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JP3882526B2 - Heat fixing toner and image forming method - Google Patents

Heat fixing toner and image forming method Download PDF

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JP3882526B2
JP3882526B2 JP2001137242A JP2001137242A JP3882526B2 JP 3882526 B2 JP3882526 B2 JP 3882526B2 JP 2001137242 A JP2001137242 A JP 2001137242A JP 2001137242 A JP2001137242 A JP 2001137242A JP 3882526 B2 JP3882526 B2 JP 3882526B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電潜像を現像し定着する電子写真法、静電記録法等において用いられる熱定着用トナーとそれを用いた画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
静電潜像現像トナーは、その現像工程において、感光体等に形成されている静電潜像に一旦付着しトナー像を形成し、次に転写工程において転写材に転写された後、定着工程において転写材に定着される。
【0003】
定着工程において、如何に堅牢な定着画像を作るかは現在に於いても大きな問題である。この分野の検討の中で、近年トナー作製の過程で残留する或いは添加した、トナー中の微量含有成分が定着性に影響を与えることが知られてきている。
【0004】
例えば、特開平11−249334号公報には、トナー中の残留モノマー量をガスクロマトグラフィーにて測定し、500ppm以下とする発明が記載されている。又、特開平7−104514号及び同7−104515号公報には、スチレン系樹脂を用いたトナーの揮発成分量を特定した発明が開示されている。
【0005】
上記微量含有成分は、トナー中で可塑剤として機能し定着率の向上に寄与するという好ましい作用をする反面、加熱によって揮発し特有の臭気を発生させるとともに、揮発量の多い場合には定着器ハウジングや定着器周辺の樹脂部品にケミカルアタックを行う。その結果、装置の部材の変形やクラックを引き起こすという問題が起る。
【0006】
トナーを定着するために用いられる方式としては、現在、圧力定着方式の如く熱を利用しないものも実用化が試みられてはいる。しかし、十分な定着強度を得ようとする場合は、熱ロール定着法、フラッシュ定着法等の熱によりトナー中のバインダー樹脂を溶融状態にして定着させる熱定着方式が用いられている。
【0007】
しかし、定着温度は、熱ロール定着法の場合160〜220℃程度であって、この様な温度環境では、前記した如くトナー中に残存する原料モノマー等の微量成分が気化して臭気の原因となったり、長期使用において、装置部材の変形やクラックを引き起こし、部品のリサイクルを困難にしてしまう。
【0008】
複写機装置のハウジング等を構成する樹脂部品としては、ABS樹脂やポリカーボネート樹脂等の優れた成形性を有するとともに、耐劣化性や耐薬品性の優れた樹脂が用いられているが、上記の揮発性の微量成分(不純物)存在下では樹脂の劣化が早められ、樹脂の寿命は短くなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
これまでには、上記トナーの揮発性不純物の存在が、熱定着率の向上に寄与する成分として何が好ましいものであるか否かという観点で検討されたことはなく、又、装置ハウジング等の耐久性劣化対策に着目したものもなかった。
【0010】
本発明は上記問題点の解決のためになされたものである。
すなわち、本発明の第1の目的は、定着性の高いトナーを提供することであり、本発明の第2の目的は、トナー中に含有される特定の揮発性の成分による装置部品の劣化防止、特に定着器ハウジングや定着器周辺の樹脂部品の変形や割れ等の樹脂劣化を起こさない熱定着用トナーと、それを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記構成の何れかを採ることにより達成される。
【0012】
〔1〕 少なくとも樹脂と着色剤よりなる熱定着用のトナーにおいて、該トナーがビニルケトン類を0.2〜24ppm含有していることを特徴とする熱定着用トナー。
【0013】
〔2〕 前記ビニルケトン成分が、メチルビニルケトンであることを特徴とする〔1〕に記載の熱定着用トナー。
【0014】
〔3〕 形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の熱定着用トナー。
【0015】
〔4〕 形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0016】
〔5〕 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0017】
〔6〕 角がないトナー粒子が50個数%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0018】
〔7〕 個数平均粒径が2〜8μmであることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0019】
〔8〕 前記トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0020】
〔9〕 重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて製造されるものであることを特徴とする〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0021】
〔10〕 樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着して得られることを特徴とする〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0022】
〔11〕 多段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着して得られるトナーであって、該複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されていることを特徴とする〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。
【0023】
〔12〕 少なくとも樹脂と着色剤よりなり、炭素数4〜24のビニルケトン成分を0.2〜24ppm含有するトナーを用いて、静電潜像を現像し、転写材上に転写した後、熱定着することを特徴とする画像形成方法。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明について以下に詳しく述べる。
【0025】
本発明は、前記の様なトナー成分中に含まれる揮発量成分に注目し、トナーの定着性等を向上させると共に、これらの成分による装置の劣化が少ない、具体的には、定着器ハウジングや定着器周辺の樹脂部品の変形やクラッキング等を起こさない、成分を特定し、適正量を見いだしたことに基づくものである。
【0026】
本発明においては、少なくともバインダー樹脂と着色剤を含有する熱定着用のトナーにおいて、トナー中にビニルケトン成分を有し、以下に定義されるヘッドスペース法によりビニルケトン成分を測定したときに、その含有量がトナー粒子質量を基準として、合計で0.2〜24ppmであることが特徴である。
【0027】
ビニルケトンとしては、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、ノルマルブチルケトン、t−ブチルビニルケトン、ベンジルビニルケトン等があげられるが、特に好ましいのはメチルビニルケトンである。
【0028】
バインダー樹脂成分、着色剤等のトナーを構成する他の成分については後述するが、前記ビニルケトン成分が上記の範囲でトナー中に含有されている場合、これらの成分はトナー中で好ましい可塑剤として機能し、定着率の向上に寄与するという好ましい作用を有する。可塑剤の熱による揮発によって特に揮発量の多い場合には、定着器ハウジングや定着器周辺の樹脂部品(ABS樹脂やポリカーボネート製)にケミカルアタックを行うことがある。しかし、上記化合物は装置の部材の変形やクラックを引き起こすという問題は起こさないことを本発明者等は見いだした。
【0029】
本発明のビニルケトン類からなる微量成分は、前記原料モノマーや重合開始剤、合成用溶媒等が不純物として樹脂中に残存する場合の様に、樹脂部品にケミカルアタックを行い装置の部材の変形やクラックを引き起こすことがない。
【0030】
これらの微量成分は、トナーの製造工程で直接添加してもよく、重合時の副生成物を利用してもよく、もしくは着色剤等の構成材料から供給してもよい。この中、トナー製造工程で直接添加する方がより好ましい。
【0031】
本発明のビニルケトンの定量に用いられるヘッドスペース法とは、トナーを開閉可能容器中に封入し、複写機での熱定着時程度に加温し、容器中に揮発成分が充満した状態で速やかに容器中のガスをガスクロマトグラフ装置及びこれに接続した質量分析計に注入し揮発成分量を測定する。
【0032】
以下に、ヘッドスペース法による測定を詳細に説明する。
〈測定方法〉
1.試料の採取
20mlヘッドスペース用バイアルに0.8gの試料を採取する。試料量は、0.01gまで秤量する(単位質量あたりの面積を算出するのに必要)。次にバイアルをセプタムを用いてシールする。
【0033】
2.試料の加温
130℃の恒温槽に試料を立てた状態で入れ、30分間加温する。
【0034】
3.ガスクロマトグラフィー分離条件の設定
質量比で15%になるようにシリコーンオイルSE−30でコーティングした担体を、内径3mm、長さ3mのカラムに充填したものを分離カラムとして用いる。該分離カラムをガスクロマトグラフに装着し、Heをキャリアーとして、50ml/分の割合で流す。分離カラムの温度を40℃にし、15℃/分で260℃まで昇温させながら測定する。260℃到達後5分間保持する。
【0035】
4.試料の導入
バイアルビンを恒温槽から取り出し、直ちにガスタイトシリンジで1mlを分離カラム中に注入する。
【0036】
5.計算
ビニルケトン成分の定量にはエチルビニルケトンを基準物質とし、予め検量線を作成し、それぞれ各成分の濃度を求める。
【0037】
6.機材
1)ヘッドスペース条件
ヘッドスペース装置
HP社製 HP7694 Head Space Sampler
温度条件
トランスファーライン:200℃
ループ温度:200℃
サンプル量:0.8g/20mlバイアル
2)GC/MS条件
GC HP社製 HP5890
MS HP社製 HP5971
カラム:HP−624 30m×0.25mm
オーブン温度:40℃(3min)−15℃/min−260℃
測定モード:SIM
次に本発明のトナーについて説明する。
【0038】
本発明のトナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合させる乳化会合法により製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。
【0039】
又、本発明による前記ビニルケトン成分をトナー中に添加するには、上記会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と共に混合し添加してもよく、又単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分と共にこれらビニルケトン成分を加え分散した上で乳化重合するなどの方法をとってもよい。
【0040】
なお、懸濁重合、乳化重合においては水系媒体を用いるのが好ましく、水系媒体とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものを示す。
【0041】
即ち、例えば懸濁重合法においては、重合性単量体中に着色剤や、必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料また、更に必要に応じて本発明のビニルケトン成分を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。
【0042】
また、本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製する方法を挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平5−265252号公報や特開平6−329947号公報、特開平9−15904号公報に示す方法を挙げることができる。
【0043】
すなわち、例えば乳化剤を用いて乳化重合した樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子か、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を会合させた分散粒子を用い、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、樹脂粒子を構成する重合体のガラス転移点以上に加熱して融着し、融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させる。目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、撹拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することによりトナーを形成する方法がある。
【0044】
本発明に係わるアルコール成分はこの会合工程において添加してもよい。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。
【0045】
樹脂を構成する重合性単量体として使用されるものは、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−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、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−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−ドデシルスチレンの様なスチレンあるいはスチレン誘導体、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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、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、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−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2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、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、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することができる。
【0046】
また、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
【0047】
さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、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メタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。
【0048】
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。
【0049】
また、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等を挙げることができる。
【0050】
分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、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、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することができる。
【0051】
本発明において優れた樹脂としては、ガラス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が80〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フローテスターで測定することができる。さらに、これら樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量が数平均分子量(Mn)で1000〜100000、重量平均分子量(Mw)で2000〜1000000のものが好ましい。さらに、分子量分布として、Mw/Mnが1.5〜100、特に1.8〜70のものが好ましい。
【0052】
しかしながら、本発明においては、前記乳化重合により調製される樹脂粒子として多段重合法により得られる複合樹脂粒子を用いることが好ましい。本発明においては、該複合樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集剤により塩析/融着してトナーを得ることが好ましく、前記複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されている複合樹脂粒子を用い熱定着用トナーを得ることが好ましい。
【0053】
特に、二段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着して得られるトナーであって、前記複合樹脂粒子が、ピークまたはショルダー分子量が100,000〜1,000,000の高分子量樹脂から形成される中心部(核)と、ピークまたはショルダー分子量が1,000〜50,000の低分子量樹脂から形成される外層(殻)とを有しており、前記中心部(核)に離型剤が含有されていることが好ましい。
【0054】
又、三段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着して得られるトナーであって、前記複合樹脂粒子は、ピークまたはショルダー分子量が100,000〜1,000,000の高分子量樹脂から形成される中心部(核)と、ピークまたはショルダー分子量が25,000〜150,000の樹脂から形成される中間層と、ピークまたはショルダー分子量が1,000〜50,000の低分子量樹脂から形成される外層(殻)とを有し、前記中間層に離型剤が含有されていることが好ましい。
【0055】
これら本発明で好ましく用いられるトナーを構成する「複合樹脂粒子」とは、樹脂からなる核粒子の表面を覆うように、当該核粒子を形成する樹脂とは分子量および/または組成の異なる樹脂からなる1または2以上の被覆層が形成されている多層構造の樹脂粒子をいうものとする。
【0056】
また、複合樹脂粒子の「中心部(核)」とは、複合樹脂粒子を構成する「核粒子」をいう。
【0057】
また、複合樹脂粒子の「外層(殻)」とは、複合樹脂粒子を構成する「1または2以上の被覆層」のうち最外層をいう。
【0058】
また、複合樹脂粒子の「中間層」とは、中心部(核)と外層(殻)の間に形成される被覆層をいうものとする。
【0059】
複合樹脂粒子の分子量分布は単分散ではなく、また、複合樹脂粒子は、通常、その中心部(核)から外層(殻)にかけて分子量勾配を有している。
【0060】
また、本発明において、複合樹脂粒子を得るための「多段重合法」とは、単量体(n)を重合処理(第n段)して得られた樹脂粒子(n)の存在下に、単量体(n+1)を重合処理(第n+1段)して、当該樹脂粒子(n)の表面に、単量体(n+1)の重合体(樹脂粒子(n)の構成樹脂とは分散および/または組成の異なる樹脂)からなる被覆層(n+1)を形成する方法をいうものとする。
【0061】
ここに、樹脂粒子(n)が核粒子である場合(n=1)には、「二段重合法」となり、樹脂粒子(n)が複合樹脂粒子である場合(n≧2)には、三段以上の多段重合法となる。
【0062】
本発明において、「塩析/融着」とは、塩析(粒子の凝集)と融着(粒子間の界面消失)とが同時に起こること、または、塩析と融着とを同時に起こさせる行為をいう。
【0063】
塩析と融着とを同時に行わせるためには、複合樹脂粒子を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度条件下において粒子(複合樹脂粒子、着色剤粒子)を凝集させる必要がある。
【0064】
多段重合法によって得られる複合樹脂粒子中には、組成および/または分子量が異なる複数の樹脂が存在することになる。従って、当該複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させることにより得られるトナーは、トナー粒子間において、組成、分子量、表面特性のバラツキがきわめて小さい。
【0065】
このようなトナー粒子間における組成・分子量・表面特性が均質であるトナーによれば、接触加熱方式による定着工程を含む画像形成方法において、画像支持体に対する良好な接着性(高い定着強度)を維持しながら、耐オフセット性および巻き付き防止特性の向上を図ることができ、適度の光沢を有する画像を得ることができる。
【0066】
本発明のトナーは、着色剤の不存在下において複合樹脂粒子を形成し、当該複合樹脂粒子の分散液に着色剤粒子の分散液を加え、当該複合樹脂粒子と着色剤粒子とを塩析/融着させることにより調製されることが好ましい。
【0067】
このように、複合樹脂粒子の調製を着色剤の存在しない系で行うことにより、複合樹脂粒子を得るための重合反応が阻害されることない。このため、本発明のトナーによれば、優れた耐オフセット性が損なわれることはなく、トナーの蓄積による定着装置の汚染や画像汚れを発生させることはない。
【0068】
さらに、得られるトナー粒子の表面特性は均質であり、帯電量分布もシャープとなるため、鮮鋭性に優れた画像を長期にわたり形成することができる。
【0069】
〈連鎖移動剤〉
複合樹脂粒子を構成する樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。
【0070】
連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく、例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素およびα−メチルスチレンダイマー等が好ましく使用される。
【0071】
〈重合開始剤〉
複合樹脂粒子を得るためのラジカル重合開始剤は、水溶性のラジカル重合開始剤であれば適宜使用することができる。
【0072】
ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸およびその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。
【0073】
さらに、上記のラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることができる。レドックス系開始剤を用いることにより、重合活性が上昇して重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短縮が期待できる。
【0074】
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であれば特に限定されないが、例えば50〜90℃の範囲とされる。但し、過酸化水素と還元剤(アスコルビン酸等)との組合せなどの常温開始の重合開始剤を用いることにより、室温またはそれ幾らか上の温度で重合することも可能である。
【0075】
〈界面活性剤〉
前述のラジカル重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。
【0076】
イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、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等)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等)が挙げられる。
【0077】
また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等を挙げることができる。
【0078】
複合樹脂粒子の重量平均粒径(分散粒子径)は、10〜1000nmの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは30〜300nmの範囲である。
【0079】
この重量平均粒径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定された値である。
【0080】
本発明のトナーを構成する樹脂成分(複合樹脂粒子により導入される樹脂)のガラス転移温度(Tg)は48〜74℃の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは52〜65℃である。
【0081】
また、当該樹脂成分の軟化点は95〜140℃の範囲にあることが好ましい。ここで、樹脂成分のガラス転移点(Tg)とは、DSCにて測定された値をいい、ベースラインと吸熱ピークの傾きとの交点をガラス転移点とする。具体的には、示差走査熱量計を用い、100℃まで昇温しその温度にて3分間放置した後に降下温度10℃/minで室温まで冷却する。次いで、このサンプルを昇温速度10℃/minで測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点をガラス転移点として示す。
【0082】
ここに、測定装置としては、パーキンエルマー社製のDSC−7等を使用することができる。
【0083】
また、樹脂成分の軟化点とは、フローテスターを使用して測定された値をいう。具体的には、フローテスター「CFT−500」(島津製作所製)を用い、ダイスの細孔の径1mm、長さ1mm、荷重20kg/cm2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm3の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの1/2に相当する温度を軟化点として示す。
【0084】
〈離型剤〉
本発明に係るトナーは、最外層以外の領域(中心部または中間層)に離型剤を含有する複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着させて得られる会合型のトナー粒子が好ましい。
【0085】
本発明のトナーを構成する離型剤としては、種々の公知のもので、かつ水中に分散することができるものを例示することができる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ワックス、これらオレフィン系ワックスの変性物、カルナウバワックスやライスワックス等の天然ワックス、脂肪酸ビスアミドなどのアミド系ワックスなどを挙げることができる。
【0086】
本発明のトナーを構成する好適な離型剤として、下記一般式(1)で示される結晶性のエステル化合物(以下、「特定のエステル化合物」という)からなるものを挙げることができる。
【0087】
一般式(1)
1−(OCOR2n
式中、R1およびR2は、それぞれ、置換基を有していてもよい炭素数が1〜40の炭化水素基を示し、nは1〜4の整数である。
【0088】
特定のエステル化合物を示す一般式(1)において、R1およびR2は、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。
【0089】
炭化水素基R1の炭素数は1〜40、好ましくは1〜20、更に好ましくは2〜5とされる。
【0090】
炭化水素基R2の炭素数は1〜40、好ましくは16〜30、更に好ましくは18〜26とされる。
【0091】
また、一般式(1)において、nは1〜4の整数とされ、好ましくは2〜4、さらに好ましくは3〜4、特に好ましくは4とされる。
【0092】
特定のエステル化合物は、アルコールとカルボン酸との脱水縮合反応により好適に合成することができる。
【0093】
特定のエステル化合物の具体例としては、下記式1)〜22)に示す化合物を例示することができる。
【0094】
(具体的な例示化合物)
【0095】
【化1】

Figure 0003882526
【0096】
【化2】
Figure 0003882526
【0097】
〈離型剤の含有割合〉
本発明に係るトナーを構成する離型剤の含有割合としては、通常1〜30質量%であり、好ましくは2〜20質量%、更に好ましくは3〜15質量%である。
【0098】
〈複合樹脂粒子における離型剤の含有領域〉
本発明に係る複合樹脂粒子を用いたトナーにおいて、これを構成する複合樹脂粒子における離型剤は、当該複合樹脂粒子の最外層以外の領域(中心部または中間層)に含有されるのがよい。
【0099】
これにより、複合樹脂粒子の最外層には、粒子間接着力を低下させる離型剤が含有されていないので、当該複合樹脂粒子同士は、塩析/融着工程において強固に接着し、破砕強度の高い融着粒子(請求項4に係る本発明のトナーを構成するトナー粒子)が形成される。
【0100】
又、塩析により融着をおこさせるために使用される凝集剤としては特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。これらは組み合わせて使用してもよい。
【0101】
これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加することが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、乳化された成分および分散剤自体によって大きく変化するものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学17、601(1960)高分子学会編」等に記述されており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の塩を濃度を変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)電位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度として求めることもできる。
【0102】
本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2倍以上、さらに好ましくは、1.5倍以上添加することがよい。
【0103】
無限溶解する溶媒とは、すなわち水に対して無限溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明においては形成された樹脂を溶解させないものが選択される。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、メトキシエタノール、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類を挙げることができる。特に、エタノール、プロパノール、イソプロパノールが好ましい。
【0104】
この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤を添加した重合体含有分散液に対して1〜100体積%が好ましい。
【0105】
なお、形状を均一化させるためには、着色粒子を調製し、濾過した後に粒子に対して10質量%以上の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好ましいが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが好ましい。この理由としては、極性基が存在している重合体に対して、存在している水が多少膨潤する効果を発揮するために、形状の均一化が特に図られやすいものと考えられる。
【0106】
本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。さらに、上記樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒子に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添加したものであってもよい。
【0107】
〈着色剤〉
本発明のトナーに使用する着色剤としてはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができる。
【0108】
染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事ができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同93、同94、同138、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60等を用いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。数平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200nm程度が好ましい。
【0109】
着色剤の添加方法としては、乳化重合法で調製した重合体粒子を、凝集剤を添加することで凝集させる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量体を重合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色粒子とする方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合体を調製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用することが好ましい。
【0110】
さらに、定着性改良剤としての低分子量ポリプロピレン(数平均分子量=1500〜9000)や低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。
【0111】
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。なお、これら荷電制御剤や定着性改良剤の粒子は、分散した状態で数平均一次粒子径が10〜500nm程度とすることが好ましい。前述した重合性単量体中に着色剤などのトナー構成成分を分散あるいは溶解したものを水系媒体中に懸濁し、ついで重合せしめてトナーを得る懸濁重合法トナーでは、重合反応を行う反応容器中での媒体の流れを制御することによりトナー粒子の形状を制御することができる。この様な方法によるいわゆる懸濁重合法トナーにおいても本発明は有用である。
【0112】
更に結着樹脂を別途調製した後、着色剤などのトナー構成成分と共に混練し、粉砕、シリカ等の外添剤と混合分散し、粉砕トナーを得る等の方法によって得られたいわゆる粉砕トナーにおいても同様に有用である。粉砕トナー粒子の製造法は、従来から用いられる各種トナー製造方法が適用できるが、例えば一般的な例として、まず樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤等を混合機で均一に分散混合し、次いで混合物を密閉式ニーダー、或いは1軸または2軸の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハンマーミル等で粗粉砕し、ジェットミル、高速ローター回転式ミル等で微粉砕し、風力分級機(例えば、慣性分級方式のエルボジェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、DSセパレーターなど)等で分級する事によって製造してもよい。トナーの平均粒径は、3〜20μmが好適である。上記の溶融混練工程において、最終的トナーとしての帯電性能・定着性能を損なわないような範囲内において、本発明の微量成分を調整することも好ましい。本発明者らの検討においては、振れはあるものの溶融混練工程によって本発明の微量成分は、2〜4割程度減少する。
【0113】
本発明の熱定着用トナーにおいては、高い定着性を得るために形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることが好ましい。すなわち、トナー自体の形状の分布を均一化することにより、定着時の熱伝導、熱変形を均一にし定着不良の発生を防止することができる。
【0114】
又、本発明者等が更に検討した結果、角がないトナー粒子ではその表面の平滑性により、形状のバラツキが多少大きくても、同様の効果を発揮する。すなわち、角がないトナー粒子が50個数%以上であるトナーを使用することが好ましい。
【0115】
さらに、本発明者等の検討の結果、特定の形状についてその形状を揃えた場合にも、トナーの熱変形を均一化することができ、同様の効果を発揮することを見出した。すなわち、形状係数が1.0〜1.6、好ましくは1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であるトナーを使用することが好ましい。
【0116】
本発明においてトナーの形状係数は、下記式により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。
【0117】
形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。
【0118】
本発明では、この形状係数は、走査型電子顕微鏡により2000倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「SCANNING IMAGE ANALYZER」(日本電子社製)を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。この際、100個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。
【0119】
この形状係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えばトナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し旋回流を付与する方法等により、形状係数を1.0〜1.6、または1.2〜1.6にしたトナーを調製し、これを通常のトナー中へ本発明の範囲内になるように添加して調整する方法がある。また、いわゆる重合法トナーを調製する段階で全体の形状を制御し、形状係数を1.0〜1.6、または1.2〜1.6に調整したトナーを調製する方法がある。
【0120】
上記方法の中では重合法トナーが製造方法として簡便である点と、粉砕トナーに比較して表面の均一性に優れる点等で好ましい。
【0121】
本発明において、トナーの形状係数の変動係数は下記式から算出される。
変動係数=(S/K)×100(%)
式中、Sは100個のトナー粒子の形状係数の標準偏差を示し、Kは形状係数の平均値を示す。
【0122】
この形状係数の変動係数は16%以下であり、好ましくは14%以下である。形状係数の変動係数が16%以下であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、画質が向上する。
【0123】
このトナーの形状係数および形状係数の変動係数を、極めてロットのバラツキなく均一に制御するために、樹脂粒子(重合体粒子)を重合、融着、形状制御させる工程において、形成されつつあるトナー粒子(着色粒子)の特性をモニタリングしながら適正な工程終了時期を決めてもよい。
【0124】
モニタリングするとは、インラインに測定装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件の制御をするという意味である。すなわち、形状などの測定をインラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーでは、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しながら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反応を停止する。
【0125】
モニタリング方法としては、特に限定されるものではないが、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000(シスメック社製)を使用することができる。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適である。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形状などになった時点で反応を停止するものである。
【0126】
本発明において、トナーの個数粒度分布および個数変動係数はコールターカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)で測定されるものである。本発明においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するインターフェース(日科機社製)、パーソナルコンピューターを接続して使用した。前記コールターマルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては100μmのものを用いて、2μm以上のトナーの体積、個数を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。個数粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個数平均粒径とは、個数粒度分布におけるメジアン径を表すものである。
【0127】
トナーの個数粒度分布における個数変動係数は下記式から算出される。
個数変動係数=(S/Dn)×100(%)
式中、Sは個数粒度分布における標準偏差を示し、Dnは個数平均粒径(μm)を示す。
【0128】
本発明において、トナーの個数変動係数は27%以下が好ましく、更に好ましくは25%以下である。個数変動係数が27%以下であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くなって画質が向上する。
【0129】
本発明において個数変動係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を風力により分級する方法も使用できるが、個数変動係数をより小さくするためには液中での分級が効果的である。この液中で分級する方法としては、遠心分離機を用い、回転数を制御してトナー粒子径の違いにより生じる沈降速度差に応じてトナー粒子を分別回収し調製する方法がある。
【0130】
特に懸濁重合法によりトナーを製造する場合、個数粒度分布における個数変動係数を27%以下とするためには分級操作が必須である。懸濁重合法では、重合前に重合性単量体を系媒体中にトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させることが必要である。すなわち、重合性単量体の大きな油滴に対して、ホモミキサーやホモジナイザーなどによる機械的な剪断を繰り返して、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくすることとなるが、このような機械的な剪断による方法では、得られる油滴の個数粒度分布は広いものとなり、従って、これを重合してなるトナーの粒度分布も広いものとなる。このために分級操作が必須となる。
【0131】
本発明において、角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子をいい、具体的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。すなわち、図1(a)、(b)、(c)に示すように、トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
【0132】
角がないトナーの測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行った。
【0133】
本発明のトナーにおいて、角がないトナー粒子の割合は50個数%以上であることが好ましく、更に好ましくは70個数%以上である。角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることにより、現像剤搬送部材などとのストレスにより微細な粒子の発生などがおこりにくくなり、いわゆる現像剤搬送部材表面に対する付着性の過度なトナーの存在を防止することができるとともに、現像剤搬送部材に対する汚染を抑制することができ、帯電量もシャープにすることができる。また、摩耗、破断しやすいトナー粒子および電荷の集中する部分を有するトナー粒子が減少することとなり、帯電量分布がシャープとなって、帯電性も安定し、良好な画質を長期にわたって形成できる。
【0134】
角がないトナーを得る方法は特に限定されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。
【0135】
又、樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、撹拌翼の回転数および撹拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角がないトナーが得られる。これらの条件は、樹脂粒子の物性により変わるものであるが、例えば、樹脂粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成できる。
【0136】
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で2〜8μmのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。
【0137】
個数平均粒径が2〜8μmであることにより、定着工程において、現像剤搬送部材に対する付着性の過度なトナーや付着力の低いトナー等の存在を少なくすることができ、現像性を長期に亘って安定化することができるとともに、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。
【0138】
本発明のトナーとしては、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であるトナーであることが好ましい。相対度数(m1)と相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制することができる。
【0139】
本発明において、前記の個数基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数lnD(D:個々のトナー粒子の粒径)を0.23間隔で複数の階級(0〜0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜1.38:1.38〜1.61:1.61〜1.84:1.84〜2.07:2.07〜2.30:2.30〜2.53:2.53〜2.76・・・)に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作成されたものである。
【0140】
測定条件
(1)アパーチャー:100μm
(2)サンプル調製法:電解液(ISOTON R−11(コールターサイエンティフィックジャパン社製))50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加えて撹拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。
【0141】
次に、本発明に係わる数値について、従来知られているトナーの数値を説明する。この数値は製造方法により異なるものである。
【0142】
粉砕法トナーの場合、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合は60個数%程度である。このものの形状係数の変動係数は20%程度である。また、粉砕法では破砕を繰り返しながら粒径を小さくするために、トナー粒子に角部分が多くなり、角がないトナー粒子の割合は30個数%以下である。従って、形状を揃えて、角部分がなく、丸みのあるトナーを得ようとする場合には、形状係数を制御する方法として前記した様に熱等により球形化する処理が必要となる。また、個数粒度分布における個数変動係数は、粉砕後の分級操作が1回である場合には、30%程度であり、個数変動係数を27%以下とするためには、さらに分級操作を繰り返す必要がある。
【0143】
懸濁重合法によるトナーの場合、従来は層流中において重合されるため、ほぼ真球状のトナー粒子が得られ、例えば特開昭56−130762号公報に記載されたトナーでは、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合が20個数%程度となり、また形状係数の変動係数も18%程度となり、更に角がないトナー粒子の割合も85個数%程度となる。また、個数粒度分布における個数変動係数を制御する方法に前記した様に、重合性単量体の大きな油滴に対して、機械的な剪断を繰り返して、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくするため、油滴径の分布は広くなり、従って得られるトナーの粒度分布は広く、個数変動係数は32%程度と大きいものであり、個数変動係数を小さくするためには上記公報記載の技術に基づいてトナーを作製するのであれば分級操作が必要である。
【0144】
樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、例えば特開昭63−186253号公報に記載されたトナーでは、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合は60個数%程度であり、また形状係数の変動係数は18%程度であり、更に角がないトナー粒子の割合も44個数%程度である。さらに、トナーの粒度分布は広く、個数変動係数は30%であり、個数変動係数を小さくするためには分級操作が必要である。
【0145】
〈外添剤〉
本発明においては、着色粒子に流動性を付与する観点から従来公知の無機微粒子および有機微粒子を使用することができる。かかる無機微粒子を構成する化合物としては、各種の無機酸化物、窒化物、ホウ化物等を挙げることができ、その具体例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等が挙げられる。これら無機微粒子としては疎水性のものが好ましく、具体的には、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。チタン微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。このものとしては、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
【0146】
〈外添剤としての滑剤〉
滑剤としては、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの外添剤の添加量は、トナーに対して0.1〜5質量%程度が好ましい。
【0147】
本発明のトナーは、磁性体を含有する磁性トナーとして単独で使用すること、磁性体を含有しない非磁性トナーとして単独で使用すること、キャリアと混合して二成分現像剤として使用することの何れであってもよいが、二成分現像剤としての使用態様が好ましい。
【0148】
本発明のトナーに混合されるキャリアとしては、鉄、フェライト等の磁性材料粒子のみで構成されるキャリア、芯材粒子の表面が樹脂により被覆されてなる樹脂被覆キャリアの何れであってもよいが、耐久性等の観点から樹脂被覆キャリアを使用することが好ましい。
【0149】
キャリアの粒子径としては、体積平均粒径で10〜100μm、好ましくは15〜80μmである。
【0150】
キャリアが有する磁化特性としては、飽和磁化で10〜100emu/gであることが好ましい。
【0151】
樹脂被覆キャリアを構成する芯材粒子としては、鉄粉、マグネタイト、各種フェライト等を挙げることができ、これらのうち、マグネタイトおよびフェライトが好ましい。
【0152】
〈画像形成装置〉
図2は定着器を内蔵した本発明に係わる画像形成装置の概略構成図である。
【0153】
1は画像形成装置の側板であり、給紙カセット2内に収納する転写紙(転写材)3を給紙ローラ4及び重送防止手段5により1枚ずつ送り出し、図示しないガイド板に導かれて搬送ローラ6に到達する。搬送ローラ6から送り出された転写紙3は、レジストローラ7に達し、画像形成とタイミングを合わせて転写領域に送り出される。転写紙3には転写器9により感光体ドラム8よりトナー像を転写された後、未定着トナー像を担持した転写紙は分離器10により感光体ドラム8から引き離され、定着器13へと送り込まれる。
【0154】
未定着トナー像を担持した転写紙は、定着器13において、加熱ローラ14と加圧ローラ15に狭持搬送される間にトナー像は定着され、排紙ローラを経て画像形成装置外へ排紙される。
【0155】
一方、トナー像を転写した後の感光体ドラムは、ドラム表面の残留トナーをクリーニングした後、再び、画像形成に供される。
【0156】
図3は、本発明に係わる定着器13の内部を示した一例の断面図である。
熱源16を有する加熱ローラ14と、加圧ローラ15の間にトナー像を担持した転写紙3が狭持搬送され、2つの排紙ローラ17と18の間を通って排紙される。
【0157】
実際の定着器では、定着器の樹脂ハウジング20とその一部を成す天板21がある。また、加熱ローラ14と加圧ローラ15の周囲には、必要に応じて分離爪め22、23やクリーニングローラ24、温度検知センサー25等が配置されているのが普通である。
【0158】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。
【0159】
調製例1
(1)核粒子の調製(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5000mlのセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤(ドデシルスルフォン酸ナトリウム:SDS)7.08gをイオン交換水3010gに溶解させた界面活性剤溶液(水系媒体)を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
【0160】
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)9.2gをイオン交換水200gに溶解させた開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン70.1g、n−ブチルアクリレート19.9g、メタクリル酸10.9gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、ラテックス(高分子量樹脂からなる樹脂粒子の分散液)を調製した。これを「ラテックス(1H)」とする。
【0161】
(2)中間層の形成(第2段重合)
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル5.6gからなる単量体混合液に、前記離型剤〔例示化合物19)〕を72.0g添加し、80℃に加温し溶解させて単量体溶液を調製した。
【0162】
一方、アニオン系界面活性剤(SDS)1.6gをイオン交換水2700mlに溶解させた界面活性剤溶液を80℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、核粒子の分散液である前記ラテックス(1H)を固形分換算で28g添加した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム−テクニック社製)により、前記例示化合物19)の単量体溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径(284nm)を有する乳化粒子(油滴)を含む分散液(乳化液)を調製した。
【0163】
次いで、この分散液(乳化液)に、重合開始剤(KPS)5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた開始剤溶液と、イオン交換水750mlとを添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行い、ラテックス(高分子量樹脂からなる樹脂粒子の表面が中間分子量樹脂により被覆された構造の複合樹脂粒子の分散液)を得た。これを「ラテックス(1HM)」とする。
【0164】
(3)外層の形成(第3段重合)
上記のようにして得られたラテックス(1HM)に、重合開始剤(KPS)7.4gをイオン交換水200mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、スチレン300g、n−ブチルアクリレート95g、メタクリル酸15.3g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル10.4gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却しラテックス(高分子量樹脂からなる中心部と、中間分子量樹脂からなる中間層と、低分子量樹脂からなる外層とを有し、前記中間層に例示化合物19)が含有されている複合樹脂粒子の分散液)を得た。このラテックスを「ラテックス(1HML)」とする。
【0165】
このラテックス(1HML)を構成する複合樹脂粒子は、138,000、80,000および13,000にピーク分子量を有するものであり(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定された)、また、この複合樹脂粒子の重量平均粒径は122nmであった。
【0166】
調製例2
(1)核粒子の調製(第1段重合)
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン105.6g、n−ブチルアクリレート30.0g、メタクリル酸6.4gからなる単量体混合液に、前記例示化合物16)72.0gを添加し、80℃に加温し溶解させて単量体溶液を調製した。
【0167】
一方、アニオン系界面活性剤(SDS)1.6gをイオン交換水2700mlに溶解させた界面活性剤溶液を80℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム−テクニック社製)により、前記例示化合物16)の単量体溶液を混合分散させ、均一な分散粒子径(268nm)を有する乳化粒子(油滴)を含む分散液(乳化液)を調製した。
【0168】
次いで、この分散液(乳化液)に、重合開始剤(KPS)5.1gをイオン交換水240mlに溶解させた開始剤溶液と、イオン交換水750mlとを添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、ラテックス(高分子量樹脂からなる樹脂粒子の分散液)を調製した。これを「ラテックス(2H)」とする。
【0169】
(2)外層の形成(第2段重合)
上記のようにして得られたラテックス(2H)に、重合開始剤(KPS)14.8gをイオン交換水400mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、スチレン600g、n−ブチルアクリレート190g、メタクリル酸30.0g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル20.8gからなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行った後、28℃まで冷却しラテックス(高分子量樹脂からなる中心部と、低分子量樹脂からなる外層とを有し、前記中心部に例示化合物16)が含有されている複合樹脂粒子の分散液)を得た。このラテックスを「ラテックス(2HL)」とする。
【0170】
このラテックス(2HL)を構成する複合樹脂粒子は、168,000および11,000にピーク分子量を有するものであり、また、この複合樹脂粒子の重量平均粒径は126nmであった。
【0171】
トナー1Bk
n−ドデシル硫酸ナトリウム59.0gをイオン交換水1600mlに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330」(キャボット社製)420.0gを徐々に添加し、次いで、「クレアミックス」(エム−テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液(以下、「着色剤分散液(Bk)」という。)を調製した。この着色剤分散液(Bk)における着色剤粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、重量平均粒子径で98nmであった。
【0172】
調製例1で得られたラテックス(1HML)420.7g(固形分換算)と、イオン交換水900gと、着色剤分散液(Bk)166gとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に入れ撹拌した。内温を30℃に調整した後、この溶液に5mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9.0に調整した。
【0173】
次いで、塩化マグネシウム6水和物12.1gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液、及びメチルビニルケトン0.7mlを、撹拌下、30℃にて添加した。
【0174】
3分後に昇温を開始し、この系を6分間かけて90℃まで昇温した(昇温速度=10℃/分)。その状態で、「コールターカウンターTA−II」にて会合粒子の粒径を測定し、個数平均粒径が5.5μmになった時点で、塩化ナトリウム80.4gをイオン交換水1000mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度85℃にて2時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させた。その後、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。生成した会合粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥した後、10リットルヘンシェルミキサーに移し、疎水性シリカ0.8質量%を添加混合することでトナーを得た。このようにして得られたトナーを「トナー1Bk」とする。
【0175】
トナー2Bk
トナー1Bkにおいてメチルビニルケトンに代えて、ベンジルメチルケトン2mlを加えた以外は同様にしてトナーを得た。このようにして得られたトナーを「トナー2Bk」とする。
【0176】
トナー3Bk
トナー1Bkにおいてにメチルビニルケトン代えて、エチルビニルケトンを加えた以外は同様にしてトナーを得た。このようにして得られたトナーを「トナー3Bk」とする。
【0177】
トナー4Bk
トナー1Bkにおいてラテックス(1HML)に代えて、調製例2で得られたラテックス(2HL)420.7g(固形分換算)を使用し、メチルビニルケトン1mlを使用した以外は同様にしてトナーを得た。このようにして得られたトナーを「トナー4Bk」とする。
【0178】
比較用トナー1Bk
トナー1Bkにおいてビニルケトンを0.1ml加えた以外は同様にしてトナーを得た。このようにして得られたトナーを「比較用トナー1Bk」とする。
【0179】
比較用トナー2Bk
トナー1Bkにおいてビニルケトン20mlを加えた以外は同様にしてトナーを得た。このようにして得られたトナーを「比較用トナー2Bk」とする。
【0180】
各々のトナーについて、粒度及び形状係数等を測定した結果を表1に示した。又、ヘッドスペース法を用いた各微量成分の含有量と、以下の評価項目について評価した結果を表2に示す。
【0181】
【表1】
Figure 0003882526
【0182】
【表2】
Figure 0003882526
【0183】
評価(接触現像方式)
コニカ製デジタル複写機Konica7050を改造して500万枚の実写評価を実施した。感光体としては積層型有機感光体を使用した。
【0184】
また、定着方法としては、熱ロール定着を使用し、オイル塗布機構、オフセットトナーの清掃機構は取り外して評価した。定着器ハウジングの天板は、厚さ3mmのABS製とした。
【0185】
また、画像形成条件としては常温常湿環境(25℃/55%RH)にて実施した。
【0186】
〈定着率〉
定着率は、付着量0.6mg/cm2の1インチ角ベタ画像を採取し、スコッチメンディングテープ(住友3M社製)で剥離する前後の画像濃度から求めた。
【0187】
80%以上が合格である。
〈ハウジングの変形〉
目視観察により、複写機の定着器側の側板の反り、割れを観察した。
【0188】
〈定着器部品のリサイクル〉
500万枚時点での定着器ハウジング天板の寸法が、評価開始時に対しプラスマイナス1%以内に収まっていれば、リサイクル「可」、それ以上の変形があったとき「不可」とした。
【0189】
【発明の効果】
本発明により、定着性の高いトナーを提供することが出来、トナー中に含有される特定の揮発性の成分による装置部品の劣化防止、特に定着器ハウジングや定着器周辺の樹脂部品の変形や割れ等の樹脂劣化を起こさない熱定着用トナーと、それを用いた画像形成方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】角のないトナー粒子を説明する概略図。
【図2】本発明に係わる画像形成装置の概略構成図。
【図3】本発明に係わる定着器の内部を示した一例の断面図。
【符号の説明】
1 画像形成装置の側板
2 給紙カセット
3 転写紙(転写材)
4 給紙ローラ
5 重送防止手段
6 搬送ローラ
7 レジストローラ
8 感光体ドラム
13 定着器
14 加熱ローラ
15 加圧ローラ
20 樹脂ハウジング
21 天板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat fixing toner used in an electrophotographic method and an electrostatic recording method for developing and fixing an electrostatic latent image, and an image forming method using the toner.
[0002]
[Prior art]
In the developing process, the electrostatic latent image developing toner temporarily adheres to the electrostatic latent image formed on the photosensitive member or the like to form a toner image, and then transferred to the transfer material in the transfer process, and then the fixing process. And fixed on the transfer material.
[0003]
In the fixing process, how to produce a robust fixed image is still a big problem. In the study in this field, in recent years, it has been known that a trace amount component in the toner remaining or added in the process of producing the toner affects the fixing property.
[0004]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-249334 describes an invention in which the amount of residual monomer in a toner is measured by gas chromatography to make it 500 ppm or less. Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-104514 and 7-104515 disclose inventions that specify the amount of volatile components of toner using a styrene resin.
[0005]
The above-mentioned trace amount component functions as a plasticizer in the toner and has a preferable function of contributing to improvement of the fixing rate, but on the other hand, it volatilizes by heating and generates a characteristic odor. And chemical attack on resin parts around the fuser. As a result, there arises a problem of causing deformation and cracking of the members of the apparatus.
[0006]
As a method for fixing toner, a method that does not use heat, such as a pressure fixing method, is currently being tried. However, in order to obtain a sufficient fixing strength, a thermal fixing method in which the binder resin in the toner is melted and fixed by heat, such as a hot roll fixing method or a flash fixing method, is used.
[0007]
However, the fixing temperature is about 160 to 220 ° C. in the case of the heat roll fixing method, and in such a temperature environment, as described above, trace components such as raw material monomers remaining in the toner are vaporized to cause odor. In the long-term use, the device members are deformed and cracked, making it difficult to recycle the parts.
[0008]
Resin parts that make up the housing of copiers and the like use resins having excellent moldability, such as ABS resin and polycarbonate resin, as well as excellent resistance to deterioration and chemicals. In the presence of a characteristic trace component (impurity), the deterioration of the resin is accelerated, and the life of the resin is shortened.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Until now, the existence of the volatile impurities in the toner has not been studied in terms of what is preferable as a component that contributes to the improvement of the thermal fixing rate. None of them focused on measures against durability deterioration.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems.
That is, a first object of the present invention is to provide a toner having high fixability, and a second object of the present invention is to prevent deterioration of apparatus parts due to a specific volatile component contained in the toner. In particular, it is an object of the present invention to provide a heat fixing toner that does not cause resin deterioration such as deformation and cracking of resin parts around the fixing device housing and the fixing device, and an image forming method using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above-described object of the present invention is achieved by adopting any one of the following configurations.
[0012]
[1] A heat-fixing toner comprising at least 0.2 to 24 ppm of vinyl ketones in a heat-fixing toner comprising at least a resin and a colorant.
[0013]
[2] The heat fixing toner according to [1], wherein the vinyl ketone component is methyl vinyl ketone.
[0014]
[3] The heat fixing toner according to [1] or [2], wherein the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less.
[0015]
[4] The heat fixing toner according to any one of [1] to [3], wherein the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more. .
[0016]
[5] The heat fixing toner according to any one of [1] to [4], wherein the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more. .
[0017]
[6] The heat fixing toner according to any one of [1] to [5], wherein the toner particles having no corners are 50% by number or more.
[0018]
[7] The heat fixing toner according to any one of [1] to [6], wherein the number average particle diameter is 2 to 8 μm.
[0019]
[8] When the particle diameter of the toner particles is D (μm), a natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the horizontal axis is a histogram showing the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class is 70% or more. The heat fixing toner according to any one of [1] to [7], wherein the toner is for heat fixing.
[0020]
[9] The heat fixing toner according to any one of [1] to [8], which is produced by polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium.
[0021]
[10] The heat fixing toner according to any one of [1] to [9], wherein the toner particles are obtained by salting out / fusing resin particles in an aqueous medium.
[0022]
[11] A toner obtained by salting out / fusion of composite resin particles obtained by a multistage polymerization method and colorant particles, wherein a release agent is contained in a region other than the outermost layer of the composite resin particles. The toner for heat fixing according to any one of [1] to [10], wherein the toner is for heat fixing.
[0023]
[12] An electrostatic latent image is developed using a toner composed of at least a resin and a colorant and containing a vinyl ketone component having 4 to 24 carbon atoms in an amount of 0.2 to 24 ppm, transferred onto a transfer material, and then thermally fixed. An image forming method.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
[0025]
The present invention pays attention to the volatile component contained in the toner component as described above, and improves the fixing property of the toner and the like, and causes less deterioration of the apparatus due to these components. This is based on the fact that components that do not cause deformation or cracking of the resin parts around the fixing device are identified and an appropriate amount is found.
[0026]
In the present invention, in a toner for heat fixing containing at least a binder resin and a colorant, the toner has a vinyl ketone component, and when the vinyl ketone component is measured by the headspace method defined below, the content thereof Is a total of 0.2 to 24 ppm based on the toner particle mass.
[0027]
Examples of the vinyl ketone include methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, propyl vinyl ketone, normal butyl ketone, t-butyl vinyl ketone, and benzyl vinyl ketone, and methyl vinyl ketone is particularly preferable.
[0028]
Other components constituting the toner such as a binder resin component and a colorant will be described later. When the vinyl ketone component is contained in the toner within the above range, these components function as preferred plasticizers in the toner. And has a preferable effect of contributing to improvement of the fixing rate. When the amount of volatilization is particularly large due to the volatilization of the plasticizer due to heat, chemical attack may be performed on the fixing device housing and resin parts (made of ABS resin or polycarbonate) around the fixing device. However, the present inventors have found that the above compound does not cause the problem of causing deformation and cracking of the members of the apparatus.
[0029]
The trace components composed of the vinyl ketones of the present invention can be used for chemical attack on resin parts, such as when the raw material monomer, polymerization initiator, synthesis solvent, etc. remain in the resin as an impurity, and deformation or cracks in equipment members. Will not cause.
[0030]
These trace components may be added directly in the toner production process, may be used as a by-product during polymerization, or may be supplied from a constituent material such as a colorant. Among these, it is more preferable to add directly in the toner production process.
[0031]
The headspace method used for the determination of vinyl ketone according to the present invention is to enclose toner in an openable / closable container, heat it at the time of heat fixing in a copying machine, and promptly in a state where the container is filled with volatile components. The gas in the container is injected into a gas chromatograph apparatus and a mass spectrometer connected thereto, and the amount of volatile components is measured.
[0032]
Below, the measurement by the head space method is demonstrated in detail.
<Measuring method>
1. Sample collection
Take 0.8 g of sample in a 20 ml headspace vial. The sample amount is weighed to 0.01 g (necessary for calculating the area per unit mass). The vial is then sealed using a septum.
[0033]
2. Sample heating
Place the sample in a 130 ° C. constant temperature bath and heat for 30 minutes.
[0034]
3. Setting gas chromatography separation conditions
A carrier coated with silicone oil SE-30 so as to have a mass ratio of 15% packed in a column having an inner diameter of 3 mm and a length of 3 m is used as a separation column. The separation column is attached to a gas chromatograph, and He is used as a carrier to flow at a rate of 50 ml / min. The temperature of the separation column is set to 40 ° C., and measurement is performed while the temperature is increased to 260 ° C. at 15 ° C./min. Hold for 5 minutes after reaching 260 ° C.
[0035]
4). Sample introduction
Remove the vial from the thermostat and immediately inject 1 ml into the separation column with a gas tight syringe.
[0036]
5. Calculation
For quantitative determination of vinyl ketone components, a calibration curve is prepared in advance using ethyl vinyl ketone as a reference substance, and the concentration of each component is determined.
[0037]
6). equipment
1) Headspace conditions
Headspace equipment
HP 7694 Head Space Sampler manufactured by HP
Temperature condition
Transfer line: 200 ° C
Loop temperature: 200 ° C
Sample volume: 0.8g / 20ml vial
2) GC / MS conditions
HP 5890 made by GC HP
HP 5971 made by MS HP
Column: HP-624 30m x 0.25mm
Oven temperature: 40 ° C (3min) -15 ° C / min-260 ° C
Measurement mode: SIM
Next, the toner of the present invention will be described.
[0038]
The toner of the present invention is produced by subjecting a monomer to emulsion polymerization in a suspension polymerization method or a liquid obtained by adding an emulsified liquid of necessary additives to produce fine polymer particles. Etc. can be produced by an emulsion associating method in which these are added and associated. A method of preparing by mixing with a dispersion liquid such as a release agent and a colorant necessary for the composition of the toner at the time of association, and a toner component such as a release agent and a colorant dispersed in the monomer And a method of emulsion polymerization. Here, the association means that a plurality of resin particles and colorant particles are fused.
[0039]
In addition, in order to add the vinyl ketone component according to the present invention to the toner, it may be mixed with a dispersion liquid of a release agent or a colorant necessary for the constitution of the toner at the time of the association, or a single amount A method may be employed in which these vinyl ketone components are added and dispersed together with toner constituents such as a release agent and a colorant in the body, followed by emulsion polymerization.
[0040]
In suspension polymerization and emulsion polymerization, it is preferable to use an aqueous medium, and the aqueous medium indicates that at least 50% by mass of water is contained.
[0041]
That is, for example, in the suspension polymerization method, a colorant in a polymerizable monomer, various constituent materials such as a release agent, a charge control agent, and a polymerization initiator as necessary, and further, if necessary, The vinyl ketone component of the invention is added, and various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer using a homogenizer, a sand mill, a sand grinder, an ultrasonic disperser or the like. The polymerizable monomer in which these various constituent materials are dissolved or dispersed is dispersed in oil droplets having a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Thereafter, the polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention.
[0042]
Further, as a method for producing the toner of the present invention, a method of preparing by associating or fusing resin particles in an aqueous medium can be mentioned. The method is not particularly limited, and examples thereof include methods disclosed in JP-A-5-265252, JP-A-6-329947, and JP-A-9-15904.
[0043]
That is, for example, a dispersion particle composed of resin particles emulsion-polymerized with an emulsifier and a constituent material such as a colorant, or a dispersion particle obtained by associating fine particles composed of a resin and a colorant is used. At the same time as adding an agent for salting out, the resin particles are heated to a temperature higher than the glass transition point of the polymer and fused to gradually grow the particle size while forming fused particles. When the target particle size is reached, a large amount of water is added to stop particle size growth, and the shape is controlled by smoothing the particle surface while heating and stirring, and the particles are heated and dried in a fluid state while containing water. There is a method of forming toner by doing so.
[0044]
The alcohol component according to the present invention may be added in this association step. Here, an organic solvent that is infinitely soluble in water may be added simultaneously with the flocculant.
[0045]
As the polymerizable monomer constituting the resin, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decyl Styrene, styrene such as pn-dodecylstyrene or styrene derivatives, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, Methacrylic acid ester derivatives such as lauryl tacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Acrylates such as isobutyl acid, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, Halogenated vinyls such as vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Vinyl ethers such as Tell, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl hexyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone, vinyl naphthalene, vinyl pyridine, etc. There are acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as vinyl compounds, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide and the like. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
[0046]
Further, it is more preferable to use a combination of monomers having an ionic dissociation group as the polymerizable monomer constituting the resin. For example, it has a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumar Acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acid phosphooxyethyl methacrylate, 3-chloro-2-acid phosphooxy And propyl methacrylate.
[0047]
Furthermore, polyfunctionality such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. It is also possible to use a crosslinkable resin by using a functional vinyl.
[0048]
These polymerizable monomers can be polymerized using a radical polymerization initiator. In this case, an oil-soluble polymerization initiator can be used in the suspension polymerization method. Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carboxyl). Nitriles), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate , Cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4- t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris The (t-butylperoxy) triazine peroxide polymerization initiator or a peroxide, such as and the like polymeric initiator having a side chain.
[0049]
Moreover, when using an emulsion polymerization method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide and the like.
[0050]
Dispersion stabilizers include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, zinc phosphate, aluminum phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate , Bentonite, silica, alumina and the like. Furthermore, those generally used as surfactants such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, sodium dodecylbenzenesulfonate, ethylene oxide adduct, and higher alcohol sodium sulfate can be used as the dispersion stabilizer.
[0051]
As the resin excellent in the present invention, those having a glass transition point of 20 to 90 ° C. are preferred, and those having a softening point of 80 to 220 ° C. are preferred. The glass transition point is measured by a differential calorimetric analysis method, and the softening point can be measured by a Koka flow tester. Further, these resins preferably have a molecular weight measured by gel permeation chromatography of 1,000 to 100,000 in terms of number average molecular weight (Mn) and 2000 to 1,000,000 in terms of weight average molecular weight (Mw). Further, the molecular weight distribution is preferably such that Mw / Mn is 1.5 to 100, particularly 1.8 to 70.
[0052]
However, in the present invention, it is preferable to use composite resin particles obtained by a multistage polymerization method as the resin particles prepared by the emulsion polymerization. In the present invention, the composite resin particles and the colorant particles are preferably salted out / fused with an aggregating agent to obtain a toner, and a release agent is contained in a region other than the outermost layer of the composite resin particles. It is preferable to obtain a heat fixing toner using the composite resin particles.
[0053]
In particular, a toner obtained by salting out / fusion-bonding composite resin particles obtained by a two-stage polymerization method and colorant particles, wherein the composite resin particles have a peak or shoulder molecular weight of 100,000 to 1, A center part (core) formed from a high molecular weight resin having a molecular weight of 1,000,000 and an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin having a peak or shoulder molecular weight of 1,000 to 50,000, It is preferable that a release agent is contained in the center (core).
[0054]
Also, a toner obtained by salting out / fusion-bonding composite resin particles obtained by a three-stage polymerization method and colorant particles, wherein the composite resin particles have a peak or shoulder molecular weight of 100,000 to 1, A central portion (core) formed from a high molecular weight resin having a molecular weight of 1,000,000, an intermediate layer formed from a resin having a peak or shoulder molecular weight of 25,000 to 150,000, and a peak or shoulder molecular weight of 1,000 to 50 And an outer layer (shell) formed from a low molecular weight resin having a molecular weight of 1,000, and a release agent is preferably contained in the intermediate layer.
[0055]
The “composite resin particles” constituting the toner preferably used in the present invention are made of a resin having a different molecular weight and / or composition from the resin forming the core particles so as to cover the surface of the core particles made of resin. It shall mean the resin particle of the multilayer structure in which the 1 or 2 or more coating layer is formed.
[0056]
Further, the “central part (core)” of the composite resin particle refers to “core particle” constituting the composite resin particle.
[0057]
The “outer layer (shell)” of the composite resin particle refers to the outermost layer among “one or more coating layers” constituting the composite resin particle.
[0058]
The “intermediate layer” of the composite resin particles refers to a coating layer formed between the central portion (core) and the outer layer (shell).
[0059]
The molecular weight distribution of the composite resin particles is not monodisperse, and the composite resin particles usually have a molecular weight gradient from the center (core) to the outer layer (shell).
[0060]
In the present invention, the “multi-stage polymerization method” for obtaining composite resin particles means that in the presence of resin particles (n) obtained by polymerizing monomer (n) (n-th stage), The monomer (n + 1) is polymerized (step n + 1), and the polymer of the monomer (n + 1) is dispersed on the surface of the resin particle (n) (the constituent resin of the resin particle (n) is dispersed and / or Or a method of forming a coating layer (n + 1) made of resins having different compositions.
[0061]
Here, when the resin particle (n) is a core particle (n = 1), it becomes “two-stage polymerization method”, and when the resin particle (n) is a composite resin particle (n ≧ 2), It becomes a multistage polymerization method of three or more stages.
[0062]
In the present invention, “salting out / fusing” means that salting out (aggregation of particles) and fusing (disappearance of the interface between particles) occur simultaneously or salting out and fusing occur simultaneously. Say.
[0063]
In order to perform salting-out and fusion at the same time, it is necessary to agglomerate particles (composite resin particles, colorant particles) under a temperature condition higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin constituting the composite resin particles. .
[0064]
A plurality of resins having different compositions and / or molecular weights are present in the composite resin particles obtained by the multistage polymerization method. Accordingly, the toner obtained by salting out / fusion-bonding the composite resin particles and the colorant particles has extremely small variations in composition, molecular weight, and surface characteristics among the toner particles.
[0065]
According to such a toner having a uniform composition, molecular weight, and surface characteristics between toner particles, an image forming method including a fixing process using a contact heating method maintains good adhesion (high fixing strength) to an image support. However, it is possible to improve the anti-offset property and the anti-winding property, and an image having an appropriate gloss can be obtained.
[0066]
The toner of the present invention forms composite resin particles in the absence of a colorant, adds a dispersion of the colorant particles to the dispersion of the composite resin particles, and saltes out the composite resin particles and the colorant particles. It is preferably prepared by fusing.
[0067]
Thus, the polymerization reaction for obtaining the composite resin particles is not inhibited by preparing the composite resin particles in a system in which no colorant is present. Therefore, according to the toner of the present invention, the excellent offset resistance is not impaired, and the fixing device is not contaminated or the image is not stained due to the accumulation of toner.
[0068]
Furthermore, since the surface characteristics of the obtained toner particles are uniform and the charge amount distribution is sharp, an image with excellent sharpness can be formed over a long period of time.
[0069]
<Chain transfer agent>
Generally used chain transfer agents can be used for the purpose of adjusting the molecular weight of the resin constituting the composite resin particles.
[0070]
The chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include mercaptans such as octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, n-octyl-3-mercaptopropionate, terpinolene, carbon tetrabromide and α-methyl. Styrene dimer or the like is preferably used.
[0071]
<Polymerization initiator>
The radical polymerization initiator for obtaining the composite resin particles can be appropriately used as long as it is a water-soluble radical polymerization initiator.
[0072]
Specific examples of the radical polymerization initiator include persulfates (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salts, 2,2′-azobis ( 2-amidinopropane) salts, etc.), peroxide compounds and the like.
[0073]
Furthermore, the above radical polymerization initiator can be combined with a reducing agent as necessary to form a redox initiator. By using a redox initiator, the polymerization activity is increased, the polymerization temperature can be lowered, and the polymerization time can be further shortened.
[0074]
The polymerization temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator, and is, for example, in the range of 50 to 90 ° C. However, it is possible to polymerize at room temperature or a temperature slightly higher by using a polymerization initiator that starts at room temperature such as a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (such as ascorbic acid).
[0075]
<Surfactant>
In order to perform polymerization using the above-mentioned radical polymerizable monomer, it is necessary to perform oil droplet dispersion in an aqueous medium using a surfactant. Although it does not specifically limit as surfactant which can be used in this case, The following ionic surfactant can be mentioned as an example of a suitable thing.
[0076]
Examples of the ionic surfactant include sulfonates (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino-8-naphthol-6 Sodium sulfonate, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sodium sulfonate, etc.), sulfuric acid Ester salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate, potassium stearate) Beam, calcium oleate and the like).
[0077]
Nonionic surfactants can also be used. Specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, ester of higher fatty acid and polyethylene glycol, ester of higher fatty acid and polypropylene oxide, sorbitan ester Etc.
[0078]
The weight average particle diameter (dispersed particle diameter) of the composite resin particles is preferably in the range of 10 to 1000 nm, more preferably in the range of 30 to 300 nm.
[0079]
This weight average particle diameter is a value measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
[0080]
The glass transition temperature (Tg) of the resin component (resin introduced by the composite resin particles) constituting the toner of the present invention is preferably in the range of 48 to 74 ° C, more preferably 52 to 65 ° C.
[0081]
Moreover, it is preferable that the softening point of the said resin component exists in the range of 95-140 degreeC. Here, the glass transition point (Tg) of the resin component refers to a value measured by DSC, and the intersection of the base line and the endothermic peak slope is defined as the glass transition point. Specifically, using a differential scanning calorimeter, the temperature is raised to 100 ° C., left at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a temperature drop of 10 ° C./min. Next, when this sample was measured at a heating rate of 10 ° C./min, an extension of the baseline below the glass transition point and a tangent line indicating the maximum slope from the peak rising portion to the peak apex. The intersection point is shown as the glass transition point.
[0082]
Here, as a measuring device, DSC-7 manufactured by PerkinElmer, Inc. can be used.
[0083]
Moreover, the softening point of a resin component means the value measured using the flow tester. Specifically, using a flow tester “CFT-500” (manufactured by Shimadzu Corporation), the diameter of the pore of the die is 1 mm, the length is 1 mm, and the load is 20 kg / cm.21 cm under the condition of a heating rate of 6 ° C./minThreeThe temperature corresponding to 1/2 of the height from the outflow start point to the outflow end point when the sample is melted out is shown as the softening point.
[0084]
<Release agent>
The toner according to the present invention is an association-type toner particle obtained by salting out / fusion-bonding composite resin particles containing a release agent in a region other than the outermost layer (center portion or intermediate layer) and colorant particles. Is preferred.
[0085]
Examples of the release agent constituting the toner of the present invention include various known ones that can be dispersed in water. Specific examples include olefin waxes such as polypropylene and polyethylene, modified products of these olefin waxes, natural waxes such as carnauba wax and rice wax, and amide waxes such as fatty acid bisamides.
[0086]
As a suitable release agent constituting the toner of the present invention, there may be mentioned those composed of a crystalline ester compound (hereinafter referred to as “specific ester compound”) represented by the following general formula (1).
[0087]
General formula (1)
R1-(OCOR2)n
Where R1And R2Each represents a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms which may have a substituent, and n is an integer of 1 to 4.
[0088]
In general formula (1) showing a specific ester compound, R1And R2Each represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
[0089]
Hydrocarbon group R1The number of carbon atoms is 1 to 40, preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 5.
[0090]
Hydrocarbon group R2The number of carbon atoms is from 1 to 40, preferably from 16 to 30, and more preferably from 18 to 26.
[0091]
In the general formula (1), n is an integer of 1 to 4, preferably 2 to 4, more preferably 3 to 4, and particularly preferably 4.
[0092]
The specific ester compound can be suitably synthesized by a dehydration condensation reaction between an alcohol and a carboxylic acid.
[0093]
Specific examples of the specific ester compound include compounds represented by the following formulas 1) to 22).
[0094]
(Specific exemplified compounds)
[0095]
[Chemical 1]
Figure 0003882526
[0096]
[Chemical formula 2]
Figure 0003882526
[0097]
<Ratio of release agent>
The content of the release agent constituting the toner according to the present invention is usually 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass.
[0098]
<Contained area of release agent in composite resin particles>
In the toner using the composite resin particle according to the present invention, the release agent in the composite resin particle constituting the toner may be contained in a region (central portion or intermediate layer) other than the outermost layer of the composite resin particle. .
[0099]
As a result, since the outermost layer of the composite resin particles does not contain a release agent that lowers the adhesion between particles, the composite resin particles adhere firmly in the salting-out / fusion process, and the crushing strength of the composite resin particles is reduced. High fusing particles (toner particles constituting the toner of the present invention according to claim 4) are formed.
[0100]
The flocculant used for fusing by salting out is not particularly limited, but a material selected from metal salts is preferably used. Specifically, as a monovalent metal, for example, an alkali metal salt such as sodium, potassium or lithium, as a divalent metal, for example, an alkaline earth metal salt such as calcium or magnesium, or a divalent metal such as manganese or copper. And salts of trivalent metals such as iron and aluminum, and specific salts include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, etc. Can be mentioned. These may be used in combination.
[0101]
These flocculants are preferably added in an amount equal to or higher than the critical aggregation concentration. The critical flocculation concentration is an index relating to the stability of the aqueous dispersion, and indicates a concentration at which flocculation occurs when a flocculant is added. This critical aggregation concentration varies greatly depending on the emulsified components and the dispersant itself. For example, it is described in Seizo Okamura et al., “Polymer Chemistry 17, 601 (1960) edited by Polymer Society” and the like, and a detailed critical aggregation concentration can be obtained. As another method, a desired salt is added to the target particle dispersion at different concentrations, the ζ (zeta) potential of the dispersion is measured, and the salt concentration at which this value changes is defined as the critical aggregation concentration. You can ask for it.
[0102]
The addition amount of the flocculant of the present invention may be not less than the critical aggregation concentration, but is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more the critical aggregation concentration.
[0103]
The solvent that dissolves infinitely means a solvent that dissolves infinitely in water, and in the present invention, a solvent that does not dissolve the formed resin is selected. Specific examples include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, methoxyethanol, and butoxyethanol, nitriles such as acetonitrile, and ethers such as dioxane. In particular, ethanol, propanol, and isopropanol are preferable.
[0104]
The addition amount of the infinitely soluble solvent is preferably 1 to 100% by volume with respect to the polymer-containing dispersion to which the flocculant is added.
[0105]
In order to make the shape uniform, it is preferable to fluidly dry a slurry in which 10% by mass or more of water is present after preparing and filtering colored particles. Those having a polar group are preferred. The reason for this is considered to be that it is particularly easy to make the shape uniform, in order to exhibit the effect that the water present is somewhat swollen with respect to the polymer in which the polar group is present.
[0106]
The toner of the present invention contains at least a resin and a colorant, but may contain a release agent, a charge control agent, or the like, which is a fixability improving agent, if necessary. Further, an external additive composed of inorganic fine particles or organic fine particles may be added to the toner particles containing the resin and the colorant as main components.
[0107]
<Colorant>
As the colorant used in the toner of the present invention, carbon black, a magnetic material, a dye, a pigment, and the like can be arbitrarily used. Examples of the carbon black include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, and lamp black. used. Magnetic materials include ferromagnetic metals such as iron, nickel and cobalt, alloys containing these metals, compounds of ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite, alloys that do not contain ferromagnetic metals but exhibit ferromagnetism by heat treatment, For example, a kind of alloy called Heusler alloy such as manganese-copper-aluminum, manganese-copper-tin, chromium dioxide, or the like can be used.
[0108]
As the dye, C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95 etc. can be used, and a mixture thereof can also be used. Examples of the pigment include C.I. I. Pigment Red 5, 48: 1, 53: 1, 57: 1, 122, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, C.I. I. Pigment Orange 31 and 43, C.I. I. Pigment yellow 14, 17, 93, 94, 138, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, 60, etc. can be used, and a mixture thereof can also be used. The number average primary particle diameter varies depending on the type, but is preferably about 10 to 200 nm.
[0109]
As a method for adding the colorant, the polymer particles prepared by the emulsion polymerization method are added at the stage of agglomerating by adding an aggregating agent, and the polymer is colored, or at the stage of polymerizing the monomer. The method of adding, polymerizing, and making it a colored particle etc. can be used. In addition, when adding a coloring agent in the step which prepares a polymer, it is preferable to use it, treating the surface with a coupling agent etc. so that radical polymerization property may not be inhibited.
[0110]
Further, a low molecular weight polypropylene (number average molecular weight = 1500 to 9000), a low molecular weight polyethylene, or the like as a fixing property improving agent may be added.
[0111]
Similarly, various known charge control agents and those that can be dispersed in water can be used. Specific examples include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof. In addition, it is preferable that the number average primary particle diameter of these charge control agent and fixability improving agent particles is about 10 to 500 nm in a dispersed state. In the above-described suspension polymerization method toner in which a toner component obtained by dispersing or dissolving a toner component such as a colorant in the polymerizable monomer is suspended in an aqueous medium and then polymerized. The shape of the toner particles can be controlled by controlling the flow of the medium therein. The present invention is also useful in so-called suspension polymerization toners by such a method.
[0112]
Further, in a so-called pulverized toner obtained by a method in which a binder resin is separately prepared, kneaded with a toner constituent such as a colorant, pulverized, mixed and dispersed with an external additive such as silica, and the like to obtain a pulverized toner. It is useful as well. Various conventional toner production methods can be applied as the method for producing the pulverized toner particles. For example, as a general example, first, a resin, a colorant, a wax, a charge control agent and the like are uniformly dispersed and mixed in a mixer, Next, the mixture is melt kneaded with a closed kneader or a single or twin screw extruder, cooled, coarsely pulverized with a crusher, hammer mill, etc., finely pulverized with a jet mill, high-speed rotor rotary mill, etc. You may manufacture by classifying with a classifier (For example, an inertia class elbow jet, a centrifugal classification microplex, DS separator etc.). The average particle diameter of the toner is preferably 3 to 20 μm. In the melt kneading step, it is also preferable to adjust the trace component of the present invention within a range that does not impair the charging performance and fixing performance as the final toner. In the study by the present inventors, although there is fluctuation, the trace component of the present invention is reduced by about 20 to 40% by the melt-kneading process.
[0113]
In the heat fixing toner of the present invention, in order to obtain high fixability, the variation coefficient of the shape factor is preferably 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is preferably 27% or less. That is, by making the shape distribution of the toner itself uniform, it is possible to make the heat conduction and heat deformation during fixing uniform and prevent the occurrence of fixing failure.
[0114]
Further, as a result of further investigation by the present inventors, toner particles having no corners exhibit the same effect even if the variation in shape is somewhat large due to the smoothness of the surface. That is, it is preferable to use a toner having 50% by number or more of toner particles having no corners.
[0115]
Further, as a result of the study by the present inventors, it has been found that even when the specific shape is made uniform, the thermal deformation of the toner can be made uniform and the same effect can be exhibited. That is, it is preferable to use a toner having 65% by number or more of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6, preferably 1.2 to 1.6.
[0116]
In the present invention, the shape factor of the toner is expressed by the following formula, and indicates the degree of roundness of the toner particles.
[0117]
Shape factor = ((maximum diameter / 2)2× π) / projection area
Here, the maximum diameter refers to the width of a particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines. The projected area refers to the area of the projected image of the toner particles on the plane.
[0118]
In the present invention, this shape factor is obtained by taking a photograph in which the toner particles are magnified 2000 times with a scanning electron microscope, and then using “SCANNING IMAGE ANALYZER” (manufactured by JEOL Ltd.) based on this photograph. It was measured by performing analysis. At this time, the shape factor of the present invention was measured by the above formula using 100 toner particles.
[0119]
The method for controlling the shape factor is not particularly limited. For example, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy due to impact force in a gas phase, or a method in which a toner is not dissolved in a solvent and a swirl flow is applied. To prepare a toner having a shape factor of 1.0 to 1.6, or 1.2 to 1.6, and adding the toner into a normal toner so as to be within the range of the present invention. There is. Further, there is a method of preparing a toner having a shape factor adjusted to 1.0 to 1.6 or 1.2 to 1.6 by controlling the entire shape at the stage of preparing a so-called polymerization toner.
[0120]
Among the above methods, the polymerization toner is preferable because it is simple as a production method and has excellent surface uniformity as compared with the pulverized toner.
[0121]
In the present invention, the variation coefficient of the shape factor of the toner is calculated from the following equation.
Coefficient of variation = (S / K) x 100 (%)
In the formula, S represents the standard deviation of the shape factor of 100 toner particles, and K represents the average value of the shape factor.
[0122]
The variation coefficient of the shape factor is 16% or less, preferably 14% or less. When the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, voids in the transferred toner layer are reduced, fixing property is improved, and offset is less likely to occur. In addition, the charge amount distribution becomes sharp and the image quality is improved.
[0123]
Toner particles that are being formed in the process of polymerizing, fusing, and controlling the shape of resin particles (polymer particles) in order to uniformly control the shape factor of the toner and the coefficient of variation of the shape factor without variation in lots. An appropriate process end time may be determined while monitoring the characteristics of the (colored particles).
[0124]
Monitoring means that a measuring device is incorporated in-line, and process conditions are controlled based on the measurement result. In other words, in the case of a polymerization method toner that is formed by incorporating measurement such as shape in-line, for example, by associating or fusing resin particles in an aqueous medium, the shape and particle size are measured while performing sequential sampling in the fusing step. The reaction is stopped when the desired shape is obtained.
[0125]
The monitoring method is not particularly limited, but a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Sysmec) can be used. This apparatus is suitable because the shape can be monitored by performing image processing in real time while passing the sample liquid. That is, a pump or the like is used from the reaction field and is constantly monitored to measure the shape and the like, and the reaction is stopped when the desired shape is obtained.
[0126]
In the present invention, the number particle size distribution and the number variation coefficient of the toner are measured by a Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.). In the present invention, a Coulter Multisizer is used, and an interface (manufactured by Nikka Kisha Co., Ltd.) for outputting the particle size distribution and a personal computer are connected. The aperture used in the Coulter Multisizer was 100 μm, and the volume and number of toners of 2 μm or more were measured to calculate the particle size distribution and average particle size. The number particle size distribution represents the relative frequency of the toner particles with respect to the particle size, and the number average particle size represents the median diameter in the number particle size distribution.
[0127]
The number variation coefficient in the toner number particle size distribution is calculated from the following equation.
Number variation coefficient = (S / Dn) × 100 (%)
In the formula, S represents the standard deviation in the number particle size distribution, and Dn represents the number average particle size (μm).
[0128]
In the present invention, the toner number variation coefficient is preferably 27% or less, more preferably 25% or less. When the number variation coefficient is 27% or less, voids in the transferred toner layer are reduced, fixing properties are improved, and offset is less likely to occur. In addition, the charge amount distribution becomes sharp, the transfer efficiency is increased, and the image quality is improved.
[0129]
In the present invention, the method for controlling the number variation coefficient is not particularly limited. For example, a method of classifying toner particles by wind force can be used, but classification in a liquid is effective for reducing the number variation coefficient. As a method of classifying in this liquid, there is a method of separating and collecting toner particles according to a difference in sedimentation speed caused by a difference in toner particle diameter by using a centrifuge and controlling the rotation speed.
[0130]
In particular, when a toner is produced by a suspension polymerization method, a classification operation is indispensable in order to make the number variation coefficient in the number particle size distribution 27% or less. In the suspension polymerization method, it is necessary to disperse a polymerizable monomer in an oil droplet having a desired size as a toner in a system medium before polymerization. That is, mechanical shearing with a homomixer or homogenizer is repeated for large oil droplets of a polymerizable monomer to reduce the oil droplets to the size of toner particles. In the method using shearing, the number particle size distribution of the obtained oil droplets is wide, and therefore the particle size distribution of the toner obtained by polymerizing the oil droplets is also wide. For this reason, classification operation is essential.
[0131]
In the present invention, the toner particles having no corners refer to toner particles that do not substantially have protrusions that concentrate electric charges or that easily wear due to stress. Specifically, the following toner particles are used. Toner particles without corners. That is, as shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a circle having a major axis of the toner particle L and a radius R of L / 10 is in contact with the toner particle peripheral line at one point. On the other hand, when the inside is rolled, the case where the circle does not substantially protrude outside the toner is referred to as toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
[0132]
The measurement of toner without corners was performed as follows. First, an enlarged photograph of the toner particles is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement was performed on 100 toner particles.
[0133]
In the toner of the present invention, the proportion of toner particles having no corners is preferably 50% by number or more, and more preferably 70% by number or more. When the ratio of toner particles having no corners is 50% by number or more, generation of fine particles is less likely to occur due to stress with the developer conveying member, and the toner having excessive adhesion to the surface of the developer conveying member. In addition, the contamination of the developer conveying member can be suppressed, and the charge amount can be sharpened. In addition, toner particles that easily wear and break and toner particles having a portion where charges are concentrated are reduced, the charge amount distribution becomes sharp, the chargeability is stable, and good image quality can be formed over a long period of time.
[0134]
A method for obtaining toner having no corners is not particularly limited. For example, as described above as a method for controlling the shape factor, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy by impact force in a gas phase, or a toner is dissolved. It can be obtained by adding in a solvent that does not, and applying a swirling flow.
[0135]
Further, in the polymerization toner formed by associating or fusing the resin particles, the fusing particle surface has many irregularities at the fusing stop stage, and the surface is not smooth, but the temperature in the shape control step, By making appropriate conditions such as the number of revolutions of the stirring blade and the stirring time, a toner having no corners can be obtained. These conditions vary depending on the physical properties of the resin particles. For example, by setting the rotational speed to be higher than the glass transition temperature of the resin particles, the toner can be formed with a smooth surface and no corners.
[0136]
The toner of the present invention preferably has a number average particle diameter of 2 to 8 μm. When the toner particles are formed by a polymerization method, the particle size can be controlled by the concentration of the aggregating agent, the amount of the organic solvent added, the fusing time, and further the composition of the polymer itself.
[0137]
When the number average particle diameter is 2 to 8 μm, it is possible to reduce the presence of excessively adhering toner or low adhering toner on the developer conveying member in the fixing step, and developability can be maintained over a long period of time. And the transfer efficiency is increased, the image quality of halftone is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved.
[0138]
As the toner of the present invention, when the particle size of the toner particle is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the number-based particle size distribution is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. In the histogram shown, the sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles included in the next most frequent class after the most frequent class is 70. % Of the toner is preferable. When the sum (M) of the relative frequency (m1) and the relative frequency (m2) is 70% or more, the dispersion of the particle size distribution of the toner particles becomes narrow. Therefore, selective development can be performed by using the toner in the image forming process. Can be reliably suppressed.
[0139]
In the present invention, the histogram showing the particle size distribution based on the number is a natural logarithm lnD (D: particle size of individual toner particles) having a plurality of classes (0 to 0.23: 0.23) at intervals of 0.23. 0.46: 0.46-0.69: 0.69-0.92: 0.92-1.15: 1.15-1.38: 1.38-1.61: 1.61-1. 84: 1.84 to 2.07: 2.07 to 2.30: 2.30 to 2.53: 2.53 to 2.76, and so on). This histogram was created by transferring the particle size data of the sample measured by the Coulter Multisizer to the computer via the I / O unit according to the following conditions and using the particle size distribution analysis program in the computer. is there.
[0140]
Measurement condition
(1) Aperture: 100 μm
(2) Sample preparation method: An appropriate amount of a surfactant (neutral detergent) is added to 50 to 100 ml of an electrolytic solution (ISOTON R-11 (manufactured by Coulter Scientific Japan)) and stirred, and a measurement sample of 10 to 20 mg is added thereto. Add This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
[0141]
Next, as for numerical values according to the present invention, conventionally known numerical values of toner will be described. This value varies depending on the manufacturing method.
[0142]
In the case of pulverized toner, the proportion of toner particles having a shape factor of 1.2 to 1.6 is about 60% by number. The variation coefficient of the shape factor of this is about 20%. Further, in the pulverization method, in order to reduce the particle size while repeating the crushing, the toner particles have more corners, and the proportion of toner particles without corners is 30% by number or less. Therefore, in order to obtain a rounded toner with uniform shapes and no corners, a process for spheroidizing with heat or the like as described above is required as a method for controlling the shape factor. In addition, the number variation coefficient in the number particle size distribution is about 30% when the classification operation after pulverization is one time, and in order to make the number variation coefficient 27% or less, it is necessary to repeat the classification operation. There is.
[0143]
In the case of a toner by suspension polymerization, since it is conventionally polymerized in a laminar flow, substantially spherical toner particles are obtained. For example, in the toner described in JP-A-56-130762, the shape factor is 1 The ratio of toner particles having a diameter of 2 to 1.6 is about 20% by number, the coefficient of variation of the shape factor is about 18%, and the ratio of toner particles without corners is about 85% by number. In addition, as described above in the method for controlling the number variation coefficient in the number particle size distribution, mechanical shearing is repeatedly performed on large oil droplets of the polymerizable monomer to reduce the oil droplets to the size of toner particles. Therefore, the distribution of the oil droplet diameter is widened, and therefore, the particle size distribution of the obtained toner is wide and the number variation coefficient is as large as about 32%. To reduce the number variation coefficient, the technique described in the above publication is used. If the toner is produced based on the classification, a classification operation is required.
[0144]
In the polymerization method toner formed by associating or fusing resin particles, for example, in the toner described in JP-A-63-186253, the ratio of toner particles having a shape factor of 1.2 to 1.6 Is about 60% by number, the coefficient of variation of the shape factor is about 18%, and the proportion of toner particles without corners is about 44% by number. Further, the particle size distribution of the toner is wide, the number variation coefficient is 30%, and classification operation is necessary to reduce the number variation coefficient.
[0145]
<External additive>
In the present invention, conventionally known inorganic fine particles and organic fine particles can be used from the viewpoint of imparting fluidity to the colored particles. Examples of the compound constituting the inorganic fine particles include various inorganic oxides, nitrides, borides and the like. Specific examples thereof include silica, alumina, titania, zirconia, barium titanate, aluminum titanate, Strontium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide, boron oxide, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, silicon nitride, titanium nitride, Examples thereof include boron nitride. These inorganic fine particles are preferably hydrophobic. Specifically, as silica fine particles, for example, commercially available products R-805, R-976, R-974, R-972, R-812, R manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. -809, HVK-2150 and H-200 manufactured by Hoechst, and commercially available products TS-720, TS-530, TS-610, H-5, and MS-5 manufactured by Cabot. Examples of the titanium fine particles include commercially available products T-805 and T-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., commercially available products MT-100S, MT-100B, MT-500BS, MT-600, MT-600SS, and JA- 1. Commercial products TA-300SI, TA-500, TAF-130, TAF-510, TAF-510T manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd. Commercial products IT-S, IT-OA, IT-OB, IT- manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. OC etc. are mentioned. Examples of the alumina fine particles include commercial products RFY-C and C-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and commercial products TTO-55 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. As the organic fine particles, spherical organic fine particles having a number average primary particle diameter of about 10 to 2000 nm can be used. As this, a homopolymer such as styrene or methyl methacrylate or a copolymer thereof can be used.
[0146]
<Lubricant as an external additive>
Examples of lubricants include, for example, zinc stearate, aluminum, copper, magnesium, calcium, etc., zinc oleate, manganese, iron, copper, magnesium, etc., zinc palmitate, copper, magnesium, calcium, etc. And salts of higher fatty acids such as zinc of linoleic acid, salts of calcium, etc., zinc of ricinoleic acid, salts of calcium, etc. The amount of these external additives added is preferably about 0.1 to 5% by mass relative to the toner.
[0147]
The toner of the present invention can be used alone as a magnetic toner containing a magnetic substance, used alone as a non-magnetic toner containing no magnetic substance, or mixed with a carrier and used as a two-component developer. However, the use mode as a two-component developer is preferable.
[0148]
The carrier mixed with the toner of the present invention may be either a carrier composed only of magnetic material particles such as iron or ferrite, or a resin-coated carrier in which the surface of the core material particles is coated with a resin. From the viewpoint of durability and the like, it is preferable to use a resin-coated carrier.
[0149]
The particle diameter of the carrier is 10 to 100 μm, preferably 15 to 80 μm in volume average particle diameter.
[0150]
The magnetization characteristic of the carrier is preferably 10 to 100 emu / g in saturation magnetization.
[0151]
Examples of the core particles constituting the resin-coated carrier include iron powder, magnetite, and various ferrites. Among these, magnetite and ferrite are preferable.
[0152]
<Image forming device>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention having a built-in fixing device.
[0153]
Reference numeral 1 denotes a side plate of the image forming apparatus. The transfer paper (transfer material) 3 accommodated in the paper feed cassette 2 is fed one by one by the paper feed roller 4 and the double feed prevention means 5 and guided to a guide plate (not shown). It reaches the conveying roller 6. The transfer paper 3 sent out from the conveying roller 6 reaches the registration roller 7 and is sent out to the transfer area in synchronism with image formation. After the toner image is transferred from the photosensitive drum 8 to the transfer paper 3 by the transfer device 9, the transfer paper carrying the unfixed toner image is pulled away from the photosensitive drum 8 by the separator 10 and sent to the fixing device 13. It is.
[0154]
The transfer paper carrying the unfixed toner image is fixed by the fixing device 13 while being nipped and conveyed between the heating roller 14 and the pressure roller 15, and is discharged to the outside of the image forming apparatus via the discharge roller. Is done.
[0155]
On the other hand, the photosensitive drum after the toner image is transferred is subjected to image formation again after cleaning the residual toner on the drum surface.
[0156]
FIG. 3 is a sectional view showing an example of the inside of the fixing device 13 according to the present invention.
The transfer paper 3 carrying a toner image is sandwiched and conveyed between a heating roller 14 having a heat source 16 and a pressure roller 15, and discharged between two discharge rollers 17 and 18.
[0157]
In an actual fixing device, there are a resin housing 20 of the fixing device and a top plate 21 forming a part thereof. In addition, separation pawls 22 and 23, a cleaning roller 24, a temperature detection sensor 25, and the like are generally disposed around the heating roller 14 and the pressure roller 15 as necessary.
[0158]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this.
[0159]
Preparation Example 1
(1) Preparation of core particles (first stage polymerization)
Surfactant prepared by dissolving 7.08 g of an anionic surfactant (sodium dodecyl sulfonate: SDS) in 3010 g of ion-exchanged water in a 5000 ml separable flask equipped with a stirrer, temperature sensor, condenser, and nitrogen introducing device The solution (aqueous medium) was charged, and the internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream.
[0160]
To this surfactant solution, an initiator solution prepared by dissolving 9.2 g of a polymerization initiator (potassium persulfate: KPS) in 200 g of ion-exchanged water was added, the temperature was adjusted to 75 ° C., and then 70.1 g of styrene, n -A monomer mixture composed of 19.9 g of butyl acrylate and 10.9 g of methacrylic acid was added dropwise over 1 hour, and this system was polymerized by heating and stirring at 75 ° C for 2 hours (first stage polymerization). And a latex (a dispersion of resin particles made of a high molecular weight resin) was prepared. This is referred to as “latex (1H)”.
[0161]
(2) Formation of intermediate layer (second stage polymerization)
In a flask equipped with a stirrer, 105.6 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, 6.4 g of methacrylic acid, 5.6 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, 72.0 g of the release agent [Exemplary Compound 19)] was added, and the mixture was heated to 80 ° C. and dissolved to prepare a monomer solution.
[0162]
On the other hand, a surfactant solution in which 1.6 g of an anionic surfactant (SDS) was dissolved in 2700 ml of ion-exchanged water was heated to 80 ° C., and the latex (dispersed core particle) was added to the surfactant solution. 1H) was added in an amount of 28 g in terms of solid content, and then the monomer solution of Exemplified Compound 19) was mixed and dispersed with a mechanical disperser “CLEARMIX” (manufactured by M-Technique) having a circulation path. A dispersion (emulsion) containing emulsion particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle diameter (284 nm) was prepared.
[0163]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.1 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 ml of ion-exchanged water and 750 ml of ion-exchanged water were added to this dispersion (emulsion), and the system was heated at 80 ° C. Polymerization (second stage polymerization) was carried out by heating and stirring for 3 hours to obtain latex (a dispersion of composite resin particles having a structure in which the surface of resin particles made of a high molecular weight resin was coated with an intermediate molecular weight resin). This is referred to as “latex (1HM)”.
[0164]
(3) Formation of outer layer (third stage polymerization)
An initiator solution obtained by dissolving 7.4 g of a polymerization initiator (KPS) in 200 ml of ion-exchanged water is added to the latex (1HM) obtained as described above, and under a temperature condition of 80 ° C., 300 g of styrene, A monomer mixture composed of 95 g of n-butyl acrylate, 15.3 g of methacrylic acid, and 10.4 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, polymerization (third-stage polymerization) was performed by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. and latex (a central portion made of a high molecular weight resin, an intermediate layer made of an intermediate molecular weight resin, A dispersion of composite resin particles) having an outer layer made of a molecular weight resin and containing the exemplary compound 19) in the intermediate layer was obtained. This latex is referred to as “latex (1HML)”.
[0165]
The composite resin particles constituting the latex (1HML) have peak molecular weights of 138,000, 80,000 and 13,000 (measured by gel permeation chromatography), and the composite resin particles The weight average particle size of was 122 nm.
[0166]
Preparation Example 2
(1) Preparation of core particles (first stage polymerization)
In a flask equipped with a stirrer, 72.0 g of the exemplified compound 16) was added to a monomer mixture composed of 105.6 g of styrene, 30.0 g of n-butyl acrylate, and 6.4 g of methacrylic acid, and 80 ° C. The monomer solution was prepared by heating and dissolving.
[0167]
On the other hand, a surfactant solution in which 1.6 g of an anionic surfactant (SDS) was dissolved in 2700 ml of ion-exchanged water was heated to 80 ° C., and a mechanical disperser “Claire having a circulation path was added to the surfactant solution. Mix (CLEARMIX) (manufactured by M-Technique) mixed and dispersed the monomer solution of Exemplified Compound 16), and a dispersion containing emulsified particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle size (268 nm) ( Emulsified liquid) was prepared.
[0168]
Next, an initiator solution prepared by dissolving 5.1 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 ml of ion-exchanged water and 750 ml of ion-exchanged water were added to this dispersion (emulsion), and the system was heated at 80 ° C. Polymerization (first stage polymerization) was carried out by heating and stirring for 3 hours to prepare latex (a dispersion of resin particles made of a high molecular weight resin). This is referred to as “latex (2H)”.
[0169]
(2) Formation of outer layer (second stage polymerization)
An initiator solution obtained by dissolving 14.8 g of a polymerization initiator (KPS) in 400 ml of ion-exchanged water is added to the latex (2H) obtained as described above, and 600 g of styrene under a temperature condition of 80 ° C. A monomer mixed solution consisting of 190 g of n-butyl acrylate, 30.0 g of methacrylic acid, and 20.8 g of n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, polymerization (second-stage polymerization) is performed by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. and having a latex (a central portion made of a high molecular weight resin and an outer layer made of a low molecular weight resin). A dispersion of composite resin particles) containing the exemplified compound 16) in the center was obtained. This latex is referred to as “latex (2HL)”.
[0170]
The composite resin particles constituting the latex (2HL) had peak molecular weights of 168,000 and 11,000, and the weight average particle size of the composite resin particles was 126 nm.
[0171]
Toner 1Bk
59.0 g of sodium n-dodecyl sulfate was dissolved in 1600 ml of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 420.0 g of carbon black “Regal 330” (Cabot Corporation) was gradually added, and then dispersed by using “Cleamix” (M-Technics Corporation) to give a coloring. A dispersion of agent particles (hereinafter referred to as “colorant dispersion (Bk)”) was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in this colorant dispersion (Bk) was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the weight average particle diameter was 98 nm. .
[0172]
420.7 g (in terms of solid content) of latex (1HML) obtained in Preparation Example 1, 900 g of ion-exchanged water, and 166 g of a colorant dispersion (Bk), a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device, and a stirring device Was stirred in a reaction vessel (four-necked flask). After adjusting the internal temperature to 30 ° C., a 5 mol / liter aqueous sodium hydroxide solution was added to this solution to adjust the pH to 9.0.
[0173]
Next, an aqueous solution in which 12.1 g of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water and 0.7 ml of methyl vinyl ketone were added at 30 ° C. with stirring.
[0174]
After 3 minutes, temperature increase was started, and the system was heated to 90 ° C. over 6 minutes (temperature increase rate = 10 ° C./min). In this state, the particle size of the associated particles was measured with “Coulter Counter TA-II”, and when the number average particle size became 5.5 μm, an aqueous solution in which 80.4 g of sodium chloride was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water. Was added to stop the particle growth, and the fusion was continued by heating and stirring at a liquid temperature of 85 ° C. for 2 hours as an aging treatment. Then, it cooled to 30 degreeC on the conditions of 8 degreeC / min, hydrochloric acid was added, pH was adjusted to 2.0, and stirring was stopped. The produced association particles are filtered, washed repeatedly with ion exchange water, then dried with hot air at 40 ° C., transferred to a 10 liter Henschel mixer, and added with 0.8% by mass of hydrophobic silica to be mixed with toner. Got. The toner thus obtained is referred to as “toner 1Bk”.
[0175]
Toner 2Bk
A toner was obtained in the same manner except that 2 ml of benzyl methyl ketone was added instead of methyl vinyl ketone in toner 1Bk. The toner thus obtained is referred to as “toner 2Bk”.
[0176]
Toner 3Bk
Toner 1Bk was obtained in the same manner except that ethyl vinyl ketone was added instead of methyl vinyl ketone. The toner thus obtained is referred to as “toner 3Bk”.
[0177]
Toner 4Bk
Instead of latex (1HML) in toner 1Bk, 420.7 g (converted to solid content) of latex (2HL) obtained in Preparation Example 2 was used, and a toner was obtained in the same manner except that 1 ml of methyl vinyl ketone was used. . The toner thus obtained is referred to as “toner 4Bk”.
[0178]
Comparative toner 1Bk
A toner was obtained in the same manner except that 0.1 ml of vinyl ketone was added to toner 1Bk. The toner thus obtained is referred to as “Comparative Toner 1Bk”.
[0179]
Comparative toner 2Bk
A toner was obtained in the same manner except that 20 ml of vinyl ketone was added to toner 1Bk. The toner thus obtained is referred to as “Comparative Toner 2Bk”.
[0180]
Table 1 shows the results of measuring the particle size and shape factor of each toner. Table 2 shows the content of each trace component using the headspace method and the results of evaluation on the following evaluation items.
[0181]
[Table 1]
Figure 0003882526
[0182]
[Table 2]
Figure 0003882526
[0183]
Evaluation (contact development method)
The Konica digital copying machine Konica 7050 was modified to evaluate 5 million shots. As the photoconductor, a laminated organic photoconductor was used.
[0184]
As the fixing method, hot roll fixing was used, and the oil application mechanism and the offset toner cleaning mechanism were removed for evaluation. The top plate of the fixing device housing was made of ABS having a thickness of 3 mm.
[0185]
The image forming conditions were performed in a normal temperature and normal humidity environment (25 ° C./55% RH).
[0186]
<Fixing rate>
Fixing rate is 0.6mg / cm21 inch square solid images were collected and obtained from image densities before and after peeling with a scotch mending tape (manufactured by Sumitomo 3M).
[0187]
More than 80% pass.
<Deformation of housing>
By visual observation, warping and cracking of the side plate on the fixing device side of the copying machine were observed.
[0188]
<Recycling fuser parts>
If the dimensions of the top plate of the fuser housing at the time of 5 million sheets are within plus or minus 1% from the start of the evaluation, it was judged as “possible” for recycling and “impossible” when there was further deformation.
[0189]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a toner having high fixability and prevent deterioration of apparatus parts due to specific volatile components contained in the toner, in particular, deformation and cracking of resin parts around the fuser housing and the fuser. It is possible to provide a heat fixing toner that does not cause resin degradation such as the above, and an image forming method using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating toner particles without corners.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example showing the inside of a fixing device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Side plate of image forming device
2 Paper cassette
3 Transfer paper (transfer material)
4 Paper feed roller
5 Double feed prevention measures
6 Transport roller
7 Registration roller
8 Photosensitive drum
13 Fixing device
14 Heating roller
15 Pressure roller
20 Resin housing
21 Top plate

Claims (12)

少なくとも樹脂と着色剤よりなる熱定着用のトナーにおいて、該トナーがビニルケトン類を0.2〜24ppm含有していることを特徴とする熱定着用トナー。A heat fixing toner comprising at least 0.2-24 ppm of vinyl ketones in a heat fixing toner comprising at least a resin and a colorant. 前記ビニルケトン成分が、メチルビニルケトンであることを特徴とする請求項1に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the vinyl ketone component is methyl vinyl ketone. 形状係数の変動係数が16%以下であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. 形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more. 形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more. 角がないトナー粒子が50個数%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The toner for thermal fixing according to claim 1, wherein the toner particles having no corners are 50% by number or more. 個数平均粒径が2〜8μmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the number average particle diameter is 2 to 8 μm. 前記トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。When the particle diameter of the toner particles is D (μm), the horizontal axis represents the natural logarithm lnD, and the histogram shows the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. The sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles contained in the class and the relative frequency (m2) of the toner particles contained in the next most frequent class after the most frequent class is 70% or more. The heat fixing toner according to claim 1, wherein the toner is heat fixing. 重合性単量体を水系媒体中で重合せしめて製造されるものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to any one of claims 1 to 8, wherein the toner is produced by polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium. 樹脂粒子を水系媒体中で塩析/融着して得られることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。The heat fixing toner according to claim 1, wherein the toner particles are obtained by salting out / fusion-bonding resin particles in an aqueous medium. 多段重合法により得られる複合樹脂粒子と、着色剤粒子とを塩析/融着して得られるトナーであって、該複合樹脂粒子の最外層以外の領域に離型剤が含有されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱定着用トナー。A toner obtained by salting out / fusion-bonding composite resin particles obtained by a multistage polymerization method and colorant particles, and containing a release agent in a region other than the outermost layer of the composite resin particles The heat fixing toner according to claim 1, wherein the toner is a heat fixing toner. 少なくとも樹脂と着色剤よりなり、炭素数4〜24のビニルケトン成分を0.2〜24ppm含有するトナーを用いて、静電潜像を現像し、転写材上に転写した後、熱定着することを特徴とする画像形成方法。The electrostatic latent image is developed using a toner composed of at least a resin and a colorant and containing 0.2 to 24 ppm of a vinyl ketone component having 4 to 24 carbon atoms, and is heat-fixed after being transferred onto a transfer material. An image forming method.
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