[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2009198985A - トナー - Google Patents

トナー Download PDF

Info

Publication number
JP2009198985A
JP2009198985A JP2008043077A JP2008043077A JP2009198985A JP 2009198985 A JP2009198985 A JP 2009198985A JP 2008043077 A JP2008043077 A JP 2008043077A JP 2008043077 A JP2008043077 A JP 2008043077A JP 2009198985 A JP2009198985 A JP 2009198985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
temperature
performance
acid
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008043077A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5311845B2 (ja
Inventor
Yasukazu Ayaki
保和 綾木
Atsushi Tani
篤 谷
Hideyoshi Tominaga
英芳 冨永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2008043077A priority Critical patent/JP5311845B2/ja
Publication of JP2009198985A publication Critical patent/JP2009198985A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5311845B2 publication Critical patent/JP5311845B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】低温定着性能を向上させた場合においても良好な現像安定性能を有し、高品位画像の形成を可能とするトナーを提供するものである。
【解決手段】結着樹脂と着色剤とワックスとを少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、該トナーは、荷重10.5mN、昇温速度4℃/分の熱機械測定による温度−変位曲線を一次微分した温度−変形速度曲線において、変形速度が最初に極小値となる温度(T1)が30.0乃至55.0℃にあり、該T1における変形速度の極小値(R1)が−0.300%/℃以上(負に小)であり、変形速度が最小値となる温度(T2)が60.0乃至90.0℃であり、該T2における変形速度の最小値(R2)が−0.400%/℃以下(負に大)である。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法、トナージェット法に用いられるトナーに関する。
従来、電子写真法は、種々の手段により感光体上に静電荷像を形成し、次いで、該静電荷像をトナーを用いて現像して感光体上にトナー画像を形成し、必要に応じて紙の如き転写材にトナー画像を転写する。その後、加熱、圧力、加熱圧力、或いは溶剤蒸気等によりトナー画像を転写材に定着し、画像を得るものである。
トナー画像を定着する工程としては、熱ローラーによる圧着加熱法(以下、熱ローラー定着法と称する)や、定着フィルムを介して加熱体に被定着シートを密着させながら定着する加熱定着法(以下、フィルム定着法と称する)などが開発されている。
熱ローラー定着法やフィルム定着法では、熱ローラー或いは定着フィルムの表面に被定着シート上のトナー画像を、当接する加圧部材により加圧下で接触しながら通過せしめることにより定着を行うものである。該定着法では熱ローラーや定着フィルムの表面と被定着シートのトナー画像とが加圧下で接触するため、該シート上にトナー画像を融着する際の熱効率が極めて高く、迅速で良好な定着を行うことができる。特にフィルム定着法は、省エネルギー化に対する効果は大きく、また、電子写真装置の電源を入れてから1枚目のプリントが完了するまでの所用時間が短いなどの効果も期待できる。
電子写真装置は、高画質化、小型軽量化、高速高生産性化、省エネルギー化の如き様々の要請を受けており、その中でも特に定着工程においてはさらに一層の高速化、省エネルギー化、及び、高信頼性化を達成できるシステムや材料の開発が重要な技術課題となっている。しかし、熱ローラー定着法やフィルム定着法でこれらの課題を解決するためには、特にトナーの定着特性能を大幅に改善することが必須であり、より低い温度で十分に被定着シートに定着できる性能(以下、低温定着性能と称する)の向上と、加熱ローラーやフィルム表面上に付着したトナー汚れによって次の定着シートを汚す現象であるオフセットを防止できる性能(以下、耐オフセット性能と称する)の向上が必要である。また、低温定着性能の向上とトレードオフの関係になりやすい性能として、長期保管中のトナーが凝集、融着してしまう現象を抑制する性能(以下、耐ブロッキング性能と称する)や、多量の連続印字の際に、画像不良が発生することを抑制する性能(以下、現像安定性能と称する)が挙げられる。
また、フルカラー電子写真装置の普及に伴い、新たな画像品位の向上が求められるようになってきている。即ち、定着工程においてトナーが紙に染み込みすぎて画像色域が低下してしまうことを抑制する性能(以下、耐しみ込み性能と称する)が要求されている。この性能は、定着工程の進行方向に対し、前半部と後半部とで加熱ムラが生じることによる画像品位の低下、或いは、出力速度を早くした場合において、1枚目と10枚目との加熱ムラによる画像品位の低下として現れやすい。また、カラートナーにおいては、画像色域の広い画像(以下、色域性能と称する)が求められ、画像濃度が同じ場合においても、画像彩度のより大きい画像、画像明度のより大きい画像が求められる。かかるトナーの色域性能は、(1)トナーに含有される着色剤が有する発色性能、(2)トナー中における該着色剤の存在状態、(3)結着樹脂及びその他トナーに含有される成分の透明性、(4)転写材上に定着して形成されたトナー層の表面状態、などと関係し、その中でも、転写材上においてトナー層の表面状態をより均一に形成することが重要となる。近年では、オフセット印刷の如き印刷機の代替技術として電子写真装置が注目されているが、印刷後の定着画像において、画像を積載した際に、下の紙に印刷された画像が上の紙の裏面に転写されてしまう現象を抑制する性能(以下、画像積載性能と称する)が求められている。
加熱加圧定着に用いられるトナーにおいて、低温定着性能と耐ブロッキング性能との両立を目指したトナーとしては、カプセル構造を有するトナーがある(特許文献1及び2参照)。これらのトナーは、ガラス転移点(Tg)の低い内核層をTgの高い外殻層で被覆することにより、トナー内部に含有される低Tg材料のしみ出しを抑制し、低温定着性能と、耐ブロッキング性能或いは現像安定性能とを両立しようとするものである。また、樹脂微粒子による被覆層を設けたトナーは、良好な定着性能、耐ブロッキング性能及び現像安定性能を有する(特許文献3及び4参照)。トナーの低温定着性能の向上を目指した他のアプローチとして、トナーの溶融前後の熱的物性変化を制御したトナーがある(特許文献5参照)。このトナーによれば低温定着性能と耐ブロッキング性能との両立が可能となる。しかし、これらのトナーは、更なる低温定着性能の向上を目指した場合、耐ブロッキング性能及び現像安定性能との両立は困難であった。
特開平6−130713号公報 特開平9−43896号公報 特開2003−91093号公報 特開2004−226572号公報 特開2006−84743号公報
本発明の目的は、前述の如き課題を解決し得るトナーを提供することにある。
即ち、本発明の目的は、ワックスを含有するトナーにおいて、低温定着性能を向上させた場合においても良好な現像安定性能を有し、高品位画像の形成を可能とするトナーを提供するものである。
本発明は、結着樹脂と着色剤とワックスとを少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、
該トナーは、荷重10.5mN、昇温速度4℃/分の熱機械測定による温度−変位曲線を一次微分した温度−変形速度曲線において、変形速度が最初に極小値となる温度(T1)が30.0乃至55.0℃にあり、該T1における変形速度の極小値(R1)が−0.300%/℃以上(負に小)であり、変形速度が最小値となる温度(T2)が60.0乃至90.0℃であり、該T2における変形速度の最小値(R2)が−0.400%/℃以下(負に大)であるトナーに関する。
本発明によると、結着樹脂と着色剤とワックスを含有するトナーにおいて、低温定着性能を向上させた場合においても良好な現像安定性能を有し、高品位画像を形成することが可能となる。
本発明のトナーは、結着樹脂と着色剤とワックスとを少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、該トナーは、荷重10.5mN、昇温速度4℃/分の熱機械測定による温度−変位曲線を一次微分した温度−変形速度曲線において、変形速度が最初に極小値となる温度(T1)が30.0乃至55.0℃にあり、該T1における変形速度の極小値(R1)が−0.300%/℃以上(負に小)であり、変形速度が最小値となる温度(T2)が60.0乃至90.0℃であり、該T2における変形速度の最小値(R2)が−0.400%/℃以下(負に大)である。
本発明におけるトナーの熱機械測定について述べる。トナーを直径8mm×高さ0.9mmの円柱状に圧縮成型する。圧縮成型したトナーに、断面積が1mm2のガラス製の円柱をのせ、円柱に一定荷重(10.5mN)をかける。窒素雰囲気下、測定系全体を昇温速度4℃/分で加熱し、測定系の温度に対する前記円柱の移動距離を測定する。これにより得られた温度−変位曲線を一次微分して、温度−変形速度曲線を作成し、本発明で規定する各物性値を求める。
具体的な測定方法としては、トナーの真密度をρ(g/cm3)としたとき、トナー(0.12×ρ)gを秤量し、20kNの荷重を2分間かけて、直径8mm、厚さ約0.9mmの円盤状に成型し測定試料とする。
測定装置としては、TMA/SS150(セイコー電子工業(株)製)を用いることができる。下記条件に設定し、針入モードの測定を行う。サンプルに一定荷重(10.5mN)を加え、一定速度で加熱した場合の圧子の移動距離を計測する。これにより得られた温度−変位曲線を一次微分して、温度−変形速度曲線を求める。
・窒素流量:150ml
・大気中荷重上限:4.9mN
・スタート温度:23.0℃
・測定荷重:10.5mN
・リミット温度:220℃
・昇温速度:4.0℃/分
・保持時間:2.0分
・サンプリング:30秒
尚、トナーの真密度は、例えば、乾式自動密度計アキュピック1330(島津製作所(株)社製)により測定することができる。
こうして得られた温度−変形速度曲線曲線を用い、本発明で規定する各物性値を求める。図1に、実施例1のトナーを上記熱機械測定により測定した結果を示す。図1を用いて、本発明で規定する各物性値を詳細に説明する。図1の温度−変形速度曲線において、変形速度が最初に極小値となる温度をT1(℃)とし、該T1における変形速度の極小値をR1(%/℃)とする。変形速度が最小値となる温度をT2(℃)とし、該T2における変形速度をR2(%/℃)とする。前記T2におけるトナーの変形速度ピークの半値幅D2(℃)は、前記温度−変形速度曲線において、前記R2の1/2の値におけるx軸の平行線が該曲線と交わる点の温度の幅を示す。また、T3=T1+5により定義される温度T3(℃)におけるトナーの変形速度をR3(%/℃)とする。さらに、前記T2以上の温度領域において、最初に変形速度が0%/℃となる温度をT4(℃)とする。
上記熱機械測定において、測定開始後、変形速度が初めて極小値となる温度(T1)は、熱機械測定によるトナーの第一のガラス転移点というべき温度を示すと考えられる。通常、トナーのガラス転移点は示差走査熱量計(DSC)により測定されるのが一般的であるが、DSC測定は、樹脂成分がガラス状態から流動状態へ変化するガラス転移挙動を熱により測定する。このため、熱と機械的な圧力とが加わった場合に、樹脂成分がガラス状態から流動状態へ変化する挙動とは必ずしも一致しない場合がある。本発明の熱機械測定によると、熱と機械的な圧力とを考慮したマクロなトナーの状態変化を測定することができる。
本発明において、トナーがある種のワックスを含有し、ある種のコアシェル構造といえる構造を形成する場合に前述の物性が発現されるものと考えられる。即ち、本発明のトナーは、ワックスと着色剤とを少なくとも含有し比較的ガラス転移点の小さい結着樹脂を主成分とするコア部というべき部分と、該コア部の表面を被覆し比較的ガラス転移点の大きい樹脂を主成分とするシェル部というべき部分とを有すると考えられる。コア部とシェル部とが明確な界面を有する相分離構造を形成しているか、コア部の一部とシェル部の一部とが相溶したいわゆる傾斜構造を形成しているか定かではないが、少なくとも、室温においてコア部とシェル部とが異なるガラス状態で存在する必要があるものと考えられる。さらに、トナー全量に対するシェル部の含有量が比較的少なく、トナー1個についてみるとコアを被覆するシェルの被覆状態が均一であり、且つ、その均一な状態がトナー間でバラツキが小さい場合に、本発明で規定する物性が発現されると考えられる。そして、このような物性をトナーが有する場合に、低温定着性能を向上させた場合においても良好な現像安定性能を有し、高品位画像の形成が可能になる。
本発明のトナーは、測定開始後、変形速度が最初に極小値となる温度(T1)が30.0乃至55.0℃である。該T1が上記範囲であることで、トナーの低温定着性能が発現される。該T1が55.0℃を超える場合、トナーの十分な低温定着性能が得られない。T1が30.0℃未満である場合、トナーの画像積載性能が低下する。該T1は、トナーに含有される樹脂のうち、主成分となる結着樹脂のガラス転移点の寄与が大きいと考えられる。尚、該T1のより好ましい範囲としては、35.0乃至55.0℃にあることがより好ましく、35.0乃至50.0℃にあることが特に好ましい。
また、前記T1における変形速度の極小値(R1)が−0.300%/℃以上(負に小)である。該R1が上記範囲であることで、トナーの現像安定性能が良好になる。該R1が−0.300%/℃未満(負に大)である場合、トナー一粒一粒をみた場合において、コアを被覆するシェルの被覆状態がトナー1粒の中で不均一であるか、トナー全体としてみた場合に、コアがシェルを被覆した状態がトナー間でバラツキが大きいものと考えられる。このため、シェル部を構成することを想定して添加するガラス転移点の高い樹脂の添加量が同じであった場合にも、該R1の値に変化が見られ、該R1が−0.300%/℃未満(負に大)である場合、トナーの現像安定性能が低下する。
一方、該R1が−0.030を超える場合にもトナーの現像安定性能が低下する場合がある。シェル部ともいうべき部分がなるべく薄く、なるべく均一であるほど該R1は大きい値(負に小)になると考えられるが、ある状態を超えると、かえってシェル部が脆くなるためと考えられる。このため、該R1は−0.300乃至−0.030%/℃にあることがより好ましい。
該R1は、シェル部を構成することを想定して添加する樹脂の種類及び添加量、並びに、トナー中における該樹脂の存在状態により制御できる。
さらに、本発明のトナーは、変形速度が最小値となる温度(T2)が60.0乃至90.0℃であり、該T2における変形速度の最小値(R2)が−0.400%/℃以下(負に大)である。該T2及びR2は、定着工程において、主成分となるコア部の定着のしやすさと、副成分であるシェル部がトナーの定着性に与える影響の関係を示す。コア部が熱機械的に硬い場合はT2は大きくなりやすく、R2は小さくなりやすい。また、シェル部を構成する樹脂のTgが高い場合や、シェル部の量が多い場合、T2は大きくなりやすく、R2は小さくなりやすい。T2及びR2が上記範囲にあることで、トナーの低温定着性能、グロス性能、及び耐積載性能の両立が可能となる。該T2が60.0℃未満である場合、トナーの耐オフセット性能、耐積載性能が低下する。該T2が90.0℃を超える場合、トナーの十分な低温定着性能が得られない。同様に、該R2が−0.400を超える場合(負に小である場合)、トナーの十分なグロス性能が得られない。
一方、グロス性能という観点からは、該R2は小さいほど(負に大であるほど)好ましいが、R2があまり小さいと、トナーの耐オフセット性能が低下する場合がある。このため、グロス性能と耐オフセット性能との両立という観点からは、該R2は−5.000%/℃以上(負に小)であることが好ましい。
このため、該R2の範囲としては、−2.500乃至−0.400%/℃であることがより好ましく、−1.500乃至−0.500%/℃であることが更に好ましく、−1.200乃至−0.800%/℃であることが特に好ましい。
本発明のトナーは、前記T2におけるトナーの変形速度ピークの半値幅(D2)が15.0乃至45.0℃であることが好ましい。該D2が小さいほど、温度変化に対してトナーの粘弾性変化が大きい性質を有することを示す。前記T1が30.0乃至55.0℃であり低温定着性能の向上を目指したトナーにおいて、耐オフセット性能及び耐積載性能が更に良好になる。該D2が15.0℃未満の場合、温度変化に対するトナーの粘弾性変化が大きすぎるため定着工程において紙にしみ込みやすくなり、トナーのグロス性能が低下する場合がある。また、トナーの耐積載性能が低下する場合がある。該D2が45.0℃を超える場合、温度変化に対するトナーの粘弾性変化が小さいため、トナーの低温定着性能及びグロス性能が低下する場合がある。該D2は、シェル部を構成することを想定して添加する樹脂の種類及び添加量、トナー一粒でみた場合の該樹脂の被覆状態、トナー全体でみた場合の該樹脂の分散状態等により制御することができる。また、トナーに含有される結着樹脂の分子量分布、ワックスの種類及び添加量等により制御することができる。
本発明のトナーは、T3=T1+5により定義される温度T3(℃)におけるトナーの変形速度R3と前記R1との比(R3/R1)が0.80乃至1.30であることが好ましい。該(R3/R1)が上記範囲であることで、トナー一粒でみた場合のコアを被覆するシェルの被覆状態、及び、トナー全体として見た場合のコアがシェル量の分散状態(バラツキ)が更に良好になると考えられる。これにより、トナーの低温定着性能と耐久安定性能が更に良好となる。該(R3/R1)が0.80未満の場合、トナー内部においてコアを被覆するシェルの被覆状態の均一性がやや劣る、或いはシェル部の強度がやや小さいと考えられ、現像安定性能、及び耐積載性能が低下する場合がある。該(R3/R1)が1.30を超える場合には、トナー全体として見た場合のシェル量の分散性がやや不均一と考えられ、現像安定性能が低下する場合がある。尚、同様の理由により、該(R3/R1)は、0.90乃至1.20であることがより好ましく、1.00乃至1.20であることが特に好ましい。
本発明のトナーは、前記T2以上の温度領域において、変形速度が最初に0%/℃となる温度(T4)を100.0乃至180.0℃に有することが好ましい。低温定着性能、グロス性能、及び耐積載性能がさらに良好となる。該T4が100.0℃未満の場合、グロス性能及び耐積載性能が低下する場合がある。該T4が180.0℃を超える場合、低温定着性能及びグロス性能が低下する場合がある。尚、同様の理由により、該T4は、110.0乃至170.0℃であることがより好ましく、125.0乃至150.0℃であることが特に好ましい。
本発明においては、前記T1、R1、T2、R2、D2、及び(R3/R1)を制御する手段としては、トナーにスルホン酸基を有する樹脂微粒子を含有せしめることが好ましい。該樹脂微粒子としては、ビニル系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。また、該樹脂微粒子は、トナー全量に対し1.0乃至15.0質量%含有することが好ましい。該樹脂微粒子の含有量が1.0質量%未満であると、R1が−0.030%/℃未満(負に小)になる場合があり、現像安定性能及び耐積載性能が低下する場合がある。また、該樹脂微粒子の含有量が15.0質量%を超える場合、R1の値が−0.300%/℃を超える値(負に大)になる場合があり、現像安定性能及び低温定着性能が低下する場合がある。尚、該樹脂微粒子の含有量は、2.0乃至10.0質量%であることがより好ましく、3.0乃至8.0質量%であることが特に好ましい。
前記樹脂微粒子をトナーに含有せしめる方法としては、(1)結着樹脂、着色剤、ワックス、その他添加剤と前記樹脂微粒子とを共に溶解又は分散した後にトナー粒子を形成する方法、(2)結着樹脂、着色剤、ワックス、その他添加剤を含有する着色粒子を形成した後、更に、該着色粒子表面に樹脂微粒子の表面層を形成する方法、が挙げられる。その中でも(2)の方法が特に好ましい。更に、該着色粒子は粒子表面近傍に酸価を有するスチレンアクリル樹脂を含有することが好ましい。
前記樹脂微粒子は、酸価Av(Avp)が6.0乃至80.0mgKOH/gにあり、体積平均粒子径Dv(Dvp)が10乃至200nmにあり、該AvpとDvpとの比(Avp×Dvp)が200乃至6000であることが好ましい。樹脂微粒子の酸価が前記範囲であることで、該酸価に由来する酸性基が前記着色粒子表面と相互作用しやすく、且つ、該樹脂微粒子の粒子径が前記範囲であることで、トナー全体に占める該樹脂微粒子の添加量を抑制しつつ、トナー1個1個に含有される該樹脂微粒子の量が、トナー間において均一になりやすい。該Avpが6.0mgKOH/g未満の場合、Dvpが200nmを超える場合、或いは、(Avp×Dvp)が200未満の場合は、トナー1個1個に含有される該樹脂微粒子の量がばらつきやすく、δbが0.60を超える値になりやすい。この場合、耐しみ込み性能、耐オフセット性能が低下しやすい。該Avpが80.0mgKOH/gを超える場合、Dvpが10nm未満の場合、或いは、(Avp×Dvp)が6000を超える場合は、樹脂微粒子同士の相互作用が大きいため、G’aの値が5×107Paを超える値になりやすく、定着工程において、加熱されたトナー層の保持力が大きくなり、低温定着性能が低下しやすい。このため、前記樹脂微粒子のAvpは、10.0乃至55.0mgKOH/gであることがより好ましく、15.0乃至45.0mgKOH/gであることが特に好ましい。また、前記Dvpとしては、10乃至150nmであることがより好ましく、15乃至70nmであることが特に好ましい。さらに、前記(Avp×Dvp)は、200乃至3000であることがより好ましく、200乃至1600であることが更に好ましく、300乃至1000であることが特に好ましい。
前記樹脂微粒子は、体積分布の10%粒子径(Dv10)と前記DvPとの比(DvP/Dv10)が1.0乃至5.0であることが好ましい。トナー全体に占める該樹脂微粒子の添加量を増大しなくても、トナー一粒一粒に含有される該樹脂微粒子の量が、トナー間において均一になりやすい。また、該樹脂微粒子と結着樹脂とが相溶しやすくなり、耐しみ込み性能、色域性能、耐オフセット性能がより良好となる。該DvP/Dv10が5.0を超える場合、トナー一粒一粒に含有される該樹脂微粒子の量がばらつきやすくなる場合がある。この場合、耐久安定性能、耐オフセット性能が低下しやすい。このため、(DvP/Dv10)が1.0乃至4.0であることがより好ましく、1.0乃至3.0であることが特に好ましい。
また、上記と同様の理由により、前記樹脂微粒子は、体積分布の90%粒子径(Dv90)と前記DvPとの比(Dv90/DvP)が1.0乃至5.0であることが好ましい。該(Dv90/DvP)が5.0を超える場合、前記樹脂微粒子がトナー表面から遊離しやすく、現像安定性能が低下しやすい。また、トナー一粒一粒に含有される該樹脂微粒子の量がばらつきやすくなる場合がある。この場合、耐しみ込み性能、耐オフセット性能が低下する場合がある。このため、該(Dv90/DvP)は1.0乃至4.0であることがより好ましく、1.0乃至3.0であることが特に好ましい。
上記樹脂微粒子の体積平均粒子径(Dvp)、体積分布の10%粒子径(Dv10)、90%粒子径(Dv90)は、例えば、MICROTRAC UPA MODEL:9232(Leeds and Northrup社製)で測定することができる。測定条件としては、下記に示す条件とする。
Particle Material:Latex
Transparent Particles:Yes
Spherical Particles:Yes
Particle Refractive Index:1.59
Fluid:water
前記樹脂微粒子に用いることのできる樹脂としては、後述の結着樹脂に用いることのできる樹脂として例示したものと同様の樹脂を用いることができる。
本発明のトナーを製造する好ましい方法としては、難水溶性の無機分散剤を有する水系媒体中において、着色剤とワックスと結着樹脂とを少なくとも含有する着色粒子を有する水分散体を形成する工程、該水分散体に、樹脂微粒子の水分散液を添加して複合分散物を形成する工程、該複合分散物を加熱する工程、該複合分散物の有する前記難水溶性の無機分散剤を溶解する工程を経て形成されることが好ましい。さらに、前記着色粒子は酸価を有するスチレンアクリル樹脂を有することが好ましい。該スチレンアクリル樹脂との相互作用により、着色粒子表面に前記無機分散剤が均一に、且つ、着色粒子間において該無機分散剤の吸着量が均一に吸着する。さらに、該無機分散剤と前記樹脂微粒子との相互作用により吸着力が働き、着色粒子表面に樹脂微粒子が均一に、且つ、着色粒子間において該樹脂微粒子の含有量が均一に含有せしめることが可能になると考えられる。着色粒子に、前記無機分散剤及び前記樹脂微粒子が均一に吸着した状態を形成した後、加熱工程により、前記着色粒子、及び、該樹脂微粒子を軟化せしめ、さらに、該無機分散剤を溶解する工程により、着色粒子表面に樹脂微粒子が均一に、且つ、着色粒子間において該樹脂微粒子の含有量が均一に含有せしめることが可能になる。
上記酸価を有するスチレンアクリル樹脂の好ましい酸価の値としては、1.0乃至30.0mgKOH/gにあることが好ましい。該酸価の値に由来する極性基により、着色粒子一粒をみた場合に、前記スチレンアクリル樹脂が着色粒子の表面近傍に選択的に、且つ均一に局在化しやすくなる。また、着色粒子全体をみた場合にも、該着色粒子に含有される該スチレンアクリル樹脂の含有量が均一になりやすい。これにより、着色粒子一粒をみても着色粒子全体をみても、着色粒子の表面に存在する極性基の密度が均一になりやすい。このため、着色粒子一粒一粒の表面に吸着する前記無機分散剤の吸着状態が均一になりやすく、前記樹脂微粒子が均一に吸着しやすい。結果として、トナー全体としてみた場合に、トナーに含有される前記樹脂微粒子の量が均一になりやすく、また、トナー一粒をみた場合にも横方向及び深さ方向に対して、トナーに含有される前記樹脂微粒子の量が均一になりやすい。尚、前記酸価を有するスチレンアクリル樹脂の酸価の範囲としては、3.0乃至20.0mgKOH/gであることがより好ましく、5.0乃至16.0mgKOH/gであることが特に好ましい。
上記スチレンアクリル樹脂に用いることができるビニル系モノマーとしては、後述する結着樹脂に用いることができるビニル系モノマーを用いることができる。
上記スチレンアクリル樹脂は、ゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン(St)換算の分子量分布において、分子量4000乃至100000に極大値(Mp)を有することが好ましい。該スチレンアクリル樹脂が上記範囲にMpを有することで、前記着色粒子と前記樹脂微粒子との接着性がさらに良好になる。該Mpが4000未満の場合は、前記樹脂微粒子が前記着色粒子に埋め込まれやすくなり、トナーの耐ブロッキング性能が低下する場合がある。該Mpが100000を超える場合は、前記樹脂微粒子と前記着色粒との接着性が低下し、トナーの耐久安定性能が低下する場合がある。なお、前記Mpの範囲としては、分子量50000乃至50000であることがより好ましく、分子量6000乃至25000であることが特に好ましい。
また、同様の理由により、該スチレンアクリル樹脂は、重量平均分子量(Mw)が4000乃至200000であることが好ましい。該Mwが4000未満の場合は、前記樹脂微粒子が前記着色粒子に埋め込まれやすくなり、トナーの耐ブロッキング性能が低下する場合がある。該Mwが200000を超える場合は、前記樹脂微粒子と前記着色粒との接着性が低下し、トナーの耐久安定性能が低下する場合がある。なお、該Mwの範囲としては、5000乃至100000であることがより好ましく、7000乃至30000であることが特に好ましい。
前記スチレンアクリル樹脂のMp及びMwを上記範囲に有するようにするためには、該スチレンアクリル樹脂の組成及び製造条件等を制御することにより可能である。
前記着色粒子を有する水分散体を形成する工程は、難水溶性の無機分散剤を有することが好ましい。無機分散剤の例としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛の如きリン酸多価金属塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩;メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き無機塩;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、シリカ、ベントナイト、アルミナの如き無機酸化物が挙げられる。これらの無機分散剤は、着色粒子100質量部に対して、0.2乃至20質量部を単独で又は2種類以上組み合わせて使用することが好ましい。
前記着色粒子は25.0乃至60.0℃にガラス転移点(Tt)、65.0乃至95.0℃に融点(Tw)を有し、前記樹脂粒子は40.0乃至90.0℃にガラス転移点(Ts)を有し、該Ttと該Twとの差(Tw−Tt)は10.0乃至50.0℃にあり、該Ttと該Tsとの差(Ts−Tt)は5.0乃至50.0℃あることが好ましい。
前記(Tw−Tt)が10.0℃未満の場合、前記加熱工程において前記着色粒子が軟らかくなりすぎ、樹脂微粒子が直ちに着色粒子表面に固定化されるため、トナー間で樹脂微粒子の含有量にバラツキが生じやすくなる。それにより、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。前記(Tw−Tt)が50.0℃を超える場合、前記樹脂微粒子がトナーから遊離しやすくなり、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。同様に、前記(Ts−Tt)が5.0℃未満である場合、前記加熱工程において前記着色粒子が十分に軟らかくなりすぎ、樹脂微粒子が直ちに着色粒子表面に固定化されるため、トナー間で樹脂微粒子の含有量にバラツキが生じやすくなる。それにより、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。前記(Ts−Tt)が50.0℃を超える場合、前記樹脂微粒子がトナーから遊離しやすくなり、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。このため、前記(Tw−Tt)は15.0乃至50.0℃であることがより好ましく、25.0乃至45.0℃であることが特に好ましい。また、前記(Ts−Tt)は、10.0乃至40.0℃であることがより好ましく、15.0乃至35.0℃であることが特に好ましい。
前記Ttが25.0℃未満であると、着色粒子同士が融着しやすくなる場合がある。また、トナーの耐しみ込み性能が低下しやすくなる。前記Ttが65℃以上であると、トナーの低温定着性能が低下しやすくなる。前記Twが65.0℃未満であると、加熱する工程において、着色粒子同士が融着しやすくなる。また、トナーの耐オフセット性能が低下する場合がある。前記Twが95.0℃を超える場合、前記加熱工程において前記着色粒子が十分に軟らかくならず、前記樹脂微粒子がトナーから遊離しやすくなり、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。前記Tsが40.0℃未満であると、加熱する工程において、樹脂微粒子が直ちに着色粒子表面に固定化されるため、トナー間で樹脂微粒子の含有量にバラツキが生じやすくなる。それにより、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。前記Tsが90.0℃を超える場合、前記樹脂微粒子がトナーから遊離しやすくなり、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。このため、前記Ttは25.0乃至48.0℃であることがより好ましく、30.0乃至48.0℃であることがさらに好ましく、33.0乃至45.0℃であることが特に好ましい。前記Twは、65.0乃至90.0℃であることがより好ましく、70.0乃至90.0であることがより好ましく、70.0乃至85.0℃であることが特に好ましい。前記Tsは、50.0乃至85.0℃であることがより好ましく、55.0乃至80.0℃であることが更に好ましく、60.0乃至78.0℃であることが特に好ましい。
本発明のトナーは、ソックスレー抽出法によるテトラヒドロフラン(THF)に可溶な成分を55.0乃至97.0質量%含有し、該THF可溶成分はスルホン酸基に由来する硫黄元素を0.005乃至0.150質量%含有することが好ましい。該スルホン酸基は、本発明では、シェル部を構成することを想定してトナーに添加した樹脂微粒子に含有されるスルホン酸基と考えられる。本発明によると、該スルホン酸基の含有量が上記範囲にある場合に、コア部とシェル部との吸着性が良好となる。このため、トナーに含有せしめる該樹脂微粒子の添加量を少なくしても本発明で規定する物性値を良好に発現することが可能となり、良好な耐久安定性能、耐積載性能を保持したまま、低温定着性能を更に良好にすることができる。
前記THF可溶成分の含有量が97.0質量%を越える場合、前記樹脂微粒子が前記着色粒子に埋め込まれやすくなるため、トナーの耐ブロッキング性能、現像安定性能が低下する場合がある。また、トナーの耐オフセット性能が低下しやすくなる。該THF可溶成分の含有量が55.0質量%を未満の場合、。前記樹脂微粒子と前記着色粒子との接着性が低下しやすくなるため、トナーの現像安定性能が低下する場合がある。また、トナーの低温定着性能が低下しやすくなるこのため、前記THF可溶成分の含有量は、60.0乃至90.0質量%にあることがより好ましく、65.0乃至85.0質量%にあることが特に好ましい。上記THF可溶成分の含有量は、結着樹脂及び架橋剤の種類や添加量、トナーの製造条件等によって制御することが可能である。
上記THF可溶成分の含有量とは、具体的には以下に示すソックスレー抽出法により測定される値をもって定義する。また、トナーに含有されるTHF可溶成分とは、以下のようにして回収された成分を示す。
円筒濾紙(例えば、東洋濾紙製No.86Rを用いることができる)を、40℃で24時間真空乾燥した後、25℃60%RHの温湿度に調整された環境下に3日間放置する。トナーの真密度をρ(g/cm3)としたとき、トナー(1×ρ)gを秤量し(W1g)、この円筒濾紙に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF200mlを用い、90℃のオイルバスで24時間抽出する。その後、毎分1℃の冷却速度でソックスレー抽出器を冷却した後、円筒濾紙を静かに取り出して、40℃で24時間真空乾燥する。これを25℃60%RHの温湿度に調整された環境下に3日間放置した後、円筒濾紙に残存する固形分の量を秤量する(W2g)。
トナーのTHF可溶成分の含有量は、下記式から算出される。
トナーのTHF可溶成分の含有量(質量%)=100−(W2/W1)×100
トナーに含有されるTHF可溶成分は、上記で得られた溶出成分を、定量濾紙(例えば、ADVANTEC製定量濾紙No.5Aを用いることができる)を用いて濾過する。得られた溶液を、40℃に設定したエバポレーターを用いて揮発分を留去した後、40℃で24時間真空乾燥した固形分を、THF可溶成分と定義する。
前記トナーに含有されるTHF可溶成分は、ゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン(St)換算の分子量分布において、分子量8000乃至200000に極大値(Mp)を有することが好ましい。該THF可溶成分が上記範囲にMpを有することで、トナーのシャープメルト化と溶融時の粘性保持とのバランスが良好となり、低温定着性能、耐しみ込み性能、色域性能、及び、耐オフセット性能が更に良好になる。該Mpが8000未満の場合は、耐オフセット性能と耐しみ込み性能が低下する場合がある。該Mpが200000を超える場合は、低温定着性能としみ込み性能が低下する場合がある。なお、前記Mpの範囲としては、分子量10000乃至100000であることがより好ましく、分子量15000乃至35000であることが特に好ましい。
また、同様の理由により、前記THF可溶成分は、重量平均分子量(Mw)が10000乃至500000であることが好ましい。該Mwが10000未満の場合は、耐オフセット性能と耐しみ込み性能が低下する場合がある。該Mwが500000を超える場合は、低温定着性能としみ込み性能が低下する場合がある。なお、前記Mwの範囲としては、30000乃至200000であることがより好ましく、50000乃至150000であることが特に好ましい。
前記Mp及びMwを上記範囲に有するようにするためには、結着樹脂及び架橋剤の種類や添加量、トナーの製造条件等を制御することにより可能となる。
本発明のトナーは、FPIA3100による平均円形度が0.945乃至0.995の範囲であることが好ましい。より好ましくは0.965乃至0.995であり、0.975乃至0.990であることが特に好ましい。該平均円形度が0.945未満であると、現像器内においてトナーの凹部や凸部からトナーが割れやすくなり、割れたトナーが帯電部材等に堆積されて現像安定性能が低下しやすくなる。本発明のように樹脂微粒子を含有するトナーにおいては、トナー間における樹脂微粒子の含有状態が不均一であると、該樹脂微粒子がトナーの凹部や凸部を形成して平均円形度が小さい値となりやすく、該樹脂微粒子が現像器内で割れやすい。前記平均円形度が0.995より大きいと、トナーが過密に充填されやすく、低温定着性能の向上を目指した場合には、現像安定性能が低下する場合がある。また、感光ドラムのクリーニングにおいて、形状が球形すぎるため、クリーニングブレードをすり抜けるなど、クリーニング不良の画像弊害が現れることがある。本発明のトナーの平均円形度は、後述する表面改質装置を用いることによっても調整することが可能である。
本発明のトナーは、FPIA3000による個数分布において、1μm以下の粒子の含有量が20.0個数%以下であることが好ましい。該粒子の含有量が20個数%を超える場合、現像器内において該粒子が帯電部材等に蓄積されて現像安定性能が低下しやすくなる。本発明のように樹脂微粒子を含有するトナーにおいては、トナー表面における樹脂微粒子の含有状態が不均一であると、該樹脂微粒子が1μm以下の粒子として検出されやすく、現像安定性能が低下しやすい。また、トナーの転写性が低下し、低濃度域における粒状性が悪く、がさつき感のある画像が得られる場合がある。なお、前記粒子の含有量は、15.0個数%以下であることがより好ましく、10.0個数%以下であることが更に好ましく、5.0個数%以下であることが特に好ましい。
本発明のトナーは、重量平均粒子径(D4)が3.0乃至7.0μmであることが好ましい。該D4が3.0μm未満であると、長期保存時にトナーが過密に充填され、保存安定性能が低下する場合がある。また、感光ドラムのクリーニングにおいて、形状が球形すぎるため、クリーニングブレードをすり抜けるなど、クリーニング不良の画像弊害が現れることがある。また、トナーの転写性が低下し、低濃度域における粒状性が悪く、がさつき感のある画像が得られる場合がある。該D4が7.0μm以上であると、低温定着性能の向上を目指した場合に、現像安定性能が低下する場合がある。尚、本発明において前記D4の好ましい範囲としては、3.5乃至6.5μmであることがより好ましく、4.0乃至6.0μmであることが特に好ましい。
次に、本発明のトナーに用いられる材料およびその製造方法を説明する。
本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、従来電子写真用の結着樹脂として知られる各種の樹脂を用いることができる。その中でも(a)ポリエステル、(b)ポリエステルとビニル系重合体とを有しているハイブリッド樹脂、(c)ビニル系重合体、及び、これらの混合物から選択される樹脂を主成分とすることが好ましい。該ポリエステルはウレタン結合、ウレア結合を有していることも好ましい。
本発明の結着樹脂に用いることができるモノマーとしては、具体的には、例えば以下の化合物を用いることができる。
二価アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、下記式(VII)
Figure 2009198985
(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基を示し、x,yはそれぞれ1以上の整数を示し、且つx+yの平均値は2乃至10を示す。)
で示されるビスフェノール誘導体、または下記式(VIII)
Figure 2009198985
で示される化合物等が挙げられる。
三価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
多価カルボン酸成分等としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換された琥珀酸若しくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、トリメリット酸等が挙げられる。
それらの中でも、特に、前記一般式(VIII)で代表されるビスフェノール誘導体、及び、炭素数2乃至6のアルキルジオールをジオール成分とし、二価のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、炭素数4乃至10のアルキルジカルボン酸、及びこれらの化合物の酸無水物等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステルが、トナーとして、良好な帯電特性を有するので好ましい。
また、架橋部位を有するポリエステル樹脂を形成するための三価以上の多価カルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸および、これらの無水物やエステル化合物が挙げられる。
三価以上の多価カルボン酸成分の使用量は、全モノマー基準で0.1乃至1.9mol%が好ましい。さらに結着樹脂として、主鎖中にエステル結合を有し、多価アルコールと多塩基酸との重縮合体であるポリエステルユニットと、不飽和炭化水素基を有する重合体であるビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂を用いる場合、さらに良好なワックス分散性と、低温定着性、耐オフセット性の向上が期待できる。本発明に用いられるハイブリッド樹脂とは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットが化学的に結合した樹脂を意味する。具体的には、ポリエステルユニットと(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーを重合したビニル系重合体ユニットとがエステル交換反応によって形成する樹脂であり、好ましくはビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体(あるいはブロック共重合体)である。
ビニル系重合体を生成するためのビニル系モノマーとしては、例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニ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、イソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエ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;アクリル酸メチル、アクリル酸エル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きア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、イタコン酸、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、イタコン酸無水物、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、マレイン酸エ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、シトラコン酸エ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ル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、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二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二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、前記α,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、アルケニルグルタル酸、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−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。
本発明のトナーにおいて、結着樹脂のビニル系重合体ユニットは、ビニル基を二個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤は、芳香族ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタク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アクリレート化合物類としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタク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アクリレート化合物類として例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられる。
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
本発明に用いられるハイブリッド樹脂には、ビニル系重合体ユニット成分及びポリエステルユニットの一方の中、又は両方の中に、両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエステルユニットを構成するモノマーのうちビニル系重合体ユニットと反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体ユニットを構成するモノマーのうちポリエステルユニット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基を有するものや、ア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。
ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットの反応生成物を得る方法としては、それぞれのユニット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。
本発明のビニル系重合体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’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(−2メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる。
前記ハイブリッド樹脂を調製する製造方法としては、例えば、以下の(1)〜(6)に示す製造方法を挙げることができる。
(1)ビニル系重合体ユニット、ポリエステルユニット及びハイブリッド樹脂成分をそれぞれ製造後にブレンドする方法であり、ブレンド品は有機溶剤(例えば、キシレン)に溶解・膨潤した後に有機溶剤を留去して製造される。尚、ハイブリッド樹脂成分には、ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って合成されるエステル化合物を用いることができる。
(2)ビニル系重合体製造後に、これの存在下にポリエステルユニット及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分は、ビニル系重合体(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)及びポリエステルのいずれか一方との反応、又は両方との反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(3)ポリエステルユニット製造後に、これの存在下にビニル系重合体及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分はポリエステルユニット(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマーとのいずれか一方又は両方との反応により製造される。
(4)ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニット製造後に、これらの重合体ユニット存在下にビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)のいずれか一方又は両方を添加することによりハイブリッド樹脂成分が製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(5)ハイブリッド樹脂成分を製造後、ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)のいずれか一方又は両方を添加して、付加重合及び縮重合反応の少なくともいずれか一方を行うことによりビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットが製造される。この場合、ハイブリッド樹脂成分は上記(2)乃至(4)の製造方法により製造されるものを使用することもでき、必要に応じて公知の製造方法により製造されたものを使用することもできる。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
(6)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重合体ユニット、ポリエステルユニット及びハイブリッド樹脂成分が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
上記(1)乃至(5)の製造方法において、ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットには複数の異なる分子量、架橋度を有する重合体ユニットを使用することができる。
なお、本発明のトナーに含有される結着樹脂には、上記ポリエステル樹脂とビニル系重合体との混合物、上記ハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物、上記ポリエステル樹脂と上記ハイブリッド樹脂に加えてビニル系重合体の混合物を使用しても良い。
本発明のトナーは、1種又は2種以上のワックスを含有している。本発明に用いることのできるワックスとしては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素ワックス;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素ワックスのブロック共重合物;カルナバワックス、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;及び脱酸カルナバワックス等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの等が挙げられる。例えば、エステルワックスとしては、ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル等が挙げられる。
そして、ベヘ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;植物性油脂を水素添加すること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等が挙げられる。
ワックスの分子量分布では、メインピークが分子量350乃至2400の領域であることが好ましく、分子量400乃至2000の領域であることがより好ましい。このような分子量分布を持たせることによりトナーに好ましい熱特性を付与することができる。
また、上記ワックスの含有量としては、結着樹脂100質量部に対し3乃至30質量部含有することが好ましい。本発明のトナーは、トナーに含有されるワックスの一部を、トナー製造時に結着樹脂と相溶させ可塑剤として用いる。さらに、定着工程において、トナーに含有されるワックスの一部を結着樹脂と相溶させ可塑剤として用いる。このため、トナーに含有せしめたワックスの全てが離型剤として作用しないため、通常よりも多くのワックスを含有させることが好ましい。ワックスの含有量が3質量部未満であると、耐オフセット性能が低下しやすくなる。ワックスの含有量が30質量部を超える場合、定着工程におけるワックスの吸熱量が多くなりすぎて、低温定着性能が低下しやすくなる。なお、本発明のトナーが有するワックスの含有量としては、5乃至20質量部であることがより好ましく、6乃至14質量部であることが特に好ましい。
上記の如き物性を求めるにあたって、ワックスのトナーからの抽出を必要とする場合には、抽出方法は特に制限されるものではなく、任意の方法が可能である。
一例を挙げると、所定量のトナーをトルエンにてソックスレー抽出し、得られたトルエン可溶分から溶剤を除去した後、クロロホルム不溶分を得る。
その後、IR法などにより同定分析をする。
また、定量に関しては、DSCにより定量分析を行う。
これらのワックス成分の内では、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、60乃至140℃の領域に最大吸熱ピークを有するものが好ましく、60乃至90℃の領域に最大吸熱ピークを有するものがさらに好ましい。上記の温度領域に最大吸熱ピークを有することにより、低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に発現することができる。この最大吸熱ピークが60℃未満であるとワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフセット性が悪化する。一方、この最大吸熱ピークが140℃を超えると定着温度が高くなり低温オフセットが発生しやすくなる。さらに、水系媒体中で重合を行う重合方法により直接トナーを得る場合、この最大吸熱ピーク温度が高いと、多量の添加する場合など主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題が生じる場合がある。
本発明のトナーは、荷電制御剤を使用しても良い。
トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、有機金属化合物、キレート化合物、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、ノンメタルカルボン酸系化合物及びその誘導体が挙げられる。
また、トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等)、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;が挙げられ、これらを単独或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、4級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用いられる。
上記荷電制御剤は、トナー中の結着樹脂100質量部当り、0.01乃至20質量部、より好ましくは0.5乃至10質量部となる様に含有させるのが良い。
本発明のトナーは、着色剤を含有している。黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、又は以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー用の着色剤として、例えば、以下に示す着色剤を用いることができる。
イエロー着色剤としては、顔料系としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー3,7,10,12〜15,17,23,24,60,62,74,75,83,93〜95,99,100,101,104,108〜111,117,123,128,129,138,139,147,148,150,166,168〜177,179,180,181,183,185,191:1,191,192,193,199が好適に用いられる。染料系としては、例えば、C.l.ソルベントイエロー33,56,79,82,93,112,162,163、C.I.ディスパースイエロー42,64,201,211が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5〜7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254、C.I.ピグメントバイオレッド19が挙げられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。
これらの着色剤は、単独または混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は結着樹脂100質量部に対し0.4乃至20質量部となる様に添加して用いられる。
さらに本発明のトナーは磁性体を含有させ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。本発明において、該磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトの如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルの如き金属、或いはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属との合金及びその混合物が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒子径が2μm以下、好ましくは0.1乃至0.5μm程度のものが好ましい。トナー中に含有させる量としては結着樹脂100質量部に対し20乃至200質量部、特に好ましくは40〜150質量部となる様に含有させるのが良い。
上記磁性体は、796kA/m(10kエルステッド)印加での磁気特性が保磁力(Hc)1.59乃至23.9kA/m(20乃至300エルステッド)、飽和磁化(σs)50乃至200emu/g、残留磁化(σr)2乃至20emu/gの磁性体が好ましい。
また、本発明のトナーには、流動性向上剤として、無機微粉体又は疎水性無機微粉体がトナー粒子に外部添加されて混合されることが好ましい。例えば、酸化チタン微粉末、シリカ微粉末、アルミナ微粉末を添加して用いることが好ましく、特にシリカ微粉末を用いることが好ましい。
本発明のトナーに用いられる無機微粉体は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上のもの、特には50乃至400m2/gの範囲のものが良好な結果を与えることができるため好ましい。
さらに、本発明のトナーは、必要に応じて流動性向上剤以外の外部添加剤をトナー粒子に混合されて有していてもよい。
例えば、クリーニング性を向上させる等の目的で、一次粒径が30nmを超える(好ましくは比表面積が50m2/g未満)微粒子、より好ましくは一次粒径が50nm以上(好ましくは比表面積が30m2/g未満)で球状に近い無機微粒子又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。例えば球状のシリカ粒子、球状のポリメチルシルセスキオキサン粒子、球状の樹脂粒子を用いるのが好ましい。
さらに他の添加剤、例えばフッ素樹脂粉末、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;又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;又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、およ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、トナー100質量部に対して0.1乃至5質量部(好ましくは0.1乃至3質量部)使用するのが良い。
本発明のトナーを粉砕法により製造する場合は、公知の方法が用いることができる。公知の方法としては、例えば、結着樹脂、離型剤、荷電制御剤等のトナーとして必要な成分およびその他の添加剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器中で十分混合した後、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて熔融混練して、樹脂類をお互いに相熔させる。その中にマグネタイト等の他のトナー材料を分散又は溶解させ、冷却固化、粉砕後に、分級、さらに樹脂粒子等で表面処理するという多段階の工程によってトナー粒子を得る。得られたトナー粒子に必要に応じて微粉体等を添加して混合することによってトナーを得ることが出来る。分級および表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率の点からは、多分割分級機を用いることが好ましい。
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いて行うことができる。本発明に係わる特定の円形度を有する現像剤を得るためには、さらに熱をかけて粉砕したり、又は補助的に機械的衝撃を加える処理をすることが好ましい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させる方法などを用いてもよい。
機械的衝撃力を加える方法としては、例えば川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法がある。また、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法を用いてもよい。
機械的衝撃を加える処理をする場合には、処理時の雰囲気温度をトナーのガラス転移点Tg付近の温度(すなわち、ガラス転移点Tgに対し±30℃の範囲温度)とすることが、凝集防止と生産性の観点から好ましい。さらに好ましくは、トナーのガラス転移点Tgに対し±20℃の範囲温度で処理を行うことが、転写効率を向上させるのに特に有効である。
さらにまた、本発明のトナーは、ディスク又は多流体ノズルを用いて溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用いて直接トナーを生成する分散重合方法、又は水溶性の極性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造する方法、溶解懸濁法、乳化凝集法などでも製造が可能である。
特に好ましい製法として、水系媒体中において、重合性単量体を直接重合して得られる懸濁重合法が挙げられる。
懸濁重合法によるトナーの製造では、一般に、重合性単量体、着色剤、ワックス、荷電制御剤、架橋剤などを、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よって均一に溶解又は分散させる。こうして得られた単量体組成物を、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度分布がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、予め単量体組成物に加えても良いし、水系媒体中に単量体組成物を懸濁した後に添加しても良い。
懸濁後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持されかつ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。なお、本発明においては、前記懸濁する際に、pHが4乃至10.5であることが好ましい。pHが4未満であると、粒度分布の広いトナーとなる場合がある。またpHが10.5を超えると、トナーの帯電性能が低下する場合がある。
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。その中でも、無機分散剤は反応温度を変化させても安定性が崩れ難くいため、好ましく使用できる。こうした無機分散剤の例としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛の如きリン酸多価金属塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩;メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き無機塩;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、シリカ、ベントナイト、アルミナの如き無機酸化物が挙げられる。
これらの無機分散剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.2乃至20質量部を単独で又は2種類以上組み合わせて使用することが好ましい。平均粒径が5μm以下であるような、より微粒化されたトナーを目的とする場合には、0.001乃至0.1質量部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、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウムが挙げられる。
これらの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を生成させることが好ましい。具体的には例えば、リン酸三カルシウムの場合、高速撹拌下、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、難水溶性のリン酸三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。無機分散剤は、重合終了後酸あるいはアルカリで溶解して、ほぼ完全に取り除くことができる。
前記重合工程においては、重合温度は40℃以上、一般には50乃至90℃の温度に設定して重合を行う。この温度範囲で重合を行うと、重合の進行と共に結着樹脂とワックスが相分離し、ワックスが内包化されたトナーが得られる。重合反応終期において、反応温度を90乃至150℃にまで上げることも好ましい。
本発明のトナーは、一成分系現像剤用のトナーとして使用することも可能であり、キャリアを有する二成分系現像剤用のトナーとしても使用可能である。
二成分系現像剤として用いる場合には、本発明のトナーとキャリアとを混合した現像剤として使用する。該キャリアは、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、及び、クロム元素から選ばれる元素単独または複合のフェライトで構成される。該キャリアの形状としては、球状、扁平または不定形があり、そのいずれのものも用いることができる。また、キャリア表面の微細構造(たとえば表面凹凸性)をコントロールすることが好ましい。
該キャリアの製造方法は、上記フェライトを焼成、造粒することにより、あらかじめ、キャリアコアを生成した後、その表面を樹脂で被覆する方法が挙げられる。キャリアのトナーへの負荷を軽減する意味合いから、フェライトと樹脂を混練後、粉砕、分級して低密度分散キャリアを得る方法や、さらには、直接フェライトとモノマーとの混練物を水系媒体中にて懸濁重合せしめ真球状のキャリアを得る方法も利用することが可能である。
上記キャリアコアの表面を樹脂で被覆した被覆キャリアは、特に好ましく用いられる。その製造方法としては、樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて、該溶液または懸濁液をキャリアに塗布し付着せしめる方法、単に樹脂粉体とキャリアコアとを混合して付着させる方法が挙げられる。
上記キャリアコアの表面を被覆する物質としてはトナーの材料によっても異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が挙げられる。これらは、単独或は複数で用いることができる。
上記キャリアの磁性特性としては、磁気的に飽和させた後の79.6kA/m(1kエルステッド)における磁化の強さ(σ1000)が30乃至300emu/cm3であることが好ましい。さらに高画質化を達成するために、100乃至250emu/cm3であることがより好ましい。上記磁化の強さが300emu/cm3より大きい場合には、高画質なトナー画像が得られにくくなる。逆に、30emu/cm3未満であると、磁気的な拘束力も減少するためにキャリア付着を生じやすい。
キャリアの形状は、丸さの度合いを示すSF−1が180以下、凹凸の度合いを示すSF−2が250以下であることが好ましい。SF−1、SF−2は以下の式にて定義され、ニレコ社製のLuzexIIIにて測定される。
Figure 2009198985
本発明のトナーと上記キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2乃至15質量%が好ましく、4乃至13質量%がより好ましい。
<DSCによるトナー及び使用する材料のガラス転移点(Tg)、融点(Tm)の測定>
ワックスおよびトナーの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、トナー約6mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れる。リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いる。測定範囲0〜200℃の間で、昇温速度1.0℃/minで測定を行う。この昇温過程で、温度40℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、結着樹脂のガラス転移温度Tgとする。
本発明において、トナー及び使用する材料のガラス転移点(Tg)、融点(Tm)は、示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて測定する。DSCとしては、Q1000(TA Instruments社製)が利用できる。測定方法は、アルミパンに試料約6mg精秤し、リファレンスパンとして空のアルミパンを用い、窒素雰囲気下、モジュレーション振幅1.0℃、周波数1/分で測定する。測定温度は、10℃で1分間保持した後、昇温速度1℃/分で10℃から200℃まで走査して得られたリバーシングヒートフロー曲線を用い、中点法によりTgを求める。なお、中点法によって求められたガラス転移点とは、昇温時のDSC曲線において吸熱ピーク前の基線と吸熱ピーク後の基線の中線と、立ち上がり曲線での交点をもってガラス転移点とするものである(図2参照)。
トナーの融点の測定は、上記と同様に測定して得られたリバーシングヒートフロー曲線において、融解ピークの極大値となる温度を融点とする。また、融点のオンセット値とオフセット値は、前記融解ピークにおいて、ピークの立ち上がり部分の最大傾斜の点で引いた接線とピーク前の外挿基線との交点の温度を、融点のオンセット値とし、融解ピーク終了前の最大傾斜の点で引いた接線とピーク後の外挿基線との交点の温度を、融点のオフセット値とする。
吸熱量は、上記測定で得られたリバーシングヒートフロー曲線において、融解ピーク前の外挿基線からピークが立ち上がる点と、融解ピーク終了後の外挿基線とピークが接する点とを結んだ直線と融解ピークとで囲まれる面積より求める。
<GPCによるスチレン換算の分子量測定>
本発明においてゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)によるスチレン(St)換算の分子量測定の方法について説明する。
40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、分子量が102乃至107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。具体的には、例えば、Polymer Laboratories社製 標準ポリスチレンEasical PS−1(分子量7500000,841700,148000,28500,2930の混合物、及び、分子量2560000,320000,59500,9920,580の混合物)及びPS−2(分子量377400、96000,19720,4490,1180の混合物、及び、分子量188700,46500,9920,2360,580の混合物)を組み合わせて用いることができる。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H(HXL),G2000H(HXL),G3000H(HXL),G4000H(HXL),G5000H(HXL),G6000H(HXL),G7000H(HXL),TSKguardcolumnの組み合わせが挙げられる。
本発明のトナーが有するTHF可溶成分が有する分子量分布の極大値(Mp)、及び、重量平均分子量(Mw)は、上記測定で得られた分子量分布より求める。
GPC装置に用いる試料は以下のようにして作製する。
測定するサンプルをTHF中に入れて十分に混合し、18時間静置する。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45乃至0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−5 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマン・サイエンス・ジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、GPCの試料とする。測定するサンプルのTHFに対する濃度は5mg/mlとする。
本発明に用いるワックスその他樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)なども、上記方法と同様にして測定することができる。
<樹脂の酸価測定>
樹脂の酸価は以下のように求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価といい、以下の方法によって測定される。
(1)試薬
(a)溶剤の調製
試料の溶剤としては、エチルエーテル−エチルアルコール混液(1+1または2+1)またはベンゼン−エチルアルコール混液(1+1または2+1)を用いる。これらの溶液は使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1モル/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
(b)フェノールフタレイン溶液の調製
フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)0.1モル/リットルの水酸化カリウム−エチルアルコール溶液の調製
水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2乃至3日放置後ろ過する。標定はJISK 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作
試料1乃至20gを正しくはかりとり、これに溶剤100ml及び指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを0.1モル/リットルの水酸化カリウム−エチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:0.1モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:0.1モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
<トナーの平均円形度の測定>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって測定することができる。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。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、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には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2ml添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
次に、上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度Cは、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200〜1.000の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
<トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)の測定>
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャー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 Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウ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、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行なった。
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、Kd値は「標準粒子10.0μm」(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1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャー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2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。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、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHz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の超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)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。
(5)前記(4)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10mg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℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)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なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)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(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
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、これらは本発明をなんら限定するものではない。
(樹脂微粒子の製造例1)
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、下記原料を入れ、常圧下、260℃で8時間反応させた後、240℃に冷却し、1時間かけて1mmHgに減圧した。さらに3時間反応させてスルホン酸基を有するポリエステルを得た。
(アルコールモノマー)
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO):40mol%
・ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−EO):5mol%
・エチレングリコール:70mol%
(酸モノマー)
・テレフタル酸:95mol%
・トリメリット酸:5mol%
・5−ナトリウムスルホイソフタル酸:4.8mol%
(触媒)
・テトラブチルチタネート:0.1mol%
(スチレンアクリルモノマー)
・スチレン:20mol%
・メタクリル酸:5mol%
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、上記ポリエステル:100質量部、メチルエチルケトン:50質量部、テトラヒドロフラン:50質量部を入れ、撹拌しつつ75℃に加熱した。これに75℃の水400質量部を添加し、1時間撹拌した。95℃に加熱して4時間撹拌し、30℃に冷却して樹脂微粒子1を得た。一部を取り出し、40℃の温風乾燥器で3日間乾燥した後、該樹脂微粒子1の物性を測定した。該樹脂微粒子1の物性を表1に示す。
(樹脂微粒子の製造例2及び3)
表2に示す以外は、樹脂微粒子の製造例1と同様にして、樹脂微粒子2及び3を得た。樹脂微粒子の製造例1と同様にして、該樹脂微粒子2及び3の物性を測定した。該樹脂微粒子2及び3の物性を表1に示す。
(スチレンアクリル樹脂の製造例1)
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、下記原料を入れ、十分に窒素置換をした後、90℃で8時間反応させた。反応終了後、反応液をメタノール1000質量部に投入し、沈殿物を回収、乾燥してスチレンアクリル樹脂1を得た。物性を表3に示す。
・スチレン:70質量部
・n−ブチルアクリレート:10質量部
・アクリル酸:5質量部
・メタクリル酸:15質量部
・t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート:6質量部
(スチレンアクリル樹脂の製造例2)
スチレンアクリル樹脂の製造例1において、反応終了後、1時間かけて1mmHgに減圧し、残留モノマーを留去した以外は、スチレンアクリル樹脂の製造例1と同様にして、スチレンアクリル樹脂2を得た。物性を表3に示す。
(非晶性ポリエステルの製造例)
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、下記原料を入れ、常圧下、260℃で8時間反応させた後、240℃に冷却し、1時間かけて1mmHgに減圧した。さらに3時間反応させて非晶性ポリエステルを得た。物性を表3に示す。
(アルコールモノマー)
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO):25mol%
・エチレングリコール:105mol%
(酸モノマー)
・テレフタル酸:100mol%
(触媒)
・テトラブチルチタネート:0.1mol%
〔実施例1〕
・スチレン 55質量部
・n−ブチルアクリレート 45質量部
・ピグメントブルー15:3 6質量部
・サリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
(ボントロンE−88:オリエント化学社製)
・ジビニルベンゼン 0.14質量部
・スチレンアクリル樹脂の製造例1で得たスチレンアクリル樹脂1 6.0質量部
・フィッシャートロプシュワックス 10質量部
(融点78℃、融点の半値幅3.6℃)
からなる単量体の混合物を調整した。これに15mmのセラミックビーズを入れ、アトライターを用いて2時間分散して、単量体組成物を得た。
高速撹拌装置TK−ホモミキサー(特殊機化工業製)を備えた容器に、イオン交換水850質量部とリン酸三カルシウム3.5質量部を添加し、回転数を12000回転/分に調整し、70℃に加温して分散媒系とした。
上記単量体組成物に重合開始剤であるt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBEH)6質量部を添加し、これを上記分散系に投入した。前記高速撹拌装置にて12000回転/分を維持しつつ3分間の造粒工程を行った。その後、高速撹拌装置からプロペラ撹拌羽根に撹拌機を代え、150回転/分で10時間重合を行った。50℃に冷却して、着色粒子分散液を得た。
前記樹脂微粒子1:16.8質量部(固形分:4.2質量部)を前記着色粒子分散液に添加した。30分間撹拌した後、0.2モル/リットルの塩酸を加え、2時間かけて反応系のpHを1.8にした。さらに1時間撹拌を続けた後、20℃まで冷却し、ろ過、洗浄、乾燥してトナー粒子を得た。
・上記トナー粒子1:100質量部
・n−C49Si(OCH33で処理した疎水性酸化チタン(BET比表面積:120m2/g):1質量部、
・ヘ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疎水性シリカ(BET比表面積が160m2/g):1質量部
からなる混合物をヘンシェルミキサーで混合し、トナー1を得た。トナー1の物性を表5及び表6に示す。
上記トナー1を用い、下記評価を行った。評価結果を表7に示す。
〔実施例2乃至5〕
原材料の使用量を表4に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー2乃至5を得た。また、該トナー2乃至5は実施例1と同様の方法で評価を行った。各トナーの物性を表5及び表6に、評価結果を表7に示す。
〔比較例1〕
実施例1において、樹脂微粒子1の分散液を添加しなかった以外は、実施例1と同様にしてトナー6を得た。該トナー6を、実施例1と同様の方法で評価を行った。該トナー6の物性を表5及び表6に、評価結果を表7に示す。
〔比較例2〕
実施例1において、樹脂微粒子1を添加した後に加えた塩酸の濃度を0.2モル/リットルから2.0モル/リットルにした以外は、実施例1と同様にしてトナー7を得た。該トナー7を、実施例1と同様の方法で評価を行った。該トナー7の物性を表5及び表6に、評価結果を表7に示す。
〔比較例3〕
実施例1において、樹脂微粒子1を添加した後に加えた0.2モル/リットルの塩酸を添加しなかった以外は、実施例1と同様にしてトナー8を得た。該トナー8を、実施例1と同様の方法で評価を行った。該トナー8の物性を表5及び表6に、評価結果を表7に示す。
〔比較例4〕
実施例2において、スチレンアクリル樹脂1:6.0質量部を非晶性ポリエステル25.0質量部に変更し、樹脂微粒子1を添加しなかった以外は、実施例2と同様にしてトナー9を得た。該トナー9を、実施例2と同様の方法で評価を行った。該トナー9の物性を表5及び表6に、評価結果を表7に示す。
<耐ブロッキング性能の評価方法>
トナー5gを100mlのポリカップに計りとり、50℃に調整した温風乾燥器と25℃に調整した室内に入れ1週間静置した。ポリカップを静かに取り出し、ゆっくりと回転させたときのトナーの流動性を、50℃で静置したトナーと25℃で静置したトナーとで比較し、目視により評価した。
耐ブロッキング性能の評価基準
A:25℃で静置したトナーと比較して、50℃で静置したトナーの流動性が同等である(耐ブロッキング性能が優れる)
B:25℃で静置したトナーと比較して、50℃で静置したトナーの流動性がやや劣るが、ポリカップの回転に伴い徐々に流動性が回復する(耐ブロッキング性能が良好である)
C:50℃で静置したトナーは、凝集し融着した塊状物が見られる。(耐ブロッキング性能が劣る)
D:50℃で静置したトナーが流動しない(耐ブロッキング性能が特に劣る)
<低温定着性能、耐オフセット性能、グロス性能、耐しみ込み性能、及び、画像保存性能の評価方法>
市販のカラーレーザープリンター(LBP−5500,キヤノン製)を使用し、シアンカートリッジのトナーを取り出して、これにトナー1を80g充填した。該カートリッジをシアンステーションに装着し、受像紙(キヤノン製オフィスプランナー 64g/m2)上に、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(0.6mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から2.0cmの部分と下端部から2.0cmの部分に形成した。次いで、市販のカラーレーザープリンター(LBP−5500,キヤノン製)から取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードが調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。常温常湿下、プロセススピードを220mm/秒に設定し、120℃〜220℃の範囲で設定温度を10℃おきに変化させながら、各温度で上記トナー画像の定着を行った。下記評価基準に従って、低温定着性能、耐オフセット性能、色域性能を評価した。
低温定着性能の評価基準
A:120℃以上で低温オフセットが発生せず、指でこすってもトナーが剥がれない(低温定着性能が特に優れている)
B:130℃以上で低温オフセットが発生せず、指でこすってもトナーが剥がれない(低温定着性能が良好である)
C:140℃以上で低温オフセットが発生せず、指でこすってもトナーが剥がれない(低温定着性能が問題ないレベルである)
D:150℃以上で低温オフセットが発生せず、指でこすってもトナーが剥がれない(低温定着性能がやや劣る)
E:160℃以上で低温オフセットが発生せず、指でこすってもトナーが剥がれない(低温定着性能が劣る)
耐オフセット性能の評価基準
A:低温定着性能の評価基準となった温度+70℃以上の温度領域で高温オフセットが発生しない(耐オフセット性能が特に優れている)
B:低温定着性能の評価基準となった温度+60℃以上の温度領域で高温オフセットが発生しない(耐オフセット性能が良好である)
C:低温定着性能の評価基準となった温度+50℃以上の温度領域で高温オフセットが発生しない(耐オフセット性能が問題ないレベルである)
D:低温定着性能の評価基準となった温度+40℃以上の温度領域で高温オフセットが発生しない(耐オフセット性能がやや劣る)
E:低温定着性能の評価基準となった温度+30℃以上の温度領域で高温オフセットが発生しない(耐オフセット性能が劣る)
グロス性能の評価基準
低温オフセット及び高温オフセットが発生しなかった定着画像について、ハンディ光沢度計グロスメーターPG−3D(日本電色工業製)を用いて、光の入射角75°の条件で測定し、以下の基準で評価した。
A:ベタ画像部の光沢度の最高値が45以上である(グロス性能が特に優れている)
B:ベタ画像部の光沢度の最高値が40以上45未満である(グロス性能が優れている)
C:ベタ画像部の光沢度の最高値が35以上40未満である(グロス性能が問題ないレベルである)
D:ベタ画像部の光沢度の最高値が30以上35未満である(グロス性能がやや劣る)
E:ベタ画像部の光沢度の最高値が30未満である(グロス性能が劣る)
耐しみ込み性能の評価基準
光沢度が最高値となった画像の光沢値(t1)と、該画像を作成したときの定着器の温度+10℃で作成した画像の光沢値(t2)との変化率[変化率(%)=(t1−t2)×100/t1]について、以下の基準で評価した。
A:光沢度の変化率が5%未満である(耐しみ込み性能が特に優れている)
B:光沢度の変化率が5%以上10%未満である(耐しみ込み性能が優れている)
C:光沢度の変化率が10%以上15%未満である(耐しみ込み性能が問題ないレベルである)
D:光沢度の変化率が15%以上20%未満である(耐しみ込み性能がやや劣る)
E:光沢度の変化率が20%以上である(耐しみ込み性能が劣る)
画像保存性能の評価
グロス性能の評価において、光沢度が最高値となった画像の定着紙について、以下の評価を行った。該定着紙の画像部を下向きにして、同じ種類で未使用の紙500枚の上に乗せた。さらに該定着紙の上から、同じ種類で未使用の紙を500枚乗せて、該定着紙を挟み込んだ。これを40℃の恒温槽に静置した。このまま1日間静置した後、それぞれ恒温槽から取り出した。前記定着紙の画像部と接触した未使用の紙に、定着紙のトナーが付着する様子を、以下の基準で評価した。
A:定着紙からのトナーの付着が観察されない(画像保存性能が特に優れている)
B:画像部の面積に対し、極めて僅かなトナーの付着がみられる(画像保存性能が優れている)
C:画像部の面積に対し、僅かなトナーの付着がみられる(画像保存性能が問題ないレベルである)
D:画像部の面積に対し、全体的にトナーの付着がみられるが、付着した部分の色は薄い(画像保存性能がやや劣る)
E:未使用の紙に色の濃い部分がみられ、明らかなトナーの付着がみられる(画像保存性能が劣る)
<耐久安定性能の評価>
市販のカラーレーザープリンター(LBP−5500,キヤノン製)を使用し、シアンカートリッジのトナーを取り出して、これにトナー1を50g充填した。該カートリッジをシアンステーションに装着し、受像紙(キヤノン製オフィスプランナー 64g/m2)上に、印字率1%の連続印字を行い、500枚に1回の割合でベタ画像を形成した。カートリッジ内のトナーが25g以下となった時点で、トナー1を50g追加し、同様に連続印字を行う、という作業を繰り返した。下記評価基準に従って、耐久安定性能を評価した。
耐久安定性能の評価基準
A:トナーを追加した量が合計200g以上のときに、印字率1%画像に画像不良が発生する。若しくは、トナーを追加した量が合計250gのときに画像不良が発生しない。(耐久安定性能が特に優れている)
B:トナーを追加した量が合計150gのときに、印字率1%画像に画像不良が発生する。(耐久安定性能が良好である)
C:トナーを追加した量が合計100gのときに、印字率1%画像に画像不良が発生する。(耐久安定性能が問題ないレベルである)
D:トナーを追加した量が合計50gのときに、印字率1%画像に画像不良が発生する。(耐久安定性能がやや劣る)
E:トナーを追加することなく、印字率1%画像に画像不良が発生する。(耐久安定性能が劣る)
Figure 2009198985
Figure 2009198985
Figure 2009198985
Figure 2009198985
Figure 2009198985
Figure 2009198985
Figure 2009198985
本発明の熱機械測定により、実施例1のトナーを測定して得た温度−変形速度曲線を示す図である。図中に、本発明で規定する各物性値を求めた例を示す。 DSCによるガラス転移点(Tg)及び融点(Tm)の測定方法の一例を示す図である。

Claims (5)

  1. 結着樹脂と着色剤とワックスとを少なくとも含有するトナー粒子と無機微粉体とを有するトナーであって、
    該トナーは、荷重10.5mN、昇温速度4℃/分の熱機械測定による温度−変位曲線を一次微分した温度−変形速度曲線において、変形速度が最初に極小値となる温度(T1)が30.0乃至55.0℃にあり、該T1における変形速度の極小値(R1)が−0.300%/℃以上(負に小)であり、変形速度が最小値となる温度(T2)が60.0乃至90.0℃であり、該T2における変形速度の最小値(R2)が−0.400%/℃以下(負に大)であるトナー。
  2. 前記トナーは、前記T2におけるトナーの変形速度ピークの半値幅(D2)が15.0乃至45.0℃であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナーは、T3=T1+5により定義される温度T3(℃)におけるトナーの変形速度R3と前記R1との比(R3/R1)が0.80乃至1.30であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記トナーは、前記T2以上の温度領域において、変形速度が0%/℃となる温度(T4)を100.0乃至180.0℃に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 前記トナーは、テトラヒドロフラン(THF)に可溶の成分を55.0乃至97.0質量%含有し、該THF可溶成分はスルホン酸基に由来する硫黄元素を0.005乃至0.150質量%含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー。
JP2008043077A 2008-02-25 2008-02-25 トナーの製造方法 Expired - Fee Related JP5311845B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008043077A JP5311845B2 (ja) 2008-02-25 2008-02-25 トナーの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008043077A JP5311845B2 (ja) 2008-02-25 2008-02-25 トナーの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009198985A true JP2009198985A (ja) 2009-09-03
JP5311845B2 JP5311845B2 (ja) 2013-10-09

Family

ID=41142496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008043077A Expired - Fee Related JP5311845B2 (ja) 2008-02-25 2008-02-25 トナーの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5311845B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139696A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Canon Inc トナー及びトナーの製造方法
JP2010145555A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Canon Inc トナーおよびトナーの製造方法
JP2012194515A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 静電画像形成用トナー及びトナー用樹脂
JP2014002244A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、及び画像形成装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005099079A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電荷像現像用トナー
JP2006267231A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、並びに、画像形成方法
JP2007033694A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷現像用トナー、静電荷現像用現像剤、及び画像形成方法
JP2007147710A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー、トナーの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005099079A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電荷像現像用トナー
JP2006267231A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、並びに、画像形成方法
JP2007033694A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷現像用トナー、静電荷現像用現像剤、及び画像形成方法
JP2007147710A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー、トナーの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139696A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Canon Inc トナー及びトナーの製造方法
JP2010145555A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Canon Inc トナーおよびトナーの製造方法
JP2012194515A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 静電画像形成用トナー及びトナー用樹脂
JP2014002244A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、及び画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5311845B2 (ja) 2013-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5400758B2 (ja) トナー
JP4560587B2 (ja) トナー
KR101102202B1 (ko) 토너 및 토너의 제조 방법
JP5089614B2 (ja) シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、ブラックトナー、及び、フルカラー画像形成方法
JP4489109B2 (ja) トナーおよびその製造方法、二成分現像剤
US8431308B2 (en) Toner for developing electrostatic image and method of preparing the same
US20110151368A1 (en) Electrophotographic toner and method of preparing the same
JP6132679B2 (ja) トナーの製造方法
JP5016901B2 (ja) カラートナー
KR20120095152A (ko) 정전하상 현상용 토너, 그 제조방법, 이 토너를 채용한 토너 공급 수단 및 화상 형성 장치
CN108369392B (zh) 静电潜像显影用调色剂
CN104345585B (zh) 静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂、调色剂盒、处理盒、成像装置和成像方法
JP5311845B2 (ja) トナーの製造方法
JP5561927B2 (ja) トナー及びトナーの製造方法
JP2005266317A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像剤及び画像形成方法
JP2006337847A (ja) カラートナー
US10656546B1 (en) Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, and toner cartridge
JP4298553B2 (ja) トナー及び画像形成方法
JP4174353B2 (ja) 非磁性トナー
JP2007133215A (ja) トナー

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120813

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130312

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130702

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5311845

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees