説明

トナー及びその製造方法

【課題】少なくとも着色剤を含有する着色樹脂粒子の表面を樹脂微粒子によって粒子の状態で融着させて被覆させるようにした第1のトナーと、少なくとも着色剤を含有する着色樹脂粒子の表面を樹脂層で被覆させ、さらに樹脂微粒子によって粒子の状態で融着させて被覆させるようにした第2のトナーを混合してなるトナーが開示されているが、最外層が粒子の状態で存在するために、長期間の使用を行うにしたがって、粒子の離脱、樹脂中への埋没等により、トナーの表面状態が変化してしまうという問題があった。
【解決手段】着色樹脂粒子の体積平均粒子径をD0(μm)、樹脂微粒子の体積平均粒子径をd(μm)としたとき、D0/dが150より小さくなるような着色樹脂粒子と樹脂微粒子を用いて着色樹脂粒子表面に樹脂微粒子を固定させることによって保存安定性及び定着性の高いトナーを提供することが可能である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
保存安定性及び定着性の高いトナー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
加熱定着等を行なう複写機、プリンターの消費電力を下げるために、トナーの軟化点を下げることは非常に有効である。また、透明性、発色性に優れたカラー画像を得るためには、トナーを十分に溶融させることが必要であることから、軟化点の低いトナーが用いられる。しかし、静電潜像を可視化するためにトナーは主に摩擦帯電によって帯電されており、トナーの軟化点が低いと帯電部材に固着してしまう。それを防止するために軟化点が低い樹脂を硬い外殻で覆ったカプセルトナーが提案されている。
簡便なカプセルトナーの製法として、軟化点の低い樹脂の表面に軟化点の高い樹脂微粒子や無機微粒子を機械的に、また熱的に固定してカプセル化を図る提案されている。
【0003】
しかしながら、柔らかい樹脂からなるトナーの表面に硬い粒子を並べても、画像形成時における帯電部材との摩擦、攪拌等により、硬い粒子が柔らかい樹脂の中に埋没し、長期間の使用を行うにしたがって、トナーの表面状態が変化してしまうので、トナーとなる母体の表面近傍に母体樹脂よりも硬い第1の微粒子を埋め込み固定化したのち、さらに硬い第2の微粒子を具備してなる現像剤が開示されているが、このようにトナーの表面に硬い粒子を2重に並べると、トナーの定着に熱圧力法を用いた場合、定着時に硬い粒子が溶融しないため、低温での定着性がさらに低下するという問題があった。
【0004】
また、低温で定着させるために、融点の低いワックス類を従来のトナーに比べて多量に添加することが必要となるが、このような融点の低いワックス類は、トナー表面に露出しやすい傾向があり、ワックス類が表面への露出量が増えると、トナー粒子同士がくっつきやすくなり、保管・保存性や、流動性に劣るという問題あった。
【0005】
上記のような課題を解決するため、少なくとも着色剤を含有する着色樹脂粒子の表面を樹脂微粒子によって粒子の状態で融着させて被覆させるようにした第1のトナーと、少なくとも着色剤を含有する着色樹脂粒子の表面を樹脂層で被覆させ、さらに樹脂微粒子によって粒子の状態で融着させて被覆させるようにした第2のトナーを混合してなるトナーが開示されているが、最外層が粒子の状態で存在するために、長期間の使用を行うにしたがって、粒子の離脱、樹脂中への埋没等により、トナーの表面状態が変化してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−147829公報
【特許文献2】特開平6−282107号公報
【特許文献3】特開2005−91869公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記問題を解決するために為されたものであり、保存安定性及び定着性の高いトナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は上記目的を達成するために為されたものであり、本発明の実施形態のトナーは、着色樹脂粒子と、前記着色樹脂粒子表面に付着され、前記着色樹脂粒子よりも小さい体積粒子径を有する樹脂微粒子と、からなるトナーであって、前記着色樹脂粒子の体積平均粒子径をR0(μm)、前記樹脂微粒子の体積平均粒子径をr(μm)としたとき、R0/rが150以下であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】トナー粒子の製造フローである。
【図2】本発明に係るトナーが適用される画像形成装置の基本構成図である。
【図3】実施例1に示されるトナーの粒度分布である。
【図4】比較例1に示されるトナーの粒度分布である。
【図5】比較例4に示されるトナーの粒度分布である。
【図6】実施例11に示されるトナーの粒度分布である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照して、画像認識装置及び画像認識方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【0011】
まず、トナーについて説明する。
着色樹脂粒子と樹脂微粒子を付着、固定化、融着してなるトナーにおいて、着色樹脂微粒子の体積平均粒子径R0(μm)と樹脂微粒子の体積平均粒子径r(μm)の関係が着色樹脂粒子と樹脂微粒子の付着・固定化の結果に大きく作用していることがわかった。すなわち、R0/rが150よりも小さくなる組合せをとることで保存安定性及び定着性の高いトナーが作成できることを見出した。
【0012】
このとき、着色樹脂粒子の体積平均粒子径R0はトナー粒子として実用可能なサイズが好ましい。例えば、着色樹脂粒子の体積平均粒子径R0は3μm〜10μmであることが好ましく、さらに好ましくは4μm〜8μmである。樹脂微粒子の体積平均粒子径dは着色樹脂粒子の体積平均粒子径R0のサイズによりR0/rが150よりも小さくなる組合せとなるよう適宜選択可能であるが、0.05μm〜0.5μmが好ましく、更に好ましくは0.08μm〜0.5μmが好ましい。
【0013】
また、このように作製するトナーにおいて、着色樹脂粒子100重量部に対して樹脂微粒子の添加量を3重量部〜30重量部添加することにより、着色樹脂粒子の表面に対して樹脂微粒子が50%以上の被覆率で形成される。ここで、着色樹脂粒子に対する樹脂微粒子の被覆率とは、着色樹脂粒子に対して、樹脂微粒子が被覆している割合であり、樹脂微粒子が付着した着色樹脂粒子SEM観察した画像について、一定面積の中に整列している樹脂微粒子をカウントして、その一定面積の中に理論上入り得る樹脂微粒子の個数との比を計算した値である。
【0014】
また、トナーの表面は樹脂微粒子が溶融して平滑な状態を有するものから、樹脂微粒子同士が接触部分において溶融して網目状の状態を有するものまで任意に作成可能である。これは、トナーの表面を整粒する為の装置(例えばヘンシェルミキサやハイブリタイザ)の負荷と処理時間を制御することにより調整可能である。整粒処理の処理条件を判断する値としては、装置の最大負荷A(kW)に対する実際に処理する負荷B(kW)の比率と時間T(分)の積を用いる。この値が2.0((B/A)*T)よりも大きくなることが好ましい。
【0015】
また、最初の整粒処理によって所定の被覆率としたのち、2段目以降の処理にてトナー表面の状態を所望の状態に調整することも可能であり、複数の処理を用いることで、詳細な表面状態の調整を行うことが可能である。
【0016】
このようにして作成したトナーにおいては、着色樹脂粒子を被覆する樹脂微粒子の膜厚が0.05μm〜0.7μmとなるようにすることで、保存安定性及び定着性の高いトナーを得ることが可能である。
【0017】
また、着色樹脂粒子に対する樹脂微粒子の付着もしくは固定化が好ましくできたかどうかについては、個数平均粒子径を測定することにより判別可能である。すなわち、着色樹脂粒子に、樹脂微粒子を付着、もしくは固定化処理したトナー粒子を例えばコールターカウンターにより測定すると、その個数粒子分布は、最も好ましくは1山ピークを有する分布となるが、2山分布となった場合、粒子径の小さいほうのピークを有する分布を排除したときの個数平均粒子径R2(μm)と、排除前の個数平均粒子径R1(μm)との差が、トナーの体積平均粒子径R0(μm)としたとき、R0/4よりも小さくすることで、目的とするトナーが得られたかどうかが判別できる。
【0018】
本発明の実施例に係るトナーを構成する着色樹脂粒子は、通常のトナーを製造する公知の方法で作成可能である。例えば、バインダー樹脂、着色剤、荷電制御剤、オフセット防止剤等を所定の処方にてヘンシェルミキサ、ナウタミキサ、V字ブレンダ等で前混合後、加圧ニーダーや押し出し機を用いて加熱溶融混練りし、それを冷却水や冷却エアを用いたベルトクーラー、ドラムクーラー等で冷却し、ハンマーミル等で粗粉砕し、機械式、高速ジェットエア等の微粉砕機で粉砕し、風力式等の分級機で分級して、所望の粒子径を有した着色樹脂粒子を得ることができる。
【0019】
また、ケミカル法等を利用して、各種の懸濁重合法や乳化重合法、シード重合法又は分散重合法を用いて着色樹脂粒子を得ることができる。
【0020】
また、本発明の実施例に係るトナーを構成する要素であり、着色樹脂粒子の表面に融着する樹脂微粒子を製造するにあたっては、例えば各種の懸濁重合法や乳化重合法、シード重合法又は分散重合法を用いることができる。
【0021】
樹脂微粒子を上記の重合法により製造するにあたっては、重合性単量体、重合開始剤、連鎖移動剤等を乳化分散もしくは懸濁分散させて重合させるようにする。
上記の重合性単量体としては、例えば、芳香族系ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を単独又は組み合わせて用いることができる。特に、酸性基を有する重合性単量体を用いることにより、樹脂微粒子の分散液中における分散安定性が向上する。
なお、上記用語(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの両方を含む概念である。
【0022】
また、上記の芳香族系ビニル単量体としては、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、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、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体及びその誘導体を用いることができる。
【0023】
また、上記の(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、油溶性のものを使用することが好ましい。更に、(メタ)アクリル酸とエステル結合を形成する置換基の炭素数が1〜12の(メタ)アクリル酸エステル系単量体を使用することが好ましい。
【0024】
具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル等のアクリル酸エステル、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2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等のメタアクリル酸エステル等が挙げられる。特に、炭素数が1〜8のアクリル酸エステルを使用することが好ましい。更に、このアクリル酸エステルを全単量体中50〜95重量%の割合で含有させることが好ましい。
【0025】
また、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共重合可能な単量体、例えばスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル等のビニル基を有する他の単量体を、得られる樹脂粒子の性能が低下しない範囲内で一種以上加えてもよい。
また、上記のビニルエステル系単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等を用いることができる。
【0026】
上記のビニルエーテル系単量体としては、例えば、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、ビニルフェニルエーテル等を用いることができる。
また、上記のモノオレフィン系単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等を用いることができる。
【0027】
上記のジオレフィン系単量体としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等を用いることができる。
【0028】
上記のハロゲン化オレフィン系単量体としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等を用いることができる。
【0029】
上記の酸性基を有する重合性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル等のカルボン酸基含有単量体;スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル等のスルホン酸基含有単量体を用いることができ、また酸性基を有する重合性単量体の全部又は一部が、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩又はカルシウム等のアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。
【0030】
得られるトナーの耐ストレス性等の特性を改良するために、ラジカル重合性の架橋剤を添加して、前記の重合性単量体と共重合させることも可能である。
【0031】
上記のラジカル重合性架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有する化合物を用いることができる。
【0032】
また、上記の樹脂微粒子の分子量を調整するためには、一般的に用いられる連鎖移動剤を添加させることが可能である。このような連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタンやメルカプト脂肪酸エステルを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではなく、従来の方式で用いられる他の物質でも問題ない。尚、連鎖移動剤の添加量は、所望する分子量や分子量分布によって異なるが、通常、重合性単量体の重量に対して0.1〜5重量%の範囲で添加させるようにする。
【0033】
上記のアルキルメルカプタンとしては、HSR3(R3は置換基を有してもよい鎖式炭化水素基を表わす)で示される化合物を用いることができ、例えば、ブチルメルカプタン、ペンチルメルプタン、ヘキシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、2−エチルヘキシルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等を用いることができる。
【0034】
上記のメルカプト脂肪酸エステルとしては、(HSR1−CO)nOR2(nは1から4の整数、R1、R2は置換基を有してもよい鎖式炭化水素基)で示される化合物を用いることができ、例えば、2−メルカプトプロピオン酸エチル、2−メルカプトプロピオン酸プロピル、2−メルカプトプロピオン酸ブチル、2−メルカプトプロピオン酸ヘキシル、2−メルカプトプロピオン酸−2−エチルヘキシル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、2−メルカプトプロピオン酸デシル、2−メルカプトプロピオン酸ドデシル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸ヘキシル、チオグリコール酸−2−エチルへキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、チオグリコール酸メトキシブチル、2−メルカプトプロピオン酸エチレングリコールエステル、2−メルカプトプロピオン酸ブタンジオールエステル、2−メルカプトプロピオン酸トチロールプロパンエステル、2−メルカプトプロピオン酸ペンタエリスリトールエステル、チオグリコール酸エチレングリコールエステル、チオグリコール酸ブタンジオールエステル、チオグリコール酸トチロールプロパンエステル、チオグリコール酸ペンタエリスリトールエステル等を用いることができる。
【0035】
また、上記の重合性単量体を重合させる為に重合開始剤を用いることが可能である。
この重合開始剤としては、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化オクタノイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等の油溶性アゾ化合物が挙げられる。
【0036】
また、特に水溶性の重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化−tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸−tert−ブチル、過酢酸−tert−ブチル、過安息香酸−tert−ブチル、過フェニル酢酸−tert−ブチル、過メトキシ酢酸−tert−ブチル、過N−(3−トルイル)パルミチン酸−tert−ブチル等の過酸化物類;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス−(2−アミジノプロパン)硝酸塩、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類等を用いることができる。
【0037】
分散剤としては、リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の難水溶性無機塩、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子が挙げられる。
【0038】
更に、界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル等のノニオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイドのような両性界面活性剤等が挙げられる。
【0039】
これらの分散剤、界面活性剤は、単独又は複数種組み合わせて使用してもよい。重合開始剤の単量体に対する添加量は、0.1〜1重量%で、分散剤の単量体に対する添加率は0.5〜10重量%で、界面活性剤を用いる時は水に対し0.01〜0.2重量%添加することが好ましい。
【0040】
次に、重合反応は、上記樹脂単量体相と溶媒相(例えば、水相)とを混合したのち、攪拌しながら昇温して開始させる。重合開始温度は40〜90℃とするのが好ましい。そして、この温度で保持しながら、一般的に1〜10時間程度重合させることが好ましい。
【0041】
この時、単量体と溶媒との混合条件及び攪拌条件をコントロールすることで、樹脂粒子の平均粒子径を適宜決定することができる。混合条件及び攪拌条件のコントロールは、例えば、ホモジナイザー、回転羽根と機壁あるいは回転羽根同士のギャップにかかる高シェアーを利用した乳化分散機を使用したり、超音波分散機等を用いて分散したり、セラミックミクロ多孔膜にモノマー水溶液を加圧して通し分散媒に圧入等して行うことができる。
【0042】
重合終了後、必要に応じて分散剤を酸等で分解し、濾過、洗浄、乾燥、粉砕、分級を行うことにより、所望の樹脂微粒子を得る。
【0043】
着色剤としては、トナーにおいて一般に用いられている有機又は無機の各種、各色の顔料及び染料を使用することが可能であり、下記に説明する。
【0044】
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト、マグネタイト等を用いることができる。
【0045】
黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ等を用いることができる。
【0046】
橙色顔料としては、例えば、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK等を用いることができる。
【0047】
赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等を用いることができる。
【0048】
紫色顔料としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等を用いることができる。
【0049】
青色顔料としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー誘導体、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等を用いることができる。
【0050】
緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG、フタロシアニングリーン等を用いることができる。
【0051】
白色顔料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化スズ等を用いることができる。
【0052】
体質顔料としては、例えば、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト、カオリン等を用いることができる。
【0053】
染料としては、例えば、ローズベンガル、トリフェニルメタン系染料、モノアゾ系染料、ジスアゾ系染料、ローダミン系染料、縮合アゾ系染料、フタロシアニン系染料等を用いることができる。
【0054】
なお、これらの着色剤は、単独或いは複数組み合わせて用いることができる。また、この着色剤の量が多くなりすぎると、トナーの定着性が低下したり顔料の分散が困難になり画像の鮮鋭性や透明性が低下する一方、少なくなりすぎると、十分な画像濃度が得られなくなるため、トナーに含有される樹脂100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部の範囲になるようにすることが望ましい。
【0055】
また、着色樹脂粒子には、荷電制御剤やオフセット防止剤や磁性粉等を含有させることができる。
【0056】
荷電制御剤としては、従来から静電荷像現像用トナーに正又は負の荷電を与える物質として添加されている公知のものを使用することができる。
【0057】
荷電制御剤において、トナーに正の荷電を与える正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシンベースES(オリエント化学工業社製)等の二グロシン系染料;P−51(オリエント化学工業社製)、コピーチャージPX VP435(クラリアント社製)等の第四級アンモニウム塩;アルコキシ化アミン、アルキルアミド、モリブデン酸キレート顔料及びPLZ1001(四国化成工業社製)等のイミダゾール化合物等を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0058】
また、荷電制御剤においてトナーに負の荷電を与える負荷電制御剤としては、例えば、ボントロンS−22(オリエント化学工業社製)、ボントロンS−34(オリエント化学工業社製)、ボントロンE−81(オリエント化学工業社製)、ボントロンE−84(オリエント化学工業社製)、スピロンブラックTRH(保土谷化学工業社製)等の金属錯体;チオインジゴ系顔料、コピーチャージNXVP434(ヘキストジャパン社製)等の第4級アンモニウム塩;ボントロンE−89(オリエント化学工業社製)等のカリックスアレーン化合物;LR147(日本カーリット社製)等のホウ素化合物;フッ化マグネシウム、フッ化カーボン等のフッ素化合物等を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、負荷電制御剤となる金属錯体としては、上記のもの以外に、例えば、オキシカルボン酸金属錯体、ジカルボン酸金属錯体、アミノ酸金属錯体、ジケトン金属錯体、ジアミン金属錯体、アゾ基含有ベンゼン−ベンゼン誘導体骨格金属体、アゾ基含有ベンゼン−ナフタレン誘導体骨格金属錯体等の各種の構造を有したものを用いることができる。
【0059】
荷電制御剤を添加させるにあたっては、これらの荷電制御剤が着色樹脂粒子中に均一に分散されるように、その粒径が10〜100nm程度のものを用いることが好ましい。
【0060】
オフセット防止剤としては、静電荷像現像用トナーにおいて一般に使用されている公知のワックス類を使用することができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス;パラフィン系ワックス;ベヘン酸エステル、モンタン酸エステル、ステアリン酸エステル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス;水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス;ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン;アルキル基を有するシリコーン;ステアリン酸等の高級脂肪酸;長鎖脂肪族アルコール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールと長鎖脂肪酸との(部分)エステル;オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等を用いることができる。
【0061】
なお、これらのオフセット防止剤を添加させる場合、着色樹脂粒子中における樹脂100重量部に対して、通常1〜25重量部、好ましくは3〜20重量部、より好ましくは5〜15重量部の範囲で添加することが望ましい。
【0062】
静電荷像現像用トナーに対して外添剤を付与することも可能であり、このような外添剤としては、例えば、微粉末のシリカ、アルミナ、チタニア等の流動性向上剤;マグネタイト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、導電性チタニア等の無機微粒子;スチレン樹脂、アクリル樹脂等の抵抗調整剤等を使用することが可能である。なお、これらの外添剤の添加量は、トナーに付与する各種の性能に応じて適宜決定すればよく、通常、トナー粒子100重量部に対して0.05〜10重量部の範囲で添加させることが望ましい。
【実施例】
【0063】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0064】
樹脂微粒子の製造例
(A)ポリメチルメタアクリレート:平均粒子径0.27μm
油相 アクリル酸エチル 90重量部
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート 10重量部
過酸化ベンゾイル 0.5重量部
水相 脱イオン水 400重量部
ポリビニルアルコール 8重量部
ラウリル硫酸ナトリウム 0.04重量部
特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数6000rpm)により上記の油相を水相に分散させた後、攪拌機、温度計を備えた重合器にこの分散液を入れ、70℃で10時間攪拌を続けて懸濁重合を完了した。冷却後、この懸濁液を濾過、洗浄し、ガラス転移点80℃、平均粒子径0.27μmの球状樹脂粒子を得た。濾過、洗浄後の脱水ケーキを攪拌翼付き回転式真空乾燥機に入れ、乾燥後、分級してポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子Aを得た。
【0065】
(B)ポリメチルメタアクリレート:平均粒子径0.52μm
油相 メタクリル酸メチル 90重量部
トリメタクリル酸トリメチロールプロパン 10重量部
過酸化ベンゾイル 0.5重量部
水相 水 500重量部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.3重量部
ポリビニルアルコール 4重量部
亜硝酸ナトリウム 0.03重量部
特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数7000rpm)により上記の油相を水相に分散させた後、攪拌機、温度計を備えた重合器にこの分散液を入れ、65℃で10時間攪拌を続けて懸濁重合を完了した。冷却後、この懸濁液を濾過、洗浄し、ガラス転移点105℃、平均粒子径0.52μmの球状樹脂粒子を得た。濾過、洗浄後の脱水ケーキを攪拌翼付き回転式真空乾燥機に入れ、乾燥後、分級してポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子Bを得た。
【0066】
(C)ポリメチルメタアクリレート:平均粒子径0.91μm
油相 メタクリル酸メチル 50重量部
メタクリル酸ブチル 40重量部
ジメタクリル酸エチレングリコール 10重量部
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.5重量部
水相 水 100重量部
ラウリル硫酸ナトリウム 0.4重量部
特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数8000rpm)により上記の油相を水相に分散させた後、攪拌機、温度計を備えた重合器にこの分散液を入れ、ポリビニルピロリドン8gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水500gに溶解した水溶液を加えて、50℃で10時間攪拌を続けて懸濁重合を完了した。冷却後、この懸濁液を濾過、洗浄し、ガラス転移点105℃、平均粒子径0.91μmの球状樹脂粒子を得た。濾過、洗浄後の脱水ケーキを攪拌翼付き回転式真空乾燥機に入れ、乾燥後、分級してポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子Cを得た。
【0067】
(D)ポリスチレン:平均粒子径0.28μm
スチレン 100重量部
水 900重量部
α−メチルスチレンダイマー 0.5重量部
上記を反応容器に入れ、特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数6000rpm)により攪拌を行いながら1時間窒素を吹き込み、十分に雰囲気を窒素置換し、続いて70℃まで加温した。この後、1.2重量部の過硫酸カリウムを少量のイオン交換水に溶解し、反応系に添加した。次いで70℃のまま24時間撹拌を続けた後、反応系を室温にまで冷却し、反応を停止させた。得られた重合体粒子を水およびメチルアルコールで洗浄した後、固液分離を行い、オーブン中で乾燥し、ガラス転移点61℃、平均粒子径0.28μmのポリスチレン樹脂微粒子Dを得た。
【0068】
(E)ポリスチレン:平均粒子径0.05μm
スチレン 200重量部
水 1000重量部
ラウリル硫酸ナトリウム 1.5重量部
上記を反応容器に入れ、特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数8000rpm)により攪拌を行いながら1時間窒素を吹き込み、十分に雰囲気を窒素置換し、続いて75℃まで加温した。この後、1重量部の過硫酸カリウムを少量のイオン交換水に溶解し、反応系に添加した。次いで75℃のまま24時間撹拌を続けた後、反応系を室温にまで冷却し、反応を停止させた。得られた重合体粒子を水およびメチルアルコールで洗浄した後、固液分離を行い、オーブン中で乾燥し、ガラス転移点70℃、平均粒子径0.05μmのポリスチレン樹脂微粒子Eを得た。
【0069】
(F)ポリメタクリル酸メチル:平均粒子径0.5μm
水 3400重量部
ノルマルオクチルメルカプタン 5.6重量部
アクリル酸メチル 560重量部
上記を反応容器にいれ、攪拌しながら窒素気流中で70℃に昇温し、過硫酸カリウム2.8重量部を投入し、70℃で4時間ソープフリーの重合反応を行い、反応系を室温にまで冷却し、反応を停止させた。得られた重合体粒子を水およびメチルアルコールで洗浄した後、固液分離を行い、オーブン中で乾燥し、ガラス転移点102℃、平均粒径が0.5μmのポリメタクリル酸メチル樹脂微粒子Fを得た。
【0070】
(G)ポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子:平均粒子径0.27μm
油相 アクリル酸エチル 50重量部
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート 50重量部
過酸化ベンゾイル 0.5重量部
水相 脱イオン水 400重量部
ポリビニルアルコール 8重量部
ラウリル硫酸ナトリウム 0.04重量部
上記を(A)と同様にして重合処理を行い、ガラス転移点50℃、平均粒子径0.27μmの球状のポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子Gを得た。
【0071】
(H)ポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子:平均粒子径0.27μm
油相 アクリル酸エチル 95重量部
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート 5重量部
過酸化ベンゾイル 0.5重量部
水相 脱イオン水 400重量部
ポリビニルアルコール 8重量部
ラウリル硫酸ナトリウム 0.04重量部
上記を(A)と同様にして重合処理を行い、ガラス転移点130℃、平均粒子径0.27μmの球状のポリメチルメタアクリレート樹脂微粒子Hを得た。
【0072】
着色樹脂粒子の製造例
(a)粉砕法による着色樹脂粒子:体積平均粒子粒子径5.6μm
ポリエステル樹脂(ガラス転移点60℃) 100重量部
ライスワックス 5重量部
エステルワックス 5重量部
カーボンブラック 10重量部
荷電制御剤(含ジルコニウムモノアゾ染料) 1重量部
上記の材料をブレンダで充分混合したのち、100〜110℃に加熱した2本ロールによって溶融混練した。混練り物を自然放冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて着色樹脂粒子aを得た。
なお、各色着色樹脂粒子aの体積平均粒子径は、5.6μmであった。(体積平均粒子径は、コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンターモデルTA−IIにより計測した。)
【0073】
(b)粉砕法による着色樹脂粒子:体積平均粒子径8.1μm
上記(a)と同様の材料を用いて同様の処理を行った。ただし、風力分級装置の設定を変更して、(a)と同じ組成を持ち、大きさの異なる体積平均粒子径8.1μmの着色樹脂粒子bを得た。
【0074】
(c)粉砕法による着色樹脂粒子:体積平均粒子径10.3μm
上記(a)と同様の材料を用いて同様の処理を行った。ただし、風力分級装置の設定を変更して、(a)と同じ組成を持ち、大きさの異なる体積平均粒粒子径10.3μmの着色樹脂粒子cを得た。
【0075】
(d)粉砕法による着色樹脂粒子:体積平均粒子径4.2μm
上記(a)と同様の材料を用いて同様の処理を行った。風力分級装置の設定を変更して、(a)と同じ組成を持ち、体積平均粒子径4.2μmの着色樹脂粒子dを得た。
【0076】
(e)粉砕後、熱風処理した着色樹脂粒子:体積平均粒子径5.8μm
上記(a)で得られた着色樹脂粒子aを用いて、熱風球形化装置「サーフュージングシステムSFS−3型」(日本ニューマチック工業(株)によって、320℃の入り口熱風温度、熱風との接触時間0.03秒、単位面積当たりの熱風流量1.0m /min、同原料投入量1.0kg/hrの条件下で熱処理を行い、体積平均粒子径5.8μm、平均円形度0.95の熱処理着色樹脂粒子eを得た。(平均円形度は、FPIA−2100(シスメックス社製)を用い、1500個/分の測定速度で測定することにより求める 円形度=(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周長)/(粒子投影図の輪郭長さ)により計測した。)
【0077】
(f)懸濁重合法による着色樹脂粒子:体積平均粒子径6.1μm
油相 スチレン 170重量部
n−ブチルアクリレート 30重量部
イエロー顔料(PY-74) 10重量部
荷電制御剤(含ジルコニウムモノアゾ染料) 2重量部
ライスワックス 10重量部
水相 水 700重量部
0.1M−Na3PO4水溶液 450重量部
1.0M−CaCl2水溶液 68重量部
上記の油相の材料を60℃に加温し、均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8重量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製し、水相材料の中に投入し、60℃,N2雰囲気下において、特殊機化製卓上型TKホモミキサー(回転数4500rpm)で15分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。得られた重合体粒子を水およびメチルアルコールで洗浄した後、固液分離を行い、オーブン中で乾燥し、ガラス転移点59℃、体積平均粒子径6.1μmのイエロー着色樹脂粒子fを得た。
【0078】
(g)乳化重合法による着色樹脂粒子:体積平均粒子径5.9μm
スチレン 320重量部
n−ブチルアクリレート 80重量部
β−カルボキシエチルアクリレート 9重量部
1,10デカンジオールジアクリレート 1.5重量部
ドデカンチオール 2.7重量部
上記を混合溶解したものを、アニオン性界面活性剤4重量部をイオン交換水550重量部に溶解したものにフラスコ中で分散、乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム6重量部を溶解したイオン交換水50重量部を投入した。次いで充分に系内の窒素置換を十分に行った後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより中心径210nmのアニオン性樹脂粒子分散液を得た。
青顔料(PB-15:3) 50重量部
アニオン性界面活性剤 10重量部
水 240重量部
上記を混合し、ホモジナイザーを用いて10分間分散した後、循環式超音波分散機にかけて平均粒径は150nmの着色剤分散液を作製した。
ポリエチレンワックス 50重量部
アニオン性界面活性剤 10重量部
水 240重量部
上記を混合し、ホモジナイザーを用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、中心粒径200nmの離型剤分散液を得た。
水 500重量部
上記樹脂粒子分散液 250重量部
上記着色剤分散液 36重量部
上記離型剤分散液 56重量部
金属塩凝集剤 0.5重量部
上記をステンレス製フラスコに入れ、ホモジナイザーで混合分散した。混合時は樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液を分割し、3分割づつ段階的に行った。その後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら50℃まで加熱した。50℃で60分保持した後、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて52℃で1時間保持した。
この凝集体粒子を含む分散液に、樹脂粒子分散液60重量部を緩やかに添加し、更に加熱用オイルバスの温度を上げて54℃で1時間保持した。
得られた重合体粒子を水およびメチルアルコールで洗浄した後、固液分離を行い、オーブン中で乾燥し、ガラス転移点57℃、平均粒子径5.8μmのシアン色着色樹脂粒子gを得た。
【0079】
(処理粒子の製造例)
まず、トナー粒子製造の概略に関して、図1を用いて説明する。図1はトナー粒子の製造フローである。トナー粒子は着色樹脂粒子1と、着色樹脂粒子1よりも小さい樹脂微粒子2とから製造される。まず、着色樹脂粒子1と樹脂微粒子2は攪拌などの方法により混合され、着色樹脂粒子1の表面に樹脂微粒子2が不均一に付着する。これをブレンド処理という。次に、この着色樹脂粒子1の表面に樹脂微粒子2が不均一に付着した粒子に対し、機械的、あるいは熱的な力を加える事により着色樹脂粒子1の表面に付着した樹脂微粒子2の付着に規則性を与える。これを製粒処理という。
【0080】
この製粒処理を行った粒子に対し、機械的、あるいは熱的な力を加える事により表面状態を平滑にし、着色樹脂粒子1を樹脂微粒子2の膜で覆うような処理を行う。これを被膜処理と言い、被膜処理が為された粒子を処理粒子とする。
【0081】
次に実際にトナー粒子を作成した例について説明する。
着色樹脂粒子a 100重量部
樹脂微粒子A 25重量部
上記を、ヘンシェルミキサ(三井鉱山製)で20m/secの攪拌羽根周速度にて1分間混合(図1のブレンド処理)を行った。これをSEM観察したところ、着色樹脂粒子aの表面全体に凝集した樹脂微粒子Aが付着していた。この140gをノビルタ(130型、最大負荷5.5kW、ホソカワミクロン製)で2.5kWの平均負荷をかけて10分間処理(図1の整粒処理)した。このときのノビルタ装置の最大負荷5.5kWに対する実際に処理する平均負荷2.5kWの比率と時間10分の積は、4.55であった。これをSEM観察したところ、着色樹脂粒子aの表面に樹脂微粒子Aが整列状態で付着しており、かつ樹脂微粒子Aはお互いの接点が接着したようになって、表面は網目状の形態を呈していた。さらに、TEMで断面を観察したところ、着色樹脂粒子aの表面に樹脂微粒子Aが一列に並んだ状態で被覆されており、樹脂微粒子Aの一部が着色樹脂粒子aに埋め込まれている状態が確認された。
【0082】
上記のように着色樹脂粒子aの表面が、粒子の形状を残したまま融着された樹脂微粒子Aによって被覆された処理粒子SAを得た。
以下、表1に示される着色樹脂粒子と樹脂微粒子の組み合わせにて、処理粒子SAと同様の処理を行い、処理粒子SBから処理粒子SVを得た。表1は処理粒子SAから処理粒子SVの着色樹脂と樹脂微粒子と整粒処理条件に関する表である。
【0083】
【表1】

【0084】
(被覆処理粒子)
続いて処理粒子SAを用いて、熱風球形化装置「サーフュージングシステムSFS−3型」(日本ニューマチック工業(株)製)によって、320℃の入り口熱風温度、熱風との接触時間0.03秒、単位面積当たりの熱風流量1.0m /min、同原料投入量1.0kg/hrの条件下で熱処理して、処理粒子SWを得た。これをSEMで観察したところ、処理粒子SAで見られた網目状の表面は、表面の樹脂微粒子SAが熱により溶融している為、凸凹状の平滑な表面を呈していることが確認できた。
更に、処理粒子SW100重量部に対して、外添加剤として、疎水化されたシリカ2重量部、酸化チタン1重量部を、トナーSAの場合と同様ヘンシェルミキサにて30m/sの攪拌羽速度にて12分間混合して、本発明になるトナーTWを得た。
【0085】
また、上記処理粒子SAと同様な方法で処理粒子SBを熱処理し、処理粒子SXを得た。これをSEM観察したところ、網目状の形態を残しているが、処理粒子SWと比較して樹脂微粒子相互の結合部分が増え、網目の部分が小さくなった状態が確認できた。
【0086】
処理粒子SAをハイブリダイザシステム(奈良機械製)に投入し、周速100m/sの回転速度にて20分処理を行い、処理粒子SYを得た。
これをSEMで観察したところ、処理粒子SAで見られた網目状の表面は、網目状の形態を残しているが、樹脂微粒子相互の結合部分が増え、網目の部分が小さくなった状態が確認できた。
【0087】
同様にして、処理粒子SBをハイブリダイザシステム(奈良機械製)に投入し、周速100m/sの回転速度にて20分処理を行い、処理粒子SZを得た。これをSEM観察したところ、処理粒子SBとほぼ変わらない状態であることを確認した。
表2に上述した処理粒子SAからSZまでのトナーの母体粒子の組み合わせ、添加量、処理条件、SEM観察による表面状態、被覆率に関して示している。
【0088】
【表2】

【0089】
(トナー)
更に、処理粒子SA100重量部に対して、外添加剤として、疎水化されたシリカ2重量部、酸化チタン1重量部を、ヘンシェルミキサにて30m/sの攪拌羽速度にて12分間混合して、トナーTAを得た。トナーTAと同様に、処理粒子SBから処理粒子SZ100重量部に対して、外添加剤として、疎水化されたシリカ2重量部、酸化チタン1重量部を、ヘンシェルミキサにて30m/sの攪拌羽速度にて12分間混合して、トナーTBからトナーTZを得た。
【0090】
更に、着色樹脂粒子aと着色樹脂粒子gを用いて、上記トナーSAと同様の方法でトナーTa、トナーTgを得た。
【0091】
また、外部添加剤を混合して得られたトナーの体積平均粒子径をコールターカウンターモデルTA−IIにより計測した結果を表3に示す。
【0092】
【表3】

【0093】
トナーTAからトナーTZ、トナーTa、トナーTgについて、定着性、保存性、保管性、流動性を測定した結果を表4に示す。
【0094】
【表4】

【0095】
ここで、被覆率とは、着色樹脂粒子に対して、樹脂微粒子が被覆している割合であり、SEM観察した画像について、一定面積の中に整列している樹脂微粒子をカウントして、その一定面積の中に理論上入り得る樹脂微粒子の個数との比を計算した値である。
【0096】
個数平均粒子径R1、R2は、FPIA粒子像観察装置(FPIA−2100、シスメックス製)で個数基準の粒度分布をもとめ、分布が2山になったときの、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットしたときの個数平均粒子径をR2(μm)とし、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットする前の個数平均粒子径をR1(μm)としてあらわしたものである。
【0097】
ここで本発明に係るトナーが適用される画像形成装置について図2を用いて説明する。
図2は本発明に係るトナーが適用される画像形成装置の基本構成図である。以下では一例としてカラー画像形成装置について簡単に説明する。ただし、本装置はイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色のトナーを使用するが、各感光体周辺の構成は同様であるので1つの感光体周辺と定着部について説明を行う。図2において、この画像形成装置は感光体10、帯電器20、露光装置30、現像装置40、転写装置50、クリーニング装置60、除電装置70および定着装置80などから構成されている。
【0098】
このような構成の画像形成装置において、感光体ドラム10は図示しない駆動部によって回転駆動され、その表面は帯電器20によって一様に帯電される。そして読み込まれた画像情報に基づいた露光が露光装置30によって行われ、この感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置40から供給されるトナーによって顕像となる。この現像装置40は現像剤41と現像ローラ43を含み、現像剤容器41内には本発明のトナーとキャリアからなる現像剤を収納している。また、この現像剤容器41にトナーを供給する部材として、トナーカートリッジ45が示されている。このトナーカートリッジ45は画像形成装置に対して着脱自在に取り付けられている。
【0099】
一方、この感光体10上へのトナー像の形成が行われている間に、給紙部から転写紙が感光体10に向けて給送される。この転写紙は、感光体ドラム10上のトナー像に重ね合わされるタイミングで感光体10と対向配置されている転写装置50に送り出され、転写部にて、感光体10上のトナー像が転写紙に転写される。
その後、転写紙は、感光体10から機械的に分離された後、定着装置80に搬送され、トナー像が定着される。
【0100】
上記転写部を通過した後の感光体10表面に残留した残留トナーは、上記クリーニング装置60によって感光体10上から除去され回収される。そして、転写残トナーが除去された後の感光体表面の残留電荷は、除電装置70により除去される。
【0101】
ここで、定着性は、上記の原理に基づく画像形成装置である東芝テック社製 e-STUDIO600の定着器部分を取り外して、本体と定着器部分を分離し、本体部分で定着評価用のチャートをコピーして、紙基体に未定着のトナーが付着した画像を出力した後、温度と定着速度可変とした定着器で未定着のトナーを紙基体に定着した。140℃における定着強度が75%以上、130℃における低温オフセット、220℃における高温オフセットの発生がないことが、トナーとしての性能を満足する定着性の指標とした。
【0102】
保存性は、100ccの広口ポリ瓶にトナー20gを入れ、55℃のウオーターバスに8時間浸漬させ、これを常温環境にて室温まで冷却し、測定装置としてパウダーテスタ(ホソカワミクロン社製)を用い、振動台に42メッシュのふるいをセットし、ふるいの上に前記トナーを静かに載せ、振動台への入力電圧が30Vになるようにし、振動台の振幅が60〜90μmの範囲に入るようにし、10秒間振動させてふるいに残ったトナー量を量り、保存性とした。トナーとしての性能を満足する保存性は、1g以下であることを、トナーとしての性能を満足する保存性の指標とした。
【0103】
保管性は、東芝テック社製 e-STUDIO600 のプロセスカートリッジに、トナー1300gを入れ、45℃の恒温槽に200時間静置したのち、プロセスカートリッジを、プロセスカートリッジ駆動装置により、カートリッジのトナー補給機構を回転させて、中のトナーを排出させて、排出後のカートリッジのトナー残量を求めて、保管性とした。トナーとしての性能を満足する保管性は、65g以下であることを、トナーとしての性能を満足する保管性の指標とした。
【0104】
流動性は、測定装置としてパウダーテスタ(ホソカワミクロン社製)を用い、振動台に60メッシュ、100メッシュ、200メッシュのふるいを目開きの狭い順、すなわち60メッシュが上位にくるように重ねてセットする。振動台への入力電圧が30Vになるようにし、振動台の振幅が60〜90μmの範囲に入るようにし、20gのトナーを30秒間振動させて、それぞれのメッシュに残ったトナー量を量り、3つのふるいに残ったトナーの総量を求めて、流動性とした。トナーとしての性能を満足する流動性は、3g以下であることを、トナーとしての性能を満足する流動性の指標とした。
【0105】
(実施例1)においては、表4から分かる通り処理粒子SAを用いてトナーが作成されているが、この処理粒子SAは、表2から分かる通り、被覆率94%、被覆膜厚0.22μmの網目状の皮膜が形成された。これに外部添加剤を添加してトナーTAとして評価した結果、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
また、図3に実施例1に示されるトナーの粒度分布を示す。図3から分かるとおり、粒度分布は完全な二山にはなっていない。これは母粒子である着色樹脂粒子に樹脂微粒子がしっかりと付いている為である。また、樹脂微粒子側の頻度が少なく、R1が4.9μm、R2が5.8μmとなり、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットしたときの個数平均粒子径R2(μm)とカット前の個数平均粒子径R1(μm)との差が、トナーの体積平均径R(μm)としたとき、R/4よりも小さい、という条件を満たしている。本実施例においては、R1とR2との差が小さい事から、着色樹脂粒子が埋設され、製膜条件が適切であることが分かる。
【0106】
(実施例2)においては、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
【0107】
(実施例3〜9)においては、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
【0108】
(実施例10〜11)においては、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。また、図6に実施例11に示されるトナーの粒度分布を示す。図6から分かるとおり、粒度分布は二山にはなっているが、樹脂微粒子側の頻度は少ない。これは母粒子である着色樹脂粒子に樹脂微粒子がしっかりと付いている為である。また、R1が6・4μm、R2が8.0μmとなり、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットしたときの個数平均粒子径R2(μm)とカット前の個数平均粒子径R1(μm)との差が、トナーの体積平均径R(μm)としたとき、R/4よりも小さい、という条件を満たしている。本実施例においては、樹脂微粒子が埋設され、製膜条件が適切であることが分かる。
【0109】
(実施例12)においては、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
【0110】
(実施例13〜14)においては、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
【0111】
(実施例15)においては、例1の処理粒子Aをさらにサーフュージングシステムにより処理することにより、表面が網目状から平滑状になり、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーAと同等以上の性能を満足する結果が得られた。
【0112】
(実施例16)においては、例2の処理粒子Bをさらにサーフュージングシステムにより処理することにより、表面が粒状から網目状になり、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーBで劣っていた流動性が改善され、トナーとしての性能を満足する結果が得られた。
【0113】
(実施例17)においては、例1の処理粒子Aをさらにハイブリダイザシステムにより処理することにより、表面が網目状から平滑状になり、表4に示すように定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーAと同等以上の性能を満足する結果が得られた。
【0114】
以上のように、低温定着にすぐれるが、保存・保管性や、流動性に劣るといった相反する特性を両立せしめるトナーおよびその製造方法を提供することができる。
続いて比較例について説明する。
【0115】
(比較例)
(比較例1)において、表4から分かる通り処理粒子SBを用いてトナーが作成されているが、この処理粒子SBは、表1から分かる通り、時間*負荷/負荷maxの値が2.73である。これは整粒処理の処理条件を判断する基準値3よりも小さく、処理条件がやや弱かったと考えられる。この結果、被覆率60%、被覆膜厚0.25μmではあるが、粒状の皮膜が形成されたため、定着性、保存性、保管性は性能を満足したが、流動性が劣る結果となった。
また、図4に比較例1に示されるトナーの粒度分布を示す。R1が4.3μm、R2が5.6μmとなり、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットしたときの個数平均粒子径R2(μm)とカット前の個数平均粒子径R1(μm)との差が、トナーの体積平均径R(μm)としたとき、R/4よりも小さくする、という条件を満たしていない。また、図4から分かるとおり、粒度分布は二山にはなっているが。これは母粒子である着色樹脂粒子に樹脂微粒子がしっかりと付いていない為である。本比較例においては、R1とR2との差が大きい事から、樹脂微粒子が浮遊し、製膜条件が不適切であることが分かる。
【0116】
(比較例2)においては、表4から分かる通り処理粒子SCを用いてトナーが作成されているが、この処理粒子SCは、表1から分かる通り、時間*負荷/負荷maxの値が1・82である。これは整粒処理の処理条件を判断する基準値3よりも小さく、処理条件が弱かったと考えられる。このため、樹脂微粒子による皮膜ができなかった。また、比較例2における被覆処理後の処理粒子のTEM観察からも、樹脂微粒子による皮膜ができなかった事が分かった。
【0117】
(比較例3)においては、被覆率は良好であったが、FPIAの測定の結果、R2−R1の値が、R/4よりも大きくなっている。更に、FPIA測定の前処理において、樹脂微粒子が着色樹脂粒子から容易に剥離されやすいことがわかった。定着性、保存性、保管性、流動性ともに、トナーとしての性能を満足する結果が得られたが、実機の使用において、プロセスカートリッジや、現像器内部での攪拌等により樹脂微粒子が容易に剥離してしまい、長期の安定性に劣るものと思われる。
【0118】
(比較例4)においては、樹脂微粒子の添加量が大きいため、FPIAの測定の結果、R2−R1の値が、R/4よりも大きくなり、過剰の樹脂微粒子が遊離している状態にあるとともに、被覆膜形成が確認できなかった。
また、図5に比較例4に示されるトナーの粒度分布を示す。図5から分かるとおり、粒度分布は二山にはなっている。これは母粒子である着色樹脂粒子に樹脂微粒子がしっかりと付いていない為である。また、樹脂微粒子側の頻度がきわめて多く、R1が2.9μm、R2が7.8μmとなり、粒子径の小さいほうのピークを有する分布をカットしたときの個数平均粒子径R2(μm)とカット前の個数平均粒子径R1(μm)との差が、トナーの体積平均径R(μm)としたとき、R/4よりも小さい、という条件を満たしていない。本比較例においては、R1とR2との差が大きい事や、粒度分布の結果から、多くの樹脂微粒子が浮遊した状態にあると考えられ、製膜条件が不適切であることが分かる。
【0119】
(比較例5)においては、樹脂微粒子の添加量が大きいため、FPIAの測定の結果、R2−R1の値が、R/4よりも大きくなり、過剰の樹脂微粒子が遊離している状態にあるとともに、被覆膜形成が確認できなかった。
【0120】
(比較例6)においては、着色樹脂粒子に対して粒子径が小さいため、D0/dの値が150よりも大きくなっている。 また、樹脂微粒子の添加量が少ないため、被覆率が低く、FPIAの測定の結果、R2−R1の値が、R/4よりも大きくなっている。被覆膜形成が確認できなかった。
【0121】
(比較例7)においては、表1に示されるとおり、樹脂微粒子のガラス転移点が60℃より小さいため、被覆膜形成ができたものの、保存性が劣る結果が得られた。
【0122】
(比較例8)においては、樹脂微粒子のガラス転移点が大きいため、被覆膜形成ができたものの、定着強度が劣る結果が得られた。
【0123】
(比較例9)においては、例2の処理粒子Bをさらにハイブリダイザシステムにより処理したが、1回目および2回目ともに処理条件がやや弱かったものと思われ、表面が粒状の皮膜状態のままであり、トナーBで劣っていた流動性がわずかに改善されたにとどまった。
【0124】
(比較例10)においては、着色樹脂粒子aのみであり、定着性において、低温オフセットが劣る結果が得られた。
【0125】
(比較例11)においては、着色樹脂粒子gのみであり、保存性、保管性が劣る結果が得られた。
【0126】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0127】
1 着色樹脂
2 樹脂微粒子
3 被ブレンド処理トナー
4 被整粒トナー
5 被覆処理トナー
10 感光体
20 帯電器
30 露光装置
40 現像装置
41 現像剤収容器
43 現像ローラ
45 トナーカートリッジ
50 転写装置
60 クリーニング装置
70 除電装置
80 定着装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色樹脂粒子と、
前記着色樹脂粒子表面に付着され、前記着色樹脂粒子よりも小さい体積粒子径を有する樹脂微粒子と、
からなるトナーであって、前記着色樹脂粒子の体積平均粒子径をR0(μm)、前記樹脂微粒子の体積平均粒子径をr(μm)としたとき、R0/rが150以下であることを特徴とするトナー。
【請求項2】
前記着色樹脂粒子の体積平均粒子径が3(μm)から10(μm)の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
前記着色樹脂粒子の体積平均粒子径が4(μm)から8(μm)の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
【請求項4】
前記樹脂微粒子の体積平均粒子径が0.05(μm)から0.5(μm)の範囲内にあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1に記載のトナー。
【請求項5】
前記樹脂微粒子の体積平均粒子径が0.08(μm)から0.8(μm)の範囲内にあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1に記載のトナー。
【請求項6】
前記樹脂微粒子は、前記着色樹脂粒子の表面に対して被覆率50%以上で付着している事を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1に記載のトナー。
【請求項7】
前記着色樹脂粒子の表面を覆う前記樹脂微粒子の膜厚が、0.05〜0.7μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1に記載のトナー。
【請求項8】
着色樹脂粒子の表面に前記樹脂微粒子を付着せしめたトナーの粒度分布において、ピークが認められるとき、前記トナーの個数平均径をR1(μm)とし、粒子径の最も大きいピークを有する分布以外の分布を除いた場合の個数平均径をR2(μm)とし、前記トナーの体積平均粒子径をR0(μm)としたとき、R2−R1がR0/4以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1に記載のトナー。
【請求項9】
前記着色樹脂粒子は熱可塑性樹脂および着色剤を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1に記載のトナー。
【請求項10】
前記着色樹脂粒子は、溶融混練、粉砕法により製造されることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1に記載のトナー。
【請求項11】
前記樹脂微粒子は、非架橋の樹脂微粒子からなることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1に記載のトナー。
【請求項12】
前記樹脂微粒子のガラス転移点は、60〜120℃であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1に記載のトナー。
【請求項13】
前記着色樹脂粒子のガラス転移点は、前記樹脂微粒子のガラス転移点よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1に記載のトナー。
【請求項14】
前記トナーは、さらに無機酸化物微粒子、有機樹脂微粒子からなる表面処理剤を有することを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1に記載のトナー。
【請求項15】
体積平均粒子径R0を有する着色樹脂粒子と、体積平均粒子径rを有する樹脂微粒子からなるトナーの製造方法であって、
R0/rが150以下であるような前記着色樹脂粒子と前記樹脂微粒子とを混合する混合工程と、
前記着色樹脂粒子に対し前記樹脂微粒子を固定化させる固定化工程と、
を有することを特徴とするトナーの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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