【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高画質画像の信頼性、画像の透明性に優れ、電子写真法等による画像形成の際に好適に用いられる静電荷像現像用磁性トナー及び画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在実用化されている種々の静電複写方式における乾式現像法としては、トナーと鉄粉などのキャリアとを用いる二成分現像法式、およびキャリアを用いず、トナー内部に磁性体を含有するトナーを用いる磁性一成分現像方式が知られている。磁性トナーのみの磁性一成分現像法式は、二成分現像方式の現像機に必要な自動濃度調節機などを用いる必要がないため、現像機がコンパクトになり、またキャリア汚染というものが無いためキャリア交換のようなメンテナンスが不要になる。
【0003】
そのため近年、磁性一成分現像法式を用いた複写機、プリンタやその複合機が、SOHOといった小規模オフィスや個人向けのパーソナルコピーの分野でも使用され始め、ますます装置の高速でありながら小型化、軽量化が要求されている。
【0004】
また、複写気、プリンタ等の機器は、小型化、軽量化が要求されている一方で省エネルギー、高耐久性、高信頼性も近年ますます要求が高まっている。
【0005】
そして、省エネルギーのために、定着装置のヒートローラを加熱するためのランプヒータ等の加熱部材は、通常待機状態では稼動時に比べ低い温度で設定されている。
【0006】
一方、稼動時にランプヒータ等の加熱部材により加熱して定着を行なうことから、最初の1枚目のプリント待ち時間を短縮することが市場より強く求められている。これに対して、ヒートロールの薄肉化やヒートローラの素材として熱伝導率の高い材料を選択するなどを行い、短時間でヒートロールを定着温度に達するよう工夫がなされている。
【0007】
その反面、ヒートローラは、上記ランプヒータ等の加熱部材の温度変動に対して影響を受けやすくなる傾向がある。
【0008】
更に、ヒートロール表面の凹凸の窪みには、小径の現像剤や紙粉等の異物が入り込む可能性があり、かかる場合には、ロール表面の離型性が低下してしまう。通常、複数枚のプリントでは、2枚目以降の紙に、上記ヒートローラ表面の窪みに入り込んだ異物が付着するため、ヒートローラ表面の異物は取り除かれ、殆ど問題はないが、単枚プリントでは、ヒートロール表面の凹凸の窪み内に小径の現像剤や異物に付着した現像剤が入り込み、かつ取り除かれないため、単枚プリントの多い個人用プリンタやファクシミリでは、加熱部材の待機状態から復帰する際のオーバーシュートの熱により、ヒートローラ表面の窪みに入り込んだ現像剤が変形し、更に該現像剤中の揮発成分が蒸発してヒートロール表面凹凸の窪み内で固着して、直接画像には出ないもののヒートロール表面にホットオフセットするノンビジュアルオフセット(以下「NVO」と記す)が発生する可能性があった。
【0009】
上述の場合、ヒートロール表面が現像剤によって汚染され、更に定着枚数が進むにつれ汚染が進行し、ヒートロール表面の現像剤との乖離能力を低下させホットオフセットにいたるという問題があった。
【0010】
このような問題を解決するため、特許文献1には、ヒートロール表面の現像剤汚染を防ぐために、ヒートロール表面の凹凸の窪み径を現像剤粒径に比べ小さくする提案がなされている。この方法では確かに初期状態では有効であるが、窪みに遊離磁性粉が埋まり込み表面の離型性が落ちたり、殊に小径のヒートロールでプロセススピードが早い場合、遊離の磁性粉でヒートロール表面が傷ついたりするため、良好な離型性を保てず、その結果、NVOの発生を防ぐことができなくなる。従って、高耐久性、高信頼性の要求に対し、上述のものは有効な手段とは言えない。
【0011】
また、ヒートロール表面の摩耗を防ぐため、SiCといった無機粒子をヒートロール表面に添加した場合であっても、遊離磁性粉によりヒートローラ表面の無機粒子周辺は摩耗し、これによりヒートローラ表面の無機粒子が脱離し、ヒートローラ表面に窪み孔が発生してしまう。かかる場合、上述したヒートローラの傷と同様に、ヒートロール表面の現像剤による汚染、さらに汚染の進行によるNVOの発生を防ぐことは難しい。
【0012】
また、上記NVOの発生を抑制したり、地球環境保護性を高めたりするために、生分解性ポリマーやポリ乳酸樹脂を結着樹脂として用いたトナーがいくつか提案されている(例えば、特許文献2から特許文献6を参照)。
【0013】
しかし、いずれのトナーも混練粉砕法を用いているため、磁性トナーを製造する場合、粉砕時に結着樹脂と磁性粉との界面が割れて、トナー表面に磁性粉が露出または脱離しかかった状態となるため、トナーの帯電性が不安定になるとともに、トナー表面から脱離した磁性粉がヒートローラ表面を傷つけてしまうために、経時でヒートローラ表面が現像剤により汚染され、この汚染が進行するとやはりNVOが発生してしまう可能性があった。
【0014】
【特許文献1】
特開昭56−69674号公報
【特許文献2】
特開平04−179967号公報
【特許文献3】
特開平04−218063号公報
【特許文献4】
特開平09−281746号公報
【特許文献5】
特開2001−022123号公報
【特許文献6】
特開2001―166537号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑み、従来の技術の問題点を解決することを目的としてなされたものである。
【0016】
すなわち、本発明の目的は、小径のヒートロールを用いて高速なプロセススピードにおいても、長期にわたりヒートロールの表面を汚染することなくNVOの発生を防ぎ、ホットオフセットの無い良好な画像を形成し、高速でかつ高信頼性のある静電画像現像用磁性トナー及び画像形成方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。即ち、
(1)湿式製法により生成されたトナーにおいて、該トナーが炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物を含む結着樹脂と磁性粉をからなる静電画像現像用磁性トナー。
【0018】
(2)該有機オキシ酸が乳酸であることを特徴とする(1)に記載の静電画像現像用磁性トナー。
【0019】
(3)前記静電画像現像用磁性トナーのトナー粒子は、その体積平均粒径が3〜10μmであり、かつ該トナー粒子の個数平均粒径から算出した粒度分布が1.13以上1.30以下であることを特徴とする(1)および(2)に記載の静電画像現像用磁性トナー。
【0020】
(4)少なくとも1種類以上の離型剤を含有することを特徴とする(1)から(3)に記載の静電画像現像用磁性トナー。
【0021】
(5)前記トナー粒子に含まれる離型剤の含有量が0.5から50質量%である(1)から(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用磁性トナー。
【0022】
(6)静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程と、現像剤担持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程と、前記トナー画像を転写体上に転写する転写工程と、前記トナー画像を定着基材表面に定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、前記トナー画像を形成する際のトナーが、上記(1)から(5)のいずれかに記載の静電画像現像用磁性トナーである画像形成方法。
【0023】
(7)前記定着工程は、中空円筒状で離型樹脂層を設けられたヒートロールと、該ヒートロールの内側に設けられてこれを加熱する為の加熱部材とを有し、該加熱部材によりヒートロールを加熱して、前記ヒートロールの外周表面に接触する転写材上のトナー画像を定着させる(6)に記載の画像形成方法。
【0024】
(8)前記ヒートローラの離型樹脂層は、フッ素樹脂層と無機粒子とからなることを特徴とする(7)記載の画像形成方法。
【0025】
(9)前記ヒートローラの離型樹脂層はパーフルオロアルコキシアルカン樹脂(PFA)であることを特徴とする(7)記載の画像形成方法。
【0026】
(10)前記定着工程のプロセススピードが、200mm/s〜500mm/sであり、かつ前記ヒートロールの径が40mm以下である(7)から(9)のいずれかに記載の画像形成方法。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
【0028】
(トナー組成物)
まず、本発明のトナー組成物について説明する。
【0029】
本発明のトナーは、特定の有機オキシ酸成分を重合した樹脂を含む樹脂粒子を特定の粒径以下に分散させた後、磁性粒子と共に凝集させることにより凝集粒子粒径を調整し、該凝集粒子を溶融させ粒子化することによってトナーを作製し、帯電性また製造性に優れた磁性トナーを得るものである。
【0030】
一般にトナーの摩擦帯電性は、トナーを構成する成分の中で最も成分比率の高い結着樹脂に依存する場合が多い。トナーを混錬粉砕法により作製する場合、トナー表面の構造およびトナーの形状は実質的に制御することはできないため、粉砕時に結着樹脂と磁性粉との界面で割れるためトナー表面に磁性粉が現れやすくなり、その結果帯電性が不安定であったり、トナー表面から脱離した磁性粉がヒートロール表面を傷つけたりしてしまう。
【0031】
これに対し、湿式製法である乳化重合凝集法によりトナーを作製する場合、トナーの構造制御が可能であるため、具体的にはトナーを構成する磁性粉、離型剤等の他の成分をトナー内部に存在させることができ、これらの材料成分の帯電への寄与やトナー表面から脱離する磁性粉量を減少させることができる。
【0032】
この乳化重合凝集法では、乳化重合工程において、界面活性剤を用いて重合性単量体を分散乳化させ、更に重合開始剤を加えて重合させる方法が一般的である。しかしながら、界面活性剤には一般的に帯電を抑制する性質を持っているため、トナーの帯電特性に影響を与え、例えば、界面活性剤の添加量が多い場合には、トナーの帯電特性において、夏環境では、帯電が低すぎるために現像剤からトナーが離脱し、感光体上にトナーが付着する、いわゆる地かぶりが発生し、同時にマシン内汚染も生じる。一方、冬環境では、帯電が高くなりすぎるために画像濃度が低くなる等の問題が生じるおそれがあった。これを防止するために、トナー洗浄時間を長くして残留する界面活性剤量を減少させる等の方法があるが、洗浄工程が長くなりすぎてしまい非効率であるだけでなく、コストアップにもなり好ましくない。
【0033】
一方、界面活性剤を用いない、いわゆるソープフリー重合によりトナー粒子を作製する方法も考えられるが、一般にソープフリー重合により作製された粒子は粒度分布が広く、そのため凝集工程における凝集粒子の粒度分布の制御が困難になる傾向がある。また、一般的に、ソープフリー重合により作製されたトナー粒子は、形状の制御性、より具体的には球形化が困難になる傾向があり、好ましくない。
【0034】
[結着樹脂]
本発明では、炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物を含む結着樹脂を用いて、乳化重合凝集法によりトナー粒子を製造している。上記炭素数炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物は、極性基をその縮重合化合物分子中に多く含有するために、親水性が高い。従って、前記凝集時に凝集粒子が成長すると共に、前記極性基が凝集粒子表面へ移行しやすく、これにより凝集粒子が水系媒体中で安定になりやすくなる。従って、本発明では、乳化重合凝集法において、ソープフリー又は少量の界面活性剤の添加のみで、トナー製造用の所望の粒子径、および狭い粒度分布、所望の粒子形状の樹脂粒子を得ることができる。
【0035】
また、該凝集粒子を溶融、冷却、洗浄、乾燥工程を経たトナー粒子表面は、該炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物に覆われるため、トナーの帯電性は該樹脂の帯電性に依存し、一方、トナーの内部の磁性粉などによる帯電性への影響を限りなく減少させることができる。更には、磁性粉がトナー表面に露出することを防ぐことができるため、できたトナー粒子の帯電性は安定し、またトナー粒子表面からの磁性粉の脱離を抑制できるため、ヒートローラの表面を傷つけるおそれがない。
【0036】
次に、本発明のトナーにおける結着樹脂について、更に詳細に説明する。
【0037】
以下に、説明するように、本発明における結着樹脂は、炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物を含む結着樹脂であり、この『炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物を含む結着樹脂』には、炭素数8以下の有機オキシ酸の1種または2種以上を縮重合してなる縮重合化合物からなるもの、前記炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体と後述する親水性の高い反応基を有する単量体との縮重合化合物からなるもの、および前述の縮重合化合物の少なくとも一種と他の樹脂成分とを混合したものが含まれ、本発明の結着樹脂は、これらの群から選ばれる少なくとも1種である。
【0038】
前記縮重合化合物における炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体としては、主としてL−体、D−体のいずれかの乳酸成分を用いられるのが好ましいが、Tg、粘度等を調整する目的で、乳酸成分と、共重合可能な他の有機オキシ酸とを用いても良い。前記共重合可能な成分としては有機オキシ酸であれば特に制限はないが、具体的にはグリコール酸、3−ヒドロキシブチリックアシッド、3−ヒドロキシバレリックアシッド、5−ヒドロキシバレリックアシッド、6−ヒドロキシカプロン酸等が上げられる。より好ましくはTg等の調整の容易さからグリコール酸、3−ヒドロキシブチリックアシッド、3−ヒドロキシバレリックアシッドが良い。
【0039】
また、本発明のトナーに用いる縮重合化合物として、炭素数8以下の有機オキシ酸が、乳酸成分以外の例えば前記共重合可能な成分として挙げられた有機オキシ酸の単独重合体、共重合体を用いることもできる。
【0040】
なお、本発明のトナーにおける炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物は、従来公知の方法で重合されうる。例えば特開平7−033861号公報、特開昭59−096123号公報に記載されている。
【0041】
本発明のトナーにおける炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物を、1μm以下の樹脂粒子にするために、Tg以上の温度条件下で剪断力をかけて分散させる。
【0042】
上記分散のためには、結着樹脂重合時に、予め上記炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体と親水性の高い反応基を有する単量体とを共重合させ、樹脂に乳化性を持たせた後、高速攪拌する方法を用いてもよい。または、上記縮重合化合物からなる結着樹脂をそのまま、または界面活性剤と共に高速攪拌する方法してもよく、または上述の方法を合わせた方法を用いてもよく、目的によって方法を選択することができる。
【0043】
前記結着樹脂重合時に、共重合させ樹脂に乳化性を持たせるために予め添加される親水性の高い反応基を有する単量体の具体例としては、サリチルスルホン酸、イソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム、4−ニトロフタル酸、ヒドロキノンスルホン酸等が挙げられ、重合の分子量制御の観点からサリチルスルホン酸がより好ましい。
【0044】
上記親水性の高い反応基を有する該単量体の樹脂中における含有量は、結着樹脂の総量に対して20%質量以下、より好ましくは10質量%以下さらに好ましくは3%質量以下である。
【0045】
本発明のトナーにおける炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物の製造においては触媒を用いることができ、重合可能なものであれば特に制限はないが、スズ触媒が好ましく用いられる。より好ましくは、2価のスズ化合物であって、具体的には酸化第一スズ、硫酸第一スズ、りん酸第一スズ、弗化第一スズ、塩化第一スズ、臭化第一スズ、よう化第一スズ等の無機スズ化合物、酢酸第一スズ、プロピオン酸第一スズ、エチルヘキサン第一スズ、蓚酸第一スズ等の有機カルボン酸スズ、さらに好ましくは酸化第一スズ、硫酸第一スズ、塩化第一スズ、臭化第一スズ、酢酸第一スズが触媒の活性が高く好適に用いられる。
【0046】
前記スズ触媒の使用量は、使用する該有機オキシ酸の0.0001〜5質量%が良く、より好ましくは0.001〜2質量%、さらに好ましくは0.005〜1質量%であって、上述の範囲が重合制御の容易さの点で好ましい。前記スズ触媒の使用量が0.0001質量%未満の場合、触媒としての効果が低く添加の意味がなくなり、また5質量%を超える場合は重合の制御が困難になるため好ましくない。
【0047】
本発明における結着樹脂は、炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物単独で用いても、他の樹脂成分と混合して用いても良い。その他の樹脂成分の具体例としては、スチレン、メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類等の単独重合体、または複数種の共重合体を用いることができる。
【0048】
また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル系樹脂等を上記縮重合化合物と混合してもよい。これらの他の樹脂は2種以上を併用しても良い。
【0049】
本発明において、上述の結着樹脂を攪拌、剪断等により1μm以下の樹脂粒子を作製するために、若干量の界面活性剤を用いてもよい。
【0050】
前記界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤がより好ましい。
【0051】
本発明におけるトナーにおいては、一般的にはアニオン系界面活性剤は分散力が強く、樹脂粒子、着色剤の分散に優れており、一方、離型剤を分散させるための界面活性剤としてはカチオン系界面活性剤が有利である。
【0052】
前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。また、上述の各種界面活性剤は、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。
【0053】
前記アニオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類、スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。
【0054】
前記カチオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。
【0055】
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類;ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。
【0056】
前記界面活性剤はアニオン系界面活性剤が分散力が優れている点で好ましく用いることができる。より好ましくはオクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、さらに好ましくはラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプピルナフタレンスルホネートである。
【0057】
前記界面活性剤の各分散液中における含有量としては、本発明を阻害しない程度であれば良く、一般的には少量であり、具体的には前記樹脂粒子分散液の場合、0.01〜3質量%程度であり、より好ましくは0.02〜1質量%であり、さらに好ましくは0.1〜0.5質量%程度である。含有量が0.01質量%未満の場合、分散に対する効果が現れない場合があり、また3質量%を超える場合トナーの洗浄が困難になったり、帯電制御が困難になったりして好ましくない。
【0058】
前記樹脂粒子の作製には、樹脂のTg以上の温度で高速に剪断をかけられるものであれば特に制限はない。具体的には超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントン、ゴーリンホモジナイザーや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。より好ましくはゴーリンホモジナイザーや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機が粒度制御の点ですぐれている。
【0059】
[磁性粉]
本発明に使用する磁性微粉末としては公知の磁性体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およびこれらの合金、Fe3O4、γ−Fe2O3、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、MnZnフェライト、NiZnフェライト等の各種フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等が使用でき、さらにそれらの表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤で処理してもよい。
【0060】
これら磁性微粉末を含有させる場合、その混合割合は、トナー粒子全体に対して10〜70重量%の範囲になるのが好ましく、より好ましくは15〜50重量%の範囲である。磁性微粉末が10重量%よりも少ない場合は、トナー担持体のマグネットによる拘束力が低下し、トナー飛散の問題が発生する。また、70重量%を超える場合は、濃度の再現性が低下するという問題がある。
【0061】
[着色剤]
また、色調整等で着色剤を併用することもできる。着色剤としては、トナーに使用される公知のものならばいかなるものでも使用することができ、たとえばカーボンブラック、有機顔料および染料が適宜使用することができる。
【0062】
[離型剤]
本発明に用いる前記トナーには、離型剤を添加することができる。前記離型剤の添加により、定着機にシリコーンオイルを塗布することなくトナーを定着部材から離型することができ、同時に定着機もオイル供給機がなくなるために小型化、軽量化が可能となる。
【0063】
本発明におけるトナー作製方法である乳化凝集合一法を用いると、凝集および合一時にそれぞれ一般的に疎水性である離型剤は粒子内部に引き込まれるため、トナー表面に存在しにくく、また前述のように表面にはより親水性の高い前記炭素数8以下の有機オキシ酸を含む重合性単量体の縮重合化合物が多量に存在すると推定されるため、乳化凝集合一法における粒子の形成は容易である。
【0064】
前記離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、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等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類;コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などが挙げられる。本発明において、これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いても良い。
【0065】
これらの離型剤の添加量としては、0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1から30質量%、更に好ましくは2から15質量%である。0.5質量%未満であると離型剤添加の効果がなく、50質量%以上であると、帯電性に影響が現れやすくなったり、製造の際遊離した離型剤が存在し、現像剤担持体や感光ドラムにフィルミングが生じたりするといったディフェクトの発生要因となるため望ましくない。
【0066】
本発明における前記離型剤のうちより、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ミツロウ等の動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックスおよびステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類が、トナーの加熱により短時間で定着機の加熱部材とトナー画像表面との間に入り込んで離型効果を持たせることができるため、好適に用いられる。
【0067】
[他の添加剤]
本発明においては、目的に応じて、前記樹脂、前記着色剤及び前記離型剤以外に、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材などのその他の成分(粒子)を添加させることが可能である。
【0068】
前記帯電制御剤としては、特に制限はないが、特にカラートナーを用いた場合、無色または淡色のものが好ましく使用できる。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
【0069】
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸3カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。
【0070】
前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
【0071】
前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
【0072】
前記研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
【0073】
本発明においては、得られた静電荷像現像用トナーの表面に、流動性向上剤として、樹脂粉としてポリメチルメタクリレート(PMMA)、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミン、フッ素系の球状粒子あるいは、種々の公知の無機化合物、たとえば、SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、CaCO3、K2O(TiO2)n、MgCO3、Al2O3・2SiO2、BaSO4、MgSO4等を例示することができ、好ましくはSiO2、TiO2、Al2O3が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、1種あるいは2種以上併用しても構わない。また、流動性向上剤の粒径は、0.1μm以下のものが好ましく外添剤としての流動性向上剤の添加量は、トナー粒子に対して、0.1〜20重量%の範囲で用いることができる。
【0074】
(乳化重合凝集法)
本発明のトナーの製造方法である乳化重合凝集法は、少なくとも1μm以下の樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを混合し、樹脂粒子と着色剤とをトナー粒径に凝集する工程(以下「凝集工程」と称することがある)、樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱し凝集体を融合し着色トナー粒子を形成(以下「融合工程」と称することがある)を含む。
【0075】
前記凝集工程においては、互いに混合された前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液、必要に応じて前記離型剤分散液中の樹脂粒子が凝集して凝集粒子を形成する。前記凝集粒子はヘテロ凝集等により形成され、前記凝集粒子の安定化、粒度/粒度分布制御を目的として、前記凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物を添加することにより形成される。
【0076】
前記融合工程においては、前記凝集粒子中の樹脂がガラス転移点以上の温度条件で溶融する。
【0077】
本発明におけるトナー作製における前記凝集工程において、pH変化により凝集粒子を発生させ粒子の粒径を調整することができる。同時に粒子の凝集を安定に、また迅速に、またはより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得る方法として、凝集剤を添加しても良い。
【0078】
凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、凝集剤として一価以上の電荷を有する化合物の具体例としては、前述のイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。
【0079】
より好ましくは塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸等の無機、有機の金属塩であり、さらに好ましくは硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム等の多価の無機金属塩が凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去等の点で好適に用いることができる。
【0080】
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、一価の場合は3重量%以下程度、二価の場合は1重量%以下程度、三価の場合は0.5重量%以下程度である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物が好ましい。
【0081】
また、上述の製造方法により製造された本発明におけるトナーの体積平均粒子径は画質を得るという観点から、3〜10μmが好ましい。より好ましくは3〜8μm、さらに好ましくは4〜7μmが良い。粒子径が10μm以上である場合、現像工程において細線の再現性が劣るため、画質が低下してしまい、また3μm以下であると現像剤の帯電性が低下し、寿命が短くなってしまうため好ましくない。
【0082】
本発明におけるトナーの粒度分布は個数平均粒径から算出され、以下の式で表される。
【0083】
【数1】
粒度分布={(d84/d50)+(d50/d16)}/2
ここでd16、d50、d84はトナーの小粒径側から積算したときのそれぞれ16%、50%、84%径である。
【0084】
該粒度分布は高画質を維持するという観点から1.13以上1.30以下であることが好ましい。トナーの粒径はある程度幅があり、これを現像機内で使用すると特定のトナー粒径のもの程現像されやすい傾向を持つ。具体的には大粒径のトナーほど現像されやすく、したがって該現像機内では小粒径のトナーが残留し、トナーの追加によって該小粒径トナーは徐々に増加する。画質は初期的には問題ないものの、複写枚数の増加に伴って現像されるトナーが少なくなり、濃度低下、さらには原稿の白紙部にトナーが現像される地かぶり等の問題が生じ易くなると考えられる。
【0085】
該粒度分布は、より好ましくは1.13以上1.26以下、さらに好ましくは1.13以上1.24以下が良い。
【0086】
該粒度分布が1.30を超えた場合、粒度分布が広く前述のようにトナーの経時での帯電性が維持できなくなるため好ましくなく、該粒度分布が1.13未満の場合、凝集前の前記樹脂粒子の粒度分布を制御したり、作製されたトナー粒子を分級したりする必要があるため工程が複雑になってしまうため、好ましくない。
【0087】
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂を乳化重合により作製し、顔料、離型剤等の分散液とともにヘテロ凝集させ、これをガラス転移点以上の温度で合一することによりまた、重合性単量体中に顔料、離型剤等を分散、造粒させた後重合し、トナーを得るものであるが、例えば磁性粉や離型剤を核としてシード重合等の手段により得られた着色磁性樹脂粒子や離型剤内包樹脂粒子等をヘテロ凝集させて合一しても問題はない。
【0088】
前記静電荷像現像用トナーの帯電量の絶対値としては、10〜40μC/gが好ましく、15〜35μC/gがより好ましい。前記帯電量が、10μC/g未満であると、背景部汚れが発生し易くなり、40μC/gを越えると、画像濃度の低下が発生し易くなる。有機感光体を反転現像で使用するため、負帯電性の電荷を有することが望ましい。
【0089】
また本発明の静電荷像現像用トナーの表面積は特に制限はなく、通常のトナーに用いることのできる範囲であれば使用することができる。具体的にはBET法を用いた場合0.5〜10m2/g、好ましくは1.0〜7m2/g、より好ましくは1.2〜5m2/g程度である。
【0090】
本発明の磁性トナーは、キャリアと共に用いて磁性2成分現像剤として用いてもよい。
【0091】
キャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアを使用することができる。
【0092】
前記キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。即ち、該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その平均径は、30〜200μm程度である。高画質の観点から核体粒子としてはフェライトが好ましい。
【0093】
前記キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
【0094】
(画像形成方法)
本発明のトナーを用いた画像形成方法は、静電潜像形成工程、トナー画像形成工程、転写工程、及び定着工程を含む。
【0095】
本発明における画像形成方法の定着工程で用いられるヒートロール定着装置について図1を用いて説明する。
【0096】
図1にヒートローラ定着装置の要部の構成の一例を表す側断面図を示す。図1に示すように、当該装置は、転写材10上のトナー像11を熱を利用して定着させるためのもので、中空円筒状のヒートロール1と、このヒートロール1の内側に設けられてこれを加熱するための加熱部材2と、ヒートロール1の外周表面に近接して設置されてこの外周表面温度を検知するための温度センサ3と、ヒートロール1に対向して配置されたプレッシャーローラ4より構成される。
【0097】
本発明の定着装置のヒートロールに対向するものとして図1に示すようなロールタイプのものでも良いし、ベルトタイプのものでも良い。
【0098】
ヒートロール1は、少なくとも未定着像の定着に必要な温度に対する耐熱性を十分有し、熱伝導性、加工性や経済性の点でも優れるたとえばアルミニウム、ニッケル、といった材質からなり、その表面にはトナー像11のオフセット現象を防ぐ離型樹脂層5が設けられ、離型樹脂層5中には粒径1〜4μmの無機粒子を3〜15重量%添加される。無機粒子径が4μm以上であると、50000枚超の定着をおこなった場合、無機粒子周辺のフッ素樹脂層の摩耗により無機粒子が脱離した時、脱離孔に小径トナーが埋まり、紙あるいは他のトナーとの接触で取り除くことができなくなり、トナーのヒートロールとの離型性を改善してもNVOの発生を防ぐことができない。また1μm以下であると容易に無機粒子が脱離し耐摩耗材として十全たる性能を発揮できない。
【0099】
上述の無機粒子としては、SiC、セラミック、TiO2等あげられるが、トナーとの離型性の点からSiCが好ましい。
【0100】
また、上記離型樹脂層5に用いられる樹脂は、たとえばシリコンゴムやテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロエチレンとの共重合体、パーフルオロアルコキシアルカン樹脂(PFA)などのフッ素系樹脂が好ましく、より好ましくはPFAである。
【0101】
また、ヒートロール1の内周面は、高温下で熱反射率が高くなり、低温度下で熱反射率が低くなるよう温度に応じて可逆的に変化する示温部材6が塗布されている。
【0102】
加熱部材2は、たとえばコルツランプあるいは、セラミックヒータ等により形成され、温度センサ3により検知されたヒートロール1の外周表面温度に基づき加熱状態を制御される図示せぬ電気回路と接続されている。
【0103】
この温度センサ3は、たとえば熱伝対あるいはサーミスタ等の感熱抵抗素子により形成されている。プレッシャーローラ4は例えば金属性のコアロールをシリコンゴム等で被覆したものにより形成され、ヒートロール1との間を転写材10が通過しえるように配置している。
【0104】
本発明における定着工程のプロセススピードは、200mm/s〜500mm/sであり、かつ前記ヒートロールの径が40mm以下であることが好ましい。定着工程のプロセススピードが200mm/s未満の場合には、高速化がはかれないという不都合があり、一方500mm/sを超えると、ヒートローラの径が40mm以下ではロールの曲率が大きいこともあり接触時間が短く、定着に必要とする熱量が得られにくいという不都合がある。また、プリント待ちから短時間で定着を可能とするのにヒートローラの薄肉化を行なうが、ヒートローラの径が40mmを超える径となると強度が不足し、定着像に対し均一な荷重がかからないという不都合がある。
【0105】
【実施例】
以下本発明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。
【0106】
なお、以下において、「部」は質量部を意味する。また、トナーの平均粒径は、コールターカウンター(ベックマンコールター社製、TA2型)を用いて測定した。
【0107】
−樹脂粒子分散液(1)の調製―
乳酸 360部
ジフェニルエーテル 760部
酸化第一スズ 1.5部
(以上和光純薬(株)製)
以上を混合し窒素ガス雰囲気下に装入した後、系内を120mmHg(16.0kPa)に減圧し、ゆっくりと135℃まで昇温した。135℃を保ったまま系内を50mmHg(6.7kPa)に減圧して3時間放置し、遅滞なくさらに135℃、25mmHg(3.3kPa)で3時間放置し、その間系外に流出しながら加熱攪拌した。この後135℃、25mmHgで更に24時間放置した後、室温、常圧に戻し樹脂(1)を得た。
【0108】
この樹脂100部、イオン交換水300部、アニオン性界面活性剤(日本油脂製:ニューレックスR(登録商標))2.5部とを攪拌し、加圧分散機(同栄商事社製:ゴーリンホモジナイザー(登録商標))を用い130℃、500kg/cm2で1時間分散処理を行い、冷却後樹脂粒子分散液(1)を得た。
【0109】
−樹脂粒子分散液(2)の調製―
乳酸 100部
3−ヒドロキシブチリックアシッド 200部
ジフェニルエーテル 760部
塩化第一スズ 2.1部
(以上和光純薬(株)製)
以上を混合し窒素ガス雰囲気下に装入した後、系内を120mmHgに減圧し、ゆっくりと130℃まで昇温した。140℃まで昇温して系内を50mmHgに減圧して3時間放置し、遅滞なくさらに140℃、25mmHgで3時間放置し、その間系外に流出しながら加熱攪拌した。この後135℃、25mmHgで更に24時間放置した後、室温、常圧に戻し樹脂(2)を得た。
【0110】
この樹脂100部、イオン交換水300部、アニオン性界面活性剤(日本油脂製:ニューレックスR(登録商標))2.5部とを攪拌し、加圧分散機(同栄商事社製:ゴーリンホモジナイザー(登録商標))を用い130℃、500kg/cm2で1時間分散処理を行い、冷却後樹脂粒子分散液(2)を得た。
【0111】
−樹脂粒子分散液(3)の調製―
スチレン 82.6部
アクリル酸n−ブチル 9.2部
アクリル酸 1.3部
ヘキサンジオールアクリレート 0.4部
n−ラウリルメルカプタン 3.2部
(以上和光純薬(株)製)
以上を混合し溶解した油層と、ニューレックスR(日本油脂(株)製)1.5部をイオン交換水150部に溶解した水層を、フラスコ中に混合、分散し、さらに10分間ゆっくりと混合した後、これに過硫酸カリウム(和光純薬(株)製)0.15部を溶解したイオン交換水10部を投入した。窒素置換を十分行なった後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、6時間そのまま乳化重合を継続した。その後この反応液を室温まで冷却し樹脂粒子分散液(3)を調製した。
【0112】
―磁性粉分散液(1)の調製―
磁性粉(商品名:MTH009F 戸田工業社製) 100部
アニオン界面活性剤 2.0部
(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK)
イオン交換水 300部
以上を混合し、溶解させた後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、磁性粉を分散させてなる磁性粉分散液(1)を調製した。
【0113】
―離型剤分散液(1)の調製―
ポリエチレンワックス 80部
(東洋ペトローライト(株)製:ポリワックス725)
アニオン界面活性剤 1.0部
(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK)
イオン交換水 120部
以上を混合し、95℃に溶解させた後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、ポリエチレンワックスを分散させてなる離型剤分散液(1)を調製した。
【0114】
−キャリアの作成例―
フェライト粒子(パウダーテック社製、平均粒径50μm)100部、メチルメタクリレート樹脂(三菱レイヨン社製、分子量51000)1.0部およびシリコーン樹脂(信越化学社製:KR255(登録商標))3.0部を、トルエン400部と共に加圧式ニーダーに入れ、常温で15分間攪拌混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温して、トルエンを留去した後、さらに130℃で1時間攪拌混合した後冷却し、105μmの篩を用いて分粒することにより、フェライトキャリア(樹脂被覆キャリア)を作製した。
【0115】
[実施例1]
<凝集工程>
−凝集粒子の調製―
樹脂粒子分散液(1) 60.0部
樹脂粒子分散液(3) 170.0部
磁性粉分散液(1) 15.0部
離型剤粒子分散液(1) 17.5部
イオン交換水 632.5部
硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製) 1.3部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、容器内のpHを3.3に調整して、加熱用オイルバス中で53℃まで攪拌しながら加熱した。53℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.8μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。この凝集粒子分散液中に樹脂粒子分散液(1)を緩やかに30.0部追加し、更に30分、53℃で、pHを3.3で加熱攪拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約6.3μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
【0116】
<融合工程>
この凝集粒子のpHは3.2であった。そこで水酸化ナトリウム(和光純薬社製)を0.5質量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを6.8に調整し添加した後、攪拌を継続しながら96℃まで加熱し、5時間保持した。
【0117】
その後、容器内のpHを約7に調整し、反応生成物をろ過し、500部のイオン交換水で4回洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナーを得た。
【0118】
<評価>
得られたトナーの重量平均粒径は6.5μmであった。得られたトナー粒子100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を外添して、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、静電荷像現像磁性用トナー(1)を得た。
【0119】
このトナーの個数粒度はd50が5.41μmで粒度分布は1.22であった。
【0120】
径35mmのヒートロール表面にフッ素樹脂層を設け、SiC粒子径2.4μmを4.2%添加した富士ゼロックス社製「Laser Press 4161II」(登録商標)の改造機を使用して、定着のプロセススピードが220mm/sとなるように、高温高湿下で1枚プリント後1分待機させる間欠ランニングで20万枚のランニングテストを行なって、定着ロール表面を観察した。更に富士ゼロックス社製S紙を用いてオフセット発生温度を評価した。
【0121】
また夏環境(気温30℃、湿度90%)、冬環境(気温10℃、湿度10%)で1枚目と10000枚目の画像について文字部、及び背景部の画質を目視で評価した。
【0122】
[実施例2]
<凝集工程>
−凝集粒子の調製―
樹脂粒子分散液(2) 260.0部
磁性粉分散液(1) 16.0部
離型剤粒子分散液(1) 20.5部
イオン交換水 632.5部
塩化アルミニウム(和光純薬(株)製) 1.3部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50(登録商標))を用いて分散させた後、容器内のpHを3.5に調整して、加熱用オイルバス中で55℃まで攪拌しながら加熱した。55℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約6.3μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。この凝集粒子分散液中に樹脂粒子分散液(2)を緩やかに30.0部追加し、更に40分、55℃で、pHを3.5で加熱攪拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約6.8μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
【0123】
<融合工程>
この凝集粒子のpHは3.5であった。そこで水酸化ナトリウム(和光純薬社製)を0.5質量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを6.8に調整し添加した後、攪拌を継続しながら96℃まで加熱し、5時間保持した。
【0124】
その後、容器内のpHを約7に調整し、反応生成物をろ過し、500部のイオン交換水で4回洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナーを得た。
【0125】
<評価>
得られたトナーの重量平均粒径は6.7μmであった。得られたトナー粒子100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.7部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、静電荷像現像用磁性トナー(2)を得た。
【0126】
このトナーの個数粒度はd50が5.62μmで粒度分布は1.24であった。
径35mmのヒートロール表面にPFAチューブを使用した富士ゼロックス社製「Laser Press 4161II」(登録商標)の改造機を使用して、定着のプロセススピードが280mm/sとなるようにして実施例1と同様にランニングテストと画質評価を行なった。
【0127】
[実施例3]
実施例1使用の静電荷像現像用磁性トナー(1)と上記フェライトキャリアを混合し、トナー濃度が7重量%である磁性二成分現像剤(1)を作製した。
【0128】
また、径38mmのヒートロール表面にPFAチューブを使用した富士ゼロックス社製複写機(富士ゼロックス社製:Vivace400(登録商標)改造機)を用いて、定着のプロセススピードが420mm/sとなるようにして実施例1と同様にランニングテストと画質評価を行なった。
【0129】
[比較例1]
<凝集工程>
−凝集粒子の調製―
樹脂粒子分散液(3) 230.0部
磁性粉分散液(1) 15.0部
離型剤粒子分散液(1) 17.5部
イオン交換水 632.5部
硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製) 1.3部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、容器内のpHを3.3に調整して、加熱用オイルバス中で53℃まで攪拌しながら加熱した。53℃で30分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。この凝集粒子分散液中に樹脂粒子分散液(1)を緩やかに30.0部追加し、更に30分、53℃で、pHを3.3で加熱攪拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約6.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
【0130】
<融合工程>
この凝集粒子のpHは3.2であった。そこで水酸化ナトリウム(和光純薬社製)を0.5質量%に希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを6.8に調整し添加した後、攪拌を継続しながら96℃まで加熱し、5時間保持した。
【0131】
その後、容器内のpHを約7に調整し、反応生成物をろ過し、500部のイオン交換水で4回洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナーを得た。
【0132】
<評価>
得られたトナーの重量平均粒径は6.5μmであった。得られたトナー粒子100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、静電荷像現像磁性用トナー(3)を得た。
【0133】
このトナーの個数粒度はd50が5.39μmで粒度分布は1.20であった。
【0134】
径35mmのヒートロール表面にフッ素樹脂層を設け、SiC粒子径2.4μmを4.2%添加した富士ゼロックス社製「Laser Press 4161II」(登録商標)の改造機を使用して、定着のプロセススピードが220mm/sとなるように、実施例1と同様にランニングテストと画質評価を行なった。
【0135】
[比較例2]
<混練粉砕分級工程>
上記材料をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度140℃のエクストルーダー(混練時の材料の溶融粘度:MI 16.5g/10min)により混練した。冷却後、粗粉砕、微粉砕し50%体積径D50が6.9μmの粉砕品を得た。さらにこの粉砕品を分級して得られたトナーの重量平均粒径は6.5μmであった。得られたトナー粒子100部に対して、コロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、静電荷像現像磁性用トナー(4)を得た。
【0136】
このトナーの個数粒度はd50が4.56μmで粒度分布は1.31であった。
この得られた磁性トナーを遠心分離にかけ、遊離磁性粉量を測定した所0.06vol%であった。
【0137】
径35mmのヒートロール表面にフッ素樹脂層を設け、SiC粒子径2.4μmを4.2%添加した実施例1同様、富士ゼロックス社製「Laser Press 4161II」(登録商標)の改造機を使用して、定着のプロセススピードが220mm/sとなるように、実施例1と同様にランニングテストと画質評価を行なった。
【0138】
【表1】
【0139】
(評価基準)
180℃定着でオフセット発生の有無を確認し、オフセットがない場合を「○」、オフセット発生の場合「×」とした。また、ヒートロール汚れは、20万枚プリント後ヒートロール表面を目視で、汚れの有無を確認し、目視で汚れを発見できなかった場合は「○」、一方目視で汚れを発見した場合には「×」とした。
【0140】
上記結果から以下のことが明らかなように、実施例1〜3で作成された現像剤の帯電性は、比較例1〜2で作成された現像剤の帯電性に比較して、夏環境、冬環境での帯電量の環境差が少なく、20万枚連続操作の後も遊離した磁性粉が起因となるような定着ヒートロール汚れを防ぎ、長期にわたり定着装置に対する悪影響がでない静電荷像現像用トナーおよび静電荷像現像剤を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法の定着工程に用いられる定着装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 ヒートローラ、2 加熱部材、3 温度センサ、4 プレッシャーローラ、5 離型樹脂層、6 示温部材、10 転写材、11 トナー像。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic toner for developing electrostatic images and an image forming method which are excellent in the reliability of high-quality images and the transparency of images, and are preferably used when forming images by electrophotography or the like.
[0002]
[Prior art]
Dry development methods in various electrostatic copying systems currently in practical use include a two-component development method using a toner and a carrier such as iron powder, and a toner containing a magnetic substance inside the toner without using a carrier. The magnetic one-component developing system used is known. In the magnetic one-component developing method using only magnetic toner, there is no need to use an automatic density controller required for a two-component developing method, so the developing machine is compact, and there is no carrier contamination, so the carrier is replaced. Such maintenance is not required.
[0003]
For this reason, in recent years, copiers, printers and multifunction devices using the magnetic one-component developing method have begun to be used in the field of personal copying for small offices and individuals such as SOHO, and the size of the apparatus has been reduced even though the speed of the apparatus has increased. Lightening is required.
[0004]
In addition, devices such as copying machines and printers are required to be reduced in size and weight, while energy saving, high durability and high reliability are increasingly required in recent years.
[0005]
In order to save energy, a heating member such as a lamp heater for heating the heat roller of the fixing device is set at a lower temperature in a normal standby state than in operation.
[0006]
On the other hand, since fixing is performed by heating with a heating member such as a lamp heater at the time of operation, there is a strong demand from the market to reduce the waiting time for printing the first sheet. On the other hand, the heat roll is made thinner or a material having a high thermal conductivity is selected as a material for the heat roller, so that the heat roll reaches the fixing temperature in a short time.
[0007]
On the other hand, the heat roller tends to be easily affected by the temperature fluctuation of the heating member such as the lamp heater.
[0008]
Further, foreign matters such as small-diameter developer and paper powder may enter into the concaves and convexes on the surface of the heat roll, and in such a case, the releasability of the roll surface is reduced. Usually, in the case of a plurality of prints, since foreign matter that has entered the depressions on the surface of the heat roller adheres to the second and subsequent sheets, the foreign matter on the surface of the heat roller is removed, and there is almost no problem. Since the small-diameter developer and the developer attached to the foreign matter enter into the concaves and convexes on the surface of the heat roll and cannot be removed, the printer returns from the standby state of the heating member in a personal printer or a facsimile that frequently prints a single sheet. Due to the heat of the overshoot, the developer that has entered the depression on the surface of the heat roller is deformed, and the volatile components in the developer evaporate and are fixed in the depressions on the surface of the heat roll. Although it did not come out, there was a possibility that a non-visual offset (hereinafter referred to as “NVO”) causing hot offset on the heat roll surface was generated.
[0009]
In the above case, there is a problem in that the surface of the heat roll is contaminated with the developer, and as the number of fixed images further advances, the contamination progresses, and the ability of the heat roll to separate from the developer decreases, resulting in hot offset.
[0010]
In order to solve such a problem, Patent Document 1 proposes that the diameter of the depressions of the irregularities on the surface of the heat roll is made smaller than the particle diameter of the developer in order to prevent the developer from being contaminated on the surface of the heat roll. Although this method is effective in the initial state, it is effective when the free magnetic powder is buried in the cavities and the surface releasability is reduced, especially when the process speed is fast with a small-diameter heat roll. Since the surface is damaged, good releasability cannot be maintained, and as a result, generation of NVO cannot be prevented. Therefore, the above-mentioned ones cannot be said to be effective means for demanding high durability and high reliability.
[0011]
In addition, even when inorganic particles such as SiC are added to the surface of the heat roll to prevent abrasion of the surface of the heat roller, the free magnetic powder wears around the inorganic particles on the surface of the heat roller. The particles are detached, and a pit is formed on the surface of the heat roller. In such a case, it is difficult to prevent the surface of the heat roll from being contaminated by the developer and the generation of NVO due to the progress of the contamination, as in the case of the above-described heat roller scratches.
[0012]
Further, in order to suppress the generation of the NVO and enhance the protection of the global environment, some toners using a biodegradable polymer or a polylactic acid resin as a binder resin have been proposed (for example, Patent Documents). 2 to Patent Document 6).
[0013]
However, since all toners use the kneading and pulverizing method, when producing a magnetic toner, the interface between the binder resin and the magnetic powder is broken at the time of pulverization, and the magnetic powder is exposed or detached on the toner surface. As a result, the chargeability of the toner becomes unstable, and the magnetic powder detached from the toner surface damages the heat roller surface. Then, NVO may still occur.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-56-69674
[Patent Document 2]
JP-A-04-179967
[Patent Document 3]
JP-A-04-218063
[Patent Document 4]
JP 09-281746 A
[Patent Document 5]
JP 2001-022123 A
[Patent Document 6]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-166637
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to solve the problems of the conventional technology.
[0016]
That is, the object of the present invention is to prevent the generation of NVO without contaminating the surface of the heat roll for a long time even at a high process speed using a small-diameter heat roll, to form a good image without hot offset, An object of the present invention is to provide a high-speed and highly reliable magnetic toner for electrostatic image development and an image forming method.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the above problems are as follows. That is,
(1) In a toner produced by a wet process, the toner comprises a binder resin containing a polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms, and a magnetic powder for electrostatic image development. Magnetic toner.
[0018]
(2) The magnetic toner according to (1), wherein the organic oxyacid is lactic acid.
[0019]
(3) The toner particles of the magnetic toner for electrostatic image development have a volume average particle diameter of 3 to 10 μm, and a particle size distribution calculated from the number average particle diameter of the toner particles is 1.13 or more and 1.30 or more. (1) The magnetic toner for developing an electrostatic image according to (1) or (2), wherein
[0020]
(4) The magnetic toner for electrostatic image development according to (1) to (3), which contains at least one or more release agents.
[0021]
(5) The magnetic toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (4), wherein the content of the release agent contained in the toner particles is 0.5 to 50% by mass.
[0022]
(6) a step of forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, a step of developing the electrostatic latent image with a developer layer on the developer carrier, and forming a toner image; In an image forming method including a transfer step of transferring an image onto a transfer body and a fixing step of fixing the toner image on a fixing base material surface, the toner used to form the toner image may be any of the above (1) (5) An image forming method which is the magnetic toner for developing an electrostatic image according to any of (5).
[0023]
(7) The fixing step includes a heat roll having a hollow cylindrical shape and provided with a release resin layer, and a heating member provided inside the heat roll and heating the heat roll. The image forming method according to (6), wherein the heat roll is heated to fix the toner image on the transfer material in contact with the outer peripheral surface of the heat roll.
[0024]
(8) The image forming method according to (7), wherein the release resin layer of the heat roller comprises a fluororesin layer and inorganic particles.
[0025]
(9) The image forming method according to (7), wherein the release resin layer of the heat roller is a perfluoroalkoxy alkane resin (PFA).
[0026]
(10) The image forming method according to any one of (7) to (9), wherein a process speed of the fixing step is 200 mm / s to 500 mm / s, and a diameter of the heat roll is 40 mm or less.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0028]
(Toner composition)
First, the toner composition of the present invention will be described.
[0029]
The toner of the present invention is obtained by dispersing resin particles containing a resin obtained by polymerizing a specific organic oxyacid component to a specific particle size or less, and then adjusting the particle size of the aggregated particles by coagulating the resin particles with magnetic particles. Is melted and formed into particles to produce a toner, and a magnetic toner excellent in chargeability and productivity is obtained.
[0030]
Generally, the frictional charging property of a toner often depends on the binder resin having the highest component ratio among the components constituting the toner. When the toner is manufactured by the kneading and pulverizing method, the structure of the toner surface and the shape of the toner cannot be substantially controlled, and the magnetic powder is broken at the interface between the binder resin and the magnetic powder during the pulverization. The toner tends to appear, and as a result, the charging property is unstable, and the magnetic powder detached from the toner surface damages the heat roll surface.
[0031]
On the other hand, when the toner is manufactured by the emulsion polymerization aggregation method, which is a wet manufacturing method, since the structure of the toner can be controlled, specifically, other components such as a magnetic powder and a release agent that constitute the toner are added to the toner. It can be present inside, and the contribution of these material components to charging and the amount of magnetic powder detached from the toner surface can be reduced.
[0032]
In this emulsion polymerization aggregation method, in the emulsion polymerization step, a method of dispersing and emulsifying a polymerizable monomer using a surfactant, and further adding a polymerization initiator to carry out polymerization is common. However, surfactants generally have the property of suppressing charging, which affects the charging characteristics of the toner. For example, when the amount of the surfactant added is large, the charging characteristics of the toner In a summer environment, the toner is separated from the developer because the charge is too low, so that the toner adheres to the photoreceptor, that is, so-called ground fogging occurs, and at the same time, contamination in the machine occurs. On the other hand, in a winter environment, there is a possibility that problems such as a reduction in image density due to excessive charging may occur. To prevent this, there are methods such as lengthening the toner cleaning time to reduce the amount of the remaining surfactant, but the cleaning process becomes too long, which is not only inefficient, but also increases the cost. It is not preferable.
[0033]
On the other hand, a method of producing toner particles by so-called soap-free polymerization without using a surfactant is also conceivable, but in general, particles produced by soap-free polymerization have a wide particle size distribution, and therefore the particle size distribution of the aggregated particles in the aggregation step is Control tends to be difficult. Further, in general, toner particles produced by soap-free polymerization tend to be difficult to control the shape, more specifically, to be spherical, which is not preferable.
[0034]
[Binder resin]
In the present invention, toner particles are produced by an emulsion polymerization aggregation method using a binder resin containing a polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms. The polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms has a high hydrophilicity because a large number of polar groups are contained in the condensation polymerization compound molecule. Therefore, the aggregated particles grow during the aggregation, and the polar group easily migrates to the surface of the aggregated particles, whereby the aggregated particles are easily stabilized in the aqueous medium. Therefore, in the present invention, in the emulsion polymerization aggregation method, it is possible to obtain a resin particle having a desired particle size, a narrow particle size distribution, and a desired particle shape for toner production only by adding a soap-free or a small amount of a surfactant. it can.
[0035]
Further, the surface of the toner particles that have undergone the steps of melting, cooling, washing and drying the aggregated particles are covered with the polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms. Depends on the chargeability of the resin. On the other hand, the influence on the chargeability by magnetic powder or the like in the toner can be reduced as much as possible. Furthermore, since the magnetic powder can be prevented from being exposed on the toner surface, the chargeability of the resulting toner particles is stabilized, and the desorption of the magnetic powder from the toner particle surface can be suppressed. There is no danger of damage.
[0036]
Next, the binder resin in the toner of the present invention will be described in more detail.
[0037]
As described below, the binder resin in the present invention is a binder resin containing a polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms. Binder resin containing a condensation polymerized compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid ”is a compound formed by condensation polymerization of one or more organic oxyacids having 8 or less carbon atoms. A polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms and a monomer having a highly hydrophilic reactive group described below, and at least one of the above-mentioned polycondensation compounds. It includes a mixture with other resin components, and the binder resin of the present invention is at least one selected from these groups.
[0038]
As the polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms in the polycondensation compound, it is preferable to use mainly a lactic acid component of L-form or D-form. For the purpose of adjustment, a lactic acid component and another copolymerizable organic oxyacid may be used. The copolymerizable component is not particularly limited as long as it is an organic oxyacid. Specifically, glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 3-hydroxyvaleric acid, 5-hydroxyvaleric acid, 6- And hydroxycaproic acid. More preferably, glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, and 3-hydroxyvaleric acid are preferable because of easy adjustment of Tg and the like.
[0039]
Further, as the polycondensation compound used in the toner of the present invention, an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms may be, for example, a homopolymer or a copolymer of the organic oxyacid listed as the copolymerizable component other than the lactic acid component. It can also be used.
[0040]
The polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms in the toner of the present invention can be polymerized by a conventionally known method. For example, it is described in JP-A-7-033861 and JP-A-59-096123.
[0041]
The polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms in the toner of the present invention is dispersed by applying a shearing force under a temperature condition of Tg or more in order to form resin particles of 1 μm or less. .
[0042]
For the above dispersion, at the time of polymerization of the binder resin, a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms and a monomer having a highly hydrophilic reactive group are copolymerized in advance, and the resin is formed. After imparting emulsifying properties, a method of high-speed stirring may be used. Alternatively, the binder resin composed of the condensation polymerization compound may be used as it is, or a method of high-speed stirring with a surfactant may be used, or a method in which the above methods are combined may be used. it can.
[0043]
Specific examples of the monomer having a highly hydrophilic reactive group which is added in advance to polymerize the binder resin to give the resin emulsification during the polymerization of the binder resin include salicylsulfonic acid and dimethyl-5-isophthalate. Examples thereof include sodium sulfonate, 4-nitrophthalic acid, and hydroquinonesulfonic acid, and salicylsulfonic acid is more preferable from the viewpoint of controlling the molecular weight of polymerization.
[0044]
The content of the monomer having a highly hydrophilic reactive group in the resin is 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less based on the total amount of the binder resin. .
[0045]
In the production of the polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms in the toner of the present invention, a catalyst can be used, and there is no particular limitation as long as it can be polymerized. Is preferably used. More preferably, it is a divalent tin compound, specifically, stannous oxide, stannous sulfate, stannous phosphate, stannous fluoride, stannous chloride, stannous bromide, Inorganic tin compounds such as stannous iodide, stannous acetate, stannous propionate, stannous ethyl hexane, stannous carboxylate such as stannous oxalate, more preferably stannous oxide, stannous sulfate Tin, stannous chloride, stannous bromide, and stannous acetate are preferably used because of their high catalytic activity.
[0046]
The amount of the tin catalyst used is preferably 0.0001 to 5% by mass of the organic oxyacid used, more preferably 0.001 to 2% by mass, and still more preferably 0.005 to 1% by mass, The above-mentioned range is preferable from the viewpoint of easy control of polymerization. When the use amount of the tin catalyst is less than 0.0001% by mass, the effect as a catalyst is low and there is no meaning in addition, and when it exceeds 5% by mass, control of polymerization becomes difficult, which is not preferable.
[0047]
The binder resin in the present invention may be used alone as a polycondensation compound of a polymerizable monomer containing an organic oxyacid having 8 or less carbon atoms, or may be used as a mixture with another resin component. Specific examples of other resin components include styrenes such as styrene and methylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and methacryl. Esters having a vinyl group such as methyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether and the like Homopolymers such as vinyl ethers, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl isopropenyl ketones, olefins such as ethylene, propylene, butadiene and isoprene, or a plurality of types of copolymers can be used. That.
[0048]
Further, a non-vinyl resin such as an epoxy resin, a polyester resin, a urethane resin, a polyamide resin, a cellulose resin, and a polyether resin may be mixed with the above-mentioned polycondensation compound. Two or more of these other resins may be used in combination.
[0049]
In the present invention, a slight amount of a surfactant may be used in order to produce the resin particles having a size of 1 μm or less by stirring, shearing, or the like the binder resin described above.
[0050]
Examples of the surfactant include anionic surfactants such as sulfate, sulfonate, phosphate, and soap; cationic surfactants such as amine salt and quaternary ammonium salt; polyethylene. Glycol-based, alkylphenol-ethylene oxide adduct-based, polyhydric alcohol-based and other nonionic surfactants and the like can be mentioned. Of these, ionic surfactants are preferred, and anionic surfactants and cationic surfactants are more preferred.
[0051]
In the toner of the present invention, an anionic surfactant generally has a strong dispersing power and is excellent in dispersing resin particles and a colorant, while a cationic surfactant is used as a surfactant for dispersing a release agent. Systemic surfactants are advantageous.
[0052]
The nonionic surfactant is preferably used in combination with the anionic surfactant or the cationic surfactant. The above-mentioned various surfactants may be used alone or in combination of two or more.
[0053]
Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps such as potassium laurate, sodium oleate, and castor oil sodium; sulfates such as octyl sulfate, lauryl sulfate, lauryl ether sulfate, and nonylphenyl ether sulfate; lauryl Sodium alkylnaphthalenesulfonate such as sulfonate, dodecylbenzenesulfonate, triisopropylnaphthalenesulfonate, dibutylnaphthalenesulfonate, naphthalenesulfonate formalin condensate, monooctyl sulfosuccinate, dioctyl sulfosuccinate, lauric amide sulfonate, oleic amide sulfonate, etc. Sulfonates: lauryl phosphate, isopropyl phosphate, nonylphenyl ether Phosphoric acid esters such as phosphate; dialkyl sulfosuccinate salts such as sodium dioctyl sulfosuccinate, sulfosuccinic acid salts, such as sodium lauryl sulfosuccinate 2; and the like.
[0054]
Specific examples of the cationic surfactant include amine salts such as laurylamine hydrochloride, stearylamine hydrochloride, oleylamine acetate, stearylamine acetate, stearylaminopropylamine acetate; lauryltrimethylammonium chloride, dilauryldimethyl. Ammonium chloride, distearyl ammonium chloride, distearyl dimethyl ammonium chloride, lauryl dihydroxyethyl methyl ammonium chloride, oleyl bis polyoxyethylene methyl ammonium chloride, lauroyl aminopropyl dimethyl ethyl ammonium ethosulfate, lauroyl amino propyl dimethyl hydroxy ethyl ammonium perchlorate, alkyl benzene Dimethyl ammonium chloride, alkyl Quaternary ammonium salts such as trimethyl ammonium chloride; and the like.
[0055]
Specific examples of the nonionic surfactant include alkyl ethers such as polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether; Alkyl phenyl ethers such as oxyethylene nonylphenyl ether; alkyl esters such as polyoxyethylene laurate, polyoxyethylene stearate, and polyoxyethylene oleate; polyoxyethylene lauryl amino ether, polyoxyethylene stearyl amino ether, polyoxy Alkylamines such as ethylene oleyl amino ether, polyoxyethylene soybean amino ether and polyoxyethylene tallow amino ether; poly Alkyl amides such as xylethylene lauric amide, polyoxyethylene stearamide, polyoxyethylene oleic acid amide; vegetable oil ethers such as polyoxyethylene castor oil ether and polyoxyethylene rapeseed oil ether; lauric acid diethanolamide, stearin Alkanolamides such as acid diethanolamide and oleic acid diethanolamide; sorbitan ester ethers such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmiate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyoxyethylene sorbitan monooleate And the like.
[0056]
The surfactant can be preferably used because an anionic surfactant has excellent dispersing power. More preferably, sulfates such as octyl sulfate, lauryl sulfate, lauryl ether sulfate, nonylphenyl ether sulfate; sodium alkylnaphthalene sulfonate such as lauryl sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, triisopropylnaphthalene sulfonate, dibutyl naphthalene sulfonate, and naphthalene sulfonate formalin Condensates, more preferably lauryl sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, and triisopropylnaphthalene sulfonate.
[0057]
The content of each of the surfactants in each dispersion may be an amount that does not impair the present invention, and is generally small, and specifically, in the case of the resin particle dispersion, 0.01 to It is about 3% by mass, more preferably about 0.02 to 1% by mass, and still more preferably about 0.1 to 0.5% by mass. When the content is less than 0.01% by mass, the effect on dispersion may not be exhibited, and when the content is more than 3% by mass, washing of the toner becomes difficult and charge control becomes difficult, which is not preferable.
[0058]
The production of the resin particles is not particularly limited as long as the resin particles can be sheared at a high speed at a temperature equal to or higher than the Tg of the resin. Specific examples include an ultrasonic disperser, a mechanical homogenizer, a pressure disperser such as a Menton, a Gaulin homogenizer and a pressure homogenizer, and a medium disperser such as a sand grinder, a Getzman mill and a diamond fine mill. More preferably, a pressure disperser such as a Gaulin homogenizer or a pressure type homogenizer is excellent in terms of particle size control.
[0059]
[Magnetic powder]
As the magnetic fine powder used in the present invention, known magnetic substances, for example, metals such as iron, cobalt, nickel and alloys thereof, Fe 3 O 4 , Γ-Fe 2 O 3 Metal oxides such as cobalt-added iron oxide, various ferrites such as MnZn ferrite and NiZn ferrite, magnetite, hematite and the like can be used, and their surfaces may be treated with a silane coupling agent or a titanate coupling agent.
[0060]
When these magnetic fine powders are contained, the mixing ratio is preferably in the range of 10 to 70% by weight, more preferably in the range of 15 to 50% by weight, based on the whole toner particles. If the amount of the magnetic fine powder is less than 10% by weight, the binding force of the magnet of the toner carrier is reduced, and the problem of toner scattering occurs. If it exceeds 70% by weight, there is a problem that the reproducibility of the concentration is reduced.
[0061]
[Colorant]
In addition, a colorant can be used in combination for color adjustment and the like. As the colorant, any known colorants used in toners can be used. For example, carbon black, organic pigments and dyes can be used as appropriate.
[0062]
[Release agent]
A release agent can be added to the toner used in the present invention. By adding the release agent, the toner can be released from the fixing member without applying silicone oil to the fixing device, and at the same time, the fixing device can be reduced in size and weight because the oil supply device is eliminated. .
[0063]
When the emulsion aggregation coalescence method, which is a method for producing a toner in the present invention, is used, the generally release agent, which is generally hydrophobic, is drawn into the inside of the particles at the time of aggregation and coalescence, so that it is unlikely to be present on the toner surface. Since it is presumed that a large amount of a polycondensation compound of a polymerizable monomer containing a more hydrophilic organic oxyacid having 8 or less carbon atoms is present on the surface as described above, the formation of particles in the emulsion aggregation coalescence method is considered. Is easy.
[0064]
Specific examples of the release agent include low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polybutene; silicones having a softening point upon heating; fatty acid amides such as oleamide, erucamide, ricinoleamide, and stearamide. Vegetable waxes such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, wood wax, jojoba oil; animal waxes such as beeswax; montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, etc. Mineral and petroleum waxes; ester waxes of higher fatty acids such as stearyl stearate and behenyl behenate and higher alcohols; butyl stearate, propyl oleate, glyceride monostearate, diste Ester waxes of higher fatty acids such as glyceride phosphate and pentaerythritol tetrabehenate with unit prices or polyhydric lower alcohols; higher grades such as diethylene glycol monostearate, dipropylene glycol distearate, distearic diglyceride and tetrastearic triglyceride Ester waxes composed of a fatty acid and a polyhydric alcohol polymer; sorbitan higher fatty acid ester waxes such as sorbitan monostearate; and cholesterol higher fatty acid ester waxes such as cholesteryl stearate. In the present invention, these release agents may be used alone or in combination of two or more.
[0065]
The addition amount of these release agents is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and even more preferably 2 to 15% by mass. When the amount is less than 0.5% by mass, the effect of the release agent addition is not obtained, and when the amount is 50% by mass or more, the chargeability is likely to be affected, or the release agent released during the production is present. This is not desirable because it causes defects such as filming on the carrier and the photosensitive drum.
[0066]
Of the release agents in the present invention, preferably polyethylene, polypropylene, low molecular weight polyolefins such as polybutene, carnauba wax, rice wax, candelilla wax, wood wax, vegetable wax such as jojoba oil, beeswax and the like. Mineral and petroleum waxes such as animal wax, montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, and ester waxes of higher fatty acids such as stearyl stearate and behenyl behenate and higher alcohols. And more preferably low-molecular-weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polybutene, carnauba wax, rice wax, candelilla wax, wood wax, jojoba oil and other vegetable waxes. And ester waxes of higher fatty acids, such as stearyl stearate and behenyl behenate, and higher alcohols enter between the heating member of the fixing machine and the toner image surface in a short time by heating the toner to have a releasing effect. Therefore, it is preferably used.
[0067]
[Other additives]
In the present invention, other components (particles) such as a charge controlling agent, inorganic particles, organic particles, a lubricant, and an abrasive are added according to the purpose, in addition to the resin, the colorant, and the release agent. It is possible to do.
[0068]
The charge control agent is not particularly limited, but when a color toner is used, a colorless or light-colored one can be preferably used. For example, a quaternary ammonium salt compound, a nigrosine compound, a dye composed of a complex of aluminum, iron, chromium, and the like, a triphenylmethane pigment, and the like can be given.
[0069]
Examples of the inorganic particles include all particles usually used as an external additive on the toner surface, such as silica, titania, calcium carbonate, magnesium carbonate, tricalcium phosphate, and cerium oxide.
[0070]
Examples of the organic particles include all particles usually used as an external additive on the toner surface, such as a vinyl resin, a polyester resin, and a silicone resin. In addition, these inorganic or organic particles, a fluidity aid, a cleaning aid, and the like can be used.
[0071]
Examples of the lubricant include fatty acid amides such as ethylenebisstearic acid amide and oleic acid amide, and fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate.
[0072]
Examples of the abrasive include the above-mentioned silica, alumina, cerium oxide and the like.
[0073]
In the present invention, as a fluidity improver, polymethyl methacrylate (PMMA), nylon, melamine, benzoguanamine, fluorine-based spherical particles, or various known particles are used as a resin powder on the surface of the obtained toner for developing an electrostatic image. Inorganic compounds such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CuO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, CaO, K 2 O, Na 2 O, ZrO 2 , CaO ・ SiO 2 , CaCO 3 , K 2 O (TiO 2 ) N, MgCO 3 , Al 2 O 3 ・ 2SiO 2 , BaSO 4 , MgSO 4 And the like, preferably SiO 2 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 However, the present invention is not limited thereto, and one kind or two or more kinds may be used in combination. The particle size of the fluidity improver is preferably 0.1 μm or less, and the amount of the fluidity improver as an external additive is in the range of 0.1 to 20% by weight based on the toner particles. be able to.
[0074]
(Emulsion polymerization aggregation method)
The emulsion polymerization aggregation method, which is a method for producing the toner of the present invention, comprises mixing a resin particle dispersion in which resin particles of at least 1 μm or less are dispersed, and a colorant dispersion in which a colorant is dispersed. (Hereinafter sometimes referred to as “aggregation step”), and heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point of the resin to fuse the aggregates to form colored toner particles (hereinafter referred to as “fusion step”). May be included).
[0075]
In the aggregation step, the resin particles in the resin particle dispersion liquid, the colorant dispersion liquid, and, if necessary, the resin particles in the release agent dispersion liquid are aggregated to form aggregated particles. The agglomerated particles are formed by heteroaggregation or the like, and for the purpose of stabilizing the agglomerated particles and controlling the particle size / particle size distribution, an ionic surfactant having a different polarity from the agglomerated particles, or a monovalent or more monovalent metal salt or the like It is formed by adding a compound having a charge.
[0076]
In the fusing step, the resin in the agglomerated particles is melted at a temperature equal to or higher than the glass transition point.
[0077]
In the aggregation step in the preparation of the toner according to the present invention, aggregated particles can be generated by changing the pH to adjust the particle diameter of the particles. At the same time, a flocculant may be added as a method for stably and rapidly aggregating the particles or for obtaining agglomerated particles having a narrower particle size distribution.
[0078]
As the coagulant, a compound having a charge of monovalent or more is preferable. Specific examples of the compound having a charge of monovalent or more as the coagulant include water-soluble surfactants such as the aforementioned ionic surfactants and nonionic surfactants. Activators, acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, and oxalic acid; metal salts of inorganic acids such as magnesium chloride, sodium chloride, aluminum sulfate, calcium sulfate, ammonium sulfate, aluminum nitrate, silver nitrate, copper sulfate, and sodium carbonate; Metal salts of aliphatic acids and aromatic acids such as sodium acetate, potassium formate, sodium oxalate, sodium phthalate and potassium salicylate, metal salts of phenols such as sodium phenolate, metal salts of amino acids, and triethanolamine hydrochloride And inorganic acid salts of aliphatic and aromatic amines such as aniline hydrochloride.
[0079]
More preferably, metal salts of inorganic acids such as magnesium chloride, sodium chloride, aluminum sulfate, calcium sulfate, ammonium sulfate, aluminum nitrate, silver nitrate, copper sulfate, and sodium carbonate, sodium acetate, potassium formate, sodium oxalate, sodium phthalate, and salicylic acid It is an inorganic or organic metal salt such as an aliphatic acid such as potassium, and more preferably a polyvalent inorganic metal salt such as aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum chloride, or magnesium chloride is used for the stability of agglomerated particles and the heat of an aggregating agent. And stability with time, removal during washing, and the like.
[0080]
The amount of the coagulant added depends on the valence of the charge, but is small in each case, about 3% by weight or less for monovalent, about 1% by weight or less for divalent, and about 3% by weight for trivalent. Is about 0.5% by weight or less. Since a smaller amount of the coagulant is preferable, a compound having a higher valence is preferable.
[0081]
The volume average particle diameter of the toner according to the present invention manufactured by the above-described manufacturing method is preferably 3 to 10 μm from the viewpoint of obtaining image quality. More preferably, it is 3 to 8 μm, and still more preferably, 4 to 7 μm. When the particle diameter is 10 μm or more, the reproducibility of fine lines is inferior in the developing step, so that the image quality is reduced. When the particle diameter is 3 μm or less, the chargeability of the developer is reduced, and the life is shortened. Absent.
[0082]
The particle size distribution of the toner in the present invention is calculated from the number average particle size and is represented by the following equation.
[0083]
(Equation 1)
Particle size distribution = {(d84 / d50) + (d50 / d16)} / 2
Here, d16, d50, and d84 are 16%, 50%, and 84% diameter, respectively, when integrated from the small particle size side of the toner.
[0084]
The particle size distribution is preferably from 1.13 to 1.30 from the viewpoint of maintaining high image quality. There is a certain range in the particle diameter of the toner, and when the toner is used in a developing machine, the toner having a specific particle diameter tends to be more easily developed. Specifically, a toner having a large particle diameter is more likely to be developed, so that a toner having a small particle diameter remains in the developing device, and the toner having a small particle diameter gradually increases by adding toner. Although the image quality is initially satisfactory, it is thought that there is less toner to be developed with an increase in the number of copies, which tends to cause problems such as a decrease in density and ground fogging in which the toner is developed on a blank portion of the document. Can be
[0085]
The particle size distribution is more preferably 1.13 or more and 1.26 or less, and still more preferably 1.13 or more and 1.24 or less.
[0086]
When the particle size distribution exceeds 1.30, the particle size distribution is wide and the charging property of the toner over time cannot be maintained as described above. Since it is necessary to control the particle size distribution of the resin particles and to classify the produced toner particles, the process becomes complicated, which is not preferable.
[0087]
The method for producing a toner for developing an electrostatic image of the present invention comprises preparing a resin by emulsion polymerization, heteroaggregating the resin with a dispersion of a pigment, a release agent, and the like, and uniting the resultant at a temperature equal to or higher than the glass transition point. Further, a pigment, a release agent, etc. are dispersed in a polymerizable monomer, polymerized after granulation, and a toner is obtained.For example, a magnetic powder or a release agent is used as a nucleus to perform seed polymerization or the like. There is no problem even if the obtained colored magnetic resin particles, release agent-encapsulated resin particles, and the like are heteroaggregated and united.
[0088]
The absolute value of the charge amount of the electrostatic image developing toner is preferably from 10 to 40 μC / g, more preferably from 15 to 35 μC / g. If the charge amount is less than 10 μC / g, background stains are likely to occur, and if it exceeds 40 μC / g, the image density tends to decrease. Since the organic photoreceptor is used for reversal development, it is desirable that the photoreceptor has a negative charge.
[0089]
The surface area of the toner for developing an electrostatic image of the present invention is not particularly limited, and may be used as long as it can be used for ordinary toner. Specifically, when using the BET method, 0.5 to 10 m 2 / G, preferably 1.0 to 7 m 2 / G, more preferably 1.2 to 5 m 2 / G.
[0090]
The magnetic toner of the present invention may be used together with a carrier and used as a magnetic two-component developer.
[0091]
The carrier is not particularly limited and includes known carriers per se. For example, known carriers such as resin-coated carriers described in JP-A-62-39879, JP-A-56-11461, and the like. Can be used.
[0092]
Specific examples of the carrier include the following resin-coated carriers. That is, examples of the core particles of the carrier include ordinary iron powder, ferrite, and a molded product of magnetite, and the average diameter thereof is about 30 to 200 μm. Ferrite is preferred as the core particles from the viewpoint of high image quality.
[0093]
For the production of the carrier, a heated kneader, a heated Henschel mixer, a UM mixer, or the like can be used, and depending on the amount of the coating resin, a heated fluidized bed, a heated kiln, or the like can be used. it can.
[0094]
(Image forming method)
The image forming method using the toner of the present invention includes an electrostatic latent image forming step, a toner image forming step, a transfer step, and a fixing step.
[0095]
The heat roll fixing device used in the fixing step of the image forming method according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0096]
FIG. 1 is a side sectional view illustrating an example of a configuration of a main part of the heat roller fixing device. As shown in FIG. 1, the apparatus is for fixing a toner image 11 on a transfer material 10 by using heat, and is provided with a hollow cylindrical heat roll 1 and an inside of the heat roll 1. A heating member 2 for heating the heat roll, a temperature sensor 3 installed near the outer peripheral surface of the heat roll 1 to detect the temperature of the outer peripheral surface, and a pressure disposed opposite to the heat roll 1. It is composed of rollers 4.
[0097]
The fixing device of the present invention may be of a roll type as shown in FIG. 1 or a belt type as opposed to the heat roll.
[0098]
The heat roll 1 is made of a material such as aluminum or nickel, which has at least sufficient heat resistance at a temperature required for fixing an unfixed image, and is also excellent in heat conductivity, workability, and economy. A release resin layer 5 for preventing the offset phenomenon of the toner image 11 is provided, and 3 to 15% by weight of inorganic particles having a particle diameter of 1 to 4 μm is added to the release resin layer 5. When the inorganic particle diameter is 4 μm or more, when the fixing of more than 50,000 sheets is performed, when the inorganic particles are detached due to the abrasion of the fluororesin layer around the inorganic particles, the small-diameter toner is buried in the detached holes, and paper or other Cannot be removed by contact with the toner, and the generation of NVO cannot be prevented even if the releasability of the toner from the heat roll is improved. On the other hand, when the thickness is less than 1 μm, the inorganic particles are easily detached, so that a sufficient performance as a wear-resistant material cannot be exhibited.
[0099]
As the above-mentioned inorganic particles, SiC, ceramic, TiO 2 Although SiC is preferred, SiC is preferred from the viewpoint of releasability from the toner.
[0100]
The resin used for the release resin layer 5 is, for example, silicone rubber, a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether, a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene, and a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoroethylene. And a fluororesin such as a perfluoroalkoxyalkane resin (PFA), and more preferably PFA.
[0101]
The inner peripheral surface of the heat roll 1 is coated with a temperature indicating member 6 that reversibly changes according to the temperature so that the heat reflectance increases at high temperatures and decreases at low temperatures.
[0102]
The heating member 2 is formed of, for example, a Colt lamp or a ceramic heater, and is connected to an electric circuit (not shown) for controlling the heating state based on the outer peripheral surface temperature of the heat roll 1 detected by the temperature sensor 3.
[0103]
The temperature sensor 3 is formed by a thermosensitive resistance element such as a thermocouple or a thermistor. The pressure roller 4 is formed of, for example, a metal core roll covered with silicon rubber or the like, and is arranged so that the transfer material 10 can pass between the pressure roller 4 and the heat roll 1.
[0104]
The process speed of the fixing step in the present invention is preferably from 200 mm / s to 500 mm / s, and the diameter of the heat roll is preferably 40 mm or less. If the process speed of the fixing step is less than 200 mm / s, there is a disadvantage that the speed cannot be increased, while if it exceeds 500 mm / s, the curvature of the roll may be large when the diameter of the heat roller is 40 mm or less. There is an inconvenience that the contact time is short and the amount of heat required for fixing is difficult to obtain. In addition, the thickness of the heat roller is reduced to enable fixing in a short time from the time of waiting for printing, but when the diameter of the heat roller exceeds 40 mm, the strength is insufficient and a uniform load is not applied to the fixed image. There are inconveniences.
[0105]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[0106]
In the following, “parts” means parts by mass. The average particle size of the toner was measured using a Coulter counter (TA2 type, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
[0107]
-Preparation of resin particle dispersion (1)-
Lactic acid 360 parts
760 parts of diphenyl ether
1.5 parts stannous oxide
(Wako Pure Chemical Co., Ltd.)
After mixing the above and charging the mixture in a nitrogen gas atmosphere, the pressure inside the system was reduced to 120 mmHg (16.0 kPa), and the temperature was gradually increased to 135 ° C. While maintaining the temperature at 135 ° C., the pressure inside the system was reduced to 50 mmHg (6.7 kPa), and the system was left for 3 hours. The system was further left at 135 ° C. and 25 mmHg (3.3 kPa) for 3 hours without delay. Stirred. Thereafter, the mixture was allowed to stand at 135 ° C. and 25 mmHg for further 24 hours, and then returned to room temperature and normal pressure to obtain a resin (1).
[0108]
100 parts of this resin, 300 parts of ion-exchanged water and 2.5 parts of an anionic surfactant (manufactured by NOF CORPORATION: NUREX R (registered trademark)) were stirred, and a pressure dispersing machine (manufactured by Doei Shoji Co., Ltd .: Gorin) 130 ° C., 500 kg / cm using a homogenizer (registered trademark)) 2 For 1 hour, and after cooling, a resin particle dispersion liquid (1) was obtained.
[0109]
-Preparation of resin particle dispersion (2)-
100 parts of lactic acid
200 parts of 3-hydroxybutyric acid
760 parts of diphenyl ether
Stannous chloride 2.1 parts
(Wako Pure Chemical Co., Ltd.)
After mixing the above and charging the mixture in a nitrogen gas atmosphere, the pressure in the system was reduced to 120 mmHg, and the temperature was gradually increased to 130 ° C. The temperature was raised to 140 ° C., the pressure inside the system was reduced to 50 mmHg, and the system was left for 3 hours. The system was further left without delay at 140 ° C. and 25 mmHg for 3 hours, and heated and stirred while flowing out of the system. Thereafter, the mixture was allowed to stand at 135 ° C. and 25 mmHg for further 24 hours, and then returned to room temperature and normal pressure to obtain a resin (2).
[0110]
100 parts of this resin, 300 parts of ion-exchanged water and 2.5 parts of an anionic surfactant (manufactured by NOF CORPORATION: NUREX R (registered trademark)) were stirred, and a pressure dispersing machine (manufactured by Doei Shoji Co., Ltd .: Gorin) 130 ° C., 500 kg / cm using a homogenizer (registered trademark)) 2 For 1 hour, and after cooling, a resin particle dispersion (2) was obtained.
[0111]
-Preparation of resin particle dispersion (3)-
82.6 parts of styrene
9.2 parts of n-butyl acrylate
1.3 parts of acrylic acid
0.4 parts of hexanediol acrylate
3.2 parts of n-lauryl mercaptan
(Wako Pure Chemical Co., Ltd.)
An oil layer obtained by mixing and dissolving the above and a water layer obtained by dissolving 1.5 parts of NUREX R (manufactured by NOF CORPORATION) in 150 parts of ion-exchanged water are mixed and dispersed in a flask, and slowly stirred for another 10 minutes. After mixing, 10 parts of ion-exchanged water in which 0.15 part of potassium persulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved was added. After sufficient replacement with nitrogen, the contents of the flask were heated in an oil bath until the temperature of the flask reached 70 ° C. while stirring, and emulsion polymerization was continued for 6 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to room temperature to prepare a resin particle dispersion (3).
[0112]
-Preparation of magnetic powder dispersion (1)-
100 parts of magnetic powder (trade name: MTH009F, manufactured by Toda Kogyo)
2.0 parts of anionic surfactant
(Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen RK)
300 parts of ion exchange water
After mixing and dissolving the above, the mixture was dispersed using a homogenizer (Ultra Turrax manufactured by IKA) to prepare a magnetic powder dispersion liquid (1) in which the magnetic powder was dispersed.
[0113]
-Preparation of release agent dispersion liquid (1)-
80 parts of polyethylene wax
(Toyo Petrolite Co., Ltd .: Polywax 725)
1.0 part of anionic surfactant
(Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen RK)
120 parts of ion exchange water
After mixing and dissolving the above at 95 ° C., the mixture was dispersed using a homogenizer (Ultra Turrax manufactured by IKA) to prepare a release agent dispersion liquid (1) in which polyethylene wax was dispersed.
[0114]
-Career creation example-
100 parts of ferrite particles (manufactured by Powder Tech, average particle size: 50 μm), 1.0 part of methyl methacrylate resin (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., molecular weight: 51,000), and 3.0 parts of silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical: KR255 (registered trademark)) 3.0 The mixture was placed in a pressurized kneader together with 400 parts of toluene, stirred and mixed at room temperature for 15 minutes, heated to 70 ° C. while mixing under reduced pressure, toluene was distilled off, and further stirred and mixed at 130 ° C. for 1 hour. After cooling, the particles were sized using a 105 μm sieve to produce a ferrite carrier (resin-coated carrier).
[0115]
[Example 1]
<Aggregation step>
-Preparation of aggregated particles-
60.0 parts of resin particle dispersion liquid (1)
170.0 parts of resin particle dispersion liquid (3)
Magnetic powder dispersion (1) 15.0 parts
Release agent particle dispersion (1) 17.5 parts
632.5 parts of ion exchange water
Aluminum sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.3 parts
The above was placed in a round stainless steel flask, and dispersed using a homogenizer (IKA: Ultra Turrax T50). The pH in the container was adjusted to 3.3, and the mixture was placed in a heating oil bath. Heat to 53 ° C. with stirring. After maintaining at 53 ° C. for 30 minutes, observation with an optical microscope confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 5.8 μm were formed. 30.0 parts of the resin particle dispersion liquid (1) was gently added to the aggregated particle dispersion liquid, and the mixture was further heated and stirred at 53 ° C. and a pH of 3.3 for 30 minutes, and then observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 6.3 μm were formed.
[0116]
<Fusion process>
The pH of the aggregated particles was 3.2. Therefore, an aqueous solution of sodium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) diluted to 0.5% by mass was gently added, the pH was adjusted to 6.8, and the mixture was heated to 96 ° C. while stirring was continued. Hold for 5 hours.
[0117]
Thereafter, the pH in the container was adjusted to about 7, the reaction product was filtered, washed four times with 500 parts of ion-exchanged water, and dried using a vacuum dryer to obtain a toner.
[0118]
<Evaluation>
The weight average particle size of the obtained toner was 6.5 μm. To 100 parts of the obtained toner particles, 1.5 parts of colloidal silica (R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was externally added and mixed using a Henschel mixer to obtain a toner for developing an electrostatic image developing magnetic toner (1). ) Got.
[0119]
The number particle size and d50 of this toner were 5.41 μm and the particle size distribution was 1.22.
[0120]
A fixing process using a modified machine of Fuji Xerox "Laser Press 4161II" (registered trademark) in which a fluorine resin layer is provided on the surface of a heat roll having a diameter of 35 mm and 4.2% of SiC particle diameter is added by 4.2%. A running test of 200,000 sheets was performed by intermittent running in which one sheet was printed and waited for one minute under high temperature and high humidity so that the speed was 220 mm / s, and the surface of the fixing roll was observed. Further, the offset occurrence temperature was evaluated using S paper manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.
[0121]
In the summer environment (temperature 30 ° C., humidity 90%) and the winter environment (temperature 10 ° C., humidity 10%), the image quality of the text portion and the background portion of the first and 10,000th images were visually evaluated.
[0122]
[Example 2]
<Aggregation step>
-Preparation of aggregated particles-
260.0 parts of resin particle dispersion liquid (2)
Magnetic powder dispersion (1) 16.0 parts
Release agent particle dispersion (1) 20.5 parts
632.5 parts of ion exchange water
1.3 parts of aluminum chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
The above was accommodated in a round stainless steel flask, and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T50 (registered trademark)). The pH in the container was adjusted to 3.5, and the mixture was heated. The mixture was heated with stirring to 55 ° C. in an oil bath. After maintaining at 55 ° C. for 30 minutes, observation with an optical microscope confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 6.3 μm were formed. 30.0 parts of the resin particle dispersion liquid (2) is gently added to the aggregated particle dispersion liquid, and the mixture is further heated and stirred at 55 ° C. and pH 3.5 for 40 minutes, and then observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 6.8 μm were formed.
[0123]
<Fusion process>
The pH of the aggregated particles was 3.5. Therefore, an aqueous solution of sodium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) diluted to 0.5% by mass was gently added, the pH was adjusted to 6.8, and the mixture was heated to 96 ° C. while stirring was continued. Hold for 5 hours.
[0124]
Thereafter, the pH in the container was adjusted to about 7, the reaction product was filtered, washed four times with 500 parts of ion-exchanged water, and dried using a vacuum dryer to obtain a toner.
[0125]
<Evaluation>
The weight average particle diameter of the obtained toner was 6.7 μm. To 100 parts of the obtained toner particles, 1.7 parts of colloidal silica (R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was externally added and mixed using a Henschel mixer to obtain a magnetic toner for electrostatic image development (2). Got.
[0126]
The number particle size and d50 of the toner were 5.62 μm and 1.24, respectively.
Using a modified machine of “Laser Press 4161II” (registered trademark) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. using a PFA tube on the surface of a heat roll having a diameter of 35 mm, the fixing process speed was set to 280 mm / s, and Similarly, a running test and image quality evaluation were performed.
[0127]
[Example 3]
The magnetic toner (1) for developing an electrostatic charge image used in Example 1 and the ferrite carrier were mixed to prepare a magnetic two-component developer (1) having a toner concentration of 7% by weight.
[0128]
Further, using a copier made by Fuji Xerox Co., Ltd. (Fuji Xerox Co., Ltd .: Vivace400 (registered trademark) modified machine) using a PFA tube on the surface of a heat roll having a diameter of 38 mm, the fixing process speed was set to 420 mm / s. A running test and image quality evaluation were performed in the same manner as in Example 1.
[0129]
[Comparative Example 1]
<Aggregation step>
-Preparation of aggregated particles-
230.0 parts of resin particle dispersion liquid (3)
Magnetic powder dispersion (1) 15.0 parts
Release agent particle dispersion (1) 17.5 parts
632.5 parts of ion exchange water
Aluminum sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1.3 parts
The above was placed in a round stainless steel flask, and dispersed using a homogenizer (IKA: Ultra Turrax T50). The pH in the container was adjusted to 3.3, and the mixture was placed in a heating oil bath. Heat to 53 ° C. with stirring. After maintaining at 53 ° C. for 30 minutes, observation with an optical microscope confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 6.0 μm had been formed. 30.0 parts of the resin particle dispersion liquid (1) is gently added to the aggregated particle dispersion liquid, and the mixture is further heated and stirred at 53 ° C. and a pH of 3.3 for 30 minutes, and then observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that aggregated particles having an average particle size of about 6.5 μm were formed.
[0130]
<Fusion process>
The pH of the aggregated particles was 3.2. Therefore, an aqueous solution of sodium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) diluted to 0.5% by mass was gently added, the pH was adjusted to 6.8, and the mixture was heated to 96 ° C. while stirring was continued. Hold for 5 hours.
[0131]
Thereafter, the pH in the container was adjusted to about 7, the reaction product was filtered, washed four times with 500 parts of ion-exchanged water, and dried using a vacuum dryer to obtain a toner.
[0132]
<Evaluation>
The weight average particle size of the obtained toner was 6.5 μm. To 100 parts of the obtained toner particles, 1.5 parts of colloidal silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972) was externally added, and mixed using a Henschel mixer, to thereby prepare a toner for electrostatic image developing magnetic toner (3). Got.
[0133]
The number particle size and d50 of this toner were 5.39 μm and the particle size distribution was 1.20.
[0134]
A fixing process using a modified machine of "Laser Press 4161II" (registered trademark) manufactured by Fuji Xerox, in which a fluorine resin layer is provided on the surface of a heat roll having a diameter of 35 mm and 4.2% of SiC particle diameter is added by 4.2%. A running test and image quality evaluation were performed in the same manner as in Example 1 so that the speed became 220 mm / s.
[0135]
[Comparative Example 2]
<Kneading and crushing classification process>
The above-mentioned material was powder-mixed by a Henschel mixer, and the mixture was kneaded by an extruder (melt viscosity of the material at the time of kneading: MI 16.5 g / 10 min) at a set temperature of 140 ° C. After cooling, the mixture was roughly pulverized and finely pulverized to obtain a pulverized product having a 50% volume diameter D50 of 6.9 μm. Further, the weight average particle size of the toner obtained by classifying the pulverized product was 6.5 μm. To 100 parts of the obtained toner particles, 1.5 parts of colloidal silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972) was externally added, and mixed using a Henschel mixer to obtain a toner for electrostatic image developing magnetic toner (4). Got.
[0136]
The number particle size and d50 of this toner were 4.56 μm and the particle size distribution was 1.31.
The obtained magnetic toner was subjected to centrifugal separation, and the amount of free magnetic powder was measured to be 0.06 vol%.
[0137]
As in Example 1 in which a fluorine resin layer was provided on the surface of a heat roll having a diameter of 35 mm and 4.2% of SiC particle diameter of 2.4 μm was added, a modified machine of “Laser Press 4161II” (registered trademark) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was used. A running test and an image quality evaluation were performed in the same manner as in Example 1 so that the fixing process speed was 220 mm / s.
[0138]
[Table 1]
[0139]
(Evaluation criteria)
The presence or absence of the occurrence of an offset at 180 ° C. was confirmed. The case where there was no offset was indicated by “○”, and the case where an offset occurred was indicated by “×”. In addition, the heat roll stains, after printing 200,000 sheets, visually check the presence or absence of stains on the heat roll surface, if the stain was not found visually, "○", on the other hand, if the stain was found visually “×” was assigned.
[0140]
As is clear from the above results, the chargeability of the developers prepared in Examples 1 to 3 is higher in the summer environment than the chargeability of the developer prepared in Comparative Examples 1 and 2. For the development of electrostatic charge images, there is little environmental difference in the amount of charge in the winter environment, prevents fouling of the fixing heat rolls caused by magnetic powder released even after continuous operation of 200,000 sheets, and does not adversely affect the fixing device for a long time. A toner and an electrostatic image developer were obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a fixing device used in a fixing step of an image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 heat roller, 2 heating member, 3 temperature sensor, 4 pressure roller, 5 release resin layer, 6 temperature indicating member, 10 transfer material, 11 toner image.