) を満足することを特徴 とする。 尚、 To t a l En e r g yとは、 粉体中に攪拌羽根を押し込んで いくのに要する力と、 粉体中で攪拌羽根を回転させるのに要する力の合計のこ とである。
600≤TE10≤ 1500 (2)
TE10/TE100≤ 1. 60 (3)
(TE10;撹拌速度が 10 mm/ s e cの時の T o t a l En e r g y, TE 100;撹拌速度が 100 mm/ s e cの時の T o t a l En e r g y)
本測定では、 従来の凝集度などの測定とは異なり、 撹拌速度を変化させたと きの To t a 1 En e r g yを測定することが可能となる。 そして、 本発明 者らが検討した結果、 この " To t a l En e r g yの値及ぴ変化率" と "ト ナー担持体と潜像担持体間でのトナー飛翔状態" とが、 相関があることが見出 された。
撹拌速度を変化させることによって、 粉体の流速変化に対してトナ一間凝集 力がどのように変化しているかを推察することができる。 To t a l En e r g yが低く且つ流速の変動に対する変化率が小さいということは、 トナー間 凝集力が低いレベルで安定化していることに対応する。 特に小径化した現像ス リーブでの狭い現像領域において、 現像スリーブと感光ドラム間でトナーの 「穂」 を崩した状態で安定して飛翔させるためにはこのトナー間凝集力をでき
るだけ低減させる必要がある。 そして、 このトナー間凝集力を見積もるには、 粉体流動性測定装置での測定が有効である。
本発明において TE!。は 60 Om J以上 150 Om J以下である。 1500m J超となるとトナー間凝集力が高くなりすぎるために、 トナーの 「穂」 の崩壊 が進まないうえ、 現像領域自体が狭くなることに伴い濃度低下傾向や画像品質 が低下しやすいためである。 また 60 Om J以上とすることで、 トナーに適度 なストレスを与えることが可能となり、 小径化したトナー担持体に適用した場 合でも素早くかつシャープに帯電するようになる。
また TE10/TE100は 1. 60以下である。 この値が 1. 60超となると、 上 述したようなトナー担持体上のトナーの 「穂」 の状態が変化したときに、 飛翔 状態がさらに変化しやすくなる。 このため環境変化、 経時変化に伴い、 転写中 抜けやカプリ、 尾引きといった画像品質の低下を招きやすいものである。
これら、 トナーの圧縮率や、 粉体流動性測定装置での T o t a 1 En e r g yを制御する方法の例としては、 下記の (A) 乃至 (D) の方法が挙げられ る。 これらの方法は、 単独で行ってもよいが、 複数を組み合わせることによつ て達成しても良い。
(A) 磁性トナーの粒度分布を適正化し、 微粉及び粗粉量を適正化してパツキ ング性を制御する方法。
(B) 磁性トナーの形状 (平均円形度) 及び表面平滑性を高め、 トナー粒子間 の接触面積を減少させる方法。
(C) 磁性トナー表面に表面エネルギー Z疎水性/粒径などを適正化した有機 及びまたは無機微粒子層を複数種付着させる方法。
( D ) 磁性トナ一の磁気特性を適正化し、 磁気凝集性を低減させる方法。
本発明では、 トナーの平均円形度が 0. 950以上であり、 好ましくは 0. 960以上である。 これは一つには磁性トナーにおいて、 平均円形度が高いこ とで現像スリーブ上でのトナーの 「穂」 が短くなりやすく、 更にはトナー間凝
集力が低減することで現像領域内での 「穂」 の崩壊が進みやすいためと考えら れる。 そして、 平均円形度がこの範囲内であれば、 高画像濃度で高画質な画像 が得られる。
また、 本発明のトナーは、 重量平均粒径 (D4) が 4. 0 win以上 9. 0 μ m以下であることが好ましい。 トナーの重量平均粒径 (D4) が 9. Ο μπχを 超えるような場合、 微小ドット画像の再現性が低下する。 一方、 トナーの重量 平均粒径 (D 4) が 4. 0 μπιより小さい場合には、 トナーの比表面積が増大 し、 トナー間凝集力が高くなりすぎるために、 濃度薄や画像欠陥等の問題が発 生しやすくなる。 本発明のトナーにおいて帯電安定性や流動性の改善等の効果 がより顕著に現れるのは、 重量平均粒径が 4. 0 Aim以上 9. Ο μπι以下の場 合であり、 さらに、 より一層の高画質化という点では 5. 0 ηι以上 8. 0 μ m以下が好ましい。
本発明において、 更に磁性トナーの磁気特性を制御することで効果を得られ やすくなる。 磁場 79. 6 k Aノ mで着磁したときの残留磁ィ匕を 3. OAm2/ k g以下とすることで、 トナーの磁気凝集性を低下することが可能となり、 現 像領域内でのトナー飛翔状態がより 「穂」 を崩壌させた状態になりやすく、 好 ましいものである。
次に図 1を参照しながら、 本発明の構成について説明する。
図 1において、 100は潜像担持体たる感光ドラム、 102はトナー担持体 たる現像スリーブ、 104は磁界発生手段たるマグネットローラ、 140は磁 性トナーを収容するトナー容器を兼ねる現像容器、 103はトナー規制部材と しての現像ブレードである。
感光ドラム 100は図 1中の矢印方向に回転し、 その表面には不図示の帯電 手段と潜像形成露光手段で静電潜像が形成される。
現像スリーブ 102の内部には、 マグネットローラ 1 04が配置される。 マ グネットローラ 104には複数の磁極が配置され、 この磁力により現像容器 1
4 0の中の磁性トナーが現像スリーブ 1 0 2の表面上に担持される。 現像スリ ーブ 1 0 2は図 1中の矢印方向に回転し、 その表面に当接する現像ブレード 1 0 3によって磁性トナーが規制され、 均一な担持量のトナー層となる。
感光ドラム 1 0 0の母線と現像スリーブ 1 0 2の軸線とは略平行に配置され、 且つ感光ドラム 1 0 0と現像スリーブ 1 0 2は所定の間隔をもつて接近対向し ている。 マグネットローラ 1 0 4の磁極の 1つは感光ドラム 1 0 0と現像スリ ーブ 1 0 2の最近接位置にほぼ合致するように設置される。 感光ドラム 1 0 0 と現像スリープ 1 0 2の各面移動速度 (周速) は略同一であるか、 現像スリー ブ 1 0 2の周速が若干早い。 感光ドラム 1 0 0と現像スリーブ 1 0 2間には交 番電界が印加される。 即ち、 交番バイアス電圧印加手段と直流バイアス電圧印 加手段によって、 直流電圧と交流電圧が重畳印加される。
本発明において、現像スリーブ(トナー担持体) の径は 5 . O mm以上 1 2 . O mm未満である。 1 2 . O mm以上となると、十分なコンパクト化が図れず、 プロセスユニットの小型化が達成できない。 また 5 . O mm未満では、 現像ス リーブ自体の剛性が低くなり、 橈みなどによるピツチムラなどの画像欠陥が起 こりやすくなるとともに、 磁性トナーと現像スリーブの接触機会が極端に低下 し、 適正な帯電量を得ることが難しくなる。 尚、 本発明においては、 現像スリ —ブの径は 6 . O mm以上 1 0 . 0 mm以下であることがより好ましい。
また、 トナー担持体に内包される磁界発生手段の潜像担持体方向への磁束密 度がトナー担持体表面において 6 0 0 G以上 8 0 0 G以下であることが好まし い。 磁束密度が上記の範囲内にある場合には、 適度な磁気的拘束力が得られ、 潜像担持体とトナー担持体との間におけるトナーの行き来が良好となり、 特に 良好な画像形成が可能となる。
次に本発明に用いられるトナー担持体の構成について説明する。 本発明に用 いられるトナー担持体は、 少なくとも基体及びその表面に形成された樹脂被覆 層を有することが好ましい。
基体としては、 円筒状部材、 円柱状部材、 ベルト状部材等を用いることがで きる。 感光ドラムに非接触の現像方法においては、 金属のような剛体の円筒管 もしくは中実棒が基体として好ましく用いられる。 このような基体はアルミ二 ゥム、 ステンレス鋼、 真鍮等の非磁性の金属または合金を円筒状あるいは円柱 状に成型し、 研磨、 研削等を施して調製することができる。 これらの基体は画 像の均一性を良くするために、 高精度に成型あるいは加工される。 例えば長手 方向の真直度は 3 0 μ ΐη以下とするのが好ましく、 2 0 / m以下とするのがよ り好ましく、 1 0 m以下とするのがさらに好ましい。 トナー担持体と潜像担 持体との間隙の振れ、 例えば、 垂直面に対し均一なスぺーサーを介して突き当 て、 トナー担持体を回転きせた場合の垂直面との間隙の振れは、 3 0 μ πι以下 とするのが好ましく、 2 0 m以下とするのがより好ましく、 1 0 m以下と するのがさらに好ましい。 材料コストゃ加工のしゃすさからアルミニウムが好 ましく用いられる。
基体の表面に対しては、 トナーの搬送性を高める為にブラスト処理を行って も良い。 具体的には、 球形ガラスビーズ等のプラスト材 (これに限定されるも のではない。) を用い、 ブラストノズルから上記ガラスビーズを基体表面に所定 の圧力で所定時間吹き付けてブラスト処理を行い、 基体表面に多数の窪みを形 成させる。
次に、 樹脂被覆層について詳細に説明する。
本発明のトナー担持体の樹脂被覆層に含まれる結着樹脂成分として、 一般に 公知の樹脂が使用可能である。 例えば、 ポリエステル樹脂、 フッ素樹脂、 ポリ イミド榭脂、 ポリアミ ド榭脂、 アクリル系樹脂、 スチレン系樹脂、 ビエル系樹 脂、 ポリエーテルスルホン樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 ポリフエ二レンォキ サイド樹脂、 繊維素系樹脂等の熱可塑性樹脂、 フエノール樹脂、 ポリウレタン 樹脂、 ポリエステル樹脂、 ポリイミド榭脂、 シリコーン樹脂、 メラミン樹脂、 グアナミン樹脂、 尿素樹脂、 エポキシ樹脂、 アルキッド樹脂等の熱あるいは光
硬化性樹脂等を使用することができる。 なかでもシリコーン樹脂のような離型 性のあるもの、 或いはフエノール榭脂、 ポリウレタン樹脂、 メラミン樹脂、 グ アナミン樹脂、 尿素樹脂、 フッ素樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリエステル樹脂、 アクリル系樹脂、 スチレン系樹脂のような機械的 ·物理的な負荷に対する耐性 に優れたものが好ましい。 上記トナー担持体の樹脂被覆層が結着樹脂成分とし てこれらの樹脂を含むと、 トナー担持体としてトナーに好適な摩擦帯電電荷を 付与することができる。 その結果、 画像濃度低下、 画像濃度ムラ等の問題を好 ましく抑制することが可能となる。
さらに、 樹脂被覆層を、 複数の樹脂を結着樹脂成分として含み、 そのうちの 一つをフエノール樹脂とすると、 トナー担持体を更に高耐久化できる。 このた め、 連続複写においてもトナー担持体上のトナーに均一な帯電を付与し、 耐久 中の画像濃度低下や均一で濃度ムラやカプリのない高品位の画像を得ることの できる現像方法を提供することが可能になる。
また、 本発明においては、 樹脂被覆層を導電性を有するものとすることが好 ましい。 粒径の小さいト^ "一や球形化度の高いトナーを用いて画像形成を行つ た場合には、 初期トナーの不均一な帯電やチャージアップが生じやすいが、 ト ナー担持体に導電性樹脂被覆層を設けることによって、 良好に制御できる。 更 に、 異なる環境下においても安定したトナーへの摩擦帯電付与が可能となり、 また、 画出し枚数を重ねることでトナーのトリボが立ち上がった状態になって も、 トナーのチャージアップが起こることがなく、 終始安定した高品位の画像 を得ることが可能となる。
樹脂被覆層の体積抵抗値としては、 1 0— · c m以上 1 04Ω · c m以下とす ることが好ましく、 1 0— · c m以上 1 03 Ω · c m以下とすることがより好ま しい。 樹脂被覆層の体積抵抗値を 1 04 Ω · c m以下とするとトナーへの帯電付 与を安定して行うことができる。
樹脂被覆層の体積抵抗値を調整するために使用することのできる導電性物質
として、 例えば、 アルミニウム、 銅、 ニッケル、 銀等の金属粉体、 酸化アンチ モン、 酸化インジウム、 酸化スズ等の金属酸化物粉体、 カーボンファイバー、 カーボンブラック、 黒鉛化カーボンブラック、 グラフアイト等の炭素物等が挙 げられる。 これらのうち、 カーボンブラック、 とりわけ導電性のアモルファス カーボンは、 特に電気伝導性に優れ、 その添加量をコントロールするだけで、 ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。 また、 高分 子材料に充填して導電性を調整した上で添加することもできる。
また本発明に使用できる黒鉛化カーボンブラックは、 一次粒子径が 1 0 n m 以上 1 0 0 n m以下のものを用いることが好ましく、 更には 1 0 n m以上 7 0 n m以下のものを用いることが好ましい。 一次粒子径を 1 0 n m以上とすると 黒鉛化カーボンブラック同士の凝集性が低くなり、 結着樹脂成分等と共に分散 させて得られる塗工液の粘度が高くなるのを抑制することができる。 これによ り、 黒鉛化カーボンブラックの塗工液中での分散性が向上し均一になり易い。 一次粒子径を 1 0 O n m以下とすると、 樹脂被覆層中で黒鉛化力一ボンブラッ クが高い密度で存在し、 導電性が優れ樹脂被覆層表面の導電性が均一となり、 そのため現像バイアスが印加された際にも電荷のリークが生じにくレ、。
本発明において好適なこれらの導電性物質の添加量は、 樹脂被覆層に含まれ る結着樹脂成分 1 0 0質量部に対して 1質量部乃至 1 0 0質量部の範囲とする ことが好ましい。
また、 樹脂被覆層中に表面粗さを均一にし、 且つ適切な表面粗さを維持する ために、 凹凸形成の為の固体粒子 (凹凸付与粒子と表すことがある) を添加す ることにより更に好ましい結果を得ることができる。
本発明に使用することのできる凹凸付与粒子は、 球状のものが好ましい。 球 状の凹凸付与粒子を用いると、 不定形の凹凸付与粒子に比べ、 より少ない添加 量で所望の表面粗さが得られるとともに、 表面形状の均一な凹凸面が得られる。 さらに、 樹脂被覆層表面が摩耗した場合においても樹脂被覆層の表面粗さの変
化が少なく、 トナー担持体上のトナーの層厚の変化が起きにくいことからトナ 一の帯電を均一化し、 スジ'ムラを発生させにくくすることができる。
本発明で使用する球状の凹凸付与粒子の体積平均粒径は、 0 . 以上 3
0 μ πι以下とすることが好ましく、 2 μ πι以上 2 0 μ πι以下とすることがより 好ましい。 球状の凹凸付与粒子の体積平均粒径を 0 . 3 / m以上とすると、 樹 脂被覆層表面に均一な表面粗さを付与することができ、 樹脂被覆層の摩耗によ るトナーのチャージアップ、 トナーによるトナ一担持体の汚染及び融着を防止 することができる。 また、 スリーブゴーストによる画像の悪化や画像濃度の低 下もなく好ましい。 一方、 球状の四凸付与粒子の体積平均粒径を 3 0 以下 とすると、 樹脂被覆層の表面の粗さが適切な範囲となり、 トナーの搬送量、 ト ナー担持体上のトナーコートが均一となり、 トナーの帯電が均一に行われる。 また粗い粒子の突出もなく画像スジゃバイアスリークによる白ポチ ·黒ポチの 発生を防止することができる。 更に、 樹脂被覆層の機械的強度の低下もなく好 ましい。
本発明においては、 体積平均粒径が 0 . 3 Ai m以上 3 0 / iii以下であれば、 従来公知の球状の凹凸付与粒子をいずれも好適に使用することができる。 本発 明において好適に使用することのできる凹凸付与粒子としては、 例えば、 球状 の樹脂粒子、 球状の金属酸化物粒子、 球状の炭素化物粒子等が挙げられる。 こ れらの中でも、 球状の樹脂粒子が、 樹脂被覆層中に添加した場合により少ない 添加量で好適な表面粗さが得られ、 且つ均一な表面形状が得られやすいので好 ましい。 本発明で使用することのできる球状の樹脂粒子は、 例えば、 懸濁重合 法、 分散重合法等によって容易に得られる。 勿論、 粉石法によって得られた樹 脂粒子を、 熱的な或いは物理的な球形化処理を行って球状化して用いてもよい。 また、 樹脂被覆層中 の分散性、 形成される樹脂被覆層の表面の均一性、 樹 脂被覆層の耐汚染性、 トナ一^■の帯電付与性、 樹脂被覆層の耐摩耗性等を向上 させるために、 本発明で使用する球状の凹凸付与粒子として、 その表面に無機
微粉体を付着させたり、 固着させたり、 あるいは内部に分散させたものを使用 してもよレ、。
使用することのできる無機微粉体として、 S i 02、 S r T i 03、 C e 02、 C r O、 A 1 203、 Z n O、 M g Oの如き酸化物、 S i 3N4の如き窒化物、 S i C の如き炭化物、 C a S 04、 B a S 04、 C a C 03の如き硫酸塩や炭酸塩等の無 機微粉末を挙げることができる。 これらの無機微粉末は、 カップリング剤によ つて処理したものを用いることが好ましい。 即ち、 特に、 樹脂被覆層に含まれ る結着榭脂成分との密着性を向上させる目的で、 あるいは凹凸付与粒子に疎水 性を与える等の目的で、 カツプリング剤により処理した無機微粉体を好ましく 用いることができる。
また、 本発明のトナー担持体を構成する榭脂被覆層には、 導電性を有する球 状の凹凸付与粒子と併用して固体潤滑剤を分散させると、 より本発明の効果が 促進されるため好ましい。 この固体潤滑剤としては、 例えば、 結晶十生グラファ ィト、 二硫化モリブデン、 窒化ホウ素、 雲母、 フッ化グラフアイト、 銀ーセレ ン化ニオブ、 塩化カルシウム一グラフアイト、 滑石及びステアリン酸亜鉛の如 き脂肪酸金属塩からなる物質等が挙げられる。 中でも結晶性グラフアイトは、 導電性を有する球状の凹凸付与粒子と併用した場合に導電性樹脂被覆層の導電 性が損なわれないので特に好ましく用いられる。
この固体潤滑剤は、 体積平均粒径が好ましくは 0 . 2 μ m以上 2 0 μ m以下 であり、 より好ましくは 1 t ni以上 1 5 πι以下のものを使用するのがよい。 固体潤滑剤の体積平均粒径を 0 . 2 μ m以上とすると、 十分な潤滑性を得るこ とができる。 体積平均粒径を 2 0 m以下とすると、 表面粗さに対する影響が 小さく、 且つ耐久により削られにくく表面粗さが変化しにくく、 樹脂被覆層表 面が安定となり、 トナー担持体上へのトナーのコーティング、 及ぴトナーの帯 電が安定化されるという点で好ましい。
本発明においては、 トナー担持体の帯電性を調整するために、 上記樹脂被覆
層中に荷電制御剤を含'有させてもよい。
荷電制御剤としては、 例えば、 ニグ口シン及び脂肪酸金属塩などによる変性 物、 トリブチルベンジルァンモ二ゥムー 1ーヒドロキシ一 4一ナフトスノレフォ ン酸塩、 テトラブチルアンモニゥムテトラフルォロボレ一ト等の四級アンモ- ゥム塩、 及ぴこれらの類似体であるホスホニゥム塩等のォ-ゥム塩及ぴこれら のレーキ顔科 (レーキ化剤としては、 燐タングステン酸、 燐モリブデン酸、 燐
タンニン酸、 ラウリン酸、 没食子酸、 フェリシア ン化物、 フエロシアン化物等)、 高級脂肪酸の金属塩;プチルスズオキサイド、 ジォクチルスズォキサイド、 ジシク口へキシルスズォキサイド等のジオルガノ スズオキサイド;ジブチノレスズボレート、 ジォクチノレスズボレート、 ジシクロ へキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グァニジン類、 イミダ ゾール化合物等が挙げられる。
次に本発明におけるトナーの製造方法を説明する。
本発明のトナーは、 公知のいずれの方法によっても製造することが可能であ る。 この中で、 分散重合法、 会合凝集法、 懸濁重合法など湿式媒体中でトナー を製造する重合法は、 トナー形状及び表面性を制御しやすく、 本発明のトナー 物性を得やすいため好ましい。 この中で懸濁重合法は特に好ましい。
製造法の一例として懸濁重合法によるトナーの製造について説明する。 懸濁 重合法では重合性単量体中に、 磁性粉体 (磁性酸化鉄)、 着色剤、 離型剤、 可塑 剤、 結着剤、 荷電制御剤、 架橋剤等のトナーとして必要な成分及びその他の添 加剤、 例えば重合反応で生成する重合体の粘度を低下させるために入れる有機 溶媒、 分散剤等を適宜加えて、 ホモジナイザー、 ボールミル、 コロイドミル、 超音波分散機等の分散機に依って均一に溶解または分散させる。 こうして得ら れた単量体系 (単量体組成物) を、 分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁す る。 この時、 高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して 一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、 得られるトナー粒子の粒径が
シャープになる。 重合開始剤添加の時期としては、 重合性単量体に他の添加剤 を添加する時に同時に加えても良いし、 水系媒体中に懸濁する直前に混合して も良い。 また、 造粒直後、 重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒 に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
造粒後は通常の撹拌機を用いて、 粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊 ·沈降 が防止される程度の撹拌を行えば良い。
懸濁重合法においては、 分散安定剤として公知の界面活性剤や有機 ·無機分 散剤が使用できる。 中でも無機分散剤が有害な超微粉を生じ難く、 その立体障 害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難 く、 洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いので、 好ましく使用できる。 こう した無機分散剤の例としては、 燐酸カルシウム、 燐酸マグネシウム、 酸アル ミニゥム、 燐酸亜鉛の如き燐酸多価金属塩;炭酸カルシウム、 炭酸マグネシゥ ムの如き炭酸塩;メタ硅酸カルシウム、 硫酸カルシウム、 硫酸バリゥムの如き 無機塩;水酸化カルシウム、 水酸化マグネシウム、 水酸化アルミニウム、 シリ 力、 ベントナイト、 アルミナの如き無機酸ィヒ物が挙げられる。
これら無機分散剤を用いる場合には、 そのまま使用しても良いが、 より細か い粒子を得るため、 水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させることができ る。 例えば燐酸カルシウムの場合、 高速撹拌下、 燐酸ナトリウム水溶液と塩化 カルシウム水溶液とを混合して、 水不溶性の燐酸カルシウムを生成させること ができ、 より均一で細かな分散が可能となる。 この時、 同時に水溶性の塩ィ匕ナ トリウム塩が副生するが、 水系媒体中に水溶性塩が存在すると、 重合性単量体 の水への溶解が抑制されて、 乳化重合に依る超微粒トナーが発生し難くなるの で、 より好都合である。 但し、 この塩ィヒナトリウム塩は重合反応終期に残存重 合性単量体を除去する時には障害となることから、 水系媒体を交換するか、 ィ オン交換樹脂で脱塩したほうが良レ、。 無機分散剤は、 重合終了後酸あるいはァ ルカリで溶解して、 ほぼ完全に取り除くことができる。
これらの無機分散剤は、 重合性単量体 1 0 0質量部に対して、 0 . 2質量部 以上 2 0質量部以下を単独でまたは 2種類以上組み合わせて使用することが好 ましい。
また微粒ィヒされたトナーを目的とする場合には、 0 . 0 0 1質量部以上 0 . 1質量部以下の界面活性剤を併用しても良い。 界面活性剤としては、 例えばド デシルベンゼン硫酸ナトリウム、 テトラデシル硫酸ナトリウム、 ペンタデシル 硫酸ナトリウム、 ォクチル硫酸ナトリウム、 ォレイン酸ナトリウム、 ラウリル 酸ナトリゥム、ステアリン酸ナトリゥム、ステアリン酸カリゥムが挙げられる。 前記重合工程においては、重合温度は 4 0 °C以上、一般には 5 0 °C以上 9 0 °C 以下の温度に設定して重合を行うことが好ましい。 この温度範囲で重合を行う と、 内部に封じられるべき離型剤が、 相分離により析出して内包化がより完全 となる。 残存する重合性単量体を消費するために、 重合反応終期ならば、 反応 温度を 9 0 °C以上 1 5 0 °C以下にまで上げることは可能である。
本発明においては、 磁性トナーの形状及び表面平滑性を制御するために、 得 られたトナー粒子を含む重合体分散液に水蒸気を導入することで調整すること が好ましい。.例えば重合後半或いは重合終了後、 該容器内の水系媒体に温度 1 0 o °c以上の飽和水蒸気を導入する等が挙げられる。
本発明に使用される重合性単量体系を構成する重合性単量体としては以下の ものが挙げられる。
重合性単量体としては、 スチレン、 o—メチルスチレン、 m—メチルスチレ ン、 P—メチノレスチレン、 ρ—メ トキシスチレン、 p—ェチノレスチレンの如き スチレン系単量体;アクリル酸メチル、 アクリル酸ェチル、 アクリル酸 n—プ チル、 アクリル酸イソブチル、 アクリル酸 n—プロピル、 アクリル酸 n—ォク チル、 アクリル酸ドデシル、 アクリル酸 2—ェチルへキシル、 アクリル酸ステ ァリル、 アクリル酸 2—クロルェチル、 アクリル酸フエニルの如きアクリル酸 エステル類;メタクリル酸メチル、 メタタリル酸ェチル、 メタクリル酸 n—プ
口ピル、 メタクリル酸 n—ブチル、 メタクリル酸ィソブチル、 メタクリル酸 n —ォクチル、 メタクリル酸ドデシル、 メタクリル酸 2—ェチルへキシル、 メタ クリル酸ステアリル、 メタクリル酸フエ-ル、 メタクリル酸ジメチルァミノエ チル、 メタクリル酸ジェチルァミノェチルの如きメタクリル酸エステル類;ァ タリロニトリル、 メタタリ口-トリル、 アクリルアミ ドが挙げられる。
これらの重合性単量体は単独または混合して使用し得る。 上述の重合性単量 体の中でも、 スチレンまたはスチレン誘導体を単独で、 あるいは他の重合性単 量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましレ、。 本発明のトナーを重合法で製造する際には、 重合反応時に半減期 0 . 5乃至 3 0時間である重合開始剤 i、 重合性単量体の 0 . 5乃至 2 0質量。/。の添加量 で用いて重合反応を行うと、 分子量 1万以上 1 0万以下の間に極大を有する重 合体を得、 トナーに望ましい強度と適当な溶融特性を与えることができる。 重 合開始剤の例としては、 2, 2, ーァゾビス一 (2 , 4—ジメチルバレロニト リル)、 2, 2 ' ーァゾビスィソブチロニトリル、 1 , 1, ーァゾビス (シクロ へキサン一 1一力ルポ二トリル)、 2, 2, ーァゾビス-- 4ーメ トキシー 2 , 4 —ジメチルパレロニトリル、 ァゾビスィソブチロニトリルの如きァゾ系または ジァゾ系重合開始剤;ベンゾィルパーォキサイド、 メチルェチルケトンパーォ キサイ ド、 ジィソプロピルパーォキシカーボネート、 クメンヒ ドロパーォキサ イド、 2, 4ージクロ口ベンゾィルパーォキサイ ド、 ラウロイルパーォキサイ ドの如き過酸ィヒ物系重合開始剤が挙げられる。
本発明では、 架橋剤を添加しても良く、 好ましい添加量としては、 重合性単 量体の 0 . 0 0 1乃至 1 5質量%である。
ここで、 架橋剤としては、 主として 2個以上の重合可能な二重結合を有する 化合物が用いられ、 例えば、 ジビニルベンゼン、 ジビュルナフタレン等のよう な芳香族ジビニル化合物;例えば、 エチレンダリコールジァクリレート、 ェチ レングリコールジメタクリレート、 1 , 3ープタンジオー^/ジメタクリレート
等のような二重結合を 2個有するカルボン酸エステル;ジビニルァ-リン、 ジ ビュルエーテル、 ジビニルスルフィ ド、 ジビュルスルホン等のジビュル化合物; 及び 3個以上のビニル基を有する化合物;が単独もしくは混合物として用いら れる。
本発明のトナーで使用される磁性体としては、 従来公知の磁性材料が用いら れる。磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグへマイト、 フェライト等の酸化鉄、 及び他の金属酸化物を含む酸化鉄; F e、 C o, N i のような金属あるいはこれらの金属と A 1、 C o、 Cu、 Pb、 Mg、 N i、 Sn、 Zn、 S b、 B e、 B i、 C d、 Ca、 Mn、 S e、 T i、 W、 Vのよ うな金属との合金;及びこれらの混合物等が挙げられる。
具体的には、 四三酸化鉄 (F e3〇4)、 三二酸化鉄 (y_F e203)、 酸化鉄亜 鉛( Z n F e 204)、酸化鉄ィットリウム(Y3F e 5012)、酸化鉄力ドミニゥム(C dF e204)、 酸化鉄ガドリニウム (Gd3F es〇12)、 酸化鉄銅 (CuF e2〇4)、 酸化鉄鉛(P b F e12019)、酸化鉄ニッケル(N i F e2〇4)、酸化鉄ネオジム(N d F e2〇3)、 酸化鉄パリゥム (B a F e12019)、 酸化鉄マグネシウム (Mg F e 204)、 酸化鉄マンガン (MnF e2〇4)、 酸化鉄ランタン (L a F e〇3)、 鉄粉 (F e)、 コバルト粉 (C o), ニッケル粉 (N i ) 等が挙げられる。 本発明で は磁性材料として、 少なくとも磁性酸化鉄を含有し、 必要に応じて一種又は二 種以上の他の金属を任意に選択して使用することが可能である。
このような磁性酸化鉄は、 窒素吸着法による B E T比表面積が好ましくは 2 m2/ g以上 30 m2/ g以下、 特に 3 2/ g以上 28 m2/ g以下であり、 更に モース硬度が 5以上 7以下のものが好ましい。
また、 磁性酸化鉄の形状としては、 8面体、 6面体、 球状、 針状、 鱗片状な どがあるが、 8面体、 6面体、 球状、 不定形の如き異方性の少ないものが画像 濃度を高める上で好ましい。 こういった形状は、 S EMなどによって確認する ことができる。
磁性酸化鉄の粒度としては、 0 . 0 3 μ πι以上の粒径を有する粒子を対象と した粒度の測定において、 個数平均粒径が 0 . 1 0乃至 0 . 3 0 / mであり、 力、つ 0 . 0 3乃至0 . 1 0 mの粒子が 4 0個数%以下であることが好ましい。 個数平均粒径が 0 . 1 0 μ m未満の磁性酸化鉄を用いた磁性トナーから画像 を得ると、 画像の色味が赤味にシフトし、 画像の黒色度が不足したり、 ハーフ トーン画像ではより赤味が強く感じられる傾向が強くなつたりするなど、 一般 的に好ましいものではない。 また、 磁性酸化鉄の表面積が増大するために分散 性が低下し、 製造時に要するエネルギーが増大し、 効率的ではない。 また、 磁 性酸化鉄の着色剤としての効果が弱くなり、 画像の濃度が不足することもあり、 好ましいものではない。
一方、 磁性酸化鉄の個数平均粒径が 0 . 3 0 mを超えると、 一粒子あたり の質量が大きくなるため、 製造時にパインダ一との比重差の影響でトナー表面 に露出する確率が高まつたり、 製造装置の摩耗などが著しくなる可能性が高ま つたり、 分散物の沈降安定性などが低下するため好ましくない。
またトナー中において、該磁性酸化鉄の 0 . 1 0 μ m以下の粒子が 4 0個数% を超えると、 磁性酸ィヒ鉄微粒子の表面積が増大して分散性が低下し、 トナー中 にて凝集塊を生じやすくなり トナーの帯電性を損なったり、 着色力が低下した りする可能性が高まるため 4 0個数。 /0以下であることが好ましい。 さらに 3 0 個数%以下とすると、 その傾向はより小さくなるため好ましい。
また、 本発明においては、 磁性酸化鉄微粒子中の 0 . 3 0 /ζ πι以上の粒子が 1 0個数%以下であることが好ましい。 1 0個数。 /0を超えると、 着色力が低下 し、 画像濃度が低下する傾向になることに加え、 同じ使用量であっても個数的 に少ないためにトナー粒子表面の近傍まで存在させること及ぴ各トナー粒子に 均一個数を含有させることが確率的に難しくなり、 好ましくない。 より好まし くは 5個数%以下とするのが良い。
これらの磁性酸化鉄の 7 9 . 5 8 k A/m ( 1 kェルステツド) 印加での磁
気特性は、 抗磁力が 1 . 5 k AZm以上 1 2 k A/m以下、 飽和磁化が 3 0 A m2/ k g以上 1 2 0 Am2/ k g以下(好ましくは 4 0 Am2/ k g以上 8 0 Am 2/ k g以下)、 残留磁化が 1 Am2/ k g以上 1 0 Am2/ k g以下のものが好ま しい。 なお磁性体の磁気特性は、 2 5 °C, 外部磁場 7 9 . 6 k AZmの条件下 において振動型磁力計、 例えば V S M P— 1— 1 0 (東英工業社製) を用い て測定することができる。
本発明においては、 磁性トナーの 7 9 . 5 8 k A/m ( l kエルステッド) の磁場で着磁後の残留磁ィ匕が 3 . 0 Am2/ k g以下となるように磁性体の磁気 特性及ぴ添加量を調整することが好ましい。
本発明に係るトナーを重合法に適用する場合には、 磁性体として使用される 磁性酸化鉄微粒子は、 疎水化処理されたものであることが好ましい。 この疎水 化処理を調整することで、 磁性酸化鉄のトナー中での存在状態を厳密にコント ロールできる。
磁性酸化鉄表面を力ップリング剤等で処理する方法としては、 乾式処理と湿 式処理の二つがある。 本発明ではどちらの方法で行っても良いが、 水系媒体中 での湿式処理方法は、 気相中での乾式処理に比べ、 酸化鉄粒子同士の合一が生 じにくい。 また疎水化処理による磁性酸化鉄間の帯電反発作用が働き、 磁性酸 化鉄はほぼ一次粒子の状態で力ップリング剤による表面処理されるようになる ため好ましい。
本発明において磁性酸化鉄の表面処理に使用できるカップリング剤としては、 例えば、 シランカップリング剤、 チタンカツプリング剤が挙げられる。 より好 ましく用いられるのはシランカップリング剤であり、 一般式 (A)
RmS i Yn (A)
[式中、 Rはアルコキシ基を示し、 mは 1以上 3以下の整数を示し、 Yはアル キル基、 ビュル基、 メタクリル基、 フヱニル基、 アミノ基、 エポキシ基、 メル カプト基又はこれらの誘導体を示し、 nは 1以上 3以下の整数を示す。 ]
で示されるものである。 例えばビニルトリメ トキシシラン、 ビュルトリエトキ シシラン、 γ —メタタリルォキシプロピルトリメ トキシシラン、 ビエルトリア セトキシシラン、 メチルトリメ トキシシラン、 メチルトリエトキシシラン、 ィ ソブチルトリメ トキシシラン、 ジメチルジメ トキシシラン、 ジメチルジェトキ シシラン、 トリメチルメ トキシシラン、 ヒ ドロキシプロピル'トリメ トキシシラ ン、 フエニルトリメ トキシシラン、 η一へキサデシルトリメ トキシシラン、 η ーォクタデシルトリメ トキシシランを挙げることができる。
特に、 式 (Β )
CpH2p+1— S i― (O CqH2q+1) 3 ( B )
[式中、 pは 2〜2 0の整数を示し、 qは 1〜 3の整数を示す]
で示されるアルキルトリアルコキシシラン力ップリング剤を使用して磁性酸化 鉄表面を疎水化処理するのが好ましい。
上記式における pが 2より小さいと、 疎水化処理は容易となるが、 疎水性を 十分に付与することが困難となることがある。 また pが 2 0より大きいと、 疎 水性は十分になるが、 磁性酸化鉄同士の合一が多くなり、 トナー中へ磁性酸化 鉄を十分に分散させることが困難となることがある。 また、 qが 3より大きい と、 シランカツプリング剤の反応性が低下して疎水化が十分に行われにくくな ることがある。
よって、 式中の pが 2〜2 0の整数 (より好ましくは、 3〜1 5の整数) を 示し、 qが 1〜3の整数 (より好ましくは、 1又は 2の整数) を示すアルキル トリアルコキシシラン力ップリング剤を使用するのが好ましい。 その処] g量は 処理前の磁性酸化鉄微粒子 1 0 0質量部に対して、 0 . 0 5乃至 2 0質量部、 好ましくは 0 . 1乃至 1 0質量部とするのが良い。
本発明において、 磁性酸化鉄の疎水性を制御する方法として、 上記のカップ リング剤の pが異なる 2種類以上のシランカップリング剤で処理する方法が挙 げられる。 このカツプリング剤の種類及び処理量の割合を適宜調整することで、
疎水化処理の程度に分布を有する磁性酸化鉄を得ることが可能となる。
磁性酸化鉄の表面処理として水系媒体中で力ップリング剤により処理するに は、 水系媒体中で適量の磁性酸化鉄及びカツプリング剤を撹拌する方法が挙げ られる。
水系媒体とは、 水を主要成分としている媒体である。 具体的には、 水系媒体 として水そのもの、 水に少量の界面活性剤を添加したもの、 水に p H調整剤を 添加したもの、 水に有機溶剤を添カ卩したものが挙げられる。 界面活性剤として は、 ポリビュルアルコールの如きノンイオン系界面活性剤が好ましい。 界面活 性剤は、 水に対して 0 . 1乃至 5質量%添加するのが良い。 p H調整剤として は、 塩酸の如き無機酸が挙げられる。
撹拌は、 例えば撹拌羽根を有する混合機 (具体的には、 アトライター、 T K ホモミキサーの如き高剪断力混合装置) で、 酸化鉄微粒子が水系媒体中で、 一 次粒子になるように充分に行うのが良い。
こうして得られる磁性酸化鉄は表面が均一に疎水化処理されているため、 重 合性単量体組成物中における分散性が非常に良好であり、 磁性酸化鉄の含有率 が揃ったトナー粒子を得ることができるようになる。
本発明に係るトナーに用いられる磁性酸化鉄は、 例えば下記方法で製造され る。
硫酸第一鉄水溶液などの第一鉄塩水溶液に、 鉄成分に対して当量又は当量以 上の水酸化ナトリゥムの如きアル力リを加え、 水酸化第一鉄を含む水溶液を調 製する。 調製した水溶液の p Hを p H 7以上 (好ましくは p H 8乃至 1 0 ) に 維持しながら空気を吹き込み、 水溶液を 7 0 °C以上に加温しながら水酸化第一 鉄の酸化反応を行い、 磁性酸化鉄粒子の芯となる種晶をまず生成する。
次に、 種晶を含むスラリー状の液に、 前に加えたアルカリの添加量を基準と して約 1当量の硫酸第一鉄を含む水溶液を加える。 液の p Hを 6乃至 1 0に維 持しつつ空気を吹込みながら水酸化第一鉄の反応を進め、 種晶を芯にして磁性
酸化鉄粒子を成長させる。 酸化反応が進むにつれて液の p Hは酸性側に移行し ていく力 液の p Hは 6未満にしない方が好ましい。 酸化反応の終期に液の p Hを調整し、 磁性酸化鉄が一次粒子になるよう十分に撹拌する。 カップリング 剤を添カ卩して十分に混合撹拌し、 撹拌後に濾過し、 乾燥し、 軽く解砕すること で疎水化処理磁性酸化鉄が得られる。 あるいは、 酸化反応終了後、 洗浄、 濾過 して得られた酸化鉄を、 乾操せずに別の水系媒体中に再分散させた後、 再分散 液の p Hを調整し、 十分撹拌しながらシランカップリング剤を添加し、 カップ リング処理を行っても良い。
いずれにせよ、 水溶液中で生成した未処理の磁性酸ィヒ鉄を、 乾燥工程を経る 前の含水スラリーの状態で疎水化することが好ましい。 これは、 未処理の磁性 酸化鉄をそのまま乾燥してしまうと粒子同士の凝集による合一が避けられず、 こういった凝集状態の粉末にたとえ湿式疎水化処理を行つても均一な疎水化処 理が難しいためである。
磁性酸化鉄微の製造の際に第一鉄塩水溶液に用いる第一鉄塩としては、 一般 的に硫酸法チタン製造に副生する硫酸鉄、 鋼板の表面洗浄に伴って副生する硫 酸鉄の利用が可能であり、 硫酸第一鉄以外には更に塩ィヒ鉄等が可能である。 水溶液法による磁性酸化鉄の製造方法では一般に反応時の粘度の上昇を防ぐ こと、 及び、 硫酸鉄の溶解度から鉄濃度 0 . 5乃至 2 m o 1 /リツトルの硫酸 第一鉄水溶液が用いられる。 硫酸鉄の濃度は一般に薄レ、ほど製品の粒度が細か くなる傾向を有する。 また、 反応に際しては、 空気量が多い程、 そして反応温 度が低いほど微粒ィ匕しやすい。
本発明においては、 このようにして製造された疎水性磁性酸化鉄を使用する ことが好ましい。
本発明に係るトナーに用いる磁性酸化鉄は、 結着樹脂 1 0 0質量部に対して、 1 0乃至 2 0 0質量部用いることが好ましく、 より好ましくは 2 0乃至 1 8 0 質量部、更に好ましくは 4 0乃至 1 6 0質量部である。上記の範囲内であれば、
十分なトナーとしての着色力が得られ、 また良好な現像性や定着性が得られる。 本発明においては、 磁性トナーを 5mo 1 / 1塩酸に分散させた際の 3分、 1 5分時点での磁性体総含有量に対する磁性体の抽出量 S3、 S15 (質量%) が下 記式を満足することが好ましい。
0. 5≤ S3≤ 1 0 (4)
40≤ S15≤ 80 (5)
本発明においては磁性トナーを塩酸で抽出する時間を変更することで、 トナ 一の最表面から内部への磁性体の存在状態を推定することが出来る。 このとき 5 mo 1 / 1塩酸 3分で抽出されるのはトナーの最表面部分に存在する磁性体 であり、 1 5分で抽出される磁性体量は表面近傍からトナー中心に向けて存在 する磁性体の存在量を表すものと考えられる。
本発明において、 磁性トナーを 5 mo 1 / 1塩酸で 3分間抽出した磁性体量 (S3) は 0. 5%以上 1◦%以下、 好ましくは 5%以下である。 このように微 量の磁性体のみが最表面近傍に存在する場合には、 磁性体による吸湿の影響が ほとんど生じないために、 トナーとして、 環境安定性に優れた帯電特性を得る ことが出来る。 更には磁性一成分現像方式において現像スリーブと規制部材間 のス トレスを受けた場合でも、 遊離した磁性体の量を軽減することで、 微粉に よるトナー担持体への汚染を抑制することが可能となる。 また、 適度に磁性体 が表面近傍に存在しているため、 低湿環境下であつてもチャージアツプの発生 を抑制することができる。.
本発明において、 5 mo 1 1塩酸で1 5分間抽出した磁性体量 (S15、 S3。) はそれぞれ 40 %以上 80 %以下、 好ましくは 4 5 %以上 75 %以下である。
S15は表面近傍に存在する磁性体量に対応している。本発明においては、磁性体 がトナー表面近傍に偏在化しているように分布させることで、 耐ストレス性を 向上させることが可能となる。
S15が 40%未満となると、表面近傍に存在する磁性体量が少ないことで、 ト
ナ一の対ストレス性が低下し、 長期使用により トナー劣化を起こしやすくなる。 また S 15が 8 0 %超になると、表面近傍に磁性体が集中するため、磁性体やその 他の添加剤の分散性が悪化するようになり、 耐久に伴う濃度薄や画像欠陥が発 生しやすくなる。
本発明では、 重合性単量体系に樹脂を添加して重合しても良い。 例えば、 単 量体では水溶性のため水性懸濁液中では溶解して乳化重合を起こすため使用で きないアミノ基、 カルボン酸基、 水酸基、 スルホン酸基、 グリシジル基、 ニト リル基の如き親水性官能基含有の単量体成分をトナー中に導入したい時には、 これらとスチレンあるいはエチレン等ビュル化合物とのランダム共重合体、 プ ロック共重合体、 あるいはグラフト共重合体の如き共重合体の形にして、 ある いはポリエステル、 ポ.リアミ ドの如き重縮合体、 ポリエーテル、 ポリイミンの 如き重付加重合体の形で使用が可能となる。 こうした極性官能基を含む高分子 重合体をトナー中に共存させると、 前述のワックス成分を相分離させ、 より内 包化が強力となり、 耐オフセット性、 耐ブロッキング性、 低温定着性の良好な トナーを得ることができる。 その使用量としては、 重合性単量体 1 0 0質量部 に対して 1乃至 2 0質量部が好ましい。 使用量が 1質量部未満では添加効果が 小さく、 一方 2 0質量部を超えて使用された場合には、 重合トナーの種々の物 性設計が難しくなつてしまう。 またこれら極性官能基を含む高分子重合体とし ては、 平均分子量が 3 0 0 0以上のものが好ましく用いられる。 分子量 3 0 0 0未満、 特に 2 0 0 0以下では、 本重合体が表面付近に集中し易いことから、 現像性、耐ブロッキング性等に悪い影響が起こり易くなり好ましくない。また、 単量体を重合して得られるトナ一の分子量範囲とは異なる分子量の重合体を単 量体中に溶解して重合すれば、 分子量分布の広い、 耐オフセッ ト性の高いトナ 一を得ることができる。
本発明に係るトナーは、 重合性単量体に添加する樹脂としてポリエステル樹 脂を添加することが好ましい。
次に本発明のトナーを粉碎法によって製造する場合について説明する。
結着樹脂、 磁性体、 及び必要に応じて他の添加剤をヘンシェルミキサー、 ボ ールミルの如き混合機により十分混合し、 ニーダー、 ェクストルーダーの如き 熱混練機を用いて溶融、 捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめ、 溶融混 練物を冷却固化し、 その後、 固化物を粉碎し、 粉碎物を分級することにより ト ナー粒子を得る方法が好ましい。 このトナー粒子と外添剤をヘンシェルミキサ 一の如き混合機により必要に応じて十分混合することにより得ることができる。 また本発明のトナーを製造するに当たって、 分級はトナー粒子生成後の任意 の時期に行うことができ、 例えば外添剤との混合後に分級を行つても良い。
以下にトナー製造用装置として一般的に使用できる装置の例を挙げるが、 こ れらに限定されるものではない。 表 1にはトナー製造用粉砕装置の例を、 表 2 にはトナー製造用分級装置の例を、 表 3にはトナー製造用篩装置の例を、 表 4 にはトナー製造用混合装置の例を、 表 5にはトナー製造用混練装置の例を、 そ れぞれ挙げる。
(表 1 )
け -製造朋、難置例
装置名称 製造メ-カ- カウンターシ'エツトミル ホヌ力ヮミクロン ミクロンシエツ卜 *ヌカヮミクロン
IDS型ミル 日本ニュ-マチック工業
PJMシ' ツト粉難 日本ニュマチック工業
クロスン ユタトミル 栗本鉄工所 ゥ ックス 日曹ユン ニアリンク、、
SKシ'、ュット■才-■ミル セイシン企業
クリフ。トロン 川崎重工業
タ-; ミレ タ ホ'、工業
イノマイサ'、 ホソカワミクロン
(表 2 )
トナー製翻分級装置例
(表 3 )
卜ナ -製魏篩装置例
装置名称 製造メカ- ウ トラソニック 晃栄産業 レ; ナジ -, 德寿工作所 ハ フ "ラソ ククシステム タ、、ルトン
、ノニクリ-ン 新東工業 シ、'ャィロシフタ- 円形振動篩 メ-カ-多数 ターホ'スクリナ一 タ-ホ、、工業 ミクロシフタ- 槟野産業
(表 4 )
(表 5 )
トナ-製翻混練装置例
本発明においては、 粉砕法で得られたトナーの圧縮率や粉体流動性測定装置 において測定された T o t a 1 E n e r g y制御するためには、 得られた粒 子を瞬間的にトナー粒子表面に高温の熱風を吹き付け、 直後に冷風によってト ナー粒子を冷却する装置を用いて磁性トナー粒子の形状及び表面改質を行う方 法も好ましい。 このような手法の熱処理によって磁性トナー粒子の表面を改質 することは、 トナー粒子に過度の熱を加えることがないので原材料成分の変質
を防ぎつつトナー粒子の表面改質を行うことができる。 また、 瞬時に冷却する のでトナー粒子同士が過度に合一して、 表面改質前のトナー粒径から大きく変 動してしまうことがないので、 トナー生産工程においても表面改質後のトナー の物性を制御しやすい。 このような装置としては、例えばメテオレインボー(日 本ニューマチック工業社製) が挙げられる。
本発明において、 粉砕法で得られた磁性トナーのメタノール/水混合溶媒に 対する濡れ性試験において、 透過率が初期の 5 0 %時のメタノール濃度を 6 0 体積%以上 8 0体積%以下とすることが好ましい。 6 0体積%以上 8 0体積% 以下とすることで、 水との親和性が適度となり、 高湿環境下においても適度な 帯電を保持できるようになり、 また、 低湿環境下においてもチャージアップ現 象による現像スリ一ブのコ一ト均一性の悪化や画像濃度薄、 帯電付与部材ゃ感 光体へのトナー付着といった問題の発生を抑制することができる。 トナーの濡 れ性は、 離型剤のトナー表面露出状態のコントロールや無機微粉体の疎水性や 添加量のコントロールによって調整できる。
本発明において、 粉砕法で製造する場合に使用される結着樹脂としては、 ポ リエステル樹脂、 スチレン一アクリル系樹脂、 ポリェステル樹脂成分とスチレ ンーアクリル系樹脂成分を含むハイプリッド樹脂、 エポキシ樹脂、 スチレン一 ブタジエン樹脂、 ポリウレタン樹脂などが挙げられるが、 特に限定されず従来 公知の榭脂を用いることができる。 このうち特に、 ポリエステル樹脂及びハイ ブリツド樹脂などが定着性などの点で好ましい。
本発明に用いられるポリエステル樹脂、 及びポリエステル樹脂成分のモノマ 一としては以下のものが挙げられる。
アルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレンダリコール、 1, 3—ブタンジオール、 1 , 4一ブタンジオール、 2, 3 _ブタンジオール、 ジ エチレングリコーノレ、 トリエチレングリコーノレ、 1, 5—ペンタンジォーノレ、 1 , 6—へキサンジォ一ノレ、 ネオペンチノレグリコーノレ、 2—ェチル一 1, 3―
へキサンジオール、 水素化ビスフエノール A、 また (ァ) 式で表されるビスフ ェノール誘導体及び下記 (ィ ) 式で示されるジオール類が挙げられる。
(化 1 )
(ァ)
式中、 Rはエチレン又はプロピレン基を示し、 X及ぴ yはそれぞれ
1以上の整数であり、 かつ X + yの平均値は 2〜 1 0である。
H- OR'- 0 — O-RO— H (ィ)
を示す。
また、 全酸成分中 5 0 m o 1 %以上を含む 2価のカルボン酸としてはフタル 酸、 テレフタル酸、 イソフタル酸、 無水フタル酸等のベンゼンジカルボン酸類 又はその無水物; コハク酸、 アジピン酸、 セパシン酸、 ァゼライン酸等のアル キルジカルボン酸類又はその無水物、 またさらに炭素数 6乃至 1 8のアルキル 基で置換されたコハク酸もしくはその無水物; フマル酸、 マレイン酸、 シトラ コン酸、 ィタコン酸等の不飽和ジカルボン酸またはその無水物などが挙げられ る。
またグリセリン、 ペンタエリスリ トール、 ソノレビット、 ソ /レビタン、 さらに は、 例えばノボラック型フェノ—ル榭脂のォキシアルキレンエーテル等の多価 アルコール類; トリメ リッ ト酸、 ピロメ リ ッ ト酸、 ベンゾフエノンテトラカル ボン酸やその無水物などの多価カルボン酸類等が挙げられる。
スチレンーァクリル系樹脂を生成するためのビュル系モノマーとしては次の
ようなものが拳げられる。
スチレン: oーメチノレスチレン、 m—メチノレスチレン、 p—メチノレスチレン、 p—フエ二/レスチレン、 p—ェチノレスチレン、 2 , 4ージメチノレスチレン、 p 一 n—ブチルスチレン、 p - t e r t一プチノレスチレン、 p— n —へキシノレス チレン、 p—n—ォクチノレスチレン、 p— n—ノニノレスチレン、 p— n—デシ ノレスチレン、 - n -ドデシノレスチレン、 ーメ トキシスチレン、 p—クロノレ スチレン、 3 , 4ージクロノレスチレン、 m—二トロスチレン、 o—二トロスチ レン、 p—-トロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレン、 プロピ レン、 ブチレン、 ィソブチレンの如きェチレン不飽和モノォレフィン類;ブタ ジェン、 イソプレンの如き不飽和ポリェン類;塩化ビュル、 塩化ビニリデン、 臭化ビュル、 フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビュル、 プ口ピオ ン酸ビュル、ベンゾェ酸ビュルの如きビエルエステル類;メタクリル酸メチル、 メタクリル酸ェチル、 メタクリル酸プロピル、 メタクリル酸 n—プチル、 メタ クリル酸ィソブチル、 メタクリノレ酸 n—ォクチル、 メタクリル酸ドデシル、 メ タクリル酸 2—ェチルへキシル、 メタクリル酸ステアリル、 メタクリル酸フエ エル、 メタクリル酸ジメチルァミノェチル、 メタクリル酸ジェチルアミノエチ ルの如き α—メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アタリル酸メチル、 アタリル酸ェチル、 アタリル酸プロピル、 アタリル酸 η—ブチル、 ァクリル酸 イソプチル、 ァクリル酸 η—ォクチル、 ァクリル酸ドデシル、 アクリル酸 2— ェチルへキシル、 アクリル酸ステアリル、 アクリル酸 2—クロルェチル、 ァク リル酸フエエルの如きアクリル酸エステル類; ビニルメチルエーテル、 ビニル ェチルエーテル、 ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類: ビニル メチルケトン、 ビュルへキシルケトン、 メチルイソプロぺニルケトンの如きビ ニノレケトン類; Ν—ビニルピロール、 Ν—ビニルカルバゾール、 Ν—ビ二/レイ ンドール、 Ν—ビエルピロリ ドンの如き Ν—ビニル化合物; ビエルナフタリン 類;アクリロニトリル、 メタクリロニトリル、 アタリルァミ ドの如きァクリル
酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
さらに、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸、 アルケニルコハク酸、 フ マル酸、 メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、 シトラコン酸 無水物、 ィタコン酸無水物、 アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸 無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸ェチルハーフエステル、 マレイン酸ブチルハーフエステル、 シトラコン酸メチルハーフエステル、 シト ラコン酸ェチルハーフエステル、 シトラコン酸ブチルハーフエステル、 イタコ ン酸メチルハーフエステノレ、 ァノレケ-ノレコハク酸メチノレノ、ーフエステノレ、 フマ ル酸メチルハーフエステル、 メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和塩 基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、 ジメチルフマル酸の如き不飽和 塩基酸エステル;アクリル酸、 メタクリル酸、 クロトン酸、 ケィヒ酸の如き ひ, β一不飽和酸無水物;該 β—不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニ ルマロン酸、 ァルケニルダルタル酸、 アルケニルアジピン酸、 これらの酸無水 物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げら れる。 .
さらに、 2—ヒ ドロキシルェチルアタリレート、 2—ヒ ドロキシルェチノレメ タクリレート、 2—ヒ ドロキシルプロピルメタクリレートなどのァクリル酸ま たはメタクリル酸エステル類、 4一 ( 1—ヒ ドロキシー 1ーメチルブチル) ス チレン、 4一 ( 1—ヒ ドロキシー 1—メチノレへキシル) スチレンの如きヒ ドロ キシル基を有するモノマーが挙げられる。
また必要に応じて以下に例示するような架橋性モノマーで架橋された重合体 であってもよレヽ。
芳香族ジビエル化合物として例えば、 ジビュルベンゼン、 ジビュルナフタレ ンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジァクリレート化合物類として例えば、 エチレングリコーノレジアタリレート、 1 , 3ーブチレングリコー ジァクリレ ート、 1 , 4—ブタンジォーノレジアタリレート、 1 , 5 _ペンタンジォーノレジ
アタリレート、 1 , 6一へキサンジオールジァクリレート、 ネオペンチノレグリ コールジァクリレート、 及び以上の化合物のァクリレートをメタタリレートに 代えたものが挙げられ:エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジァクリレ 一ト化合物類としては、 例えばジエチレンダリコールジァクリ レート、 トリエ チレングリコーノレジァクリレート、 テトラエチレングリコー/レジアタリレート、 ポリエチレングリコール # 4 0 0ジァクリレート、 ポリエチレングリコール # 6 0 0ジァクリレート、 ジプロピレンダリコールジァクリレート、 及び以上の 化合物のァクリレートをメタタリレートに代えたものが挙げられ;芳香族基及 びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレート化合物類として例えば、 ポ リォキシエチレン ( 2 ) 一 2, 2一一ビス ( 4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン ジアタリ レート、 ポリオキシエチレン ( 4 ) 一 2, 2一ビス ( 4ーヒ ドロキシ フエエル) プロパンジアタリレート、 及び以上の化合物のァクリレートをメタ クリレートに代えたものが挙げられ;ポリエステル型ジァクリ レー卜類として 例えば、 商品名 MAN D A (日本化薬) が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、 ペンタエリスリ トールトリアタリレート、 トリメ チロー/レエタントリアタリ レート、 トリメチロールプロパントリァクリ レート、 テトラメチロールメタンテトラァクリ レート、 オリゴエステルァクリ レート、 及び以上の化合物のァクリレートをメタタリレートに代えたもの; トリアリル シァヌレート、 トリアリルトリメリテート ; が挙げられる。
これらの架橋剤は、 他のモノマー成分 1 0 0質量%に対して、 0 . 0 1乃至
1 0質量% (さらに好ましくは 0 . 0 3乃至5質量%) 用いることができる。 これらの架橋性モノマーのうち、 トナー用榭脂に定着性、 耐オフセット性の 点から好適に用いられるものとして、 芳香族ジビュル化合物 (特にジビュルべ ンゼン)、 芳香族基及ぴエーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレート化合物 類が挙げられる。
本発明のスチレンーァクリル系樹脂を製造する場合に用いられる重合開始剤
としては、 例えば、 2 , 2, ーァゾビスイソプチロニトリル、 2 , 2, ーァゾ ビス (4—メ トキシー 2, 4ジメチルバレロニトリル)、 2 , 2, ーァゾビス (一 2 , 4ージメチルパレロニトリル)、 2 , 2 ' ーァゾビス (一 2—メチルブチロ 二トリル)、 ジメチルー 2 , 2, 一ァゾビスィソプチレート、 1 , 1, 一ァゾビ ス ( 1ーシクロへキサン力/レポ二トリノレ)、 2—カーバモイノレァゾ一イソプチ口 二トリル、 2, 2, ーァゾビス ( 2, 4, 4ートリメチルペンタン)、 2—フエ 二ルァゾー2, 4ージメチルー 4ーメ トキシバレロ二トリル、 2, 2, ーァゾ ビス ( 2—メチル一プロパン)、 メチルェチルケトンパーォキサイ ド、 ァセチル ァセトンパーォキサイ ド、 シク口へキサノンパーォキサイドの如きケトンパー ォキサイ ド類、 2 , 2—ビス ( t一ブチルパーォキシ) ブタン、 t—ブチルハ イド口パーオキサイド、 クメンハイド口パーオキサイド、 1, 1 , 3 , 3—テ トラメチルブチルハイドロパーォキサイ ド、 ジー t一ブチルパーォキサイド、 t一プチルクミルパーォキサイ ド、 ジークミルパーォキサイ ド、 a , a, ービ ス ( t --プチルパ一ォキシィソプロピル) ベンゼン、 ィソプチノレパーォキサイ ド、 ォクタノィルパ一ォキサイ ド、 デカノィルパーオキサイ ド、 ラウロイルバ 一オキサイド、 3, 5 , 5—トリメチルへキサノィルパーォキサイ ド、 ベンゾ ィルパーォキサイド、 m—トリオイルパーォキサイド、 ジ一^ {ソプロピルパー ォキシジカーボネート、 ジー 2—ェチノレへキシ/レパーォキシジカーボネート、 ジー n—プロビルパーォキシジカーボネ一ト、 ジ一 2ーェトキシェチルバ一才 キシカーボネート、 ジーメ トキシィソプロピルパーォキシジカーボネート、 ジ ( 3—メチル一 3—メ トキシプチル) パーォキシカーボネート、 ァセチルシク 口へキシルスルホニルパーォキサイ ド、 tーブチノレパーォキシァセテ一ト、 t 一プチルパーォキシイソプチレート、 t一ブチルパーォキシネオデカノエイト、 t—ブチルパーォキシ一 2—ェチルへキサノエイ ト、 t一ブチルパーォキシラ ゥレー ト、 t一プチノレパー才キシベンゾエイ ト、 tーブチノレパーォキシィソプ ロピ カーボネート、 ジー t一プチノレパーォキシイソフタレート、 tーブチノレ
パーォキシァリルカーボネート、 tーァミルパーォキシ一 2—ェチルへキサノ エイ ト、 ジー t—プチノレノ 一ォキシへキサハイ ドロテレフタレート、 ジー t一 プチルパーォキシァゼレートがあげられる。
ポリェステル樹脂成分及びスチレン一ァクリル系樹脂成分からなるハイブリ ッド樹脂を合成する場合、 上述のポリエステル樹脂成分とスチレン一アクリル 系樹脂成分の両方と反応し得るモノマー成分を含むことが必要である。 ポリエ ステル樹脂成分を構成するモノマーのうちスチレン一アクリル系樹脂成分と反 応し得るものとしては、 例えばフマル酸、 マレイン酸、 シトラコン酸、 イタコ ン酸などの不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。 スチレン一 アクリル系樹脂成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し 得るものとしては、 カルボキシル基又はヒ ドロキシル基を有するものや、 ァク リル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
ハイプリッド樹脂を得る方法としては、 先に挙げたビニル系樹脂及びポリェ ステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在してい るところで、 どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応をさせることにより 得る方法が好ましい。
さらに本発明においては、 必要に応じて離型剤を含有させることもできる。 本発明のトナーに使用可能な離型剤としては、 例えば低分子量ポリエチレン、 低分子量ポリプロピレン、 マイクロクリスタリンワックス、 パラフィンヮック ス等の脂肪族炭化水素系ワックス ;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化 水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナパワックス、 サゾールワックス、 モンタン酸エステルワックス等の、 脂肪酸エステルを主成 分とするワックス類;脱酸カルナパワックス等の、 脂肪酸エステル類を一部又 は全部を脱酸ィ匕したもの;パルミチン酸、 ステアリン酸、 モンタン酸等の飽和 直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、 ェレオステアリン酸、 バリナリン酸等の不飽和 脂肪酸類;ステアリノレアルコール、 ァラルキルアルコーノレ、 ベへ-ルアルコー
ノレ、 カルナウビルアルコール、 セリルアルコール、 メ リシルアルコール等の飽 和アルコール類; ソルビトール等の多価アルコール類; リノール酸アミド、 ォ レイン酸アミ ド、 ラウリン酸アミ ド等の脂肪酸アミ ド類; メチレンビスステア リン酸アミ ド、 エチレンビス力プリン酸アミ ド、 エチレンビスラウリン酸アミ ド、 へキサメチレンビスステアリン酸ァミド等の飽和脂肪酸ビスアミド類;ェ チレンビスォレイン酸アミ ド、 へキサメチレンビスォレイン酸アミ ド、 N , N, ージォレイルアジピン酸アミド、 N, N, ージォレイルセバシン酸アミド等の 不飽和脂肪酸アミ ド類; m—キシレンビスステアリン酸アミ ド、 N, N, 一ジ ステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カル シゥム、 フゥリン酸カルシウム、 ステアリン酸亜鉛、 ステアリン酸マグネシゥ ム等の脂肪族金属塩 (一般に金属石けんといわれているもの) ;脂肪族炭化水素 系ワックスにスチレンゃァク Vル酸等のビュル系モノマーを用いてグラフ H匕 させたワックス類;ベへニン酸モノグリセリ ド等の、 脂肪酸と多価アルコール の部分エステル化物;植物性油脂の水素添加等によって得られる、 ヒドロキシ ル基を有するメチルエステル化合物;炭素数 1 2以上の長鎖アルキルアルコー ル又は長鎖アルキルカルボン酸;等が挙げられる。
トナーに含有させることのできる離型剤としては、 脂肪族炭化水素系ヮック スが挙げられる。 このような脂肪族炭化水素系ワックスとしては、 例えば、 ァ ルキレンを高圧化でラジカル重合し、 又は低圧化でチーグラ一触媒を用レ、て重 合した低分子量のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分 解して得られるアルキレンポリマー;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスから ァーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から得られる合成炭化水素ヮック ス及ぴそれを水素添加して得られる合成炭化水素ワックス ;これらの脂肪族炭 化水素系ワックスをプレス発汗法、 溶剤法、 真空蒸留の利用や分別結晶方式に より分別したもの;が挙げられる。
上記脂肪族炭化水素系ワックスの母体としての炭化水素としては、 例えば、
金属酸化物系触媒 (多くは二種以上の多元系) を使用した一酸化炭素と水素の 反応によって合成されるもの (例えばジントール法、 ヒドロコール法 (流動触 媒床を使用) によって合成された炭化水素化合物);ワックス状炭化水素が多く 得られるァーゲ法 (同定触媒床を使用) により得られる炭素数が数百ぐらいま での炭化水素;エチレン等のアルキレンをチーグラー触媒により重合した炭化 水素;が挙げられる。 このような炭化水素の中でも、 本発明では、 分岐が少な くて小さく、 飽和の長い直鎖状炭化水素であることが好ましく、 特にアルキレ ンの重合によらない方法により合成された炭化水素がその分子量分布からも好 ましい。
本発明において離型剤は、 離型剤を含有するトナー粒子を示差走査熱量計で 測定したときに、 得られる D S C曲線において 5 0乃至 9 0 °Cの領域に吸熱メ インピークのピーク温度が現れるようにトナー粒子に含まれていることが、 ト ナ一の低温定着性及び耐高温オフセット性の点で好ましい。 D S C測定におい て吸熱メインピークのピーク温度が上記範囲内である場合には、 良好な定着性 が得られることに加えて、 保存環境におけるワックス成分の染み出しを良好に 抑制できるため、 優れた保存^■生が得られ、 また、 水系媒体中で重合法により直 接トナー粒子を得る場合においても、 良好な造粒性が得られる。
上記吸熱ピーク温度は、 高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計、 例え ばパーキンエルマ一社製の D S C— 7を用い、 A S TM D 3 4 1 8— 8 2に 準じて測定することができ、 上記のピークが出現する温度は、 融点やガラス転 移点、 及び重合度等を適切に調整された離型剤を用!/、ることによつて調整する ことが可能である。 なお、 上記 D S C— 7は、 上記ピーク温度の他、 結着樹脂 のガラス転移点、 軟化点、 ワックスの融点等の、 ト "一粒子やトナー粒子材料 の熱的物性を示す温度の測定に適用することができる。
本発明において離型剤として使用できるワックスの具体的な例としては、 ビ スコール (登録商標) 3 3 0— P、 5 5 0— P、 6 6 0— P、 T S— 2 0 0 (三
洋化成工業社)、 ハイワックス 400 P、 200 P、 100P、 410 P、 42 0P、 320P、 220 P、 210 P、 1 10 P (三井化学社)、サゾール H 1、 H2、 C 80、 C 105、 C 77 (シユーマン 'サゾ一ル社)、 HNP— 1、 H NP— 3、 HNP— 9、 HNP— 10、 HNP— 1 1、 HNP— 12 (日本精 鱲株式会社)、 ュニリン (登録商標) 350、 425、 550、 700、 ュニシ ッド (登録商標)、ュニシッド (登録商標) 350、 425、 550、 700 (東 洋ペトロライト社)、木ろう、蜜ろう、ライスワックス、 キャンデリラワックス、 カルナバワックス(株式会社セラリカ NOD Aにて入手可能)等が挙げられる。 本発明に係るトナーには、 帯電特性を安定化するために荷電制御剤を配合し ても良い。 荷電制御剤としては、 公知のものが利用できるが、 特に帯電スピー ドが速く、 且つ、 一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。 具体的な化合物としては、 ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、 アルキルサ リチル酸、 ジアルキルサリチル酸、 ナフトェ酸、 ダイカルボン酸の如き芳香族 カルボン酸の金属化合物、 ァゾ染料もしくはァゾ顔料の金属塩または金属錯体、 スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物、 ホウ素化合物、 尿 素化合物、 ケィ素化合物、 カリックスァレーンが挙げられる。 ポジ系荷電制御 剤として四級アンモニゥム塩、 その四級アンモ-ゥム塩を側鎖に有する高分子 型化合物、 グァニジン化合物、 ニグ口シン系化合物、 イミダゾール化合物が挙 げられる。 これらの荷電制御剤は、 結着樹脂 100質量部に対して 0. 5乃至 10質量部使用することが好ましい。 しかしながら、 本発明の画像形成方法に 関わるトナーは、 荷電制御剤の添加は必須ではなく、 トナーの層圧規制部材ゃ トナー担持体との摩擦帯電を積極的に利用することでトナ一中に必ずしも荷電 制御剤を含む必要はない。
より具体的には、 負帯電用として、 例えば S p i l o n B l a c k TR H、 T一 77、 T— 95 (保土谷化学社)、 BONTRON (登録商標) S— 3 4、 S— 44、 S— 54、 Ε— 84、 Ε— 88、 Ε— 89 (オリエント化学
社) がより好ましいものとして挙げられ、 正帯電用として、 例えば T P— 3 0 2、 T P— 4 1 5 (保土谷化学社)、 B O N T R O N (登録商標) N— 0 1、 N - 0 , N— 0 7、 P— 5 1 (オリエント化学社)、 コピーブルー P R (クラ リアント社) が好ましいものとして挙げられる。
本発明においては、 磁性酸化鉄微粒子に着色剤としての機能を兼ねさせても 良いが、 磁性酸化鉄微粒子以外の他の着色剤を併用しても良い。 併用し得る着 色材料としては、 磁性あるいは非磁性無機化合物、 公知の染料及び顔料が挙げ られる。 具体的には、 例えば、 コバルト、 ニッケルの如き強磁性金属粒子、 ま たはこれらにクロム、 マンガン、 銅、 亜鉛、 アルミニウム、 希土類元素を加え た合金、 へマタイト、 チタンブラック、 ェグロシン染料/顔料、 カーボンブラ ック、 フタロシアェンが挙げられる。 これらもまた、 表面を処理して用いても 良い。
本発明に係るトナーは、 上述したトナー粒子に、 トナーの種類に応じた種々 の材料を外添して用いられる。 外添される材料としては、 例えば無機微粉体等 のようにトナーの流動性を向上させる流動性向上剤や、 金属酸化物微粒子等の ようにトナーの帯電性を調整するための導電性微粉体等の外添剤が挙げられる。 上記流動性向上剤としては、 トナー粒子に外添することにより トナーの流動 性を向上し得るものが挙げられる。 このような流動性向上剤としては、 例えば 湿式製法シリカ、 乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、 微粉末酸化チタン、 微 粉末アルミナ; これらをシランカップリング剤、 チタン力ップリング剤、 シリ コーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ、 処理酸化チタン、 処理ァ ルミナ;等が挙げられる。
流動性向上剤は、 B E T法で測定した窒素吸着による比表面積が 3 0 m2/ g 以上であることが好ましく、 5 O m2// g以上であることがより好ましい。 流動 性向上剤は、 流動性向上剤の種類によって異なるが、 例えばトナー粒子 1 0 0 質量部に対して 0 . 0 1乃至 5質量部を配合することが好ましく、 0 . 1乃至
3質量部を配合することがより好ましい。
好ましい流動性向上剤としては、 ケィ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により 生成された微粉体であり、 乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもの である。 このようなシリカは、 例えば、 四塩化ケィ素ガスの酸素、 水素中にお ける熱分解酸化反応を利用するもので、 基礎となる反応式は次のような式 (6) で示されるものである。
S i C 14+ 2H2+02→S i 02+4HC 1 (6)
この製造工程において、 例えば塩ィヒアルミニウム又は塩化チタンの如き他の 金属ハ口ゲン化合物をケィ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカ と他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、 本発明で流動性向上 剤として利用されるシリカ微粉体はそれらも包含する。 その粒径は、 平均一次 粒径として 0. 001乃至 2 μπιの範囲内であることが好ましく、 特に 0. 0 02乃至0. 2 の範囲内であることがより好ましい。
ケィ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体と しては、 例えば以下のような商品名で市販されているもの、 すなわち AERO S I L (日本ァエロジル社) 1 30、 200、 300、 380、 TT600、 ΜΟ 1 70、 ΜΟΧ 80、 COK 84 ; C a -0- S i L (CABOT C o . 社) M— 5、 MS— 7、 MS— 75、 HS— 5、 EH- 5 ; Wa c k e r HDK N 20 (WACKER-CHEM I E GMBH社) VI 5、 N2 0E、 T30、 T40 ; D— C F i n e S i l i C a (ダウコ一-ング C 〇. 社) ; F r a n s o 1 (F r a n s i 1社) 等が挙げられる。
本発明では、 上記シリカ微粉体は、 疎水化処理されていることが好ましい。 また上記シリカ微粉体は、 メタノ一ル滴定試験によつて測定される疎水化度が 30乃至 80度の範囲の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが、 トナ 一の濡れ性を制御する上で特に好ましい。 なお上記疎水化度は、 水中で撹拌さ れている所定量のシリカ微粉体にメタノールを滴下し、 シリカ微粉体の沈降終
了時におけるメタノール及び水の液状混合物中におけるメタノールの百分率と して表される。 シリカ微粉体の疎水化方法としては、 例えばシリカ微粉体と反 応し、 又はシリカ微粒子に物理吸着する有機ケィ素化合物ゃシリコーンオイル でシリカ微粒子を化学的に処理する方法が挙げられる。 より好ましくは、 有機 ケィ素化合物による疎水化処理である。 ここで、 上記有機ケィ素化合物として は、 へキサメチルジシラザン、 トリメチルシラン、 トリメチルクロルシラン、 1、リメチルェトキシシラン、 ジメチルジクロルシラン、 メチルトリク口ルシラ ン、 ァリルジメチルクロルシラン、 ァリルフエニルジクロルシラン、 ベンジル ジメチノレクロノレシラン、 ブロムメチノレジメチノレクロノレシラン、 α—クロノレエチ ノレトリク口ルシラン、 β一クロルェチノレトリクロルシラン、 クロルメチルジメ チルクロルシラン、 トリオルガノシリルメルカプタン、 卜リメチノレシリノレメノレ カプタン、 トリオルガノシリルァクリ レート、 ビエルジメチルァセトキシシラ ン、 ジメチルエトキシシラン、 ジメチルジメ トキシシラン、 ジフエ二ルジェト キシシラン、 へキサメチルジシロキサン、 1 , 3—ジビルテトラメチルジシ口 キサン、 1 , 3—ジフエ二ルテトラメチルジシロキサン、 及び 1分子当り 2か ら 1 2個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位において S iに結合する 水酸基を有するジメチルポリシロキサン等が拳げられる。 これらは一種あるい は二種以上の混合物で用いられる。
シリカ微粉体の疎水化処理においては、 上記有機ケィ素化合物の中でもさら に窒素原子を有するシランカツプリング剤の一種又は二種以上を用いることが 可能である。 このような含窒素シランカップリング剤としては、 例えばァミノ プロビルトリメ トキシシラ 'ン、 ァミノプロピルトリエトキシシラン、 ジメチル ァミノプロピルトリメ トキシシラン、 ジェチルァミノプロピルトリメ トキシシ ラン、 ジプロピルァミノプロピルトリメ トキシシラン、 ジブチルァミノプロピ ルトリメ トキシシラン、 モノプチルァミノプロピルトリメ トキシシラン、 ジォ クチルァミノプロピルジメ トキシシラン、 ジプチルァミノプロピルジメ トキシ
シラン、 ジブチルァミノプロピルモノメ トキシシラン、 ジメチルァミノフエ二 ノレトリェトキシシラン、 トリメ トキシシリル一 y—プロピルフエ-ルァミン、 トリメ トキシシリルー γ—プロピルベンジルァミン等が挙げられる。
なおにおいて、 好ましいシランカツプリング剤としてはへキサメチルジシラ ザン (HMD S ) が挙げられる。
またシリカ微粉体の疎水化処理で好ましく使用されるシリコーンオイルとし ては、 2 5 °Cにおける粘度が 0 . 5センチストークス以上 1 0 0 0 0センチス トークス以下であることが好ましく、 1以上 1 0 0 0センチストークス以下で あることがより好ましく、 1 0以上 2 0 0センチス トークス以下であることが より一層好ましい。 また、 特に好ましいシリコーンオイルとしては、 例えばジ メチルシリコーンオイル、 メチルフエニルシリコーンオイル、 ひーメチルスチ レン変性シリコーンオイル、 クロルフエ-ルシリコーンオイル、 フッ素変性シ リコーンオイルが挙げられる。
シリコーンオイルを用いるシリカ微粉体の表面疎水化処理の方法としては、 例えばシランカップリング剤で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルと をヘンシェルミキサ一の如き混合機を用いて直接混合する方法;ベースとなる シリカ微粉体にシリコーンオイルを噴霧する方法;適当な溶剤にシリコーンォ ィルを溶解又は分散せしめた後、 シリカ微粉体を加え混合し溶剤を除去する方 法;が挙げられる。
シリコーンオイルによってシリカ微粉体の表面疎水化処理を行う場合では、 シリコーンオイルの処理後にシリカ微粉体を不活性ガス中で 2 0 0 °C以上 (よ り好ましくは 2 5 0 °C以上) に加熱し、 表面のコートを安定化させることがよ り好ましい。
本発明においては、 シリカ微粉体の表面疎水化処理に、 前述したシランカツ プリング剤及びシリコーンオイルの両方を用いることが可能である。 このよう な表面疎水化処理方法としては、 シリカ微粉体を予めシラン力ップリング剤で
処理した後にシリコーンオイルで処理する方法、 又はシリカ微粉体をシラン力 ップリング剤とシリコ一ンオイルで同時に処理する方法等が挙げられる。
さらに、 本発明に係るトナーには、 必要に応じて流動性向上剤以外の外部添 加剤を添加してもよい。
例えば、圧縮度を調整する等の目的で、一次粒径が 3 Onmを超える微粒子、 より好ましくは一次粒径が 100 nm以上で球状に近い無機微粒子または有機 微粒子をさらにトナー粒子に添加することも好ましい形態の一つである。 例え ば球状のシリ力粒子、 球状のポリメチルシルセスキォキサン粒子、 球状の樹脂 粒子を用いるのが好ましい。
このような粒子を添加することで、 磁性トナ一の圧縮度及び粉体流動性測定 装置で測定される To t a l En e r g yを適正化することが行いやすくな り、 好ましいものである。
更に他の添加剤、 例えばポリフッ化工チレン粉末、 ステアリン酸亜鉛粉末、 ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;または酸化セリウム粉末、 炭化硅 素粉末、 チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤;ケーキング防止剤;また は例えばカーボンブラック粉末、 酸化亜鉛粉末、 酸化スズ粉末の如き導電性付 与剤;また、 逆極性の有機微粒子、 及び無機微粒子を現像性向上剤として少量 加えることもできる。 これらの添加剤も、 その表面を疎水化処理して用いるこ とも可能である。
上述の如き外添剤は、 磁性トナー粒子 100質量部に対して 0. 1乃至 2質 量部 (好ましくは 0. 1乃至 1. 5質量部) 使用するのが定着性及び帯電特性 の点で好ましい。
本発明における各物性の測定法を以下に詳述する。
(1) トナーの圧縮率の測定方法
トナーの見掛け密度とタップ密度は J I S K 5101に準拠して測定する。
(2) T E。及び T E の測定方法
本発明における、 TE10 (m J) 及び TE1M (m J) は、 粉体流動性分析装置パ ウダ一レオメータ FT— 4 (F r e ema n Te c hn o l o g y (以 下、 FT— 4と省略) を用いることによって測定する。
具体的には、 以下の操作により測定を行う。 尚、 全ての操作においてプロべ ラ型ブレードは図 2 A及ぴ 2 Bに示すような FT— 4測定専用 48 mm径プレ 一ドを使用する。 FT— 4測定専用 48 mm径ブレードは 48mmX 10mm のブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、 プレード板は、 両最外縁部 分 (回転軸から 24 mm部分) 力 70° 、 回転軸から 12 mmの部分が 35 ° といったように反時計回りになめらかにねじられたもの (材質; SUS製、 型 番; C 210) である。
FT— 4測定専用の直径 5 Omm、 容積 160mlの円筒状のスプリット容 器(型番: C 203、容器底面からスプリット部分までの高さ 82mm、材質: ガラス) に 23°C, 50%環境に 3日以上放置されたトナーを 100 g入れる ことでトナー粉体層とする。
(1) コンディショニング操作
(a) 粉体層表面に対して時計回り (ブレードの回転により粉体層がほぐさ れる方向) の回転方向に、 ブレードの最外縁部の回転スピードが周速 60 (m m/s e c)、 粉体層への垂直方向の進入速度を、 移動中のブレードの最外縁部 が描く軌跡と粉体層表面とのなす角が 5 (d e g) のスピード (以降、 なす角 と省略する場合がある) で、 粉体層表面からトナー粉体層の底面から 10mm の位置まで進入させる。 その後、 粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、 プレードの回転スピードが 60 (mm/ s e c )、 粉体層への垂直方向の進入速 度をなす角が 2 (d e g) のスピードで、 トナー粉体層の底面から 1 mmの位 置まで進入させる操作を行った後、 粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、 ブレードの回転スピードが 60 (mm/ s e c), 粉体層からの抜き取り速度を なす角が 5 (d e g) のスピードでトナー粉体層の底面から 100 mmの位置
まで移動させ、抜き取りを行う。抜き取りが完了したら、プレードを時計回り、 反時計回りに交互に小さく回転させることでプレードに付着したトナーを払い 落とす。
(b) 一連の上記 (1) 一 (a) の操作を 5回行うことで、 トナー粉体層中 に巻き込まれている空気を取り除き、 安定したトナー粉体層を作る。
(2) スプリット操作
上述の FT— 4測定専用セルのスプリット部分でトナー粉体層をすり切り、 粉体層上部のトナーを取り除くことで、 同じ体積のトナー粉体層を形成する。
(3) 測定操作
( i ) ΤΕ。。の測定
(a) 上記 1) 一 (a) と同様のコンディショニング操作を一回行う。 次に 粉体層表面に対して反時計回り (ブレードの回転により粉体層が押し込まれる 方向) の回転方向に、 ブレードの回転スピードが 100 (mm/s e c)、 粉体 層への垂直方向の進入速度をなす角が 5 (d e g) のスピードで、 トナー粉体 層の底面から 10mmの位置まで進入させる。 その後、 粉体層表面に対して時 計回りの回転方向に、 ブレードの回転スピードが 60 (mm/ s e c), 粉体層 への垂直方向の進入速度をなす角が 2 (d e g) のスピードで、 粉体層の底面 から 1 mmの位置まで進入させる操作を行った後、 粉体層表面に対して時計回 りの回転方向に、 ブレードの回転スピードが 60 (mm/ s e c)、 粉体層から の垂直方向の抜き取り速度をなす角が 5 (d e g) のスピードで粉体層の底面 から 100mmの位置まで抜き取りを行う。 抜き取りが完了したら、 ブレード を時計回り、 反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した トナーを払い落とす。
(b) 上記、 一連の操作を 7回繰り返し、 7回目にブレードの回転スピード が 100 (mmZs e c) で、 トナー粉体層の底面から 100mmの位置から 測定を開始し、 底面から 10 mmの位置まで進入させた時に得られる、 回転ト
ルクと垂直荷重の総和 E tを、 。。とする。
(i i) TE。の測定
(a) TE細の測定を終了したトナー粉体層を用い、 まず上記 3) — ( i) 一 (a) の操作を 1回行う。
(b) 次に、 上記 3) — ( i ) 一 (a) における一連の操作において、 プレ 一ドの回転スピードを 100 (mm/ s e c) でト ^ "一粉体層に進入させてい たところを、 70 (mm s e c) に落として測定を行う。
(c) 引き続き、 3) — ( i i ) - (b) と同様に 40 (mm/s e c), 1 0 (mm/ s e c) に順次回転数を落とした測定を行い、 回転スピードが 10 (mm/s e c) でトナー粉体層の底面から 100 mmの位置から測定を開始 し、 底面から 10mmの位置まで進入させた時に得られる、 回転トルクと垂直 荷重の総和を、 。とする。
(3) トナーの重量平均粒径 (D4)、 個数平均粒径 (D 1) の測定方法 トナーの重量平均粒径 (D4) および個数平均粒径 (D 1) は、 l O O ^mの アパーチャ一チューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置 「コールター♦カウンター Mu 1 t i s i z e r 3」 (登録商標、 ベックマ ン . コールター社製) と、 測定条件設定及び測定データ解析をするための付属 の専用ソフト 「ベックマン ' コーノレター Mu l t i s i z e r 3 V e r s i o n 3. 51」 (ベックマン ' コールター社製) を用いて、 実効測定チャン ネル数 2万 5千チャンネルで測定し、 測定データの解析を行い、 算出した。 測定に使用する電解水溶液は、 特級塩化ナトリゥムをイオン交換水に溶解し て濃度が約 1質量%となるようにしたもの、例えば、 「 I S O T O N I I」 (ベ ックマン .コールタ一社製) が使用できる。
尚、 測定、 解析を行う前に、 以下のように専用ソフトの設定を行った。
専用ソフトの 「標準測定方法 (SOM) を変更画面」 において、 コントロー ルモードの総カウント数を 50000粒子に設定し、 測定回数を 1回、 K d値
は 「標準粒子 10. 0 μπι」 (ベックマン ' コールター社製) を用いて得られた 値を設定する。 閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、 閾値とノイズ レベルを自動設定する。 また、 カレントを 1600 Αに、 ゲインを 2に、 電 解液を I SOTON I Iに設定し、 測定後のアパーチャ一チューブのフラッ シュにチェックを入れる。
専用ソフトの 「パルスから粒径への変換設定画面」 において、 ビン間隔を対 数粒径に、 粒径ビンを 256粒径ビンに、 粒径範囲を 2 mから 60 mまで "る。
具体的な測定法は以下の通りである。
( i ) Mu 1 t i s i z e r 3専用のガラス製 250 m 1丸底ビーカーに 前記電解水溶液約 200m lを入れ、 サンプルスタンドにセットし、 スターラ 一ロッドの撹拌を反時計回りで 24回転/秒にて行う。 そして、 解析ソフトの 「アパーチャ一のフラッシュ」 機能により、 アパーチャ一チューブ内の汚れと 気泡を除去しておく。
( i i ) ガラス製の 100m l平底ビーカーに前記電解水溶液約 30 m 1を 入れ、 この中に分散剤として 「コンタミノン N」 (非イオン界面活性剤、 陰ィォ ン界面活性剤、 有機ビルダーからなる p H 7の精密測定器洗浄用中性洗剤の 1 0質量%水溶液、 和光純薬工業社製) をイオン交換水で 3質量倍に希釈した希 釈液を約 0. 3ml加える。
(i i i) 発振周波数 50 kHzの発振器 2個を位相を 1 80度ずらした状 態で内蔵し、 電気的出力 1 20Wの超音波分散器 「U 1 t r a s o n i c D i s p e n s i o n S y s t em Te t o r a l 50」 (日科機バイォス社 製) の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、 この水槽中に前記コンタミノン Nを約 2m 1添加する。
( i V) 前記 ( i i ) のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセ ットし、 超音波分散器を作動させる。 そして、 ビーカー内の電解水溶液の液面
の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(v) 前記 (i V) のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、 トナー約 10 m gを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、 分散させる。 そして、 さらに 60秒間超音波分散処理を継続する。 尚、 超音波分散にあたっては、 水 槽の水温が 10°C以上 40°C以下となる様に適宜調節する。
(v i ) サンプルスタンド内に設置した前記 (i) の丸底ビーカーに、 ピぺ ットを用いてトナーを分散した前記 (V) の電解質水溶液を滴下し、 測定濃度 が約 5 %となるように調整する。 そして、 測定粒子数が 50000個になるま で測定を行う。
(v i i ) 測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、 重量平 均粒径 (D4) および個数平均粒径 (D 1) を算出する。 尚、 専用ソフトでグ ラフ/体積。 /。と設定したときの、 分析/体積統計値 (算術平均) 画面の 「平均 径」 が重量平均粒径 (D 4 ) であり、 専用ソフトでダラフ 個数%と設定した ときの、 分析 Z個数統計値 (算術平均) 画面の 「平均径」 が個数平均粒径 (D 1) である。
(4) トナー平均円形度の測定
トナーの平均円形度は、 フロー式粒子像測定装置 「FP I A_2100」 (シ スメックス社製) を用いて測定する。 詳細は以下の通りである。
先ず、 円形度を次式より算出する。
円形度 = (粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長) / (粒子投影像の周囲長) ここで、 「粒子投影面積」 とは二値化された粒子像の面積であり、 「粒子投影 像の周囲長」 とは該粒子像のェッジ点を結んで得られる輪郭線の長さである。 測定は、 51 2 X 51 2の画像処理解像度 (0. 3 ΠΙΧ 0. 3 μ mの画素) で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。
円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、 粒子が完全な球形の場合に 1. 00を示し、 表面形状が複雑になる程、 円形度は小さな値となる。
また、 円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度 Cは、 粒度分布の分割 点 iでの円形度を c i、 測定粒子数を mとすると、 下記式から算出される。
(数 1)
m
平均円形度 c i /m
i = 1
具体的な測定方法としては、 容器中に予め不純固形物などを除去したイオン 交換水 10m lを用意し、 その中に分散剤として界面活性剤、 好ましくはドデ シルベンゼンスルホン酸ナトリゥム塩を加えた後、 更に測定試料を 0. 02 g 加え、 分散させる。 分散させる手段としては、 発振周波数 50 kHzの発振器 2個を位相を 180度ずらした状態で内蔵し、 電気的出力 120Wの超音波分 散 ¾= 「 U l t r a s o n i c D i s p e n s i o n sy s t em e t o r a 150型」 (日科機バイオス社製) を用い、 2分間分散処理を行い、 測定 用の分散液とする。 その際、 該分散液の温度が 40°C以上とならない様に適宜 冷却する。 また、 円形度のパラツキを抑えるため、 フロー式粒子像分析装置 F P I A— 2 1 00の機内温度が 26〜27°Cになるよう装置の設置環境を 2 3°C±0. 5。Cにコントロールし、 一定時間おきに、 好ましくは 2時間おきに 2 mラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。
トナー粒子の円形度測定には、 前記フロー式粒子像測定装置を用い、 測定時 のトナー粒子濃度が約 5000個 1となる様に該分散液濃度を再調整して 計測する。 計測後、 このデータを用いて、 円相当径 2 μπι未満のデータをカツ トして、 トナーの平均円形度を求める。 尚、 円相当径は、 以下のようにして算 出される値である。
円相当径= (粒子投影面積 Ζπ) 1/2Χ 2
本発明で用いている測定装置である 「F P I Α— 2100」 は、 従来トナー の形状を観察するために用いられていた 「FP IA— 1 000」 と比較して、 シースフローの薄層化 (7 /ζπι→4 μιη) 及び処理粒子画像の倍率の向上、 さ
らに取り込んだ画像の処理解像度を向上 (256 X 256→51 2 X 51 2) させた装置であり、 トナーの形状測定の精度が向上した装置である。
(5) 水/メタノール濡れ性試験方法
本発明においては、 トナーの濡れ性、 即ち疎水特性は、 下記のようにして得 たメタノール滴下透過率曲線から求める。
まず、 メタノール 60体積%と水 40体積%とからなる含水メタノール液 7 0mlを、 直径 5 cm、 厚さ 1. 75 mmの円筒型ガラス容器中に入れ、 その 測定用サンプル中の気泡等を除去するために超音波分散器で 5分間分散を行う。 次いで、 トナーを目開き 1 50 μπιのメッシュで振るい、 メッシュを通った トナー 0. 1 gを精秤して、 上記含水メタノール液が入れられた容器の中に添 加し、 測定用サンプル液を調製する。
そして、 測定用サンプル液を粉体濡れ性試験機 「WET— 100 P」 (レス力 社製) にセットする。 この測定用サンプル液を、 マグネティックスターラーを 用いて、 6. 7 s—1 ( 400 r p m) の速度で攪拌する。 尚、 マグネティック スターラーの回転子として、 フッ素樹脂コーティングされた、 長さ 25 mm、 最大胴径 8 mmの紡錘型回転子を用いる。
次に、 この測定用サンプル液中に、 上記装置を通して、 メタノールを 1. 3 m 1 /m i nの滴下速度で連続的に添加しながら波長 780 n mの光で透過率 を測定し、 メタノール滴下透過率曲線を作成する。
(6) 磁性体抽出量の測定方法
5mo 1/1塩酸に分散させた際の磁性体の溶解量は下記のようにして測定 する。
1) トナー 25mg (4回分) を精秤する。
2) サンプルビンに試料を入れ、 5mo 1 Z 1塩酸 100m 1を加えたもの を 4サンプル準備する。 それぞれをスターラーで撹拌しながらそれぞれ 3分、
15分、 30分、 ー晚溶解させる。
3) 溶解後の溶液をそれぞれサンプル処理フィルター (ポアサイズ 0. 2乃 至 0. 5 μ m、 例えばマイシヨリディスク H— 2 5— 2 (東ソ一社製) が使用 できる。) でろ過した後、 そのろ液を分光光度計により波長 3 38 nmにおける 吸光度を測定する (例えば、 島津製作所 UV— 3 1 00 PC)。 また、 このと き対照セルにはトナーを分散させていない 1 Omo 1 / 1塩酸を入れておく。 なお本発明における吸光度とは、 試料セルに光を入射させたときの入射光の強 さ I。と、透過光の強さ Iの比である透過率 IZI。の逆数の常用対数、すなわち l o g ( 10/ I ) で表される。
•測定条件:スキャン速度 (中速)、 スリット幅 (0. 5 nm)、 サンプリング ピッチ (2 nm), 測定範囲 ( 600以上 250 n m以下)
本発明において、 磁性体総含有量に対する 3分、 1 5分での溶解量は、 一晩 放置後 (磁性体が完全に溶解している) の吸光度に対する、 3分、 1 5分時点 でサンプリングした溶液の吸光度の割合によつて算出される。
(7) トナーの凝集度測定方法
トナーの凝集度は、 以下のようにして測定した。
測定装置としては、 「パウダーテスター」 (ホソカワミクロン社製) の振動台 側面部分に、 デジタル表示式振動計 「デジバイブロ MODEL 1 3 32 A」 (昭和測器社製) を接続したものを用いた。 そして、 パウダーテスターの振動 台上に下から、 目開き 3 8 μπι (400メッシュ) の篩、 目開き 7 5 μΐη (2 00メッシュ) の篩、 目開き 1 5 0 / m (1 00メッシュ) の篩の順に重ねて セットした。 測定は、 23°C、 6 0%RH環境下で、 以下の様にして行った。
( i ) デジタル表示式振動計の変位の値を 0. 6 0 mm (p e a k— t o— p e a k) になるように振動台の振動幅を予め調整した。
( i i ) 予め 2 3°C、 60%RH環境下において 24時間放置したトナー 5 g を精秤し、 最上段の目開き 1 50 μπιの篩上に静かにのせた。
( i i i ) 篩を 1 5秒間振動させた後、 各篩上に残ったトナーの質量を測定し
て、 下式にもとづき凝集度を算出した。
凝集度 (%) = { (目開き 15 Ομπιの篩上の試料質量 (g)) /5 (g)} X 1 00+ { (目開き 7 5 mの篩上の試料質量 (g)) /5 (g)} X 1 00 X 0. 6 + {(目開き 38 mの篩上の試料質量 (g)) /5 (g)} X 1 00 X 0. 2 (実施例)
以下、 本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、 これは本発明 を限定するものではない。 尚、 以下の配合における部数は全て質量部である。 <磁性酸化鉄の製造例 1 >
硫酸第一鉄水溶液中に、 鉄イオンに対して 1. 0乃至 1. 1当量の苛性ソー ダ溶液 (F eに対しリン換算で 1質量%のへキサメタリン酸ナトリウムを含有) を混合し、 水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。 水溶液を pH 9に維持しな がら、 空気を吹き込み、 80乃至 90°Cで酸化反応を行い、 種晶を生成させる スラリー液を調製した。
次いで、 このスラリー液に当初のアルカリ量 (苛性ソーダのナトリゥム成分) に対し 0. 9乃至 1. 2当量となるよう硫酸第一鉄水溶液を加えた後、 スラリ 一液を pH 8に維持して、 空気を吹込みながら酸化反応を進め、 酸化反応の終 期に pHを約 6に調整し、 シランカップリング剤として、 n— C4H9S i (OC H3)3及び n— C8H17S i (OC2H5)3を磁性酸ィヒ鉄 100部に対しそれぞれ 0. 9部 Z0. 6部添加し、 十分撹拌した。 生成した疎水性酸化鉄粒子を常法によ り洗浄、 濾過、 乾燥し、 次いで凝集している粒子を解砕処理し、 磁性酸化鉄 1 を得た。
磁性酸化鉄 1の平均粒径は 0. 24 μ m、 磁場 79. 6 k A/m (1000 エルステッド) における飽和磁化及ぴ残留磁化が 68. 6 Am2/k g (emu Zg)、 3. 4 Am k g (e mu/g) であった。
<磁性酸化鉄の製造例 2〜 4 >
表 6に示すように、 磁性酸化鉄の磁気特性及び処理剤の種類及び添加量を変
更した以外は同様にして、 表 6に示す磁性酸化鉄 2乃至 4を得た。
く磁性酸化鉄の製造例 5〜 6〉
磁性酸化鉄の製造例 1, 4において、 シランカップリング剤での表面処理を 行わなかった以外は同様にして、 表 6に示す磁' I"生酸化鉄 5、 6を得た。
(表 6 )
: rrC4¾Si (0C¾)3
M 3 : n-C8H17Si (0C2¾)3
<磁性トナー Aの製造 >
ィオン交換水 7 0 9部に 0 . 1 m o 1 Zリツトルー N a 3 P〇4水溶液 4 5 1部 を投入し 6 0 °Cに加温した後、 1 . 0 m o 1 Zリットル一 C a C 1 2水溶液 6 7 . 7部を徐々に添加して C a 3 ( P 04) 2を含む水系媒体を得た。
—方、 下記の処方をアトライター (三井三池化工機 (株)) を用いて均一に分 散混合した。
'スチレン 7 6部
• nーブチルァタリレート 2 4部
•飽和ポリエステル樹脂 4部
(モノマー構成; ビスフエノール Aプロピレンォキサイド付加物/テレフタル
酸、 酸価; 12mgKOHZg、 T g = 72°C、 Mn = 3900、 Mw= 10 000)
•負荷電性制御剤 2部
(T-77 (モノァゾ染料系の F e化合物) (保土ケ谷化学工業社製)) •磁性酸化鉄 1 85部
この単量体組成物を 60 °Cに加温し、 そこに日本精鎩社製; HNP-9 (ポリ エチレンワックス、 DSC吸熱メインピーク =78°C) 10部を混合溶解し、 これに重合開始剤ジベンゾィルパーォキサイド 6部を溶解して重合性単量体系 を得た。
前記水系媒体中に上記重合性単体系を投入し、 60°C, N2雰囲気下において クレアミックス (ェム 'テクニック社製) にて 12, O O O r pmで 15分間 撹拌し、 造粒した。 その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、 75°Cで 1時間反応さ せた。 その後更に 6時間撹拌を続けた。 重合反応終了後、 加熱を停止し、 1時 間当り 75質量部の飽和水蒸気 (スチーム圧力 205 k P a :温度 120°C) を内容物中に直接導入した。 飽和水蒸気の導入を開始してから 10分後、 容器 内の内容物の温度は 100°Cに達した。 重合用容器内温度が 100°Cに達した 3時間後、 容器内温度が 100°Cに達してから 3時間経過後に懸濁液を冷却し、 塩酸を加えて Ca3 (P〇4) 2を溶解し、 濾過、 水洗、 乾燥した。 この粉体を風 力分級機にて分級し、 磁性トナー粒子を得た。
この磁性トナー粒子 100部と、 へキサメチルジシラザン処理した後シリコ 一ンオイルで処理し、 処理後の B E T比表面積が 160 m2/ gの疎水性シリ力 微粉体 1. 0部、 表 7に示す外添剤 2を 0. 5部と外添剤 4を 0. 2部とをへ ンシヱルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して磁性トナー Aを調製した。 この磁性トナー Aの物性を表 9に示す。
く磁性トナー B、 Cの製造〉
磁性トナー Aの製造例において、 重合性単量体を反応後、 系内に水蒸気を導
入する時間を 1時間に変更した以外は同様にして磁性トナー Bを得、 5時間に 変更した以外は同様にして磁性トナー Cを得た。 この磁性トナー B及び Cの物 性を表 9に示す。
く磁性トナー D乃至 Fの製造 > '
磁性トナー Aの製造例において、表 8に示す通りに磁性体、外添剤を変更し、 更には分級条件を調整することで重量平均粒径 (D 4 ) 及び重量平均粒径 (D 4 ) /個数平均粒径 (D 1 ) を変更した以外は同様にして、 磁性トナー D乃至 Fを得た。 磁性トナー D乃至 Fの物性を表 9に示す。
く磁性トナー G乃至 Iの製造 >
磁性トナー Aの製造例において、 磁性トナー粒子に添加する無機または有機 微粉体の種類を表 8に示す通りに変更した以外は上記磁性トナー Aの製造と同 様にして、 磁性トナー G乃至 Iを得た。 磁性トナー G乃至 Iの物性を表 9に示 す。
<磁性トナー Jの製造 >
磁性トナー Aの製造例において、 使用する磁性体の種類を表 8に示すものに 変更した以外は上記磁性トナー Aの製造と同様にして、 磁性トナー Jを得た。 磁性トナー Jの物性を表 9に示す。
<磁性トナー K、 Lの製造〉
磁性トナー Αの製造例において、 C a 3 ( P 04) 2の添加量を調整しトナーの 粒径を変更した以外は上記磁性トナー Aの製造と同様にして、 磁性トナー K及 ぴ Lを得た。 磁性トナー K及び Lの物性を表 9に示す。
<比較用磁性トナー a乃至 f の製造 >
磁性トナー Aの製造例において、 表 8に示す通りに磁性酸化鉄及び外添剤を 変更し、 更にトナー粒径を変更した以外は上記磁性トナー Aの製造と同様にし て、 磁性トナー a乃至 f を得た。 磁性トナー a乃至 f の物性を表 9に示す。
(表 7)
(表 8)
S)9
レーザービームプリンター L B P— 3 0 0 0 (キャノン製) のカートリ ッジ において、 現像装置の現像スリ一ブの径及び現像極での磁束密度を表 1 0に示 すように改造したカートリッジ 1乃至 5を作製した。
[トナー担持体の製造方法]
下記に示す配合比にて現像スリーブ表面に設ける樹脂被覆層の塗工液の作製 を行った。
• レゾール型フェノール樹脂 (ァンモニァ触媒使用、 メタノール 4 0 %含有、 大日本インキ化学工業社製、 商品名 ·· J 3 2 5 ) 3 5 0部
•結晶性グラフアイト (体積平均粒径: 5 . 5 μ m) 9 0部 ·導電性カーボンブラック (コロンビアカーボン社製、 商品名 : C o n d u c t e x 9 7 5 ) 1 0部
•導電性球状粒子 (日本カーボン社製、 商品名 :二力ビーズ P C 1 0 2 0 )
3 0部
•ィソプロピルアルコーノレ 3 0 0部 上記材料を、 ガラスビーズを用いてサンドミルにて分散した。 分散方法とし ては、上記レゾール型フエノール樹脂溶液に、上記の導電性カーボンブラック、 結晶性グラフアイ ト、 イソプロピルアルコール 1 0 0部、 を添加し、 直径 l m mのガラスビーズをメディァ粒子として用いたサンドミルにて 2時間分散した, ここに、 更に残りのイソプロピルアルコール及び上記導電性球状粒子を添加し、 更にサンドミル分散を 3 0分進めて塗工液を得た。
上記塗工液を用いてスプレー法により外径 8 mm、 1 O mm, 1 4 mmのァ ルミ二ゥム製円筒管上に導電性被覆層を形成させ、 続いて熱風乾燥炉により 1 6 0 °C、 3 0分間加熱して導電性被覆層を硬化させて現像剤担持体 aを作製し た。 このときの表面粗さ (算術平均粗さ) を測定したところ R a = l . 5 2 μ mであった。
(表 10)
(実施例 1 )
市販のレーザービームプリンター LB P— 3000に、 表 10のカートリ ツ ジ 1に磁性トナー Aを充填したもので下記評価を実施した。 常温常湿環境 (温 度 23°C、 湿度 50%) において、 1 500枚の通紙耐久試験を行った。 原稿 は画像比率 5%のチャートを使用した。 ここで耐久前後での画像濃度、 及び画 質 (カプリ、 尾引き、 転写中抜け) を下記基準により評価した。
(画像評価)
1. 画像濃度
初期及ぴ 1 500枚画だし後に、 印字紙全面にベタ画像部を形成し、 このべ タ画像の画像濃度をマクベス濃度計 (マクベス社製) で SP Iフィルターを使 用して測定した。
2. カプリ
カプリ測定用反射測定機 REFLECTMETER (東京電色 (株)) にて、 上記の画像の白部及び未使用紙の反射率を測定し、 両者の差をカプリとした。 カプリ (%) =未使用紙反射率一通紙後画像白部の反射率
A:カプリ 0. 3%未満
B :力ブ.リ 0. 3 %以上 1. 0 %未満
C :カプリ 1. 0 %以上 2. 0 %未満
D:カプリ 2 . 0 %以上 2 . 5 %未満
E :カプリ 2 . 5 %以上
3 . 尾引き
尾引きは、 初期及び 1 5 0 0枚画だし後に、 画像面積比率約 3 %の横線のみ からなる画像パターンを現像中にマシンを止め、 現像後の感光ドラム上の文字 部の尾引き状況を以下の基準に従い目視で判断した。
A:尾引きは未発生。
B:わずかに尾引きは発生しているものの、 良好な画像。
C:尾引きは発生しているものの、 実用的には問題のない画質。
D :尾引きが顕著に発生。
4 . 中抜け
中抜けは、 初期及び 1 5 0 0枚画だし後に、 ライン及ぴ文字を含む画像をプ リントアウトし、 目視または拡大顕微鏡を使用して、 以下の基準で評価した。
A:文字画像及ぴライン画像ともに、 細部まで忠実に再現している。
B :細部に多少の乱れまたは中抜けが生じているが、 目視では問題ないレベル である。
C: 目視でも乱れや中抜けがわかるレベルである。
D:乱れ、 中抜けが多数発生し、 原稿を再現していない。
その結果、 表 1 2に示すように良好な結果が得られた。
(実施例 2乃至 1 5 )
実施例 1において、 表 1 1に示すような組み合わせで評価を行った結果、 表 1 2に示すように良好な結果が得られた。
(比較例 1〜 8 )
実施例 1において、 表 1 1に示すような組み合わせで評価を行った結果、 表 1 2に示すような結果が得られた。
1 ) トナ No 評価用現像装置 No 実施例 1 磁性トナ- A カートリツシ" 1 実施例 2 磁性トナ- B カート!)ッシ" 1 実施例 3 磁性トナ C カートリッジ" 1 実施例 4 磁性け- D カートリツシ" 1 実施例 5 磁性トナ- E カ トリツシ'、 1 実施例 6 磁性トナ- F カートリツシ" 1 実施例 7 磁性トナ- G カートリッジ" 1 実施例 8 磁性け- H カートリツシ" 1 実施例 9 磁性トナ- 1 カ ト!)クシ" 1 実施例 10 磁性トナ- J カートリツシ" 1 実施例 11 磁性トナ- K カ トリクシ、、 1 実施例 12 磁性トナ- L カート!)クシ、' 1 実施例 13 磁性トナ- C カートリツシ" 2 実施例 14 磁性トナ- C カートリツシ" 3 実施例 15 磁性トナ C カートリツシ" 4 比較例 1 磁性トナ- a カート!)クシ" 1 比較例 2 磁性トナ- b カートリツシ " 1 比較例 3 磁性トナ- c カートリツ 1 比較例 4 磁性トナ- d カートリッジ" 1 比較例 5 磁性トナ- e カ トリツシ、、 1 比較例 6 磁性トナ- f カートリッジ" 1 比較例 7 磁性トナ- a カートリツシ" 3 比較例 8 磁性トナ- a カートリツシ'、 5
(表 12)
く磁性トナー Mの製造 > (結着樹脂の製造例)
テレフタル酸 27mo 1 % アジピン酸 5 m o 1 % トリメリット酸 6 m 0 1 % 前記式 (ァ) で示されるビスフエノール誘導体 35mo 1 %
(プロピレンォキサイド 2. 5mo 1付加物)
前記式 (ァ) で示されるビスフヱノール誘導体 17 m o 1 %
(エチレンォキサイド 2· 5mo 1付加物)
上記に示すポリエステルモノマー及びエステル化触媒を 4つ口フラスコに仕 込み、 減圧装置、 水分離装置、 窒素ガス導入装置、 温度測定装置及び撹拌装置 を装着し、 窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。 反応終了後、 生成物を容器から取り出し、 冷却、 粉碎し、 軟ィ匕点 143°Cの樹脂 Aを得た。 次に、
I 24 m o 1 %
16 m o 1 % トリメ リ ッ ト酸 10 m o 1 % 前記式 (ァ) で示されるビスフヱノール誘導体 30 m o 1 %
(プロピレンォキサイド 2. 5 m o 1付加物)
前記式 (ァ) で示されるビスフエノール誘導体 20 m o 1 %
(エチレンォキサイド 2. 5 mo 1付加物)
上記に示すポリエステルモノマー及ぴエステル化触媒を 4口フラスコに仕込 み、 減圧装置、 水分離装置、 窒素ガス導入装置、 温度測定装置及び撹拌装置を 装着し、 窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。 反応終了後、 生 成物を容器から取り出し、 冷却、 粉砕し、 軟ィ匕点 98 °Cの榭脂 Bを得た。
樹脂 A及び Bのそれぞれ 50部をヘンシェルミキサーで混合し、 結着樹脂 1 とした。
この結着樹脂 1のガラス転移温度は 59 °C、 軟ィヒ点は 128°C、 ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにおける分子量 1万以下の成分を 4 3 %含有す るものであった。
•結着樹脂 1
•磁性体 1
•モノァゾ鉄錯体 (T一 7 7 ··保土ケ谷化学社製)
•ポリエチレンワックス (融点 1 0 5。C)
(サゾール社製、 C 1 0 5 )
上記混合物をヘンシェルミキサーで前混合した後、 1 1 0 °Cに加熱された 2 軸ェクストルーダで溶融混練し、 冷却した混練物をハンマーミルで粗粉枠して トナー粗粉砕物を得た。 得られた粗粉枠物を、 機械式粉碎機ターボミル (ター ボ工業社製;回転子および固定子の表面に炭化クロムを含有したクロム合金め つきでコーティング (めっき厚 1 5 0 μ πι、 表面硬さ HV 1 0 5 0 ) を用いて 機械式粉碎させて微粉碎し、 得られた微粉碎物をコアンダ効果を利用した多分 割分級装置 (日鉄鉱業社製エルポジェット分級機) で微粉及び粗粉を同時に分 級除去した。 そこで得られたトナー粒子の重量平均粒径 (D4) は 7 . で あった。
その原科トナー粒子を、 熱風を吹き付けることにより トナー粒子の表面改質 を行う装置であるメテオレインボー MR— 3型 (日本-ユーマチック工業社製) で表面改質を行った。 表面改質時の条件は、 原料供給速度 2 k g / h r、 熱風 流量 7 0 0 1 Zm i n、 吐出熱風温度 2 5 0 °Cで行った。
この磁性トナー粒子 1 0 0部と、 へキサメチルジシラザン処理した後シリコ ーンオイルで処理した、 処理後の B E T比表面積が 1 6 0 2/ gの疎水性シリ カ微粉体 1 · 0部、 及び表 1 3に示す外添剤 2及び 4とをヘンシェルミキサー (三井三池化工機 (株)) で混合して磁性トナー Mを調製した。 この磁性トナー Mの物性を表 1 4に示す。
<磁性トナー Nの製造 >
磁性トナー Mの製造例において、 メテオレインボー MR— 3型 (日本ニュー マチック工業社製) で表面改質を行う条件を、 原料供給速度 2 k g Z h r、 熱 風流量 5 0 0リツトル Zm i n、 吐出熱風温度 2 0 0 °Cで行った以外は同様に 行い、 磁性トナー Nを得た。 磁性トナー Nの物性を表 1 4に示す。
<磁性トナー 0、 Pの製造〉
磁性トナー Mの製造例において、 表 1 3に示す通りに磁性酸化鉄及び外添剤 を変更した以外は上記磁性トナー Aの製造と同様にして、 磁性トナー O及ぴ P を得た。 磁性トナー O及び Pの物性を表 1 4に示す。
<比較用磁性トナー gの製造〉
磁性トナー Mの製造例において、 表 1 3に示す通りに外添剤を変更した以外 は上記磁性トナー Mの製造と同様にして、 磁性トナー gを得た。 磁性トナー g の物性を表 1 4に示す。
く比較用磁性トナー h、 iの製造〉
磁性トナー Mの製造例において、 メテオレインポー MR— 3型 (日本ニュー マチック工業社製) での表面改質を行わず、 更に表 1 3に示す通りに磁性体及 び外添剤を変更した以外は上記磁性トナー Mの製造と同様にして、 磁性トナー h及び iを得た。 磁性トナー h及び iの物性を表 1 4に示す。
(実施例 1 5 )
市販のレーザービームプリンター L B P— 3 0 0 0に、 カートリッジ 1に磁 性トナー Aを充填したもので下記評価を実施した。常温常湿環境(温度 2 3 °C, 湿度 5 0 %) 及び高温高湿環境 (温度 3 0 °C、 湿度 8 0 %) において、 1 0 0 0枚の通紙耐久試験を行つた。 原稿は画像比率 5 %のチャートを使用した。 こ こで耐久前後での画像濃度、 及び画質 (カプリ、 尾引き、 転写中抜け) を実施 例 1と同様にして評価した。
(実施例 1 6〜1 9 )
実施例 1 5において、 表 1 5に示すような組み合わせで評価を行った結果、
表 1 6に示すように良好な結果が得られた。
〔比較例 9〜 1 3〕
実施例 1 5において、 表 1 5に示すような組み合わせで評価を行った結果、 表 1 6に示すような結果が得られた。
(表 1 3 )
(表 1 4 )
(表 15)
(表 16)
この出願は 2 0 0 7年 6月 8日に出願された日本国特許出願第 2 0 0 7 - 1 5 2 2 2 1号からの優先権を主張するものであり、 その内容を引用してこの出 願の一部とするものである。