JP3893258B2 - Toner, toner manufacturing method and image forming method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法、トナージェット法に用いられるトナー、該トナーの製造方法、及び該トナーを用いる画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては米国特許第2,297,691号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43−24748号公報等に記載されている如く多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて直接的あるいは間接的手段を用いて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力、加熱加圧或いは溶剤蒸気などにより定着し複写物を得るものであり、そして感光体上に転写せず残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上記の工程が繰り返される。
【0003】
またさらに、一般的なフルカラー画像を形成する方法について説明すると、感光ドラムの感光体を一次帯電器によって均一に帯電し、原稿のマゼンタ画像信号にて変調されたレーザー光により画像露光を行い、感光ドラム上に静電潜像を形成し、マゼンタトナーを保有するマゼンタ現像器により該静電潜像の現像を行い、マゼンタトナー画像を形成する。次に搬送されてきた転写材に転写帯電器によって前記の感光ドラムに現像されたマゼンタトナー画像を直接的あるいは間接的手段を用い転写する。
【0004】
一方、前記の静電潜像の現像を行った後の感光ドラムは、除電用帯電器により除電し、クリーニング手段によってクリーニングを行った後、再び一次帯電器によって帯電し、同様にシアントナー画像の形成及び前記マゼンタトナー画像を転写した転写材へのシアントナー画像の転写を行い、さらにイエロー色、ブラック色と順次同様に行って、4色のトナー画像を転写材に転写する。該4色のトナー画像を有する転写材を定着ローラにより熱及び圧力の作用で定着することによりフルカラー画像を形成する。
【0005】
近年、このような複写装置は、単なる一般にいうオリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機というだけでなく、コンピュータの出力としてのプリンターあるいは個人向けのパーソナルコピーという分野で使われ始めた。
【0006】
このようなレーザービームプリンターに代表される分野以外にも、基本エンジンを応用した普通紙ファックスへの展開も急激に発展をとげつつある。
【0007】
特に、今後急速な市場の伸びが考えられるパーソナルコンピュータ用のカラープリンター、パーソナルカラーコピーにおいてはより小型、軽量、高速、高画質、高信頼性への要求が強い。中でも初期画像を維持するという高信頼性に関しての要求は厳しく、トナー性能の向上にとって帯電能力の向上は不可欠な課題である。
【0008】
トナーとキャリアとの摩擦帯電によって帯電荷量が決まる二成分現像システム、現像剤担持体と帯電付与材の摩擦によってのみ帯電荷量が決まる一成分現像システムどちらかの場合においても各環境下における帯電量、帯電速度、帯電値の維持など改良する課題が残されている。
【0009】
また、こうした課題をトナーの形状からコントロールするという観点から、懸濁重合法トナーが提案されている(特公昭36−10231号公報)。即ち、この懸濁重合法においては重合性単量体及び着色剤(さらに必要に応じて重合開始剤、架橋剤、その他添加剤)を均一に溶解又は分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌機を用いて分散し同時に重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナーを得るものであり、粉砕法トナーに比較して粒径、及びその分布をコントロールしやすく、よって帯電荷分布の狭いトナーを得ることができ、荷電量コントロールを可能にすることができる。
【0010】
上記分散安定剤は、分散媒体中で分散質表面に付着し、その電気的極性により分散質を均一に分散させる。従来技術において、こうしたイオン性、電気的極性を有する物質が十分に除去されていない場合にはトナーの帯電性にも悪影響を及ぼすことが一般的に知られている。
【0011】
分散安定剤には、一般にポリビニルアルコール、ゼラチンなどの水溶性高分子や硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの難水溶性無機物質微粉末が使用される。しかしながら、これらの分散安定剤にあってはその除去が一般に困難で、特に、水溶性高分子にあっては水溶液が粘稠であるため、その除去が困難で、トナー表面に多量に残存しやすく、摩擦帯電特性を阻害し、画質を極めて悪化させるという欠点があった。
【0012】
これらの問題点を解決する方法として特開昭46−130762号公報、特開昭61−22354号公報、特開平2−148046号公報に燐酸カルシウムを分散安定剤とする方法が提案されている。特開平2−148046号公報においては燐酸カルシウムを酸水溶液中に溶解し、重合性単量体組成物を撹拌下に懸濁分散させた後、水酸化アルカリを添加し、再度燐酸カルシウムを油滴上に分散安定剤として析出させる方法が提案されている。あるいは、特開昭56−130762号公報、特開昭61−22354号公報では第三燐酸ナトリウムと塩化カルシウムとの付加物を分散安定剤として用いる方法が提案されている。
【0013】
一方、分散安定剤の残存量を規定する提案としては、例えば、特開平8−50370号公報、特開平8−160661号公報が挙げられる。同様な思想で乳化分散法における分散安定剤の残存量を規定した提案として、特開平9−218532号公報が挙げられ、さらに一般的な従来技術とは逆なものとして、特開平9−114125号公報などにおいては分散安定剤量をある程度以上残すことを提案している。
【0014】
また、特開平1−217466号公報では、重合性単量体及びSO3X基を有する水溶性単量体と油溶性単量体とからなる共重合体等を含有する単量体組成物を懸濁重合してトナーを製造する方法が提案され、特開2000−56518号公報では、ビニル系単量体とSO3X基含有(メタ)アクリルアミドからなる共重合体を含有するトナーが提案されており、これらの提案では、ある程度の帯電性の改善が見られるが、両公報に記載された実施例を見ると、トナー中に存在する分散安定剤はほとんど除去されていないと考えられ、残存する分散安定剤に起因する帯電性や現像性といった問題点を解決するためには十分なものではない。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前述の如き問題点を解決し得るトナー、該トナーの製造方法及び該トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0016】
即ち、本発明の目的は、環境差が小さく、良好な帯電性が得られるトナー、該トナーの製造方法及び該トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0017】
本発明の更なる目的は、環境差が小さく、良好な画像濃度が得られるトナー、該トナーの製造方法及び該トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0018】
本発明の更なる目的は、連続画像出力においても良好な転写性が保てるトナー、該トナーの製造方法及び該トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0019】
本発明の更なる目的は、良好な定着性を有するトナー及び該トナーの製造方法、該トナーを用いた画像形成方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、硫黄元素含有重合体を含有するトナー粒子および外添剤を有するトナーであって、該トナー粒子が、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐からなるグループより選ばれる少なくとも一種の元素を含有し、上記元素の含有量の合計が100乃至30000ppm(トナー粒子質量基準)含有することを特徴とするトナーに関する。また本発明は、上記トナーの製造方法及び上記トナーを用いた画像形成方法に関する。
【0021】
【発明の実施の形態】
従来、湿式法においてトナーを製造する際に用いられる分散安定剤は、各粒子を均一分散させるというメリットを持つ反面、分散安定剤を完全に除去することが困難でトナー表面に多量に残留する場合には、摩擦帯電特性等に悪影響を生じ、特に高温高湿における画像特性が悪化するというデメリットを持っていた。
【0022】
これに対して、本発明者らは鋭意検討の結果、請求項記載の構成とすることで、環境に左右されず安定した帯電性を有し、且つ定着性にも優れており、良好な画像を得ることのできるトナーを見出した。
【0023】
詳細なメカニズムに関してはまだ不明なところもあるが、本発明者らは以下のように考えている。
【0024】
一般的に分散安定剤に起因するトナー粒子表面の残存物質とは、分散安定剤自体であり、その除去が不十分な場合、分散安定剤が吸湿性を有しているため、トナー表面が水分を吸着し、その結果、トナーの帯電特性を低下させてしまう。
【0025】
これに対し本発明のトナーにおいては、硫黄元素含有重合体が含有されているため、硫黄元素含有重合体の硫黄元素と、分散安定剤に含有されているマグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐の如き元素とが引き付け合い、安定した状態をとるようになり、トナー粒子の表面はもとより内部に分散して存在するようになると考えられる。特に、硫黄がスルホン酸基の状態で硫黄元素含有重合体に含有されている場合には、硫黄元素が上記の金属と極めて安定した状態を形成するようになり、トナー粒子全体への分散がより良好に行われるようになる。このようなトナー粒子においては、硫黄元素とマグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐の如き元素とが安定した状態で、トナー粒子の内部に多く存在するようになるため、水分の影響を受けにくくなり、帯電の環境安定性に優れたトナーとなる。特に、該重合体がスルホン酸基を有する場合には、吸湿性が小さくなるため、水分に起因する帯電量の変動は極めて良好に抑制される。また、トナー粒子において、着色剤は凝集しやすいものであるが、本発明のトナーにおいては、硫黄元素と上記の元素とのトナー粒子内部への分散に乗じて、着色剤がほぐされてトナー粒子中への着色剤の分散が促進されるようになるため、トナー粒子中における着色剤の分散が良好に行れる。更には、着色剤の分散が高まることにより、着色剤粒子の表面に付着した形でワックスの一部が結着樹脂中に点在するような状態となり、トナーの定着性が向上する。
【0026】
即ち、本発明のトナーは、帯電の環境安定性を低下させるトナー粒子表面の分散安定剤の存在量を抑えつつ、トナー粒子内部への特定の金属元素の分散を促進させて、着色剤及びワックスの一部の分散を促し、良好な帯電性の達成に加えて、定着性及び着色力とを改善したものである。
【0027】
さらに、上記硫黄元素含有重合体は、ある程度の酸価を有することが好ましく、一般的に塩基性を有することの多い着色剤との組み合わせにおいて、該重合体の酸と着色剤表面の塩基が結合し、いわば着色剤は表面処理された状態になる。このことにより着色剤を電荷のリークポイントとする電荷のリークが抑制され、トナーの帯電量分布がより均一になり、連続画像出力をした場合においても高い転写性を維持することができるようになる。また、酸と塩基の結合が生じることにより、硫黄元素含有重合体のトナー内部への分散に乗じて、トナー内部への着色剤の分散が更に良好に達成されるため、安定した画像濃度を得ることができるようになる。
【0028】
さらに、詳しくは後述するが、該硫黄元素含有重合体のガラス転移点が50〜100℃であることや、上記重合体がスルホン酸基を有する重合体であり、該重合体中のスルホン酸基を有するモノマーに由来するユニットの割合及び該重合体中の残存モノマーの量が特定の範囲内にあるような場合には、連続画像出力における画像品質維持に更なる効果をもたらすことが確認されている。このような効果は、上記の如き構成をとることによって、水分の影響がより小さくなり、かつトナーの帯電量分布がより均一化することによるものと考えられる。この他に、硫黄元素含有重合体と縮合系樹脂を併用することで上述の効果に好影響を与えることも見出している。
【0029】
本発明においては、トナー粒子がマグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐をトナー粒子質量基準で、合計100ppm乃至30000ppm含有しており、好ましくは100ppm乃至25000ppm、さらに好ましくは100ppm乃至20000ppm、最も好ましくは100ppm乃至9000ppm含有されていることが良い。
【0030】
上記の金属元素の含有量が100ppm未満の場合には、硫黄元素含有重合体と金属元素とが引き付け合った安定した状態を形成しにくく、トナー粒子内部への分散性が低下するようになり、そのため、着色剤のトナー粒子内部への分散を促進させる効果が十分に得られなくなり、帯電の安定性に劣るようになってしまう。また、100ppm未満であると、帯電のリークポイントが少なくなるためトナーの摩擦帯電量が低湿環境下において、チャージアップし易くなる。さらに100ppm未満とするためには洗浄工程が複雑になり、生産効率が著しく低下する。
【0031】
上記の金属元素の含有量が30000ppmを超える場合には、高湿環境下において、急激な帯電量ダウンが見られ、それに伴いカブリが発生する。さらに、低湿環境下の定着性が著しく低下し、フルカラーの画像形成時の定着性に劣る様になる。
【0032】
外添剤を有するトナーにおいて上記元素の含有量の測定を行う場合には、トナーを洗浄した後、水中で振動を与えながら再洗浄をすることによって外添剤を除き、トナー粒子のみにしてから測定を行う。
【0033】
具体的に一例を挙げると、
(1)該外添剤を有するトナー10gを10%塩酸150ml中に添加し、2時間攪拌をする。
(2)上記(1)の分散液をJIS P 3801 5種C(保留粒子径3μm)の濾紙を用いて、固液体分離をする。
(3)得られたケーキをイオン交換水150ml中に添加し、攪拌をしつつ超音波分散を10分行う。
(4)上記(3)の分散液をJIS P 3801 5種C(保留粒子径3μm)の濾紙を用いて、固液体分離をする。
(5)再度、イオン交換水150mlで洗浄する。
(6)得られたケーキを40℃で24時間乾燥させる。
【0034】
こうして外添剤を取り除いた後、トナー粒子に対して蛍光X線分析やプラズマ発光分析(ICP)やESCAなどの公知の分析方法を用いて上記元素の定量を行うことが出来る。
【0035】
後述の実施例において、各元素の測定は、蛍光X線分析を用いて行い、その詳細はJIS−KO119に準ずる。
(1)使用装置について
蛍光X線分析装置3080(理学電気(株))
試料プレス成型機MAEKAWA Testing Machine(MFGCo.,LTD製)
(2)検量線の作成について
定量目的の複合化合物をコーヒーミルを用いて5水準外添し、サンプルを作成する。上記サンプルを試料プレス成型機を用いてプレス成形する。2θテーブルより複合化合物中〔M〕Kαピーク角度(a)を決定する。蛍光X線分析装置中へ検量線サンプルを入れ、資料室を減圧し真空にする。以下の条件にて各々のサンプルのX線強度を求め検量線(重量比:ppm表示)を作成する。
(3)測定条件について
測定電位、電圧 50kV、50〜70mA
2θ角度 a
結晶板 LiF
測定時間 60秒
(4)トナー粒子中の上記元素の定量について
上記検量線と同様の方法でサンプル成形した後、同じ測定条件にてX線強度をもとめ、検量線より含有量を算出する。
【0036】
次に、本発明において用いられる硫黄元素含有重合体について説明する。
【0037】
硫黄元素含有重合体をトナーに含有させることにより、摩擦帯電量を高めることができるということは、従来、知られてきた事項であり、本発明においても硫黄元素含有重合体をトナーに含有させることにより、高い帯電量を有するトナーを得ている。
【0038】
硫黄元素含有重合体としては、スルホン酸基を有する重合体であることが好ましい。スルホン酸基を重合体中に含有することで、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐の如き金属と、より安定した状態をとるようになり、トナー粒子中への着色剤の分散が更に促進され、加えて着色剤の分散による一部のワックスの分散も向上する。
【0039】
本発明においては、硫黄元素含有重合体中の残存モノマーの量は好ましくは1000ppm以下であり、300ppm以下であることがより好ましい。また、残存モノマー量が、1000ppmを超える場合には、所望される帯電特性が得られず、連続画像出力において安定した画像濃度が得られにくくなる。
【0040】
さらに、硫黄元素含有重合体のガラス転移点(Tg)は50℃乃至100℃が好ましい。より好ましくは70℃より高く100℃以下、さらに好ましくは73℃乃至100℃である。ガラス転移点が50℃未満の場合には、トナーの流動性、保存性に劣り、さらに転写性にも劣るようになる。ガラス転移点が100℃を超える場合には、トナー印字率の多い画像の時の定着性に劣るようになる。
【0041】
硫黄元素含有重合体を製造するために用いられる硫黄元素を含有する単量体としては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、或いは、下記構造を有するマレイン酸アミド誘導体、マレイミド誘導体、スチレン誘導体が挙げられる。好ましくは、スルホン酸基を含有する(メタ)アクリルアミドである。
【0042】
【外1】
【0043】
本発明に係る硫黄元素含有重合体は、上記単量体の単重合体であっても構わないが、上記単量体と他の単量体との共重合体であることが好ましい。上記単量体と共重合体をなす単量体としては、ビニル系芳香族炭化水素、(メタ)アクリル酸エステルの如き重合性単量体が好ましく用いられる。より具体的には、以下に例示する如き単量体を用いることができる。
【0044】
単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチレアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリルレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル酸エステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル酸エステル;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
【0045】
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2′−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、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メタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2′−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2′−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントテラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテルが挙げられる。
【0046】
硫黄元素含有重合体は、硫黄元素を有するモノマーに由来するユニットを0.01乃至20質量%含有することが好ましく、より好ましくは0.05乃至10質量%、さらに好ましくは0.1乃至7質量%含有することが好ましい。0.01質量%未満の場合には、硫黄元素含有重合体の添加効果が十分に得られず、また20質量%を超える場合には、本発明の分散剤起因の元素が多く残り、定着性が特に悪化する。
【0047】
硫黄元素含有重合体の製造方法は、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、イオン重合等があるが、操作性などの面から溶液重合が好ましい。
【0048】
該硫黄元素含有重合体は、
【外2】
【0049】
の如き構造を有する。カウンターイオンとしては、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンであることが良く、より好ましくは水素イオンである。
【0050】
硫黄元素含有重合体の酸価(mgKOH/g)は3乃至80が好ましく、より好ましくは5乃至40、さらに好ましくは10乃至30である。
【0051】
酸価が3未満の場合には、十分な電荷制御作用が得られにくく、かつ環境安定性に劣る傾向がある。逆に、酸価が50を超える場合には、この様な重合体を含有する組成物を用いて、懸濁重合で粒子を造る場合、トナー粒子がいびつな形状を有する様になり、円形度が小さくなってしまい、含有する離型剤がトナー表面に現れ、現像性の低下を引き起こしやすくなる。
【0052】
硫黄元素含有重合体は、結着樹脂100質量部当り0.01乃至15質量部含有されていることが好ましく、より好ましくは0.1乃至10質量部が良い。
【0053】
上記硫黄元素含有単量体の含有量が0.01質量部未満の場合には、十分な電荷制御作用が得られにくく、15質量部を超えると、懸濁重合法によりトナーの製造を行う際には、造粒性が低下し、現像性や転写性の低下を引き起こす。
【0054】
更に、本発明においては、結着樹脂100質量部当り0.001乃至3質量部の硫黄元素を有するモノマーに由来するユニットを含有していることが好ましく、更には0.005乃至2質量部、特には0.01乃至1.5質量部が好ましい。
【0055】
トナー中の硫黄元素含有重合体の含有量は、キャピラリー電気泳動法などを用いて測定することができる。
【0056】
硫黄元素含有重合体の分子量は、重量平均分子量(Mw)が500乃至100000が好ましい。より好ましくは1000乃至70000であり、さらに好ましくは5000乃至50000である。重量平均分子量(Mw)が500未満の場合には、トナーの流動性に劣るようになりやすく、転写性の低下が生じる。重量平均分子量(Mw)が100000を超える場合には、単量体への溶解に時間がかかることに加え、顔料の分散性を向上させる効果が小さくなり、トナーの着色力が低下してしまう。
【0057】
硫黄元素含有重合体の揮発分は0.01%乃至2.0%が好ましい。揮発分を0.01%未満とするためには、揮発分除去工程が複雑になり、揮発分が2.0%を超える場合には、高温高湿下での帯電、特に放置後の帯電に関して劣る様になる。尚、揮発分とは、高温(135℃)で1時間加熱したときに減少する重量の割合である。
【0058】
硫黄元素含有重合体のMELTINDEX値(MI値;g/10min)は、0.1乃至100が好ましく、より好ましくは0.2乃至80が良い。MI値が0.1未満の場合には樹脂の単量体への溶解が困難となり、モノマー系が不均一となるため、結果として良好な粒度分布を有するトナーが得られにくくなる。MI値が100を超える場合には、樹脂がシャープメルト過ぎるため、トナー化した時に耐ブロッキング性に劣るようになり、耐久性を低下させる傾向にある。MI値の測定方法は、JIS規格K7210のA法に準拠して行われ、測定値を10分値に換算する。
【0059】
なお、上記の如き物性を求めるにあたって、硫黄元素含有重合体のトナーからの抽出を必要とする場合には、抽出方法は特に制限されるものではなく、任意の方法が扱える。
【0060】
本発明に用いられる結着樹脂としては公知の結着樹脂のいずれも用いることができ、例えばスチレン−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル樹脂の如きスチレン系共重合体またはポリエステル樹脂が例示される。
【0061】
離型剤としては、重量平均分子量(Mw)が350乃至4000、数平均分子量(Mn)が200乃至4000であることが好ましく、より好ましくはMwが400乃至3500、Mnが250乃至3500である。Mwが350未満、Mnが200未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が低下する傾向にあり、Mwが4000を超え、Mnが4000を超える場合には、離型剤自体の結晶性が高まり、OHP定着画像の透明性が低下する傾向にある。
【0062】
離型剤の分子量及び分子量分布はGPCにより次の条件で測定される。
【0063】
(GPC測定条件)装置:GPC−150C(ウォーターズ社)
カラム:GMH−MT30cm2連(東ソー社製)
温度:135℃
溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
流速:1.0ml/min
試料:0.15%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出される。
【0064】
離型剤は、融点(温度20乃至200℃の範囲におけるDSC吸熱曲線の最大吸熱ピークに対応する温度)が30乃至120℃、より好ましくは50乃至110℃であるものが良い。また、室温で固体の固体ワックスが好ましく、特に融点50乃至110℃の固体ワックスがトナーの耐ブロッキング性、多数枚耐久性、低温定着性、耐オフセット性の点で良い。
【0065】
ワックスとしては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシュワックスの如きポリメチレンワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、エステルワックス、ケトンワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体が挙げられ、これらは低分子量成分が除去されたDSC吸熱曲線の最大吸熱ピークがシャープなものが好ましい。
【0066】
好ましく用いられるワックスとしては、炭素数15乃至100個の直鎖状のアルキルアルコール、直鎖状脂肪酸、直鎖状酸アミド、直鎖状エステル或いは、モンタン系誘導体が挙げられる。これらワックスから液状脂肪酸の如き不純物を予め除去してあるものも好ましい。
【0067】
さらに、好ましく用いられるワックスは、アルキレンを高圧下でラジカル重合或いは低圧下でチーグラー触媒又は、その他の触媒を用いて重合した低分子量のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレンポリマー;アルキレンを重合する際に副生する低分子量アルキレンポリマーを分離精製したもの、;一酸化炭素及び水素からなる合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素ポリマーの蒸留残分から、或いは、蒸留残分を水素添加して得られる合成炭化水素から、特定の成分を抽出分別したポリメチレンワックスが挙げられる。これらワックスには酸化防止剤が添加されていてもよい。
【0068】
定着画像の透光性を向上させるためには、固体エステルワックスが好ましい。
【0069】
エステルワックスとしては、下記式(l)乃至(Vl)で示される化合物から形成されているものが挙げられる。
【0070】
【外3】
【0071】
(式中、a及びbは0〜4迄の整数であり、a+bは4である。R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基であり、R1とR2との炭素数差が3以上である。m及びnは0〜25の整数であり、mとnは同時に0になることはない。)
【外4】
【0072】
(式中、a及びbは0〜3の整数であり、a+bは1乃至3であり、a+b+k=4である。R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基であり、R1とR2との炭素数差が3以上である。R3は水素原子又は炭素数が1以上の有機基である。但し、a+b=2のとき、少なくともR3のどちらか一方は、炭素数が1以上の有機基である。kは1〜3の整数である。m及びnは0〜25の整数であり、mとnが同時に0になることはない。)
【外5】
【0073】
(式中、R1及びR3は炭素数6〜32を有する有機基であり、R1とR3は同じものであっても、異なっていても良い。R2は炭素数1〜20を有する有機基を示す。)
【外6】
【0074】
(式中、R1及びR3は炭素数6〜32を有する有機基であり、R1とR3は同じものであっても、異なっていてもよい。R2は、−(CH2)n−であり、nは1〜20の整数を示す。)
【外7】
【0075】
(式中、aは0〜3の整数であり、bは1〜4の整数であり、a+bは4である。R1は炭素数が1〜40の有機基である。m及びnは0〜25の整数であり、mとnが同時に0になることはない。)
【外8】
【0076】
〔式中、R1及びR2は炭素数15〜45を有する炭化水素基をそれぞれ示す。〕
具体的には、以下のものが例示される。尚、以下に示す離型剤は、例示した構造式で表される化合物を50質量%以上含むものである。
【0077】
【外9】
【0078】
【外10】
【0079】
更には、トータルの炭素数が同一のエステル化合物を50〜95質量%(ワックス基準)含有しているエステルワックスが中でも好ましい。トータルの炭素数が同一のエステル化合物の含有量は、下記に説明するガスクロマトグラフィー法(GC法)によって測定することができる。
【0080】
ガスクロマトグラフィー法(GC法)による炭素数が同一のエステル化合物の含有量の測定には、GC−17A(島津製作所製)が用いられる。試料は、予めトルエンに1質量%濃度で溶解させた溶液1μlをオンカラムインジェクターを備えたGC装置に注入する。カラムは、0.5mm径×10m長のUltra Alloy−1(HT)を用いる。カラムは初め40℃から40℃/min.の昇温スピードで200℃迄昇温させ、更に15℃/min.で、350℃迄昇温させ、次に7℃/min.の昇温スピードで450℃迄昇温させる。キャリアガスは、Heガスを50kPaの圧力条件で流す。化合物種の同定は、別途炭素数が既知のアルカンを注入し同一の流出時間同士を比較したり、ガス化成分をマススペクトマトグラフィーに導入することで構造を同定する。エステル化合物の含有量はクロマトグラムの総ピーク面積に対するピーク面積の比を求めることで算出する。
【0081】
離型剤として、上記の如き構造式を有するエステル化合物を有するエステルワックスを用いた場合には、良好な透明性を有し、且つ定着性に優れたトナーが得られる。
【0082】
特に、この離型剤と硫黄元素含有重合体とを重合性単量体に溶解させた後、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、或いは燐を有する分散安定剤が存在する水系媒体中に分散させ、その後、重合性単量体の重合反応を進めることによってトナーの製造を行った場合には、トナー粒子中におけるワックスの分散が良好に行なわれており、帯電量が大きく、且つ適正帯電値に到達するまでの速度が速く、さらに多数枚耐久において、摩擦帯電量の変動の少ない優れたトナーが得られる。
【0083】
重合法により、トナーを生成する場合には、離型剤は、重合性単量体100質量部に対して1乃至40質量部(より好ましくは、10〜30質量部)配合することが好ましく、トナーとしては、結着樹脂100質量部当り離型剤1乃至40質量部(より好ましくは、10〜30質量部)含有されるのが良い。
【0084】
溶融混練粉砕法により、トナーを生成する場合には、離型剤はトナー中に結着樹脂100質量部当り1乃至10質量部(より好ましくは1〜5質量部)含有されていることが好ましい。
【0085】
溶融混練粉砕法による乾式トナー製法に比べ重合法にトナー製法においては、トナー内部に極性樹脂により多量の離型剤を内包化させ易いので乾式トナー製法と比較し、一般に多量の離型剤を用いることが可能となり、定着時のオフセット防止効果は更に優れたものとなる。
【0086】
該離型剤の添加量が下限より少ないとオフセット防止効果が低下しやすく、上限を超える場合では耐ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影響を与えやすく、トナーのドラム融着、トナーの現像スリーブ融着を起こしやすく、重合法によりトナーを生成する場合には粒度分布の広いトナーが生成する傾向にある。
【0087】
本発明に使用される離型剤は溶解度パラメーター(SP)値が、7.6〜10.5の範囲であることが好ましい。SP値が、7.6未満の値を示す離型剤は、用いる重合性単量体又はバインダー樹脂との相溶性が乏しく結果的にバインダー樹脂中への良好な分散が得られにくく、多数枚複写時又はプリント時において該離型剤の現像スリーブへの付着が生じやすく、トナーの帯電量が変化しやすくなる。更に地カブリ、トナー補給時のトナーの濃度変動も起こしやすい。SP値が10.5を超える離型剤を用いる場合には、トナーを長期保存した際にトナー同士のブロッキングが発生しやすい。更に、バインダー樹脂との相溶性が良すぎるため定着時において定着部材とトナー間に十分な離型性層が形成しにくく、オフセット現象を起こしやすい。
【0088】
溶解度パラメーター(SP)値は、原子団の加成性を利用したFedorsの方法(Polym.Eng.Sci.,14(2)147(1974))を用いて算出することができる。
【0089】
本発明に使用される離型剤は、135℃における溶融粘度は1〜300cPsであることが好ましく、更に好ましくは3〜50cPsを有する離型剤が特に好ましい。1cPsより低い溶融粘度を有する場合は、非磁性一成分現像方式で塗布ブレード等により現像スリーブにトナー層を薄層コーティングする際、機械的なズリカによりスリーブ汚染を招きやすい。二成分現像方法においてはキャリア粒子とトナーとを用いて静電荷像を現像する際に、トナーとキャリア粒子間のズリカによりトナーがダメージを生じやすく、外添剤の埋没、トナーの破砕も生じやすい。300cPsを超える溶融粘度を有する場合には、重合法を用いてトナーを製造する際、重合性単量体組成物の粘度が高くなり、粒度分布のシャープな微小粒径のトナーを得ることが困難となる。
【0090】
離型剤の溶融粘度は、HAAKE社製VP−500にてコーンプレート型ローター(PK−1)を用いて測定することができる。
【0091】
また、離型剤の針入度は、14以下、好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下が望ましい。針入度が14を超える場合には、感光ドラム表面上にフィルミングを発生し易くなる。尚、針入度の測定は、JIS−K2235に準ずる。
【0092】
なお、上記の如き物性を求めるにあたって、離型剤のトナーからの抽出を必要とする場合には、抽出方法は特に制限されるものではなく、任意の方法が扱える。
【0093】
一例を挙げると、所定量のトナーをトルエンにてソックスレー抽出し、得られたトルエン可溶分から溶剤を除去した後、クロロホルム不溶分を得る。
【0094】
その後、IR法などにより同定分析をする。
【0095】
また、定量に関しては、DSCなどにより定量分析を行う。
【0096】
本発明のトナーは、結着樹脂の他に、縮合系樹脂を添加しても良い。縮合系樹脂を添加することで、重合法トナーの場合、造粒性、帯電量の環境安定性、現像性及び転写性を向上させることが可能である。該縮合系樹脂は、重量平均分子量(Mw)が6,000乃至100,000であることが好ましく、より好ましくは6,500乃至85,000、更に好ましくは6,500乃至45,000である。
【0097】
縮合系樹脂の重量平均分子量が6,000未満の場合、連続画像出力においてトナー表面の外添剤が耐久によって埋没しやすく、転写性の低下を招きやすくなる。逆に、重量平均分子量が100,000を超える場合には、重合性単量体に縮合系樹脂を溶解するのに時間を多く費やしてしまう。さらに、重合性単量体組成物の粘度が上昇し、粒径が小さくかつ、粒度分布の揃ったトナーが得にくくなる。
【0098】
該縮合系樹脂は、数平均分子量(Mn)が3,000乃至80,000であることが好ましく、より好ましくは3,500乃至60,000、更に好ましくは3,500乃至12,000である。該縮合系樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)における分子量分布のメインピーク値(Mp)が、分子量4,500乃至40,000の領域、より好ましくは分子量6,000乃至30,000の領域に存在することが良い。より好ましくは分子量6,000乃至20,000の領域である。上記範囲外であると重量平均分子量の場合と同様の傾向を示す。
【0099】
該縮合系樹脂はMw/Mnが1.2乃至3.0、より好ましくは1.5乃至2.5が良い。Mw/Mnが1.2未満の場合には、トナーの多数枚耐久性及び耐オフセット性が低下し、3.0を超える場合には、低温定着性の面で、範囲内のものよりも、若干劣ってしまう。
【0100】
該縮合系樹脂はガラス転移点(Tg)が、50乃至100℃、好ましくは50乃至95℃が良い。より好ましくは55乃至90℃が良い。ガラス転移点が50℃未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が低下する。ガラス転移点が100℃を超える場合には、トナーの耐低温オフセット性が低下する。なお、Tgは中点法により求められる値を示す。
【0101】
該縮合系樹脂の酸価(mgKOH/g)は、0.1乃至35、好ましくは3乃至35、より好ましくは4乃至35、さらに好ましくは5乃至30である。酸価が0.1未満の場合には、トナーの帯電量の立ち上がりが遅く、カブリが生じやすくなる。酸価が35を超える場合には、高温高湿下に放置した後のトナーの摩擦帯電特性が変動しやすく、連続画像出力において画像濃度が変動しやすくなる。さらに、縮合系樹脂の酸価が35を超える場合には、縮合系樹脂のポリマー相互間の親和力が強くなるために縮合系樹脂が重合性単量体に溶解しにくくなり、均一な重合性単量体組成物を調製するのに時間がかかるようになる。
【0102】
該縮合系樹脂の水酸基価(mgKOH/g)は0.2乃至50、好ましくは5乃至50、より好ましくは7乃至45であるのが良い。水酸基価が0.2未満の場合には、水系媒体中の重合性単量体組成物の粒子の表面に縮合系樹脂の局在化が起こりにくくなる。水酸基価が50を超える場合、最適範囲内のものと比較すると、高温高湿下において放置した後のトナーの帯電量特性が若干低くなる傾向が見られ、連続画像出力において画像濃度が変動しやすい。尚、該縮合系樹脂の抽出は特に制限されるものではなく、任意の方法が扱える。
【0103】
本発明においては、縮合系樹脂の酸価(AV1)と硫黄元素含有重合体の酸価(AV2)とが、AV1<AV2の関係を満たしていることが好ましい。この場合には、湿式法によるトナー粒子の製造時の造粒工程において、水系媒体中で、硫黄元素含有重合体が液滴の最表面に偏在するようになるため、分散安定剤に由来するマグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐の如き金属との接触機会が増加し、より安定した構造を形成しやすくなり、トナー粒子の内部への分散性がより高まる。
【0104】
該縮合系樹脂は、結着樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部用いられることが好ましく、より好ましくは1〜15質量部である。
【0105】
硫黄元素含有重合体および縮合系樹脂のGPCによる分子量及び分子量分布は以下の方法で測定される。
【0106】
40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、たとえば、東ソー社製あるいは、昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良くたとえば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H(H XL),G2000H(H XL),G3000H(HXL),G4000H(H XL),G5000H(H XL),G6000H(H XL),G7000H(H XL),TSKguardcolumnの組み合わせが挙げられる。
【0107】
試料は以下のようにして作製する。
【0108】
試料をテトラヒドロフラン(THF)中に入れ、数時間放置した後、十分振とうしTHFと良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に12時間以上静置する。このときTHF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45〜0.5μm、たとえば、マイショリディスクH−25−5 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマン サイエンス ジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、GPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
【0109】
硫黄元素含有重合体および縮合系樹脂のガラス転移点はDSC測定により求められる。
【0110】
DSC測定では、測定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のDSC−7が利用できる。
【0111】
測定方法は、ASTM D3418−82に準じて行う。測定は、1回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度測定10℃/minで、昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。
【0112】
硫黄元素含有重合体および縮合系樹脂の酸価は以下のように求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
【0113】
試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価といい、次によって試験を行う。
【0114】
(1)試薬
(a)溶剤の調製
試料の溶剤としては、エチルエーテル−エチルアルコール混液(1+1または2+1)またはベンゼン−エチルアルコール混液(1+1または2+1)を用いる。これらの溶液は使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1モル/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
(b)フェノールフタレイン溶液の調製
フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)0.1モル/リットルの水酸化カリウム−エチルアルコール溶液の調製
水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJISK 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
【0115】
(2)操作
試料1〜20gを正しくはかりとり、これに溶剤100mlおよび指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを0.1モル/リットルの水酸化カリウム−エチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
【0116】
(3)計算式 つぎの式によって酸価を算出する。
【0117】
【外11】
【0118】
硫黄元素含有重合体および縮合系樹脂の水酸基価は以下のように求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
【0119】
試料1gを規定の方法によってアセチル化するとき水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を水酸基価といい、つぎの試薬、操作および計算式によって試験を行う。
【0120】
(1)試薬
(a)アセチル化試薬の調製
無水酢酸25mlをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜる。(場合によっては、ピリジンを追加しても良い)。アセチル化試薬は、湿気、炭酸ガスおよび酸の蒸気に触れないようにし、褐色びんに保存する。
(b)フェノールフタレイン溶液の調製
フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)0.2モル/リットルの水酸化カリウム−エチルアルコール溶液の調製
水酸化カリウム35gをできるだけ少量の水に溶かし、エチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJIS
K 8006によって行う。
【0121】
(2)操作 試料0.5〜20gを丸底フラスコに正しくはかりとり、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。フラスコの口に小さな漏斗をかけ、95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首が浴の熱をうけて温度の上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円盤をフラスコの首の付け根にかぶせる。1時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。さらに分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後、エチルアルコール5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗い、フェノールフタレイン溶液を指示薬として0.2モル/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定する。なお、本試験と並行して空試験を行う。場合によっては、指示薬としてKOH−THF溶液にしても構わない。
【0122】
(3)計算式 つぎの式によって水酸基価を算出する。
【0123】
【外12】
【0124】
本発明の縮合系樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、セルロースの如き樹脂を用いることができる。より好ましくは材料の多様性からポリエステルが望まれる。
【0125】
該縮合系樹脂として用いられるポリエステル及び該離型剤として用いられるエステルワックスの製造方法としては、例えば、酸化反応による合成法、カルボン酸及びその誘導体からの合成、マイケル不可反応に代表されるエステル基導入反応、カルボン酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反応を利用する方法、酸ハロゲン化物とアルコール化合物からの反応、エステル交換反応で製造される。触媒としては、エステル化反応に使う一般の酸性、アルカリ性触媒、例えば酢酸亜鉛、チタン化合物などでよい。その後、再結晶法、蒸留法などにより高純度化させてもよい。
【0126】
特に好ましい製造方法は、原料の多様性、反応のしやすさからカルボン酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反応である。
【0127】
縮合系樹脂としてポリエステルを用いる際のポリエステルの組成について以下に説明する。
【0128】
ポリエステルは、全成分中45〜55mol%がアルコール成分であり、55〜45mol%が酸成分であることが好ましい。
【0129】
アルコール成分としては、エチルグリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、下記式(1)
【外13】
【0130】
(式中、Rはエチレン又はプロピレン基を示し、x,yはそれぞれ1以上の整数を示し、かつx+yの平均値は2〜10を示す。)で示されるビスフェノー誘導体、又は下記式
【外14】
【0131】
で示されるジオールの如きジオール類が挙げられる。
【0132】
2価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、ジフェニル−P・P′−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸,ジフェニルメタン−P・P′−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4′−ジカルボン酸,1,2−ジフェノキシエタン−P・P′−ジカルボン酸の如きベンゼンジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、グリタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、トリエチレンジカルボン酸、マロン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物、またさらに炭素数6〜18のアルキル基又はアルケニル基で置換されたこはく酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物が挙げられる。
【0133】
特に好ましいアルコール成分としては前記(1)式で示されるビスフェノール誘導体であり、酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸又はその無水物、こはく酸、n−ドデセニルコハク酸、又はその無水物、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸の如きジカルボン酸が挙げられる。
【0134】
該縮合系樹脂は、2価のジカルボン酸及び2価のジオールから合成することにより得ることが可能であるが、場合により、3価以上のポリカルボン酸又はポリオールを本発明に悪影響を与えない範囲で少量使用しても良い。
【0135】
3価以上のポリカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサントリカルボン酸類、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシルプロパン、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−メチレンカルボキシルプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸及びそれらの無水物が挙げられる。
【0136】
3価以上のポリオールとしては、スルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−メタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
【0137】
本発明のトナーは、荷電制御剤を使用しても良い。
【0138】
トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、下記の物質が挙げられる。例えば、有機金属化合物、キレート化合物、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、けい素化合物、ノンメタルカルボン酸系化合物及びその誘導体が挙げられる。
【0139】
又、トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、下記の物質がある。例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等)、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;これらを単独或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、4級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用いられる。
【0140】
荷電制御剤は、トナー中の結着樹脂100質量部当り、0.01乃至20質量部、より好ましくは0.5乃至10質量部となる様に含有させるのが良い。
【0141】
本発明のトナーは、着色剤を含有している。黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【0142】
イエロー着色剤としては、顔料系としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.Pigment Yellow 3,7,10,12,13,14,15,17,23,24,60,62,74,75,83,93,94,95,99,100,101,104,108,109,110,111,117,123,128,129,138,139,147,148,150,166,168,169,177,179,180,181,183,185,191:1,191,192,193,199が好適に用いられる。染料系としては、例えば、C.l.solventYellow33,56,79,82,93,112,162,163、C.I.disperse Yellow42.64.201.211が挙げられる。
【0143】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254、C.I.ピグメントバイオレッド19が特に好ましい。
【0144】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が特に好適に利用される。
【0145】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は結着樹脂100質量部に対し1乃至20質量部となる様に添加して用いられる。
【0146】
さらに本発明のトナーは磁性体を含有させ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。本発明において、磁性トナー中に含まれる磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトの如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルの如き金属、或いはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属との合金及びその混合物が挙げられる。
【0147】
本発明に用いられる磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましく、重合法トナーに用いる場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。
【0148】
これらの磁性体は平均粒子が2μm以下、好ましくは0.1〜0.5μm程度のものが好ましい。トナー中に含有させる量としては結着樹脂100質量部に対し20〜200質量部、特に好ましくは40〜150質量部となる様に含有させるのが良い。
【0149】
796kA/m(10kエルステッド)印加での磁気特性が保磁力(Hc)1.59〜23.9kA/m(20〜300エルステッド)、飽和磁化(σs)50〜200emu/g、残留磁化(σr)2〜20emu/gの磁性体が好ましい。
【0150】
本発明においては、トナーにおける各種の特性向上を目的とした外添剤が用いられる。外添剤としては、耐久性の点から、トナーの体積平均径の1/5以下の粒径であるものが好ましい。添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナーの表面観察により求めたその平均粒径を意味する。これら特性付与を目的とした外添剤としては、たとえば、以下のようなものが用いられる。
【0151】
流動性付与剤としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ハイドロタルサイトの如き金属酸化物、カーボンブラック、フッ化カーボンが挙げられる。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【0152】
研磨剤としては、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロムの如き金属酸化物、窒化ケイ素の如き窒化物、炭化ケイ素の如き炭化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムの如き金属塩が挙げられる。
【0153】
滑剤としては、フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンの如きフッ素系樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムの如き脂肪酸金属塩が挙げられる。
【0154】
荷電制御性粒子としては、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウムの如き金属酸化物、カーボンブラックが挙げられる。
【0155】
これら外添剤は、トナー粒子100質量部に対し、0.1〜10質量部が用いられ、好ましくは、0.1〜5質量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても良く、また複数を併用しても良い。
【0156】
本発明のトナーは、凝集度が1〜50%、より好ましくは1〜30%、更には4〜30%、特には4〜20%であることが現像性の点で好ましい。トナーの凝集度は、値が小さい場合にはトナーの流動性が高く、値が大きい場合にはトナーの流動性が低いと判断される。トナーの凝集度は、以下の方法で測定される。
【0157】
パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)の振動篩機を用い、振動台に目開き33μm(400mesh)、77μm(200mesh)、154μm(100mesh)の篩を目開の狭い順に重なる様に、即ち、目開き154μmの篩が最上位となる様に、下から目開き33μmの篩、目開き77μmの篩、目開き154μmの篩の順に重ねてセットする。このセットした目開き154μmの篩上に試料を乗せ、振動台への入力電圧が15Vになる様にし、その際の振動台の振幅が60〜90μmの範囲に入る様に調整し、約25秒間振動を加え、その後、各篩上に残った試料の重量を測定し、下式に基づき凝集度を得る。凝集度の値が小さい程、トナーの流動性は高い。なお、サンプル量は5gとし、常温常湿環境(20℃/60%RH)下に7日間放置させものを測定する。
【0158】
【外15】
【0159】
本発明のトナーのガラス転移点(Tg)は40乃至90℃、好ましくは50乃至80℃が良い。より好ましくは50乃至70℃が良い。ガラス転移点が40℃未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が低下する。ガラス転移点が90℃を超える場合には、トナーの耐低温オフセット性、オーバーヘッドプロジェクター用フィルムの透過画像の透明性が低下する。
【0160】
また本発明のトナーは、DSC測定による吸熱ピークの半値幅が、14℃以下、好ましくは、7℃以下、さらに好ましくは4℃以下であることが好ましい。半値幅が14℃を超える場合には、連続画像出力の際に、静電荷像保持体を含めた周辺部材への汚染を招き、均一性の良好な画像が得られない。
【0161】
本発明のトナーのガラス転移点、半値幅の測定も上述のDSC測定と同様にして求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
【0162】
トナー中の結着樹脂のTHF不溶分の含有量は、90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、最も好ましくは65質量%以下が好ましい。混練工程が加わるものに関しては30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、最も好ましくは15質量%以下であることが好ましい。
【0163】
結着樹脂のTHF不溶分とは、THF溶媒に対して不溶性となった超高分子ポリマー成分(実質的に架橋ポリマー)の質量割合を示す。結着樹脂のTHF不溶分とは、以下のように測定された値をもって定義する。
【0164】
結着樹脂約1gを秤量し(W1g)、円筒濾紙(例えば東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかけ、THF溶媒としてTHF100〜200mlを用いて6時間抽出しTHF溶媒によって抽出された可溶成分をエバポレートした後、100℃で数時間真空乾燥しTHF可溶樹脂成分量を秤量する(W2g)。結着樹脂のTHF不溶分は下記式から算出される。
【0165】
【外16】
【0166】
本発明のトナーは、前記フロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて、円相当個数平均径D1(μm)は2乃至10μmであることが好ましく、且つ、該トナーの平均円形度が0.920乃至0.995で、円形度標準偏差が0.040未満であることが好ましい。より好ましくは平均円形度が0.950乃至0.995で、円形度標準偏差値が0.035未満であることが良い。さらに好ましくは平均円形度が0.970乃至0.995で、円形度標準偏差が0.015乃至0.035未満であることが望まれる。また、円形度0.950未満のトナーの含有量が15個数%以下であることが好ましい。さらに、円相当個数平均径の標準偏差を円相当個数平均径で割った個数変動係数は、0.35以下、特には0.30以下が好ましい。
【0167】
円相当個数平均径が2乃至10μmであるトナーは、画像の輪郭部分、特に文字画像やラインパターンの現像での再現性に優れたものである。しかし、一般にトナーを小粒径化すると必然的に微小粒子のトナーの存在率が高くなる為、トナーを均一に帯電させることが困難となり画像カブリを生じるばかりか、静電潜像担持体表面や現像剤担持体への付着力が高くなり、結果として現像特性の低下が生じてしまいやすい。
【0168】
しかし、トナーの円形度頻度分布の平均円形度を0.920乃至0.995、好ましくは0.950乃至0.995、より好ましくは0.970乃至0.995とすることにより、従来では困難であった小粒径を呈するトナーの転写性が大幅に改善されると共に現像能力も格段に向上する。
【0169】
又、本発明のトナーは、円形度標準偏差が0.040未満、好ましくは0.035未満とすることにより、現像性に関する問題を大幅に改善することが出来る。
【0170】
その理由としては、この様な円形度標準偏差を有するトナーは、各々のトナーの帯電特性が均一に近いため、トナー層厚規制部材や現像剤担持体から均一、且つ、良好な摩擦帯電付与とトナーの搬送力を受けことが出来る為、現像剤担持体上のトナー帯電量やトナーコート量を適切なものとすることが可能となるからだと考えている。
【0171】
本発明の如き硫黄元素含有重合体を含んでおり、かつ特定の元素を含有するトナーが、上記の円形度の分布を有することで、常温常湿環境下だけでなく、低温低湿から高温高湿といったあらゆる環境下において、上記円形度に入らないトナーよりも帯電性及び転写性がさらに改善されるため、ベタ部、ライン部の現像効率や転写効率が向上し、均一性の高い画像が得られる。この理由は、硫黄元素含有重合体を含み特定元素を含有するトナー構成とすることで、吸湿性に関する影響を受けず、電荷リークにも優れ、環境依存性に有利になることに加え、円形度分布の規定により、さらにトナーの帯電量分布の均一化が促進されたことによる効果ではないかと考えている。
【0172】
上記の如き形状を有するトナーは、デジタル方式の微小スポット潜像を現像する場合や、中間転写体を用い多数回の転写を行うフルカラー画像形成の際に非常に有効で、画像形成装置とマッチングも良好なものとなる。
【0173】
本発明における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子社製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下式により求め、さらに下式で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
【0174】
【外17】
【0175】
なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−1000」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差値の算出に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度0.400〜1.000の範囲を0.010間隔で、0.400以上0.410未満、0.410以上0.420未満・・・0.990以上1.000未満及び1.000の如くに61分割し、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う算出法を用いている。しかしながら、この算出法で算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値との誤差は、非常に少なく、実質的に無視できる程度であり、本発明においては、算出時間の短絡化や算出演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこの様な算出法を用いても良い。
【0176】
又、円相当個数平均径(D1)とは、トナーの個数基準の粒径頻度分布の平均値を表し、粒度分布の分割点iでの粒径(中心値)をdi、頻度をfiとすると下式の如く表される。
【0177】
【外18】
【0178】
本発明における粒度分布の分割点は、下表に示されるとおりである。
【0179】
【表1】
【0180】
円形度及び円相当径の具体的な測定方法としては、ノニオン型界面活性剤約0.1mgを溶解している水10mlにトナー約5mgを分散させ分散液を調製し、超音波(20kHz、50W)を分散液に5分間照射し、分散液濃度を5000〜20000個/μlとして、上記フロー式粒子像測定装置を用い、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の円形度分布を測定する。
【0181】
測定の概略は、東亜医用電子社(株)発行のFPIA−1000のカタログ(1995年6月版)、測定装置の操作マニュアル及び特開平8−136439号公報に記載されているが、以下の通りである。
【0182】
試料分散液は、フラットで扁平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。それぞれの粒子の2次元画像の投影面積及び投影像の周囲長から上記の円形度算出式を用いて各粒子の円形度を算出する。
【0183】
本発明における「円形度」とは、トナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.000を示し、トナー形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
【0184】
一般にトナー形状が不定形であるものは、トナー凸部、又は、凹部での帯電均一性が低く、さらに、不定形でもあるために静電潜像担持体とトナーとの接触面積が増加することにより、トナー付着力が高くなり、結果として転写残トナーの増加を招く。
【0185】
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、さらに測定試料を0.02gを加え、均一に分散させる。分散手段としては、超音波分散機UH−50型(エスエムテー社製)に振動子として5のチタン合金チップを装着したものを用い、5分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上にならないように適宜冷却する。
【0186】
該分散液濃度を、測定時のトナー濃度が3000〜1万個/μlとなるように再調整し、前記装置を用いてトナーを1000個以上計測する。計測後、このデータを用いてトナーの円相当径や円形度頻度分布等を求める。
【0187】
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
【0188】
本発明のトナーを製造する方法としては、特公昭36−10231号公報、特開昭59−53856号公報、特開昭59−61842号公報に記載されている懸濁重合法を用いて直接トナーを生成する方法によるトナー化;単量体には可溶で水溶性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナーを生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法によるトナー化;マイクロカプセル製法のような界面重合法、in site重合法によるトナー化;コアセルベーション法によるトナー化;特開昭62−106473号公報や特開昭63−186253号公報に開示されている様な少なくとも1種以上の微粒子を凝集させ所望の粒径のものを得る会合重合法によるトナー化;単分散を特徴とする分散重合法によるトナー化;非水溶性有機溶媒に必要な樹脂類を溶解させた後水中でトナー化する乳化分散法によるトナー化;さらに加圧ニーダーやエクストルーダー、或いはメディア分散機等を用いてトナー成分を混練、均一に分散せしめた後、冷却し、混練物を機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突させて所望のトナー粒径に微粉砕し、更に分級工程を経て粒度分布をシャープにせしめてトナーを製造する粉砕法、さらに粉砕法で得られたトナーを溶媒中で加熱等により球形化処理しトナーを得る方法が挙げられる。
【0189】
中でも、懸濁重合法、会合重合法、乳化分散法によるトナーの製造が好ましい。
【0190】
さらに好ましくは小粒径のトナーが容易に得られる懸濁重合方法が望まれる。さらに一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード重合方法も本発明に好適に利用することができる。このとき、吸着せしめる単量体中に、極性を有する化合物を分散あるいは溶解させて使用することも可能である。
【0191】
トナーの製造方法として懸濁重合を利用する場合には、以下の如き製造方法によって直接的にトナーを製造することが可能である。単量体中に離型剤、着色剤、硫黄元素含有重合体、重合開始剤、架橋剤、その他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム又は燐を含有する分散安定剤を有する水系媒体中に通常の攪拌機またはホモミキサー、ホモジナイザーにより分散せしめる。好ましくは単量体組成物の液滴が所望のトナーのサイズを有するように攪拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。重合温度は40℃以上、通常50〜95℃(好ましくは55〜85℃)の温度に設定して重合を行う。重合反応後半に昇温しても良く、必要に応じpHを変更しても良い。更に、定着時の臭いの原因となる未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・ろ過により収集し、乾燥する。
【0192】
造粒中の水系媒体中のpHは特に制約は受けないが、好ましくは、pH4.5〜13.0、更に好ましくは4.5〜12.0、特に好ましくは4.5〜11.0、最も好ましくは4.5〜7.5である。pHが4.5未満の場合は分散安定剤の一部に溶解がおこり、分散安定化が困難になり、造粒出来なくなることがある。またpHが13.0を超える場合はトナー中に添加されている成分が分解されてしまうことがあり、十分な帯電能力が発揮出来なくなることがある。造粒を酸性領域で行った場合には、分散安定剤がに由来する金属のトナー中における含有量が過剰となるのを抑制することができ、本発明の規定を満たすようなトナーが得られやすくなる。
【0193】
また、トナー粒子の洗浄をpH3以下、より好ましくは、pH1.5以下の酸を用いて行うことが好ましい。トナー粒子の洗浄を酸で行うことにより、トナー粒子表面に存在する分散安定剤を低減することができる。洗浄に用いる酸としては、特に限定されるものではなく、塩酸、硫酸の如き無機酸を用いることができる。
【0194】
本発明に用いられる分散安定剤としては、リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、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、ヒドロキシアパタイドが挙げられる。
【0195】
又、分散安定剤としては、少なくともマグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、燐のいずれかが含まれているものが用いられるが、好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、燐のいずれかが含まれていることが望まれる。
【0196】
上記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用しても構わない。
【0197】
これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して0.01〜2.0質量部を使用することが好ましい。
【0198】
さらに、これら分散安定剤の微細化のため0.001〜0.1質量%の界面活性剤を併用しても良い。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えば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、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムが好ましく用いられる。
【0199】
本発明のトナーを重合法で製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。
【0200】
該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン,p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
【0201】
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2′−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、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メタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2′−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2′−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテルが挙げられる。
【0202】
本発明においては、上記した単官能性重合性単量体を単独或いは、2種以上組み合わせて、又は、上記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用する。多官能性重合性単量体は架橋剤として使用することも可能である。
【0203】
上記した重合性単量体の重合の際に用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶性開始剤が用いられる。例えば、油溶性開始剤としては、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、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の如きアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの如きパーオキサイド系開始剤が挙げられる。
【0204】
水溶性開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2′−アゾビス(N,N′−ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2′−アゾビス(2−アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2′−アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素が挙げられる。
【0205】
本発明においては、重合性単量体の重合度を制御する為に、連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。
【0206】
また本発明においては、架橋剤を用いて架橋を有する樹脂とすることもでき、架橋剤として、2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物を用いることができる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンのような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレートのような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンの如きジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独もしくは混合物として用いられる。
【0207】
本発明のトナーは、一成分系現像剤用のトナーとして使用することも可能であり、キャリア粒子を有する二成分系現像剤用のトナーとしても使用可能である。
【0208】
一成分系現像剤として用い、磁性体をトナー中に含有せしめた磁性トナーの場合には、現像スリーブ中に内蔵せしめたマグネットを利用し、磁性トナーを搬送及び帯電せしめる方法がある。磁性体を含有しない非磁性トナーを用いる場合には、ブレード又はローラを用い、現像スリーブにて強制的に摩擦帯電しスリーブ上にトナーを付着せしめることで搬送せしめる方法がある。
【0209】
二成分系現像剤として用いる場合には、本発明のトナーとキャリアとを混合して現像剤として使用する。磁性キャリアとしては、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム元素からなる元素単独又は複合フェライト状態で構成される。磁性キャリアの形状として、球状、扁平又は不定形があり、そのいずれのものも用いることができる。更に磁性キャリア粒子表面状態の微細構造(たとえば表面凹凸性)をもコントロールすることが好ましい。一般的には、上記無機酸化物を焼成、造粒することにより、あらかじめ、磁性キャリアコア粒子を生成した後、樹脂にコーティングする方法が用いられている。磁性キャリアのトナーへの負荷を軽減する意味合いから、無機酸化物と樹脂を混練後、粉砕、分級して低密度分散キャリアを得る方法や、さらには、直接無機酸化物とモノマーとの混練物を水系媒体中にて懸濁重合せしめ真球状の磁性キャリアを得る方法も利用することが可能である。
【0210】
上記キャリア粒子の表面を樹脂で被覆した被覆キャリアは、特に好ましい。その方法としては、樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて、該溶液又は懸濁液をキャリアに塗布し付着せしめる方法、単に樹脂粉体とキャリア粒子とを混合して付着させる方法が適用できる。
【0211】
キャリア粒子表面の被覆物質としてはトナー材料により異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアシド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が挙げられる。これらは単独或は複数で用いられる。
【0212】
キャリアの磁性特性は以下のものが良い。磁気的に飽和させた後の79.6kA/m(1kエルステッド)における磁化の強さ(σ 1000)は30乃至300emu/cm3であることが好ましい。さらに高画質化を達成するために、好ましくは100乃至250emu/cm3であることがよい。300emu/cm3より大きい場合には、高画質なトナー画像が得られにくくなる。逆に、30emu/cm3未満であると、磁気的な拘束力も減少するためにキャリア付着を生じやすい。
【0213】
キャリア形状は丸さの度合いを示すSF−1が180以下、凹凸の度合いを示すSF−2が250以下であることが好ましい。SF−1、SF−2は以下の式にて定義され、ニレコ社製のLuzexIIIにて測定される。
【0214】
【外19】
【0215】
本発明のトナーと磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。
【0216】
本発明のトナーが適用可能な画像形成方法を添付図面を参照しながら以下に説明する。
【0217】
本発明のトナーは、磁性キャリアと混合し、例えば図3に示すような現像手段37を用いて画像形成方法に適用することができる。具体的には交番電界を印加しつつ、磁気ブラシが静電荷像保持体(例えば、感光体ドラム)33に接触している状態で現像を行うことが好ましい。現像剤担持体(現像スリーブ)31と感光体ドラム33の距離(S−D間距離)Bは100〜1000μmであることがキャリア付着防止及びドット再現性の向上において良好である。100μmより狭いと現像剤の供給が不十分になりやすく、画像濃度が低くなり、1000μmを超えると磁石S1からの磁力線が広がり磁気ブラシの密度が低くなり、ドット再現性に劣ったり、キャリアを拘束する力が弱まりキャリア付着が生じやすくなる。トナー41は、逐次現像器へ供給され、攪拌手段35及び36でキャリアと混合され、固定磁石34を内包している現像スリーブ31まで搬送される。
【0218】
交番電界のピーク間の電圧は500〜5000Vが好ましく、周波数は500〜10000Hz、好ましくは500〜3000Hzであり、それぞれプロセスに適宜選択して用いることができる。この場合、波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはDuty比を変えた波形等種々選択して用いることができる。印加電圧が、500Vより低いと十分な画像濃度が得られにくく、また非画像部のカブリトナーを良好に回収することができない場合がある。5000Vを超える場合には磁気ブラシを介して、静電像を乱してしまい、画質低下を招く場合がある。
【0219】
良好に帯電したトナーを有する二成分系現像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めることができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbackは、現像システムにもよるが150V以下、より好ましくは100V以下が良い。
【0220】
コントラスト電位としては、十分画像濃度がでるように200V〜500Vが好ましく用いられる。
【0221】
周波数が500Hzにより低いとプロセススピードにも関係するが、キャリアへの電荷注入が起こるためにキャリア付着、あるいは潜像を乱すことで画質を低下させる場合がある。10000Hzを超えると電界に対してトナーが追随できず画質低下を招きやすい。
【0222】
十分な画像濃度を出し、ドット再現性に優れ、かつキャリア付着のない現像を行うために現像スリーブ31上の磁気ブラシの感光体ドラム33との接触幅(現像ニップC)を好ましくは3〜8mmにすることである。現像ニップCが3mmより狭いと十分な画像濃度とドット再現性を良好に満足することが困難であり、8mmより広いと、現像剤のパッキングが起き機械の動作を止めてしまったり、またキャリア付着を十分に抑えることが困難になる。現像ニップの調整方法としては、現像剤規制部材32と現像スリーブ31との距離Aを調整したり、現像スリーブ31と感光体ドラム33との距離Bを調整することでニップ幅を適宜調整する。
【0223】
特にハーフトーンを重視するようなフルカラー画像の出力において、マゼンタ用、シアン用、及びイエロー用の3個以上の現像器が使用され、本発明のトナーを用い、特にデジタル潜像を形成した現像システムと組み合わせることで、磁気ブラシの影響がなく、潜像を乱さないためにドット潜像に対して忠実に現像することが可能となる。転写工程においても本発明トナーを用いることで高転写率が達成でき、したがって、ハーフトーン部、ベタ部共に高画質を達成できる。
【0224】
さらに初期の高画質化と併せて、本発明のトナーを用いることで多数枚の複写においても画質低下が抑制され、本発明の効果が十分に発揮できる。
【0225】
静電像保持体33上のトナー画像は、コロナ帯電器の如き転写手段43により転写材へ転写され、転写材上のトナー画像は、加熱ローラ46及び加圧ローラ45を有する加熱加圧定着手段によって定着され、転写材に定着画像が形成される。静電荷像保持体33上の転写残トナーは、クリーニングブレードの如きクリーニング手段44で静電像保持体33から除去される。本発明のトナーは、転写工程での転写効率が高く、転写残トナーが少ない上に、クリーニング性に優れているので、静電荷像保持体上にフィルミングを生じにくい。さらに、多数枚耐久試験を行っても従来のトナーよりも、本発明のトナーは外添剤のトナー表面への埋没が少ないため、良好な画質を長期にわたって維持し得る。
【0226】
良好なフルカラー画像を得るためには好ましくは、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック用の現像器を有し、ブラックの現像が最後に行われる様に配置された画像形成装置を用いることで引き締まった画像を得ることができる。
【0227】
マルチカラー又はフルカラー画像形成方法を良好に実施し得る画像形成装置の一例を図4を参照しながら説明する。
【0228】
図4に示されるカラー電子写真装置は、装置本体の右側から装置本体の略中央部にわたって設けられている転写材搬送系Iと、装置本体の略中央に、上記転写材搬送系Iを構成している転写ドラム415に近接して設けられている潜像形成部IIと、上記潜像形成部IIと近接して配設されている現像手段(すなわち回転式現像装置)IIIとに大別される。
【0229】
上記転写材搬送系Iは、以下の様な構成となっている。装置開口部に着脱自在な転写材供給用トレイ402及び403が一部機外に突出して配設されている。該トレイ402及び403の略直上部には給紙ローラ404及び405が配設され、これら給紙用ローラ404及び405と左方に配された矢印A方向に回転自在な転写ドラム415とを連係するように、給紙用ローラ406及び給紙ガイド407及び408が設けられている。上記転写ドラム415の外周面近傍には回転方向上流側から下流側に向かって当接用ローラ409、グリッパ410、転写材分離用帯電器422、分離爪412が順次配設されている。
【0230】
上記転写ドラム415の内周側には転写帯電器413、転写材分離用帯電器414が配設されている。転写ドラム415の転写材が巻き付く部分にはポリ弗化ビニリデンの如き、ポリマーで形成されている転写シート(図示せず)が貼り付けられており、転写材は該転写シート上に静電的に密着貼り付けされている。上記転写ドラム415の右側上部には上記分離爪412と近接して搬送ベルト手段416が配設され、該搬送ベルト手段416の転写材搬送方向終端(右側)には定着装置418が配設されている。定着装置418は、発熱体438を内部に有する定着ローラ429と、加圧ローラ430とを有している。該定着装置418よりもさらに搬送方向下流には搬送ローラ452、その先には、装置本体401の外へと延在し、装置本体401に対して着脱自在な排出用トレイ417が配設されている。
【0231】
次に、上記潜像形成部IIの構成を説明する。図4矢印方向に回転自在な静電荷像保持体である感光ドラム(例えば、OPC感光ドラム)419が、外周面を上記転写ドラム415の外周面と当接して配設されている。上記感光ドラム419の上方でその外周面近傍には、該感光ドラム419の回転方向上流側から下流側に向かって除電用帯電器421、クリーニング手段420及び一次帯電器423が順次配設され、さらに上記感光ドラム419の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザービームスキャナのごとき像露光手段424、及びミラーのごとき像露光反射手段425が配設されている。
【0232】
上記回転式現像装置IIIの構成は以下のごとくである。上記感光ドラム419の外周面と対向する位置に、回転自在な筐体(以下「回転体」という)426が配設され、該回転体426中には四種類の現像装置が周方向の四位置に搭載され、上記感光体ドラム419の外周面上に形成された静電潜像を可視化(すなわち現像)するようになっている。上記四種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置427Y、マゼンタ現像装置427M、シアン現像装置427C及びブラック現像装置427BKを有する。
【0233】
上記したごとき構成の画像形成装置全体のシーケンスについて、フルカラーモードの場合を例として説明する。上述した感光ドラム419が図4矢印方向に回転すると、該感光ドラム419は一次帯電器423によって帯電される。図4の装置においては、感光ドラム419の周速(以下、プロセススピードとする)は100mm/sec以上(例えば、130〜250mm/sec)である。一次帯電器423による感光体ドラム419に対する帯電が行われると、原稿428のイエロー画像信号にて変調されたレーザー光Eによる画像露光が行われ、感光ドラム419上に静電潜像が形成され、回転体426の回転によりあらかじめ現像位置に定着されたイエロー現像装置427Yによって上記静電潜像の現像が行われ、イエロートナー画像が形成される。
【0234】
給紙ガイド407、給紙ローラ406、給紙ガイド408を経由して搬送されてきた転写材は、所定のタイミングにてグリッパ410により保持され、当接用ローラ409と該当接用ローラ409と対向している電極とによって静電的に転写ドラム415に巻き付けられる。転写ドラム415は、感光ドラム419と同期して図4矢印方向に回転しており、イエロー現像装置427Yにより形成されたイエロートナー画像は、上記感光ドラム419の外周面と上記転写ドラム415の外周面とが当接している部位にて転写帯電器413によって転写材上に転写される。転写ドラム415はそのまま回転を継続し、次の色(図4においてはマゼンタ)の転写に備える。
【0235】
感光ドラム419は、上記除電用帯電器421により除電され、クリーニングブレードによるクリーニング手段420によってクリーニングされた後、再び一次帯電器423によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により画像露光が行われ、静電潜像が形成される。上記回転式現像装置は、感光ドラム419上にマゼンタ画像信号による像露光により静電潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像装置427Mを上述した所定の現像位置に配置せしめ、所定のマゼンタトナーにより現像を行う。引き続いて、上述したごときプロセスをそれぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、四色のトナー像の転写が終了すると、顕画像を担持する転写材は各帯電器422及び414により除電され、上記グリッパ410による転写材の把持が解除されると共に、該転写材は、分離爪412によって転写ドラム415より分離され、搬送ベルト416で定着装置418に送られ、熱と圧力により定着され一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が転写材の一方の面に形成される。
【0236】
次に、図5を参照しながら、他の画像形成方法を説明する。
【0237】
図5に示す装置システムにおいて、現像器54−1、54−2、54−3、54−4に、それぞれシアントナーを有する現像剤、マゼンタトナーを有する現像剤、イエロートナーを有する現像剤及びブラックトナーを有する現像剤が導入され、磁気ブラシ現像方式又は非磁性一成分現像方式によって静電荷像保持体51に形成された静電荷像を現像し、各色トナー像が静電荷像保持体51上に形成される。静電荷像保持体51はa−Se、CdS、ZnO2、OPC、a−Siの様な光導電絶縁物質層を持つ感光ドラム或いは感光ベルトである。静電荷像保持体51は図示しない駆動装置によって矢印方向に回転される。
【0238】
静電荷像保持体51としては、アモルファスシリコン感光層、又は有機系感光層を有する静電荷像保持体が好ましく用いられる。
【0239】
有機感光層としては、感光層が電荷発生物質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する、単一層型でもよく、又は、電荷輸送層を電荷発生層を成分とする機能分離型感光層であっても良い。導電性基体上に電荷発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されている構造の積層型感光層は好ましい例の一つである。
【0240】
有機感光層の結着樹脂はポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写性、クリーニング性が良く、クリーニング不良、感光体へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにくい。
【0241】
帯電工程では、コロナ帯電器を用いる静電荷像保持体51とは非接触である方式と、ローラ等を用いる接触型の方式がありいずれのものも用いられる。効率的な均一帯電、シンプル化、低オゾン発生化のために図5に示す如く接触方式のものが好ましく用いられる。
【0242】
帯電ローラ52中は、中心の芯金52bとその外周を形成した導電性弾性層52aとを基本構成とするものである。帯電ローラ52は、静電荷像保持体51面に押圧力をもって圧接され、静電荷像保持体51の回転に伴い従動回転する。
【0243】
帯電ローラを用いた時の好ましいプロセス条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/cmで、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた時には、交流電圧=0.5〜5kVpp、交流周波数=50Hz〜5kHz、直流電圧=±0.2〜±1.5kVであり、直流電圧を用いた時には、直流電圧=±0.2〜±5kVである。
【0244】
この他の帯電手段としては、帯電ブレードを用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法がある。これらの接触帯電手段は、高電圧が不必要になったり、オゾンの発生が低減するといった効果がある。
【0245】
接触帯電手段としての帯電ローラ及び帯電ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、その表面に離型性被膜をもうけても良い。離型性被膜としては、ナイロン系樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)が適用可能である。
【0246】
感光体上のトナー像は、電圧(例えば、±0.1〜±5kV)が印加されている中間転写体55に転写される。転写後の感光体表面は、クリーニングブレード58を有するクリーニング手段59でクリーニングされる。
【0247】
中間転写体55は、パイプ状の導電性芯金55bと、その外周面に形成した中抵抗の弾性体層55aからなる。芯金55bは、プラスチックのパイプに導電性メッキをほどこしたものでも良い。
【0248】
中抵抗の弾性体層55aは、シリコーンゴム、テフロンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、EPDM(エチレンプロピレンジエンの3元共重合体)などの弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化すず、炭化ケイ素の如き導電性付与材を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を105〜1011Ω・cmの中抵抗に調整した、ソリッドあるいは発泡肉質の層である。
【0249】
中間転写体55は静電荷像保持体51に対して並行に軸受けさせて静電荷像保持体51の下面部に接触させて配設してあり、静電荷像保持体51と同じ周速度で矢印の反時計方向に回転する。
【0250】
静電荷像保持体51の面に形成担持された第1色のトナー像が、静電荷像保持体51と中間転写体55とが接する転写ニップ部を通過する過程で中間転写体55に対する印加転写バイアスで転写ニップ域に形成された電界によって、中間転写体55の外面に対して順次に中間転写されていく。
【0251】
必要により、着脱自在なクリーニング手段50により、転写材へのトナー像の転写後に、中間転写体55の表面がクリーニングされ、中間転写体上にトナー像がある場合、トナー像を乱さないようにクリーニング手段50は、中間転写体表面から離される。
【0252】
中間転写体55に対して並行に軸受けさせて中間転写体55の下面部に接触させて転写手段が配設され、転写手段57は例えば転写ローラ又は転写ベルトであり、中間転写体55と同じ周速度で矢印の時計方向に回転する。転写手段57は直接中間転写体55と接触するように配設されていても良く、またベルト等が中間転写体55と転写手段57との間に接触するように配置されても良い。
【0253】
転写ローラの場合、中心の芯金57bとその外周を形成した導電性弾性層57aとを基本構成とするものである。
【0254】
中間転写体及び転写ローラとしては、一般的な材料を用いることが可能である。中間転写体の弾性層の体積固有抵抗値よりも転写ローラの弾性層の体積固有抵抗値をより小さく設定することで転写ローラへの印加電圧が軽減でき、転写材上に良好なトナー像を形成できると共に転写材の中間転写体への巻き付きを防止することができる。特に中間転写体の弾性層の体積固有抵抗値が転写ローラの弾性層の体積固有抵抗値より10倍以上であることが特に好ましい。
【0255】
中間転写体及び転写ローラの硬度は、JIS K−6301に準拠し測定される。本発明に用いられる中間転写体は、10〜40度の範囲に属する弾性層から構成されることが好ましく、一方、転写ローラの弾性層の硬度は、中間転写体の弾性層の硬度より硬く41〜80度の値を有するものが中間転写体への転写材の巻き付けを防止する上で好ましい。中間転写体と転写ローラの硬度が逆になると、転写ローラ側に凹部が形成され、中間転写体への転写材の巻き付きが発生しやすい。
【0256】
転写手段57は中間転写体55と等速度或いは周速度に差をつけて回転させる。転写材56は中間転写体55と転写手段57との間に搬送されると同時に転写手段57にトナーが有する摩擦電荷と逆極性のバイアスを転写バイアス手段から印加することによって中間転写体55上のトナー像が転写材56の表面側に転写される。
【0257】
転写用回転体の材質としては、帯電ローラと同様のものも用いることができ、好ましい転写のプロセス条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/cmで、直流電圧が±0.2〜±10kVである。
【0258】
例えば、転写ローラの導電性弾性層57bはカーボンの如き導電材を分散させたポリウレタン、エチレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体(EPDM)といった体積抵抗106〜1010Ωcm程度の弾性体でつくられている。芯金57aには定電圧電源によりバイアスが印加されている。バイアス条件としては、±0.2〜±10kVが好ましい。
【0259】
次いで転写材56は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵させた加熱ローラとこれと押圧力をもって圧接された弾性体の加圧ローラとを基本構成とする定着器60へ搬送され、加熱ローラと加圧ローラ間を通過することによってトナー像が転写材に加熱加圧定着される。フィルムを介してヒータにより定着する方法を用いても良い。
【0260】
次に、一成分系現像方法について説明する。本発明のトナーは磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法の如き一成分現像方法に適用し得る。磁性一成分現像方法について、図6を参照しながら説明する。
【0261】
図6において、現像剤担持体(現像スリーブ)63の略右半周面はトナー容器64内のトナー溜りに常時接触していて、その現像スリーブ63面近傍のトナーTが現像スリーブ面にスリーブ内の磁気発生手段65の磁力で及び/又は静電気力により付着保持される。現像スリーブ63が回転駆動されるとそのスリーブ面の磁性トナー層が規制部材66の位置を通過する過程で略均一な厚さの薄層T1として形成される。磁性トナーの帯電は主として現像スリーブ63の回転に伴うスリーブ面との摩擦接触によりなされ、現像スリーブ63上の上記磁性トナー薄層面は現像スリーブ63の回転に伴い静電荷像保持体67側へ回転し、静電荷像保持体67と現像スリーブ63の最接近部である現像領域部Aを通過する。この通過過程で現像スリーブ63面側の磁性トナー薄層の磁性トナーがバイアス印加手段68により静電荷像保持体67と現像スリーブ63間に印加した直流と交流電圧による直流と交流電界により飛翔し、現像領域部Aの静電荷像保持体67面と、現像スリーブ63面との間(間隙α)を往復運動する。最終的には現像スリーブ63側の磁性トナーが静電荷像保持体67面の表面に潜像の電位パターンに応じて選択的に移行付着してトナー像T2が順次に形成される。現像領域部Aを通過して、磁性トナーが選択的に消費された現像スリーブ面はトナー容器64のトナー溜りへ再回転することにより磁性トナーの再供給を受け、現像領域部Aへ現像スリーブ63の磁性トナー薄層T1面が移送され、繰り返し現像工程が行われる。図6において用いられるトナー薄層化手段としての規制部材66は、スリーブと一定の間隙をおいて配置される金属ブレード、磁性ブレードの如きドクターブレードである。あるいは、ドクターブレードの代わりに、金属、樹脂、セラミック製のローラを用いても良い。さらにトナー薄層化規制部材として現像スリーブ(現像剤担持体)表面に弾性力で当接する弾性ブレード、弾性ローラを用いても良い。弾性ブレード又は、弾性ローラを形成する材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBRの如きゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性体;ステンレス、鋼、リン青銅の如き金属弾性体が使用できる。それらの複合体であっても良い。好ましくは、スリーブ当接部分はゴム弾性体あるいは樹脂弾性体がよい。
【0262】
弾性ブレードを使用する場合の例を図7に示す。
【0263】
弾性ブレード70上辺部側である基部は現像剤容器側に固定保持され、下辺部側を弾性ブレード70の弾性に抗して現像剤担持体(現像スリーブ)79の順方向或いは逆方向にたわめ状態にして弾性ブレード70の内面側(逆方向の場合には外面側)を現像スリーブ79の表面に適度の弾性押圧をもって当接させる。この様な装置によると、環境の変動に対してもより安定に薄く、緻密なトナー層が得られる。
【0264】
弾性ブレードを使用する場合、現像スリーブ、弾性ブレード表面にトナーが融着しやすいが、本発明トナーは離型性に優れ摩擦耐電性が安定しているので好ましく用いられる。
【0265】
磁性一成分現像方法の場合、弾性ブレード70と現像スリーブ79との当接圧力は、スリーブ母線方向の線圧として、0.1kg/m以上、好ましくは0.3〜25kg/m、更に好ましくは0.5〜12kg/mが好ましい。静電荷像保持体78と現像スリーブ79とは接触していても良いが、好ましくは静電荷像保持体78と現像スリーブ79との間隙αは、50〜500μmに設定される。現像スリーブ79上の磁性トナー層の層厚は、静電荷像保持体78と現像スリーブ79との間隙αよりも薄いことが最も好ましいが、場合により磁性トナー層を構成する磁性トナーの多数の穂のうち、一部は静電荷像保持体78に接する程度に磁性トナー層の層厚を規制してもよい。現像スリーブ79は、静電荷像保持体78に対し、100〜200%の周速で回転される。バイアス印加手段76による交番バイアス電圧は、ピークトゥーピークで0.1kV以上、好ましくは0.2〜3.0kV、更に好ましくは0.3〜2.0kVで用いるのが良い。交番バイアス周波数は、0.5〜5.0kHz、好ましくは1.0〜3.0kHz、更に好ましくは1.5〜3.0kHzで用いられる。交番バイアス波形は、矩形波、サイン波、のこぎり波、三角波の如き波形が適用できる。また、正、逆の電圧、時間の異なる非対称交流バイアスも利用できる。また直流バイアスを重畳するのも好ましい。
【0266】
次に非磁性一成分現像を行う場合の現像方法の一例を図8を参照しながら説明する。
【0267】
85は静電荷像保持体であり、潜像形成は図示しない電子写真プロセス手段又は静電記録手段により成される、84は現像剤担持体(現像スリーブ)であり、アルミニウムあるいはステンレスの如き非磁性スリーブからなる。現像スリーブ84はアルミニウム、ステンレスの粗管をそのまま用いてもよいが、好ましくはその表面をガラスビーズの如き球形粒子を吹きつけて均一に粗したものや、鏡面処理したもの、あるいは樹脂でコートしたものがよい。トナーTはホッパー81に貯蔵されており、トナー塗布ローラ82によって現像スリーブ82上へ供給される。トナー塗布ローラ82として、例えば軟質ポリウレタンフォームの如き多孔質弾性体の発泡材より成るローラが好ましく用いられる。該ローラを現像スリーブ84に対して、順または逆方向に0でない相対速度をもって回転させ、現像スリーブ84上へのトナー供給と共に、現像スリーブ84上の現像後のトナー(未現像トナー)のはぎ取りをも行う。この際、トナー塗布ローラ82の現像スリーブ84への当接幅(nip幅)は、トナーの供給及びはぎ取りのバランスを考慮すると、2.0〜10.0mmが好ましく、4.0〜6.0mmがより好ましい。トナーに対しストレスが付与され、トナーの劣化による凝集の増大、あるいは現像スリーブ84、トナー塗布ローラ82へトナーの融着、固着が生じやすくなるが、本発明のトナーは、流動性、離型性に優れ、耐久安定性を有しているので、図8に示す現像器においても好ましく用いられる。また、トナー塗布ローラ82のかわりに、ナイロン、レーヨンの如き樹脂繊維より成るブラシローラを用いてもよい。図8に示す現像方法は、非磁性一成分トナーを使用する一成分現像方法において極めて有効である。現像スリーブ84上に供給されたトナーは規制部材83によって薄層かつ均一に塗布される。トナー規制部材83は、弾性ブレード又は弾性ローラで現像スリーブ84表面にトナーを圧接塗布する方法は特に好ましい。弾性ブレード又は弾性ローラは、所望の極性にトナーを帯電するのに適した摩擦帯電系列の材質のものを用いることが好ましい。トナー規制部材83は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好適である。さらに、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、メラミン、メラミン架橋ナイロン、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、アクリル系樹脂の如き有機樹脂層をトナー規制部材83に設けても良い。
【0268】
該弾性ブレード又は弾性ローラと現像スリーブ84との当接圧力は、スリーブ母線方向の線圧として0.1〜25kg/m、好ましくは0.5〜12kg/mが有効であり、当接圧力を0.1〜25kg/mに調整することで、トナーの凝集を効果的にほぐすことが可能になり、またトナーの摩擦帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。ブレードにより現像スリーブ84上にトナーを薄層コートする系においては、特に非磁性一成分現像方法においては、十分な画像濃度を得るために、現像スリーブ84は静電荷像保持体85に対し、100〜300%の周速で回転される。好ましくは120〜250%の周速で回転される。
【0269】
現像スリーブ84と静電荷像保持体85とは、接触させて配置しても、非接触として配置しても良い。非接触で配置する場合には、現像スリーブ84上のトナー層の厚さを現像スリーブ84と静電荷像保持体85との間隙αよりも小さくし、この間隙に交番電界を形成することが好ましく、間隙αとしては50〜500μmであることが好ましい。バイアス電源86により現像スリーブ84に交番電場または交番電場に直流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像スリーブ84上から静電荷像保持体85上へのトナーの移動を容易にし、更に良質の画像を得ることができる。
【0270】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これは、本発明に何ら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は、特に説明のない場合は「質量部」である。
【0271】
〔硫黄元素含有重合体1の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン100部、メタノール300部、スチレン470部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸40部、アクリル酸−2−エチルヘキシル90部、ラウリルパーオキサイド10部を仕込み、攪拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体1を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=20000、揮発分1%以下、Tg=65度、残存モノマー=900ppmであった。
【0272】
尚、得られた硫黄元素含有重合体1の酸価は、20mgKOH/gであった。また、以下の硫黄元素含有重合体2〜8の酸価は、18〜25mgKOH/gであった。
【0273】
〔硫黄元素含有重合体2の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン300部、メタノール100部、スチレン470部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸40部、アクリル酸−2−エチルヘキシル90部、ラウリルパーオキサイド12部仕込み、攪拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体2を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=36000、揮発分1%以下、樹脂Tg=65℃、残存モノマー=900ppmであった。
【0274】
〔硫黄元素含有重合体3の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン100部、メタノール300部、スチレン550部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸50部、ラウリルパーオキサイド12部を仕込み、攪拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体3を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=40000、揮発分1%以下、樹脂Tg=98℃、残存モノマー=900ppmであった。
【0275】
〔硫黄元素含有重合体4の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン100部、メタノール300部、スチレン470部、メタクリルスルホン酸40部、アクリル酸−2−エチルヘキシル90部、ラウリルパーオキサイド10部を仕込み、攪拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体4を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=22000、揮発分1%以下、残存モノマー=800ppmであった。
【0276】
〔硫黄元素含有重合体5の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン300部、メタノール100部、スチレン470部、メタクリルスルホン酸40部、アクリル酸−2−エチルヘキシル90部、ラウリルパーオキサイド12部を仕込み、攪拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体5を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=40000、揮発分1%以下、残存モノマー=800ppmであった。
【0277】
〔硫黄元素含有重合体6の製造〕
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン300部、メタノール100部、水酸化カリウム20部、スチレン470部、2−アクリルアミド−メチルプロパンスルホン酸40部、アクリル酸−2−エチルヘキシル90部、ラウリルパーオキサイド10部を仕込み、撹拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、40℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体6を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=19000、揮発分1%以下、樹脂Tg=65℃、残存モノマー=900ppmであった。
【0278】
〔硫黄元素含有重合体7の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン100部、メタノール300部、スチレン520部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸20部、アクリル酸−2−エチルヘキシル60部、ラウリルパーオキサイド10部を仕込み、攪拌、窒素導入下60℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、50℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体7を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=45000、揮発分1%以下、樹脂Tg=76℃、残存モノマー=200ppmであった。
【0279】
〔硫黄元素含有重合体8の製造〕
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管の付いた2リットルフラスコにトルエン100部、メタノール300部、スチレン540部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸12部、アクリル酸−2−エチルヘキシル48部、ラウリルパーオキサイド10部を仕込み、攪拌、窒素導入下60℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、50℃で減圧乾燥後、ハンマーミルにて粗砕して、硫黄元素含有重合体8を製造した。得られた重合体の物性は、Mw=48000、揮発分1%以下、樹脂Tg=81℃、残存モノマー=200ppmであった。
【0280】
〔実施例1〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、リン酸ナトリウム14質量部ならびに10%塩酸を4.5質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10質量部に8質量部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0281】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(C.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57=1/1) 7質量部
・硫黄元素含有重合体1 0.8質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0282】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 8質量部
・離型剤(No.8) 20質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えた。
【0283】
別容器中で上記材料を65℃に保温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0284】
反応容器中の上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、N2パージ下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間、さらに90℃に昇温し、6時間反応させた。
【0285】
重合反応終了後、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを再び、1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=1以下とした状態で2時間攪拌しながら、再洗浄する。上記と同様にそのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄し、充分通気をした後、乾燥して風力分級しマゼンタ着色粒子No.1を得た。
【0286】
このマゼンタ着色粒子をUV硬化型樹脂に包埋し、ミクロトームで断面を作成した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により観測したところ、図2に示すように大部分の離型剤が結着樹脂で良好に内包化されていることが認識できた。
【0287】
得られたマゼンタ着色粒子100質量部と、BET法による比表面積が100m2/gである疎水性酸化チタン微粉体1.0質量部とを混合し、外添剤を有するマゼンタトナーNo.1を得た。得られたマゼンタトナーNo.1の円相当個数平均径6.7μmであった。また、後述する方法によってA環境(13℃/10%RH)、B環境(20℃/60%RH)、C環境(32℃/80%RH)におけるトナーの摩擦帯電量を測定した。測定結果を表3に示す。
【0288】
このマゼンタトナー7質量部に対し、シリコーン樹脂コートされた磁性体分散型キャリア93質量部を混合して現像剤を調製し、図5に示すような構成を有する市販のデジタルフルカラー複写機(クリエイティブ プロセッサー660、キヤノン製)の改造機を用いて、マゼンタ画像の出力を行い、後述の項目に関して評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0289】
〔実施例2〕
反応容器中のイオン交換水1000質量部に塩化マグネシウム40質量部を溶解した水溶液に、イオン交換水200質量部に水酸化ナトリウム28質量部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。この水系媒体を使用し、離型剤をNo.8からNo.11に変更する以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.2を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0290】
〔実施例3〕
反応容器中のイオン交換水1000質量部に水酸化アルミニウムを30質量部添加して調製した水系媒体をを使用し、さらに離型剤をNo.8からNo.12に変更する以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.3を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0291】
〔実施例4〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、リン酸ナトリウム25質量部ならびに10%塩酸を6.5質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水20質量部に13質量部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0292】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(C.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57=1/1) 7質量部
・硫黄元素含有重合体 1質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0293】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 8質量部
・離型剤(No.8) 36質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えて、実施例1と同様に重合性単量体組成物を調製した。
【0294】
上記重合性単量体組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.4を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0295】
〔実施例5〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、リン酸ナトリウム25質量部ならびに10%塩酸を6.5質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水20質量部に13質量部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0296】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(C.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed57=1/1) 7質量部
・硫黄元素含有重合体 7質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0297】
重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 2質量部
・離型剤(No.8) 20質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えて、実施例1と同様に重合性単量体組成物3を調製した。
【0298】
上記重合性単量体組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして重合反応終了後、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを再び、1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら、再洗浄する。上記と同様にそのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄し、充分通気をした後、乾燥して風力分級しマゼンタ着色粒子No.5を得た。これ以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.5を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0299】
〔実施例6〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体2に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.6を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0300】
〔実施例7〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体3に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.7を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0301】
〔実施例8〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体4に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.8を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0302】
〔実施例9〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体5に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.9を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0303】
〔実施例10〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、リン酸ナトリウム14質量部ならびに10%塩酸を4.5質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10質量部に8質量部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0304】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(カーボンブラック) 7質量部
・硫黄元素含有重合体1 1.0質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0305】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 8質量部
・離型剤(No.8) 4質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.8質量部
を加えた。
【0306】
【0307】
別容器中で上記材料を65℃に保温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0308】
反応容器中の上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、N2パージ下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間、さらに90℃に昇温し、6時間反応させた。
【0309】
重合反応終了後、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌する。上記と同様にこのエマルションを加圧濾過し得られたケーキを再び1000質量部のイオン交換水に戻し、このエマルションに6%の塩化アルミニウム水溶液100質量部を添加し凝集させる。その後加圧濾過を用いてさらに2000質量部以上のイオン交換水で濾過洗浄し、同濾過機上で得られたケーキに90℃の温水3000質量部を添加し温水加熱処理を行ったところ、粒子同士が融着してなるブロック状物の塊状物を形成した。40℃で乾燥後、このブロック状物を粗砕し、ハンマーミルにて粗砕して、目開き1mmの篩を通過させたトナー粗砕物をさらにジェット気流を利用した衝突式粉砕機で微粉砕した後、風力分級し、これ以外は実施例1と同様にしブラックトナーNo.1を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0310】
〔実施例11〕
反応容器中のイオン交換水1000質量部に燐酸亜鉛を30質量部添加し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.10を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0311】
〔実施例12〕
反応容器中のイオン交換水1000質量部に硫酸バリウムを30質量部添加し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナーNo.11を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0312】
〔実施例13〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体6に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.12を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0313】
〔実施例14〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体7に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.13を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0314】
〔実施例15〕
硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体8に変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.14を得た。現像器として図8に示す非磁性一成分系の現像器を使用し、図5に示す市販のデジタルフルカラー複写機(クリエイティブ プロセッサー660、キヤノン製)改造機を用いて、分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表5に示す。
【0315】
〔実施例16〕
縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15)を用いないこと以外は、実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.15を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0316】
〔実施例17〕
酸価が40mgKOH/gである縮合系樹脂に変更する以外は、実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.16を得て分析評価した。物性及び評価結果を表2及び表4に示す。
【0317】
〔実施例18〕
着色剤をC.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57からC.I.pigment Blue15:3へ変更する以外は実施例1と同様にしてシアントナーNo.1を得た。また、着色剤をC.I.pigment Red 122/C.I.pigment Red 57からC.I.pigment Yellow 185へ変更する以外は実施例1と同様にしてイエロートナーNo.1を得た。さらに着色剤をC.I.pigmentRed 122/C.I.pigment Red 57からカーボンブラックへ変更する以外は実施例1と同様にしてブラックトナーNo.2を得た。
【0318】
マゼンタトナーNo.1、シアントナーNo.1、イエロートナーNo.1及びブラックトナーNo.2を用いて、それぞれのトナー7質量部に対し、シリコーン樹脂コートされた磁性体分散型キャリア93質量部を混合して各色の現像剤を調製し、図5に示すような市販のデジタルフルカラー複写機(クリエイティブプロセッサー、キヤノン製)の改造機にて、フルカラー画像の出力を行った。
【0319】
得られたフルカラー画像は、色再現性が良好で、カブリもなく、2次色の画像輪郭に関しても問題のない優れたものであった。
【0320】
また、各環境における転写効率の測定を後述の方法で行った。物性及び評価結果を表2及び表7に示す。
【0321】
〔実施例19〕
それぞれのトナーの硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体8に変更する以外は実施例18と同様にしてシアントナーNo.2、イエロートナーNo.2を得た。また、硫黄元素含有重合体1を硫黄元素含有重合体8に変更する以外は、実施例18と同様にしてブラックトナーNo.3を得た。
【0322】
マゼンタトナーNo.14、シアントナーNo.2、イエロートナーNo.2及びブラックトナーNo.3を用いて、実施例18と同様な評価を行った。
【0323】
得られたフルカラー画像は、色再現性が良好で、カブリもなく、2次色の画像輪郭に関しても問題なく、転写性も非常に優れたものであった。各環境における転写効率の測定を後述の方法で行い、物性及び評価結果を表2及び表7に示す。
【0324】
〔比較例1〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、リン酸ナトリウム14質量部ならびに10%塩酸を4.5質量部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10質量部に8質量部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0325】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(C.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57=1/1) 7質量部
・硫黄元素含有重合体1 8質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0326】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・硫黄元素含有重合体1 8質量部
・離型剤(No.8) 20質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えた。
【0327】
別容器中で上記材料を65℃に保温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0328】
反応容器中の上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、N2パージ下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間、さらに90℃に昇温し、6時間反応させた。
【0329】
重合反応終了後、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを再び、1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら再洗浄する。上記と同様にそのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄し、充分通気をした後、乾燥して風力分級しマゼンタトナーNo.17を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0330】
〔比較例2〕
分散媒
反応容器中のイオン交換水1000質量部に、シランカップリング剤(KBE903(信越シリコーン製))0.25質量部を、均一に分散させ、さらにコロイダルシリカ(アエロジル#200(日本アエロジル製))5質量部を添加し均一に分散させ、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
【0331】
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(C.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57=1/1) 7質量部
・硫黄元素含有重合体1 0.8質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させ、重合性単量体組成物を得た。
【0332】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 8質量部
・離型剤(No.8) 20質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えた。
【0333】
別容器中で上記材料を65℃に保温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0334】
反応容器中の上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、N2パージ下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間、さらに90℃に昇温し、6時間反応させた。
【0335】
重合反応終了後、反応容器を冷却し、20%水酸化ナトリウム水溶液35質量部、24時間アルカリ処理を行い、そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。これ以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.18を得、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0336】
〔比較例3〕
硫黄元素含有重合体1の添加量を0.1質量部に変更する以外は、実施例1と同様なやり方で重合反応を終了させ、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを再び、1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=1以下とした状態で2時間攪拌しながら、再洗浄する。上記と同様にそのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄し、実施例1と同様にしマゼンタトナーNo.19を得て、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0337】
〔比較例4〕
重合性単量体組成物
・スチレン 60質量部
・着色剤(カーボンブラック) 7質量部
・尿素化合物 1.0質量部
上記材料をアトライター分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径2mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
【0338】
上記重合性単量体組成物に
・スチレン 20質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・縮合系樹脂(飽和ポリエステル(イソフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA)、Mw=10000、AV=15) 8質量部
・離型剤(No.8) 20質量部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) 0.4質量部
を加えた。
【0339】
別容器中で上記材料を65℃に保温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【0340】
反応容器中の上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、N2パージ下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌し、造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間、さらに90℃に昇温し、6時間反応させた。
【0341】
また、重合反応終了後、反応容器を冷却し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解させる。そのエマルションを加圧濾過しさらに2000質量部以上のイオン交換水で洗浄する。得られたケーキを再び、1000質量部のイオン交換水に戻し、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌する。再洗浄する。これ以外は実施例1と同様にしてブラックトナーNo.4を得て、実施例1と同様に分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0342】
〔比較例5〕
硫黄元素含有重合体1からサリチル酸アルミニウム化合物へ変更する以外は実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.20を得て分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0343】
〔比較例6〕
重合反応終了後、10%塩酸を加えpH=2とした状態で2時間攪拌しながら分散安定剤を溶解し、そのエマルションを加圧濾過して、イオン交換水で洗浄し、得られたケーキを再びイオン交換水に戻して、10%塩酸を加えpH=1以下とした状態で2時間攪拌しながら、再洗浄する代わりに、硫酸を加えてpH=5.5とした状態で10分間撹拌しながら分散安定剤を溶解した後、乾燥させる以外は、実施例1と同様にしてマゼンタトナーNo.21を得て分析評価した。物性及び評価結果を表3及び表6に示す。
【0344】
〔比較例7〕
着色剤をC.I.pigment Red 122/C.I.pigmentRed 57からC.I.pigment Blue15:3へ変更する以外は比較例1と同様にしてシアントナーNo.3を得た。また、着色剤をC.I.pigment Red 122/C.I.pigment Red 57からC.I.pigment Yellow 185へ変更する以外は比較例1と同様にしてイエロートナーNo.3を得た。さらに着色剤をC.I.pigment Red 122/C.I.pigment Red 57からカーボンブラックへ変更する以外は比較例1と同様にしてブラックトナーNo.5を得た。
【0345】
マゼンタトナーNo.17、 シアントナーNo.3、イエロートナーNo.3、ブラックトナーNo.5を用いて、それぞれのトナー7質量部に対し、シリコーン樹脂コートされた磁性体分散型キャリア93質量部を混合して各色の現像剤を調製し、図5に示すような市販のデジタルフルカラー複写機(クリエイティブ プロセッサー660、キヤノン製)の改造機にて、フルカラー画像の出力を行った。
【0346】
各環境における転写効率の測定を行った。物性及び評価結果を表3及び表7に示す。
【0347】
得られたフルカラー画像は、色再現性があまり良くなく、カブリが多く、画像輪郭のライン部の目立つ画像であった。
【0348】
【表2】
【0349】
【表3】
【0350】
【表4】
【0351】
【表5】
【0352】
【表6】
【0353】
【表7】
【0354】
上記の実施例及び比較例における各評価の方法を以下に示す。
1)2成分系現像剤の場合のトナー帯電量の測定
トナーの2成分摩擦帯電量はブローオフ法に基づき、以下の方法により測定する。
【0355】
図1はトナーの2成分摩擦帯電量を測定する装置の説明図である。先ず、底に目開き20μm(635メッシュ)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に摩擦帯電量を測定しようとするトナーとキャリアの振とうされた混合物を約0.2gを入れ金属製のフタ4をする。このときの測定容器2全体の重量を秤りW1(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行いトナーを除去する。このときの電位計9の電位をV(ボルト)とする。ここで8はコンデンサーであり容量C(μF)とする。吸引後の測定容器全体の重量を秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如く計算される。
【0356】
【外20】
【0357】
なお、測定試料の調製は以下のようにして行った。トナーとキャリアの混合比を7:93とし、混合重量20gの測定試料を調製した。キャリアとしては、シリコーン樹脂コートされた磁性体分散型キャリアを用いた。トナーには、外添剤としてBET法による比表面積が100m2/gである疎水性酸化チタン微粉体をトナー粒子100質量部に対して1.0質量部を外添した。
【0358】
測定環境は、A環境(13℃/10%RH)、B環境(20℃/60%RH)、C環境(32℃/80%RH)の3環境とし、まずA、B、Cの各環境下に24時間放置した測定試料を150回振とうして帯電量を測定した。ついで、上記の試料をそれぞれの環境で7日間放置した後、1回振とうして帯電量を測定し、さらに150回振とうして帯電量を再度、測定する。
2)1成分系現像剤の場合のトナー帯電量の測定
現像スリーブ上のトナーを吸引し、クーロンメーターで帯電量Q(mC)を測定し、かつ、吸引したサンプル重量M(kg)を測定し、Q/M(mC/kg)を測定する。
【0359】
測定環境は、2成分系現像剤の場合と同様に、A環境、B環境、C環境の3環境とした。また、測定方法としては、A、B、C各環境に24時間放置した1成分系現像機を現像スリーブ上回転機にセットし、30秒間回転させて帯電量を測定する。次いで測定試料をそれぞれの環境でさらに7日間放置した後、回転機にセットし、1秒間回転させて帯電量を測定し、さらに30秒間回転させて帯電量を測定する。
3)画像濃度
静電荷像保持体上でベタ部の濃度制御設定をした実施例記載のマシンとオイル塗布機能のない直径40mmの熱ローラー外部定着器を用いて、全ベタ部の定着画像を出し、Macbeth RD918(マクベス社製)にて画像濃度を測定した。
【0360】
尚、このときのローラ材質としては、上部、下部ともに、フッ素系のものを使用し、転写材は75g/m2(ゼロックス社製)の普通紙を用いた。
【0361】
A,B,C各環境に24時間放置したトナーの充填された画像形成装置を24時間放置した後、画像比率5%画像を1000枚通紙した後、全ベタの定着画像を1枚出し、画像濃度を測定する。次に、画像形成装置をそれぞれの環境で、さらに7日間放置した後、画像比率5%の画像を1枚通紙した後、全ベタの定着画像を1枚出し、画像濃度を測定する。さらに画像比率5%画像を1000枚通紙した後、全ベタの定着画像を1枚出し、画像濃度を測定する。
4)転写効率の測定
画像濃度を測定した実施例記載のマシンを用いてA,B,C各環境一定面積のフルカラー4色の全ベタ画像を出力し転写効率を測定した。
【0362】
本発明において、一次転写効率は以下のようにして求める。
【0363】
フルカラー4色のベタ画像を出力し、中間転写体上に未定着のフルカラー画像を形成する。感光ドラム上に残った一次転写残トナーと中間転写体上の未定着トナーをエアーで吸引し、サンプリングされたトナーの重量から計算して求める。計算式を以下に示す。
【0364】
一次転写効率(%)={(中間転写体上の未定着トナー)/(中間転写体上の未定着トナー+感光ドラム上の転写残トナー)}×100
また、二次転写効率は以下のようにして求めた値である。フルカラー4色のベタ画像を出力し、中間転写体上に残った二次転写残トナーと、80g/m2紙上の未定着トナーをエアーで吸引し、サンプリングされたトナーの重量から計算して求めた値である。計算式を以下に示す。
【0365】
二次転写効率(%)={(紙上の未定着トナー)/(紙上の未定着トナー+中間転写体上の転写残トナー)}×100
A;90%以上
B;80%以上90%未満
C;70%以上80%未満
D;70%未満
5)ハーフトーン画像の均一性
B環境における画像濃度の評価の後(2000枚の通紙後)、更に画像比率5%画像を、2成分系現像剤の場合には10000枚通紙、1成分系現像剤の場合には2000枚通紙し、所定枚数終了時の画像におけるハーフトーンの均一性を目視で確認した。
【0366】
A;非常に均一性がとれた画像である。
【0367】
B;均一性がとれた画像である。
【0368】
C;端部に少し不均一部分が見受けられる。
【0369】
D;全面で不均一部分が見受けられる。
6)定着性の評価▲1▼
上記のマシンを用いてB環境(20℃/60%RH)において、トナー乗り量1.0mg/cm2の未定着画像を出力し、オイル塗布機能のない直径40mmの熱ローラー外部定着にて、180℃、120mm/secの定着条件で評価した。尚、このときのローラ材質としては、上部、下部ともに、フッ素系のものを使用し、転写材は75g/m2(ゼロックス社製)の普通紙を用いた。
A;定着性は良好であった。
B;直径2mm未満の小さいひぶくれが1個から5個あるレベル。
C;直径2mm未満の小さいひぶくれが6個から10個あるレベル。
D;直径2mm未満の小さいひぶくれが11個以上あるレベル、あるいは直径2mm以上の大きいひぶくれがあるレベル。
7)定着性の評価▲2▼
上記のマシンを用いてA環境(13℃/10%RH)において、トナー乗り量1.0mg/cm2の未定着画像を出力し、オイル塗布機能のない直径40mmの熱ローラー外部定着にて、180℃、120mm/secの定着条件で評価した。尚、このときのローラ材質としては、上部、下部ともに、フッ素系のものを使用し、転写材は90及び75g/m2(ゼロックス社製)の普通紙を用いた。尚、ひぶくれの観察は、2cm×5cmのパッチ2ヶ所において行った。
A;90及び75g/m2共に定着性が良好であった。
B;75g/m2にて定着性が良好であった。
C;75g/m2にて直径2mm未満の小さいひぶくれが1個から5個あるレベル。
D;75g/m2にて直径2mm未満の小さいひぶくれが6個以上あるレベル。もしくは、大きな直径2mm以上の大きなひぶくれがあるレベル。
【0370】
【発明の効果】
本発明は、良好な帯電性と環境安定性を有しており、連続通紙においても良好な転写率が保て、且つ良好な定着性を有するトナー、該トナーの製造方法及び該トナーを用いた画像形成方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】トナーのトリボ電荷量を測定する装置の概略的説明図である。
【図2】離型剤が外殻樹脂に内包化されているトナー粒子の断面の模式図である。
【図3】本発明のトナーが適用され得る現像装置の概略図である。
【図4】フルカラー又はマルチカラーの画像形成方法を説明するための概略図である。
【図5】中間転写体使用の画像形成方法の概略図である。
【図6】磁性一成分現像装置を示す概略図である。
【図7】磁性一成分現像装置を示す概略図である。
【図8】非磁性一成分現像装置を示す概略図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner used in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a magnetic recording method, and a toner jet method, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electrophotographic method, many methods are known as described in US Pat. No. 2,297,691, Japanese Patent Publication No. 42-23910, Japanese Patent Publication No. 43-24748, and the like. In general, a photoconductive substance is used, and an electric latent image is formed on the photoreceptor by various means, and then the latent image is developed with toner, and a direct or indirect means is used as necessary. Used to transfer a toner image to a transfer material such as paper, and then fix it by heating, pressure, heating and pressurization or solvent vapor to obtain a copy. Then, the above process is repeated.
[0003]
Further, a general method for forming a full-color image will be described. The photosensitive member of the photosensitive drum is uniformly charged by a primary charger, and image exposure is performed by laser light modulated by a magenta image signal of an original. An electrostatic latent image is formed on the drum, and the electrostatic latent image is developed by a magenta developing device that holds magenta toner to form a magenta toner image. Next, the magenta toner image developed on the photosensitive drum by the transfer charger is transferred onto the conveyed transfer material using direct or indirect means.
[0004]
On the other hand, after the development of the electrostatic latent image, the photosensitive drum is neutralized by a static elimination charger, cleaned by a cleaning unit, and then charged by a primary charger again. The cyan toner image is transferred to the transfer material onto which the magenta toner image has been formed and transferred, and the toner images of four colors are transferred to the transfer material in the same manner as yellow and black. The transfer material having the four color toner images is fixed by the action of heat and pressure by a fixing roller, thereby forming a full color image.
[0005]
In recent years, such a copying apparatus has started to be used in the field of not only a general-purpose copying machine for copying original documents but also a printer as a computer output or personal copying for individuals.
[0006]
In addition to the fields represented by such laser beam printers, the development of plain paper fax machines using basic engines is also rapidly developing.
[0007]
In particular, color printers for personal computers and personal color copies, which are expected to grow rapidly in the future, have strong demands for smaller size, lighter speed, higher image quality, and higher reliability. In particular, the demand for high reliability for maintaining an initial image is severe, and improvement of charging ability is an indispensable issue for improvement of toner performance.
[0008]
Charging in each environment is either a two-component development system where the charge amount is determined by the frictional charge between the toner and the carrier, or a one-component development system where the charge amount is determined only by the friction between the developer carrier and the charge imparting material Problems remain, such as maintaining quantity, charging speed, and charge value.
[0009]
From the viewpoint of controlling such a problem from the shape of the toner, a suspension polymerization method toner has been proposed (Japanese Patent Publication No. 36-10231). That is, in this suspension polymerization method, after a polymerizable monomer and a colorant (and a polymerization initiator, a crosslinking agent, and other additives as necessary) are uniformly dissolved or dispersed to form a monomer composition. The monomer composition is dispersed in a continuous layer (for example, an aqueous phase) containing a dispersion stabilizer by using a suitable stirrer and simultaneously undergoes a polymerization reaction to obtain a toner having a desired particle size. In addition, it is easy to control the particle diameter and its distribution as compared with the pulverized toner, so that a toner having a narrow charge distribution can be obtained, and the charge amount can be controlled.
[0010]
The dispersion stabilizer adheres to the surface of the dispersoid in the dispersion medium, and disperses the dispersoid uniformly by its electrical polarity. In the prior art, it is generally known that if the substance having such ionicity and electric polarity is not sufficiently removed, the chargeability of the toner is also adversely affected.
[0011]
As the dispersion stabilizer, generally used are water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and gelatin, and hardly water-soluble inorganic fine powders such as barium sulfate and calcium carbonate. However, these dispersion stabilizers are generally difficult to remove, and in particular for water-soluble polymers, the aqueous solution is viscous, making it difficult to remove and easily remaining in large amounts on the toner surface. In addition, the triboelectric charging characteristics are hindered and the image quality is extremely deteriorated.
[0012]
As a method for solving these problems, methods using calcium phosphate as a dispersion stabilizer have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 46-130762, 61-22354, and 2-148046. In JP-A-2-148046, calcium phosphate is dissolved in an acid aqueous solution, the polymerizable monomer composition is suspended and dispersed with stirring, alkali hydroxide is added, and calcium phosphate is added again to oil droplets. A method for precipitation as a dispersion stabilizer has been proposed. Alternatively, JP-A-56-130762 and JP-A-61-22354 propose a method using an adduct of sodium triphosphate and calcium chloride as a dispersion stabilizer.
[0013]
On the other hand, examples of proposals for prescribing the remaining amount of the dispersion stabilizer include JP-A-8-50370 and JP-A-8-160661. Japanese Patent Laid-Open No. 9-218532 is proposed as a proposal that defines the residual amount of the dispersion stabilizer in the emulsification dispersion method with the same idea, and further, as opposed to the general prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 9-114125. In the gazettes and the like, it is proposed to leave the dispersion stabilizer amount to a certain extent.
[0014]
JP-A-1-217466 discloses a polymerizable monomer and SO.3There has been proposed a method for producing a toner by suspension polymerization of a monomer composition containing a copolymer comprising a water-soluble monomer having an X group and an oil-soluble monomer. In this publication, vinyl monomers and SO3Toners containing a copolymer composed of an X group-containing (meth) acrylamide have been proposed, and in these proposals, some improvement in chargeability is seen, but looking at the examples described in both publications, It is considered that the dispersion stabilizer present in the toner is hardly removed, and is not sufficient for solving the problems such as charging property and developability caused by the remaining dispersion stabilizer.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a toner capable of solving the above-described problems, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0016]
That is, an object of the present invention is to provide a toner having a small environmental difference and good chargeability, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0017]
A further object of the present invention is to provide a toner having a small environmental difference and a good image density, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0018]
A further object of the present invention is to provide a toner capable of maintaining good transferability even in continuous image output, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0019]
A further object of the present invention is to provide a toner having good fixability, a method for producing the toner, and an image forming method using the toner.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a toner having at least a binder resin, a colorant, a release agent, a toner particle containing a sulfur element-containing polymer, and an external additive, the toner particle comprising magnesium, calcium, barium, zinc, The present invention relates to a toner comprising at least one element selected from the group consisting of aluminum and phosphorus, wherein the total content of the elements is 100 to 30000 ppm (based on toner particle mass). The present invention also relates to a method for producing the toner and an image forming method using the toner.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Conventional dispersion stabilizers used in the production of toner by a wet method have the advantage of uniformly dispersing each particle, but are difficult to completely remove the dispersion stabilizer and remain on the toner surface in large quantities However, it has a demerit that it adversely affects the frictional charging characteristics and the like, and the image characteristics deteriorate particularly at high temperature and high humidity.
[0022]
On the other hand, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention have the structure described in the claims, so that the present invention has a stable chargeability regardless of the environment and has excellent fixability, and a good image. The toner which can be obtained was found.
[0023]
Although the detailed mechanism is still unclear, the present inventors consider as follows.
[0024]
Generally, the residual substance on the toner particle surface caused by the dispersion stabilizer is the dispersion stabilizer itself. If the removal is insufficient, the dispersion stabilizer has hygroscopicity, so that the toner surface has moisture. As a result, the charging characteristics of the toner are deteriorated.
[0025]
On the other hand, since the toner of the present invention contains a sulfur element-containing polymer, the sulfur element of the sulfur element-containing polymer and magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, and the like contained in the dispersion stabilizer It is considered that an element such as phosphorus attracts and takes a stable state, and the surface of the toner particles is dispersed inside as well as the surface. In particular, when sulfur is contained in a sulfur element-containing polymer in the form of a sulfonic acid group, the sulfur element forms a very stable state with the above metal, and the dispersion to the entire toner particles is more It will be done well. In such toner particles, elemental elements such as elemental sulfur, magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, and phosphorus are present in a stable state and abundantly inside the toner particles. It becomes difficult and the toner is excellent in environmental stability of charging. In particular, when the polymer has a sulfonic acid group, the hygroscopicity is small, and thus the fluctuation in the charge amount due to moisture is suppressed very well. In the toner particles, the colorant tends to aggregate. However, in the toner of the present invention, the colorant is loosened by taking advantage of the dispersion of the sulfur element and the above element into the toner particles. Since the dispersion of the colorant into the inside is promoted, the colorant can be favorably dispersed in the toner particles. Furthermore, since the dispersion of the colorant is increased, a part of the wax is scattered in the binder resin in a form attached to the surface of the colorant particle, and the toner fixing property is improved.
[0026]
That is, the toner of the present invention promotes the dispersion of a specific metal element inside the toner particles while suppressing the amount of the dispersion stabilizer on the surface of the toner particles that lowers the environmental stability of charging. In addition to achieving good chargeability, the fixing property and coloring power are improved.
[0027]
Further, the above sulfur element-containing polymer preferably has a certain acid value, and in combination with a colorant that generally has basicity, the acid of the polymer and the base on the surface of the colorant are combined. In other words, the colorant is surface-treated. This suppresses charge leakage using the colorant as a charge leakage point, makes the toner charge amount distribution more uniform, and maintains high transferability even when continuous image output is performed. . Further, since the acid-base bond is generated, the dispersion of the sulfur element-containing polymer inside the toner is multiplied, and the dispersion of the colorant inside the toner is achieved more satisfactorily, thereby obtaining a stable image density. Will be able to.
[0028]
Furthermore, although mentioned in detail later, the glass transition point of the sulfur element-containing polymer is 50 to 100 ° C., or the polymer is a polymer having a sulfonic acid group, and the sulfonic acid group in the polymer It has been confirmed that when the ratio of the unit derived from the monomer having a ratio and the amount of the residual monomer in the polymer are within a specific range, the image quality can be further maintained in continuous image output. Yes. Such an effect is considered to be due to the influence of moisture being reduced and the toner charge amount distribution being more uniform by adopting the above-described configuration. In addition, it has also been found that the above-mentioned effect is favorably influenced by using a sulfur element-containing polymer and a condensation resin in combination.
[0029]
In the present invention, the toner particles contain magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus in a total amount of 100 ppm to 30000 ppm, preferably 100 ppm to 25000 ppm, more preferably 100 ppm to 20000 ppm, most preferably, based on the toner particle mass. Is preferably contained in an amount of 100 ppm to 9000 ppm.
[0030]
When the content of the metal element is less than 100 ppm, it is difficult to form a stable state in which the sulfur element-containing polymer and the metal element attract each other, and dispersibility inside the toner particles is reduced. Therefore, the effect of promoting the dispersion of the colorant inside the toner particles cannot be sufficiently obtained, and the charging stability is deteriorated. On the other hand, if it is less than 100 ppm, the leakage point of charging is reduced, so that the triboelectric charge amount of the toner is easily charged up in a low humidity environment. Further, if it is less than 100 ppm, the cleaning process becomes complicated, and the production efficiency is remarkably lowered.
[0031]
When the content of the metal element exceeds 30000 ppm, a sudden decrease in the charge amount is observed in a high humidity environment, and fogging occurs accordingly. Furthermore, the fixability in a low-humidity environment is remarkably lowered, and the fixability at the time of forming a full-color image is deteriorated.
[0032]
When measuring the content of the above elements in a toner having an external additive, after the toner is washed, the external additive is removed by re-washing with vibration in water to make only toner particles. Measure.
[0033]
As a specific example,
(1) Add 10 g of toner having the external additive into 150 ml of 10% hydrochloric acid and stir for 2 hours.
(2) The liquid dispersion of the above (1) is subjected to solid-liquid separation using a filter paper of JIS P 3801 type 5 C (retained particle diameter 3 μm).
(3) The obtained cake is added to 150 ml of ion-exchanged water, and ultrasonic dispersion is performed for 10 minutes while stirring.
(4) The dispersion liquid of the above (3) is subjected to solid-liquid separation using a filter paper of JIS P 3801 type 5 C (retained particle diameter 3 μm).
(5) Wash again with 150 ml of ion exchange water.
(6) The obtained cake is dried at 40 ° C. for 24 hours.
[0034]
After the external additive is removed in this way, the above elements can be quantified with respect to the toner particles using a known analysis method such as fluorescent X-ray analysis, plasma emission analysis (ICP) or ESCA.
[0035]
In the examples described later, the measurement of each element is performed using fluorescent X-ray analysis, and the details are in accordance with JIS-KO119.
(1) Equipment used
X-ray fluorescence analyzer 3080 (Rigaku Corporation)
Sample press molding machine MAEKAWA Testing Machine (manufactured by MFGCo., LTD)
(2) Creating a calibration curve
Samples are prepared by externally adding five levels of complex compounds for quantitative determination using a coffee mill. The sample is press molded using a sample press molding machine. [M] Kα peak angle (a) in the composite compound is determined from the 2θ table. Place the calibration curve sample in the X-ray fluorescence analyzer and depressurize and vacuum the data chamber. The X-ray intensity of each sample is obtained under the following conditions, and a calibration curve (weight ratio: expressed in ppm) is created.
(3) Measurement conditions
Measurement potential, voltage 50kV, 50-70mA
2θ angle a
Crystal plate LiF
(4) Determination of the above elements in toner particles
After forming a sample by the same method as the calibration curve, the X-ray intensity is obtained under the same measurement conditions, and the content is calculated from the calibration curve.
[0036]
Next, the sulfur element-containing polymer used in the present invention will be described.
[0037]
The fact that the amount of triboelectric charge can be increased by incorporating a sulfur element-containing polymer into the toner is a conventionally known matter, and in the present invention, the sulfur element-containing polymer is also incorporated into the toner. Thus, a toner having a high charge amount is obtained.
[0038]
The sulfur element-containing polymer is preferably a polymer having a sulfonic acid group. By containing the sulfonic acid group in the polymer, it becomes more stable with metals such as magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus, and the dispersion of the colorant in the toner particles is further improved. In addition, the dispersion of some waxes due to the dispersion of the colorant is improved.
[0039]
In the present invention, the amount of the residual monomer in the sulfur element-containing polymer is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 300 ppm or less. On the other hand, when the residual monomer amount exceeds 1000 ppm, desired charging characteristics cannot be obtained, and it is difficult to obtain a stable image density in continuous image output.
[0040]
Further, the glass transition point (Tg) of the sulfur element-containing polymer is preferably 50 ° C to 100 ° C. More preferably, it is higher than 70 ° C and not higher than 100 ° C, and more preferably 73 ° C to 100 ° C. When the glass transition point is less than 50 ° C., the fluidity and storage stability of the toner are inferior and the transferability is also inferior. When the glass transition point exceeds 100 ° C., the fixability at the time of an image having a high toner printing rate is deteriorated.
[0041]
Examples of the monomer containing elemental sulfur used for producing the elemental sulfur-containing polymer include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and 2-methacrylamido-2-methylpropane sulfonic acid vinyl. Examples thereof include sulfonic acid, methacrylsulfonic acid, and maleic acid amide derivatives, maleimide derivatives, and styrene derivatives having the following structures. Preferred is (meth) acrylamide containing a sulfonic acid group.
[0042]
[Outside 1]
[0043]
The sulfur element-containing polymer according to the present invention may be a homopolymer of the above monomer, but is preferably a copolymer of the above monomer and another monomer. As the monomer that forms a copolymer with the above monomer, polymerizable monomers such as vinyl aromatic hydrocarbons and (meth) acrylic acid esters are preferably used. More specifically, monomers as exemplified below can be used.
[0044]
Monofunctional polymerizable monomers include styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p -Styrene derivatives such as phenylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2 -Ethylhexyl acrylate Acrylates such as methyl acrylate, n-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate; , Ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n -Nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl methacrylate Methacrylic acid esters such as dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl formate; vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl And vinyl ethers such as isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropyl ketone.
[0045]
As polyfunctional polymerizable monomers, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2'-bis (4- (acryloxydiethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (methacryloxy-diethoxy) phenyl) propane, Examples include 2,2'-bis (4- (methacryloxy polyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylol methanetoteramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene, and divinyl ether.
[0046]
The sulfur element-containing polymer preferably contains 0.01 to 20% by mass of a unit derived from a monomer having sulfur element, more preferably 0.05 to 10% by mass, and still more preferably 0.1 to 7% by mass. % Content is preferable. When the amount is less than 0.01% by mass, the effect of adding the elemental sulfur-containing polymer cannot be sufficiently obtained. When the amount exceeds 20% by mass, a large amount of the element derived from the dispersant of the present invention remains, and the fixability Is particularly worse.
[0047]
There are bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ionic polymerization, and the like as methods for producing a sulfur element-containing polymer, but solution polymerization is preferable from the viewpoint of operability.
[0048]
The sulfur element-containing polymer is
[Outside 2]
[0049]
It has the following structure. Counter ions are preferably hydrogen ions, sodium ions, potassium ions, calcium ions, and ammonium ions, and more preferably hydrogen ions.
[0050]
The acid value (mgKOH / g) of the sulfur element-containing polymer is preferably 3 to 80, more preferably 5 to 40, and still more preferably 10 to 30.
[0051]
When the acid value is less than 3, it is difficult to obtain a sufficient charge control action, and the environmental stability tends to be inferior. Conversely, when the acid value exceeds 50, when particles are produced by suspension polymerization using a composition containing such a polymer, the toner particles have an irregular shape, and the circularity is Becomes smaller and the contained release agent appears on the toner surface, which tends to cause a decrease in developability.
[0052]
The sulfur element-containing polymer is preferably contained in an amount of 0.01 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin.
[0053]
When the content of the sulfur element-containing monomer is less than 0.01 parts by mass, sufficient charge control action is difficult to obtain, and when the content exceeds 15 parts by mass, the toner is produced by suspension polymerization. In such a case, the granulation property is lowered, and developability and transferability are lowered.
[0054]
Furthermore, in the present invention, it is preferable to contain a unit derived from a monomer having 0.001 to 3 parts by mass of a sulfur element per 100 parts by mass of the binder resin, further 0.005 to 2 parts by mass, Particularly preferred is 0.01 to 1.5 parts by mass.
[0055]
The content of the sulfur element-containing polymer in the toner can be measured using capillary electrophoresis or the like.
[0056]
As for the molecular weight of the sulfur element-containing polymer, the weight average molecular weight (Mw) is preferably 500 to 100,000. More preferably, it is 1000-70000, More preferably, it is 5000-50000. When the weight average molecular weight (Mw) is less than 500, the fluidity of the toner tends to be inferior, and the transferability is lowered. When the weight average molecular weight (Mw) exceeds 100,000, in addition to taking time to dissolve in the monomer, the effect of improving the dispersibility of the pigment is reduced and the coloring power of the toner is reduced.
[0057]
The volatile content of the sulfur element-containing polymer is preferably 0.01% to 2.0%. In order to reduce the volatile content to less than 0.01%, the volatile content removal process becomes complicated, and when the volatile content exceeds 2.0%, charging under high temperature and high humidity, especially charging after standing. It becomes inferior. The volatile matter is the ratio of weight that decreases when heated at high temperature (135 ° C.) for 1 hour.
[0058]
The MELTINDEX value (MI value; g / 10 min) of the sulfur element-containing polymer is preferably 0.1 to 100, more preferably 0.2 to 80. When the MI value is less than 0.1, it becomes difficult to dissolve the resin in the monomer and the monomer system becomes non-uniform, resulting in difficulty in obtaining a toner having a good particle size distribution. When the MI value exceeds 100, the resin is too sharp-melted, so that it becomes inferior in blocking resistance when it is made into a toner, and the durability tends to be lowered. The measuring method of MI value is performed based on the A method of JIS standard K7210, and converts a measured value into a 10 minute value.
[0059]
When obtaining the physical properties as described above, extraction of the sulfur element-containing polymer from the toner is not particularly limited, and any method can be used.
[0060]
As the binder resin used in the present invention, any known binder resin can be used, and examples thereof include styrene copolymers or polyester resins such as styrene-acrylic ester resins and styrene-methacrylic ester resins. The
[0061]
The release agent preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 350 to 4000 and a number average molecular weight (Mn) of 200 to 4000, more preferably Mw of 400 to 3500 and Mn of 250 to 3500. When Mw is less than 350 and Mn is less than 200, the blocking resistance of the toner tends to decrease. When Mw exceeds 4000 and Mn exceeds 4000, the crystallinity of the release agent itself increases. The transparency of the OHP fixed image tends to decrease.
[0062]
The molecular weight and molecular weight distribution of the release agent are measured by GPC under the following conditions.
[0063]
(GPC measurement conditions) Apparatus: GPC-150C (Waters)
Column: GMH-MT 30 cm 2 series (manufactured by Tosoh Corporation)
Temperature: 135 ° C
Solvent: o-dichlorobenzene (0.1% ionol added)
Flow rate: 1.0 ml / min
Sample: 0.4ml injection of 0.15% sample
Measurement is performed under the above conditions, and a molecular weight calibration curve prepared from a monodisperse polystyrene standard sample is used in calculating the molecular weight of the sample. Furthermore, it calculates by converting into polyethylene by the conversion formula derived | led-out from the Mark-Houwink viscosity formula.
[0064]
The release agent preferably has a melting point (temperature corresponding to the maximum endothermic peak of the DSC endothermic curve in the temperature range of 20 to 200 ° C.) of 30 to 120 ° C., more preferably 50 to 110 ° C. A solid wax that is solid at room temperature is preferable, and a solid wax having a melting point of 50 to 110 ° C. is particularly preferable in terms of toner blocking resistance, durability of a large number of sheets, low-temperature fixability, and offset resistance.
[0065]
Examples of the wax include paraffin wax, polyolefin wax, microcrystalline wax, polymethylene wax such as Fischer Tropish wax, amide wax, higher fatty acid, long chain alcohol, ester wax, ketone wax, and their graft compounds and block compounds. Derivatives are mentioned, and those having a sharp maximum endothermic peak in the DSC endothermic curve from which low molecular weight components have been removed are preferred.
[0066]
Examples of the wax preferably used include linear alkyl alcohols having 15 to 100 carbon atoms, linear fatty acids, linear acid amides, linear esters, and montan derivatives. Those from which impurities such as liquid fatty acids have been previously removed from these waxes are also preferred.
[0067]
Furthermore, the wax preferably used is a low molecular weight alkylene polymer obtained by polymerizing alkylene with radical polymerization under high pressure or Ziegler catalyst or other catalyst under low pressure; alkylene obtained by thermally decomposing high molecular weight alkylene polymer Polymer: A low molecular weight alkylene polymer produced as a by-product during polymerization of alkylene, separated and purified; A hydrocarbon polymer distillation residue obtained from the synthesis gas consisting of carbon monoxide and hydrogen by the age method, or a distillation residue And polymethylene wax obtained by extracting and fractionating specific components from a synthetic hydrocarbon obtained by hydrogenation. These waxes may contain an antioxidant.
[0068]
In order to improve the translucency of the fixed image, solid ester wax is preferable.
[0069]
Examples of the ester wax include those formed from the compounds represented by the following formulas (l) to (Vl).
[0070]
[Outside 3]
[0071]
(Wherein, a and b are integers from 0 to 4, and a + b is 4. R1And R2Is an organic group having 1 to 40 carbon atoms, R1And R2And the carbon number difference is 3 or more. m and n are integers of 0 to 25, and m and n are not 0 at the same time. )
[Outside 4]
[0072]
(In the formula, a and b are integers of 0 to 3, a + b is 1 to 3, and a + b + k = 4. R1And R2Is an organic group having 1 to 40 carbon atoms, R1And R2And the carbon number difference is 3 or more. R3Is a hydrogen atom or an organic group having 1 or more carbon atoms. However, when a + b = 2, at least one of R3 is an organic group having 1 or more carbon atoms. k is an integer of 1 to 3. m and n are integers of 0 to 25, and m and n are not 0 at the same time. )
[Outside 5]
[0073]
(Wherein R1And R3Is an organic group having 6 to 32 carbon atoms, R1And R3May be the same or different. R2Represents an organic group having 1 to 20 carbon atoms. )
[Outside 6]
[0074]
(Wherein R1And R3Is an organic group having 6 to 32 carbon atoms, R1And R3May be the same or different. R2Is-(CH2)n-And n shows the integer of 1-20. )
[Outside 7]
[0075]
(In the formula, a is an integer of 0 to 3, b is an integer of 1 to 4, and a + b is 4.1Is an organic group having 1 to 40 carbon atoms. m and n are integers of 0 to 25, and m and n are not 0 at the same time. )
[Outside 8]
[0076]
[In the formula, R1And R2Represents a hydrocarbon group having 15 to 45 carbon atoms. ]
Specifically, the following are exemplified. In addition, the mold release agent shown below contains 50 mass% or more of compounds represented by the exemplified structural formula.
[0077]
[Outside 9]
[0078]
[Outside 10]
[0079]
Furthermore, an ester wax containing 50 to 95% by mass (based on wax) of an ester compound having the same total carbon number is particularly preferable. The content of the ester compound having the same total carbon number can be measured by a gas chromatography method (GC method) described below.
[0080]
GC-17A (manufactured by Shimadzu Corporation) is used for measuring the content of ester compounds having the same carbon number by gas chromatography (GC method). As a sample, 1 μl of a solution previously dissolved in toluene at a concentration of 1% by mass is injected into a GC apparatus equipped with an on-column injector. As the column, 0.5 mm diameter × 10 m long Ultra Alloy-1 (HT) is used. The column is initially 40 ° C. to 40 ° C./min. The temperature was increased to 200 ° C. at a temperature increase rate of 15 ° C./min. At 350 ° C. and then 7 ° C./min. The temperature is raised to 450 ° C. at a temperature raising speed of As the carrier gas, He gas is allowed to flow under a pressure condition of 50 kPa. The identification of the compound species is performed by separately injecting alkanes with known carbon numbers and comparing the same outflow times, or by introducing gasification components into mass spectrometry. The ester compound content is calculated by determining the ratio of the peak area to the total peak area of the chromatogram.
[0081]
When an ester wax having an ester compound having the above structural formula is used as a release agent, a toner having good transparency and excellent fixability can be obtained.
[0082]
In particular, the release agent and the elemental sulfur-containing polymer are dissolved in a polymerizable monomer and then dispersed in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer having magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, or phosphorus. Then, when the toner is produced by advancing the polymerization reaction of the polymerizable monomer, the wax is well dispersed in the toner particles, the charge amount is large, and the proper charge value is obtained. Thus, an excellent toner with little fluctuation in triboelectric charge amount can be obtained in the durability of a large number of sheets.
[0083]
When producing a toner by a polymerization method, the release agent is preferably blended in an amount of 1 to 40 parts by mass (more preferably 10 to 30 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. The toner may contain 1 to 40 parts by weight (more preferably 10 to 30 parts by weight) of a release agent per 100 parts by weight of the binder resin.
[0084]
When the toner is produced by the melt-kneading pulverization method, the release agent is preferably contained in the toner in an amount of 1 to 10 parts by mass (more preferably 1 to 5 parts by mass) per 100 parts by mass of the binder resin. .
[0085]
Compared with the dry toner manufacturing method, a large amount of release agent is generally used in the toner manufacturing method compared to the dry toner manufacturing method by the melt kneading and pulverization method, because a large amount of release agent is easily contained in the toner by a polar resin. Therefore, the effect of preventing offset at the time of fixing is further improved.
[0086]
When the addition amount of the release agent is less than the lower limit, the offset prevention effect tends to be lowered, and when the upper limit is exceeded, the anti-blocking effect is lowered and the anti-offset effect is liable to be adversely affected. Sleeve fusion is likely to occur, and when toner is produced by a polymerization method, a toner having a wide particle size distribution tends to be produced.
[0087]
The release agent used in the present invention preferably has a solubility parameter (SP) value in the range of 7.6 to 10.5. A mold release agent having an SP value of less than 7.6 has poor compatibility with the polymerizable monomer or binder resin used, and as a result, it is difficult to obtain good dispersion in the binder resin, and many sheets At the time of copying or printing, the release agent is likely to adhere to the developing sleeve, and the charge amount of the toner is likely to change. Further, the background fogging and the toner density fluctuation at the time of toner replenishment are likely to occur. When a release agent having an SP value exceeding 10.5 is used, blocking between the toners tends to occur when the toner is stored for a long period of time. Furthermore, since the compatibility with the binder resin is too good, it is difficult to form a sufficient release layer between the fixing member and the toner at the time of fixing, and an offset phenomenon is likely to occur.
[0088]
The solubility parameter (SP) value can be calculated by using the method of Fedors (Polym. Eng. Sci., 14 (2) 147 (1974)) using the additivity of atomic groups.
[0089]
The mold release agent used in the present invention preferably has a melt viscosity at 135 ° C. of 1 to 300 cPs, more preferably 3 to 50 cPs. When the melt viscosity is lower than 1 cPs, when the toner layer is thinly coated on the developing sleeve with a coating blade or the like by the non-magnetic one-component development method, the sleeve is likely to be contaminated by mechanical slippage. In the two-component development method, when developing an electrostatic charge image using carrier particles and toner, the toner is likely to be damaged due to the gap between the toner and the carrier particles, and the external additive is easily buried and the toner is crushed. . If the melt viscosity exceeds 300 cPs, the viscosity of the polymerizable monomer composition becomes high when a toner is produced using a polymerization method, and it is difficult to obtain a toner having a fine particle size with a sharp particle size distribution. It becomes.
[0090]
The melt viscosity of the release agent can be measured using a cone plate rotor (PK-1) with VP-500 manufactured by HAAKE.
[0091]
Further, the penetration of the release agent is 14 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less. When the penetration exceeds 14, filming is likely to occur on the surface of the photosensitive drum. In addition, the measurement of penetration is according to JIS-K2235.
[0092]
When obtaining the above physical properties, when extraction of the release agent from the toner is required, the extraction method is not particularly limited, and any method can be handled.
[0093]
For example, a predetermined amount of toner is Soxhlet extracted with toluene, and after removing the solvent from the obtained toluene-soluble component, a chloroform-insoluble component is obtained.
[0094]
Thereafter, identification analysis is performed by IR method or the like.
[0095]
In addition, quantitative analysis is performed by DSC or the like.
[0096]
In the toner of the present invention, a condensation resin may be added in addition to the binder resin. By adding a condensation resin, in the case of a polymerization method toner, it is possible to improve granulation property, environmental stability of charge amount, developability and transferability. The condensation resin preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 6,000 to 100,000, more preferably 6,500 to 85,000, and still more preferably 6,500 to 45,000.
[0097]
When the weight-average molecular weight of the condensation resin is less than 6,000, the external additive on the toner surface tends to be buried due to durability in continuous image output, and transferability is likely to be lowered. On the contrary, when the weight average molecular weight exceeds 100,000, it takes a lot of time to dissolve the condensation resin in the polymerizable monomer. Further, the viscosity of the polymerizable monomer composition increases, and it becomes difficult to obtain a toner having a small particle size and a uniform particle size distribution.
[0098]
The condensation resin preferably has a number average molecular weight (Mn) of 3,000 to 80,000, more preferably 3,500 to 60,000, still more preferably 3,500 to 12,000. The condensation resin has a molecular weight distribution main peak value (Mp) in a gel permeation chromatogram (GPC) in a region having a molecular weight of 4,500 to 40,000, more preferably a region having a molecular weight of 6,000 to 30,000 Good to be present. A region having a molecular weight of 6,000 to 20,000 is more preferable. If it is outside the above range, the same tendency as in the case of the weight average molecular weight is exhibited.
[0099]
The condensation resin has a Mw / Mn of 1.2 to 3.0, more preferably 1.5 to 2.5. When Mw / Mn is less than 1.2, the durability and offset resistance of a large number of toners are deteriorated. Slightly inferior.
[0100]
The condensation resin has a glass transition point (Tg) of 50 to 100 ° C., preferably 50 to 95 ° C. More preferably, the temperature is 55 to 90 ° C. When the glass transition point is lower than 50 ° C., the blocking resistance of the toner is lowered. When the glass transition point exceeds 100 ° C., the low-temperature offset resistance of the toner decreases. Tg represents a value obtained by the midpoint method.
[0101]
The acid value (mgKOH / g) of the condensation resin is 0.1 to 35, preferably 3 to 35, more preferably 4 to 35, and still more preferably 5 to 30. When the acid value is less than 0.1, the toner charge amount rises slowly and fogging is likely to occur. When the acid value exceeds 35, the triboelectric charging characteristics of the toner after being left under high temperature and high humidity are likely to vary, and the image density is likely to vary during continuous image output. Furthermore, if the acid value of the condensation resin exceeds 35, the affinity between the polymers of the condensation resin becomes strong, so that the condensation resin becomes difficult to dissolve in the polymerizable monomer, and a uniform polymerizable monomer. It takes time to prepare the monomer composition.
[0102]
The hydroxyl value (mgKOH / g) of the condensation resin is 0.2 to 50, preferably 5 to 50, more preferably 7 to 45. When the hydroxyl value is less than 0.2, the condensation resin is less likely to be localized on the surface of the particles of the polymerizable monomer composition in the aqueous medium. When the hydroxyl value exceeds 50, the charge amount characteristic of the toner after being left under high temperature and high humidity tends to be slightly lower than that in the optimum range, and the image density tends to fluctuate in continuous image output. . The extraction of the condensation resin is not particularly limited, and any method can be handled.
[0103]
In the present invention, the acid value of the condensation resin (AV1) And the acid value of the sulfur element-containing polymer (AV2) And AV1<AV2It is preferable that the relationship is satisfied. In this case, since the elemental sulfur-containing polymer is unevenly distributed on the outermost surface of the droplets in the aqueous medium in the granulation step when the toner particles are produced by the wet method, magnesium derived from the dispersion stabilizer is used. This increases the chance of contact with metals such as calcium, barium, zinc, aluminum, and phosphorous, facilitates the formation of a more stable structure, and increases the dispersibility of toner particles inside.
[0104]
The condensation resin is preferably used in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0105]
The molecular weight and molecular weight distribution by GPC of the sulfur element-containing polymer and the condensation resin are measured by the following method.
[0106]
The column is stabilized in a 40 ° C. heat chamber, THF (tetrahydrofuran) as a solvent is allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml / min, and 100 μl of a THF sample solution is injected and measured. In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, a molecular weight of 10 manufactured by Tosoh Corporation or Showa Denko KK is 102-107It is appropriate to use a standard polystyrene sample of about 10 points. An RI (refractive index) detector is used as the detector. As the column, it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 800P made by Showa Denko KK (H XL), G2000H (H XL), G3000H (HXL), G4000H (H XL), G5000H (H XL), G6000H (H XL), G7000H (H XL), and a combination of TSK guard column.
[0107]
The sample is prepared as follows.
[0108]
Place the sample in tetrahydrofuran (THF) and let it stand for several hours, then shake well and mix well with THF (until the sample is no longer united), and let stand for more than 12 hours. At this time, the standing time in THF is set to be 24 hours or longer. Thereafter, a sample processing filter (pore size 0.45 to 0.5 μm, for example, Mysori Disc H-25-5 manufactured by Tosoh Corporation, Excro Disc 25CR manufactured by Gelman Science Japan Co., Ltd., etc.) can be used. A sample of GPC is used. The sample concentration is adjusted so that the resin component is 0.5 to 5 mg / ml.
[0109]
The glass transition point of the sulfur element-containing polymer and the condensation resin is determined by DSC measurement.
[0110]
In DSC measurement, from the measurement principle, it is preferable to measure with a differential scanning calorimeter of high accuracy internal heat type input compensation type. For example, DSC-7 manufactured by Perkin Elmer can be used.
[0111]
The measurement method is performed according to ASTM D3418-82. The measurement uses a DSC curve that is measured when the temperature is raised at a temperature measurement of 10 ° C./min after the temperature is raised and lowered once and the previous history is taken.
[0112]
The acid value of the sulfur element-containing polymer and the condensation resin is determined as follows. Basic operation conforms to JIS-K0070.
[0113]
The number of mg of potassium hydroxide required to neutralize free fatty acids, resin acids, etc. contained in 1 g of the sample is called the acid value, and the test is conducted as follows.
[0114]
(1) Reagent
(A) Preparation of solvent
As a sample solvent, an ethyl ether-ethyl alcohol mixture (1 + 1 or 2 + 1) or a benzene-ethyl alcohol mixture (1 + 1 or 2 + 1) is used. These solutions are neutralized with a 0.1 mol / liter potassium hydroxide ethyl alcohol solution using phenolphthalein as an indicator immediately before use.
(B) Preparation of phenolphthalein solution
1 g of phenolphthalein is dissolved in 100 ml of ethyl alcohol (95 v / v%).
(C) Preparation of a 0.1 mol / liter potassium hydroxide-ethyl alcohol solution
Dissolve 7.0 g of potassium hydroxide in as little water as possible, add ethyl alcohol (95 v / v%) to 1 liter, leave it for 2 to 3 days, and filter. The standardization is performed according to JISK 8006 (basic matters concerning titration during the reagent content test).
[0115]
(2) Operation
Weigh 1 to 20 g of sample correctly, add 100 ml of solvent and a few drops of phenolphthalein solution as an indicator, and shake well until the sample is completely dissolved. In the case of a solid sample, dissolve it by heating on a water bath. After cooling, this was titrated with a 0.1 mol / liter potassium hydroxide-ethyl alcohol solution, and the neutralization end point was reached when the indicator was slightly red for 30 seconds.
[0116]
(3) Calculation formula The acid value is calculated by the following formula.
[0117]
[Outside 11]
[0118]
The hydroxyl value of the sulfur element-containing polymer and the condensation resin is determined as follows. Basic operation conforms to JIS-K0070.
[0119]
When 1 g of a sample is acetylated by a prescribed method, the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize acetic acid bonded to a hydroxyl group is referred to as a hydroxyl value, and the test is performed by the following reagents, operations and calculation formulas.
[0120]
(1) Reagent
(A) Preparation of acetylating reagent
Add 25 ml of acetic anhydride to a 100 ml volumetric flask, add pyridine to make a total volume of 100 ml, and shake well. (In some cases, pyridine may be added). The acetylating reagent should be kept away from moisture, carbon dioxide and acid vapors and stored in a brown bottle.
(B) Preparation of phenolphthalein solution
1 g of phenolphthalein is dissolved in 100 ml of ethyl alcohol (95 v / v%).
(C) Preparation of 0.2 mol / liter potassium hydroxide-ethyl alcohol solution
Dissolve 35 g of potassium hydroxide in as little water as possible, add ethyl alcohol (95 v / v%) to 1 liter, leave it for 2 to 3 days, and filter. The orientation is JIS
By K 8006.
[0121]
(2) Operation 0.5 to 20 g of a sample is correctly weighed in a round bottom flask, and 5 ml of an acetylating reagent is correctly added thereto. Put a small funnel over the mouth of the flask and immerse the bottom of about 1 cm in a glycerin bath at 95-100 ° C. and heat. At this time, in order to prevent the temperature of the neck of the flask from rising due to the heat of the bath, a cardboard disk with a round hole in it is put on the base of the neck of the flask. After 1 hour, the flask is removed from the bath, and after cooling, 1 ml of water is added from the funnel and shaken to decompose acetic anhydride. To complete further decomposition, the flask was again heated in a glycerin bath for 10 minutes, allowed to cool, then the funnel and flask wall were washed with 5 ml of ethyl alcohol, and 0.2 mol / liter of phenolphthalein solution was used as an indicator. Titrate with potassium hydroxide ethyl alcohol solution. A blank test is performed in parallel with the main test. In some cases, a KOH-THF solution may be used as an indicator.
[0122]
(3) Calculation formula The hydroxyl value is calculated by the following formula.
[0123]
[Outside 12]
[0124]
As the condensation resin of the present invention, resins such as polyester, polycarbonate, phenol resin, epoxy resin, polyamide, and cellulose can be used. More preferably, polyester is desired due to the variety of materials.
[0125]
Examples of the method for producing the polyester used as the condensation resin and the ester wax used as the releasing agent include, for example, a synthesis method by oxidation reaction, synthesis from carboxylic acid and derivatives thereof, and ester groups represented by Michael non-reaction. It is produced by an introduction reaction, a method utilizing a dehydration condensation reaction from a carboxylic acid compound and an alcohol compound, a reaction from an acid halide and an alcohol compound, and a transesterification reaction. The catalyst may be a general acidic or alkaline catalyst used in the esterification reaction, such as zinc acetate or a titanium compound. Thereafter, it may be highly purified by a recrystallization method, a distillation method or the like.
[0126]
A particularly preferred production method is a dehydration condensation reaction from a carboxylic acid compound and an alcohol compound because of the diversity of raw materials and the ease of reaction.
[0127]
The composition of the polyester when polyester is used as the condensation resin will be described below.
[0128]
It is preferable that 45-55 mol% of polyester is an alcohol component and 55-45 mol% is an acid component in all the components.
[0129]
As alcohol components, ethyl glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexane Diol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, the following formula (1)
[Outside 13]
[0130]
(Wherein R represents an ethylene or propylene group, x and y each represents an integer of 1 or more, and the average value of x + y represents 2 to 10), or the following formula
[Outside 14]
[0131]
Diols such as the diol represented by
[0132]
Divalent carboxylic acids include phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, diphenyl-P · P′-dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, diphenylmethane Benzenedicarboxylic acids such as P · P'-dicarboxylic acid, benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid, 1,2-diphenoxyethane-P · P'-dicarboxylic acid or anhydrides thereof; succinic acid, adipic acid, sebacin Acids, azelaic acid, glutaric acid, cyclohexanedicarboxylic acid, triethylenedicarboxylic acid, alkyldicarboxylic acids such as malonic acid or anhydrides thereof, and succinic acid substituted with an alkyl group or alkenyl group having 6 to 18 carbon atoms or its Anhydrides such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid Saturated dicarboxylic acid or an anhydride thereof.
[0133]
A particularly preferable alcohol component is a bisphenol derivative represented by the above formula (1), and an acid component is phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid or an anhydride thereof, succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, or an anhydride thereof, And dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and maleic anhydride.
[0134]
The condensation resin can be obtained by synthesizing from a divalent dicarboxylic acid and a divalent diol, but in some cases, a tricarboxylic or higher polycarboxylic acid or polyol does not adversely affect the present invention. May be used in small quantities.
[0135]
Trivalent or higher polycarboxylic acids include trimellitic acid, pyromellitic acid, cyclohexanetricarboxylic acids, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid Acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxypropane, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2 , 7,8-octanetetracarboxylic acid and their anhydrides.
[0136]
Examples of the trivalent or higher polyol include sulfitol, 1,2,3,6-hexanetetol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-methanetriol. Glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
[0137]
The toner of the present invention may use a charge control agent.
[0138]
Examples of the charge control agent for controlling the toner to be negatively charged include the following substances. For example, organometallic compound, chelate compound, monoazo metal compound, acetylacetone metal compound, urea derivative, metal-containing salicylic acid compound, metal-containing naphthoic acid compound, quaternary ammonium salt, calixarene, silicon compound, nonmetal carboxylic acid compound And derivatives thereof.
[0139]
In addition, as the charge control agent for controlling the toner to be positively charged, there are the following substances. For example, modified products of nigrosine and fatty acid metal salts, quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and phosphonium salts that are analogs thereof Onium salts and their lake pigments, triphenylmethane dyes and their lake pigments. Ferrocyanide, etc.), metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; dibutyltin borate, dioctyltin borate, dicyclohexyl Diorgano tin borate such as Zuboreto; can be used in combination singly or two or more kinds. Among these, a charge control agent such as a nigrosine-type quaternary ammonium salt is particularly preferably used.
[0140]
The charge control agent may be contained in an amount of 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin in the toner.
[0141]
The toner of the present invention contains a colorant. As the black colorant, carbon black, a magnetic material, and a color toned to black using a yellow / magenta / cyan colorant shown below are used.
[0142]
As the yellow colorant, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complex methine compounds, and allylamide compounds are used as pigments. Specifically, C.I. I.
[0143]
As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds are used. Specifically, C.I. I.
[0144]
As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. Specifically, C.I. I.
[0145]
These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution. The colorant of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The coloring agent is used in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0146]
Furthermore, the toner of the present invention contains a magnetic material and can be used as a magnetic toner. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant. In the present invention, the magnetic substance contained in the magnetic toner includes iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel, or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin. And alloys with metals such as zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
[0147]
The magnetic material used in the present invention is more preferably a surface-modified magnetic material. When used in a polymerization toner, the magnetic material is subjected to a hydrophobizing treatment with a surface modifier that is a substance that does not inhibit polymerization. Is preferred. Examples of such surface modifiers include silane coupling agents and titanium coupling agents.
[0148]
These magnetic materials preferably have an average particle size of 2 μm or less, preferably about 0.1 to 0.5 μm. The amount to be contained in the toner is 20 to 200 parts by mass, particularly preferably 40 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0149]
Magnetic properties when 796 kA / m (10 k Oersted) is applied are coercive force (Hc) of 1.59 to 23.9 kA / m (20 to 300 Oersted), saturation magnetization (σs) of 50 to 200 emu / g, residual magnetization (σr) A magnetic body of 2 to 20 emu / g is preferable.
[0150]
In the present invention, an external additive for the purpose of improving various properties of the toner is used. As the external additive, those having a particle diameter of 1/5 or less of the volume average diameter of the toner are preferable from the viewpoint of durability. The particle diameter of the additive means the average particle diameter obtained by observing the surface of the toner with an electron microscope. As external additives for the purpose of imparting these characteristics, for example, the following are used.
[0151]
Examples of the fluidity-imparting agent include metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and hydrotalcite, carbon black, and carbon fluoride. Those subjected to hydrophobic treatment are more preferable.
[0152]
As abrasives, metal oxides such as strontium titanate, cerium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide and chromium oxide, nitrides such as silicon nitride, carbides such as silicon carbide, metals such as calcium sulfate, barium sulfate and calcium carbonate Salt.
[0153]
Examples of the lubricant include fluorine resin powders such as vinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate.
[0154]
Examples of the charge controllable particles include tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, metal oxide such as aluminum oxide, and carbon black.
[0155]
These external additives are used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner particles. These external additives may be used alone or in combination.
[0156]
The toner of the present invention has a cohesion degree of 1 to 50%, more preferably 1 to 30%, further 4 to 30%, and particularly 4 to 20%, from the viewpoint of developability. When the value of the toner aggregation degree is small, the fluidity of the toner is high, and when the value is large, it is judged that the fluidity of the toner is low. The degree of toner aggregation is measured by the following method.
[0157]
Using a vibrating tester of a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), a sieve with openings of 33 μm (400 mesh), 77 μm (200 mesh), and 154 μm (100 mesh) is overlapped in the order of narrowing of the openings, that is, an opening of 154 μm. In order, the sieve with the opening of 33 μm, the sieve with the opening of 77 μm, and the sieve with the opening of 154 μm are stacked in order from the bottom. Place the sample on the set sieve with a mesh opening of 154 μm, adjust the input voltage to the shaking table to 15 V, and adjust the shaking table amplitude to be in the range of 60 to 90 μm for about 25 seconds. After applying vibration, the weight of the sample remaining on each sieve is measured, and the degree of aggregation is obtained based on the following equation. The smaller the cohesion value, the higher the fluidity of the toner. The sample amount is 5 g, and the sample is allowed to stand for 7 days in a room temperature and normal humidity environment (20 ° C./60% RH).
[0158]
[Outside 15]
[0159]
The glass transition point (Tg) of the toner of the present invention is 40 to 90 ° C., preferably 50 to 80 ° C. More preferably, the temperature is 50 to 70 ° C. When the glass transition point is lower than 40 ° C., the blocking resistance of the toner is lowered. When the glass transition point exceeds 90 ° C., the low temperature offset resistance of the toner and the transparency of the transmission image of the overhead projector film are deteriorated.
[0160]
In the toner of the present invention, the half-value width of the endothermic peak by DSC measurement is 14 ° C. or less, preferably 7 ° C. or less, more preferably 4 ° C. or less. When the half width exceeds 14 ° C., the peripheral members including the electrostatic charge image holding member are contaminated during continuous image output, and an image with good uniformity cannot be obtained.
[0161]
The glass transition point and half-value width of the toner of the present invention can also be determined in the same manner as the above DSC measurement. Basic operation conforms to JIS-K0070.
[0162]
The content of the THF insoluble matter in the binder resin in the toner is 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and most preferably 65% by mass or less. It is preferable that the kneading step is 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and most preferably 15% by mass or less.
[0163]
The THF-insoluble content of the binder resin refers to the mass ratio of the ultra-high molecular weight polymer component (substantially crosslinked polymer) that has become insoluble in the THF solvent. The THF-insoluble content of the binder resin is defined by the values measured as follows.
[0164]
Weigh about 1 g of binder resin (W1g), put into a cylindrical filter paper (for example, No. 86R manufactured by Toyo Roshi), passed through a Soxhlet extractor, extracted with THF 100-200 ml as a THF solvent for 6 hours, and evaporated to extract soluble components extracted with the THF solvent. Dry for several hours in vacuum and weigh the amount of THF soluble resin component (W2g). The THF-insoluble content of the binder resin is calculated from the following formula.
[0165]
[Outside 16]
[0166]
The toner of the present invention preferably has a circle-equivalent number average diameter D1 (μm) of 2 to 10 μm in the scattergram based on the number-of-circles of the toner measured by the flow type particle image measuring device. The average circularity of the toner is preferably 0.920 to 0.995, and the circularity standard deviation is preferably less than 0.040. More preferably, the average circularity is 0.950 to 0.995, and the circularity standard deviation value is less than 0.035. More preferably, the average circularity is 0.970 to 0.995, and the circularity standard deviation is 0.015 to less than 0.035. Further, the content of toner having a circularity of less than 0.950 is preferably 15% by number or less. Further, the number variation coefficient obtained by dividing the standard deviation of the circle equivalent number average diameter by the circle equivalent number average diameter is preferably 0.35 or less, particularly preferably 0.30 or less.
[0167]
A toner having a circle-equivalent number average diameter of 2 to 10 μm is excellent in reproducibility in developing an edge portion of an image, particularly a character image or a line pattern. However, in general, when the toner has a small particle size, the abundance of fine particles of toner inevitably increases, so that it is difficult to uniformly charge the toner and image fogging occurs. Adhesive force to the developer carrying member is increased, and as a result, the development characteristics are likely to be deteriorated.
[0168]
However, the average circularity of the circularity frequency distribution of the toner is 0.920 to 0.995, preferably 0.950 to 0.995, more preferably 0.970 to 0.995. The transferability of the toner having a small particle diameter is greatly improved and the developing ability is remarkably improved.
[0169]
In addition, the toner of the present invention can greatly improve the problem relating to developability by setting the circularity standard deviation to less than 0.040, preferably less than 0.035.
[0170]
The reason for this is that toner having such a standard deviation in circularity has almost uniform charging characteristics of each toner. This is considered to be because the toner charge amount and the toner coat amount on the developer carrying member can be made appropriate because the toner conveying force can be received.
[0171]
The toner containing a sulfur element-containing polymer as in the present invention and containing a specific element has the circularity distribution described above, so that not only in a normal temperature and normal humidity environment, but also from a low temperature and low humidity to a high temperature and high humidity. Under such circumstances, the chargeability and transferability are further improved as compared with the toner that does not have the above circularity, so that the development efficiency and transfer efficiency of the solid part and the line part are improved, and a highly uniform image can be obtained. . The reason for this is that the toner composition containing a specific element including a sulfur element-containing polymer is not affected by hygroscopicity, is excellent in charge leakage, is advantageous in environmental dependence, and has a circularity. It is considered that the effect of further uniforming the charge amount distribution of the toner is promoted by the regulation of the distribution.
[0172]
The toner having the shape as described above is very effective when developing a digital microspot latent image or when forming a full-color image that is transferred many times using an intermediate transfer member, and also matches the image forming apparatus. It will be good.
[0173]
The average circularity in the present invention is used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the particles. In the present invention, the average circularity is measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics. The circularity of the measured particles is obtained by the following equation, and a value obtained by dividing the total circularity of all particles measured by the total number of particles as defined by the following equation is defined as the average circularity.
[0174]
[Outside 17]
[0175]
In addition, “FPIA-1000”, which is a measuring apparatus used in the present invention, calculates the circularity of each particle, and then calculates the average circularity and the circularity standard deviation value. The range of the circularity of 0.400 to 1.000 at intervals of 0.010, 0.400 or more and less than 0.410, 0.410 or more and less than 0.420 ... 0.990 or more and less than 1.000 and 1.000 Thus, a calculation method is used in which 61 is divided and the average circularity and circularity standard deviation are calculated using the center value and frequency of the dividing points. However, each value of the average circularity and the circularity standard deviation calculated by this calculation method, and each value of the average circularity and the circularity standard deviation calculated by the calculation formula that directly uses the circularity of each particle described above, In the present invention, the circularity of each particle described above is used for the reason of handling data such as a short calculation time and a simplified calculation formula. Such a calculation method may be used in which the concept of a calculation formula that directly uses the degree is used and is partially changed.
[0176]
The circle-equivalent number average diameter (D1) represents the average value of the particle number frequency distribution based on the number of toners, where the particle diameter (center value) at the dividing point i of the particle size distribution is di and the frequency is fi. It is expressed as the following formula.
[0177]
[Outside 18]
[0178]
The division points of the particle size distribution in the present invention are as shown in the following table.
[0179]
[Table 1]
[0180]
As a specific method for measuring the circularity and the equivalent circle diameter, about 5 mg of toner is dispersed in 10 ml of water in which about 0.1 mg of a nonionic surfactant is dissolved, and a dispersion liquid is prepared, and ultrasonic waves (20 kHz, 50 W) are prepared. ) To the dispersion for 5 minutes, the dispersion concentration is 5000 to 20000 particles / μl, and the circularity of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm using the above flow type particle image measuring apparatus. Measure the distribution.
[0181]
The outline of the measurement is described in the catalog (June 1995 edition) of FPIA-1000 published by Toa Medical Electronics Co., Ltd., the operation manual of the measuring apparatus, and JP-A-8-136439. It is.
[0182]
The sample dispersion is passed through a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm) flow path (spread along the flow direction). The strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other so as to form an optical path that passes through the thickness of the flow cell. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter. The circularity of each particle is calculated from the projected area of the two-dimensional image of each particle and the perimeter of the projected image using the above circularity calculation formula.
[0183]
The “circularity” in the present invention is an index of the degree of unevenness of toner particles, and indicates 1.000 when the toner is perfectly spherical, and the circularity becomes smaller as the toner shape becomes more complicated.
[0184]
In general, the toner having an irregular shape has low charging uniformity at the convex or concave portions of the toner, and further, since it is irregular, the contact area between the electrostatic latent image carrier and the toner increases. As a result, the toner adhesion becomes high, resulting in an increase in the residual toner.
[0185]
As a specific measuring method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant therein, and then further measurement is performed. Add 0.02 g of sample and disperse uniformly. As a dispersion means, an ultrasonic disperser UH-50 type (manufactured by SMT Co., Ltd.) equipped with a titanium alloy chip of 5 as a vibrator is used and subjected to a dispersion treatment for 5 minutes to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not become 40 degreeC or more.
[0186]
The dispersion concentration is readjusted so that the toner concentration at the time of measurement is 3000 to 10,000 / μl, and 1000 or more toners are measured using the apparatus. After the measurement, the equivalent circle diameter of the toner, the circularity frequency distribution, and the like are obtained using this data.
[0187]
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
[0188]
As a method for producing the toner of the present invention, a direct toner is prepared by using the suspension polymerization method described in JP-B-36-10231, JP-A-59-53856, and JP-A-59-61842. Toner formation by emulsion polymerization method represented by soap-free polymerization method, which is soluble in monomers and directly polymerized in the presence of water-soluble polymerization initiator to produce toner; Microcapsule Toner formation by interfacial polymerization method such as production method, in situ polymerization method; toner formation by coacervation method; at least one as disclosed in JP-A-62-106473 and JP-A-63-186253 Toner formation by associative polymerization method that agglomerates fine particles of more than seeds to obtain particles of desired particle size; Tonerization by dispersion polymerization method characterized by monodispersion; Water-insoluble organic solvent Nebulization by emulsion dispersion method in which necessary resins are dissolved and then converted into toner in water; furthermore, the toner components are kneaded and uniformly dispersed using a pressure kneader, extruder or media disperser, and then cooled. Then, the kneaded product is collided with a target under a mechanical or jet stream to finely pulverize it to a desired toner particle size, and further, a pulverization method that sharpens the particle size distribution through a classification step to produce toner, and further a pulverization method. Examples thereof include a method of obtaining a toner by subjecting the obtained toner to spheroidization treatment by heating or the like in a solvent.
[0189]
Of these, toner production by suspension polymerization, association polymerization, and emulsion dispersion is preferred.
[0190]
More preferably, a suspension polymerization method capable of easily obtaining a toner having a small particle diameter is desired. Furthermore, a seed polymerization method in which a monomer is further adsorbed to the obtained polymer particles and then polymerized using a polymerization initiator can be suitably used in the present invention. At this time, it is also possible to use a compound having polarity dispersed or dissolved in the monomer to be adsorbed.
[0191]
When suspension polymerization is used as a toner production method, the toner can be produced directly by the following production method. Monomers that are uniformly dissolved or dispersed by a homogenizer, ultrasonic disperser, etc., with a release agent, colorant, sulfur element-containing polymer, polymerization initiator, crosslinking agent, and other additives added to the monomer The composition is dispersed in an aqueous medium having a dispersion stabilizer containing magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum or phosphorus by a usual stirrer, homomixer or homogenizer. Preferably, granulation is performed by adjusting the stirring speed and time so that the droplets of the monomer composition have a desired toner size. Thereafter, stirring may be carried out to such an extent that the particle state is maintained and the sedimentation of the particles is prevented by the action of the dispersion stabilizer. The polymerization is carried out at a polymerization temperature of 40 ° C. or higher, usually 50 to 95 ° C. (preferably 55 to 85 ° C.). The temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction, and the pH may be changed as necessary. Further, in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products and the like that cause odor during fixing, a part of the aqueous medium may be distilled off in the latter half of the reaction or after the completion of the reaction. After completion of the reaction, the produced toner particles are collected by washing and filtration and dried.
[0192]
The pH in the aqueous medium during granulation is not particularly limited, but preferably 4.5 to 13.0, more preferably 4.5 to 12.0, and particularly preferably 4.5 to 11.0. Most preferably, it is 4.5-7.5. When the pH is less than 4.5, a part of the dispersion stabilizer dissolves, making it difficult to stabilize the dispersion, and granulation may not be possible. On the other hand, when the pH exceeds 13.0, components added to the toner may be decomposed, and sufficient charging ability may not be exhibited. When granulation is carried out in the acidic region, it is possible to suppress an excessive content of the metal derived from the dispersion stabilizer in the toner, and a toner satisfying the provisions of the present invention can be obtained. It becomes easy.
[0193]
The toner particles are preferably washed with an acid having a pH of 3 or less, more preferably 1.5 or less. By washing the toner particles with an acid, the dispersion stabilizer present on the surface of the toner particles can be reduced. The acid used for washing is not particularly limited, and inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid can be used.
[0194]
Examples of the dispersion stabilizer used in the present invention include magnesium phosphate, tricalcium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, Examples include calcium sulfate, barium sulfate, and hydroxyapatide.
[0195]
Further, as the dispersion stabilizer, those containing at least one of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus are used, but preferably one of magnesium, calcium, aluminum and phosphorus is contained. It is hoped that
[0196]
An organic compound such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, ethylcellulose, sodium salt of carboxymethylcellulose, and starch may be used in combination with the dispersion stabilizer.
[0197]
These dispersion stabilizers are preferably used in an amount of 0.01 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
[0198]
Furthermore, you may use together 0.001-0.1 mass% surfactant for refinement | miniaturization of these dispersion stabilizers. Specifically, commercially available nonionic, anionic and cationic surfactants can be used. For example, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, and calcium oleate are preferably used.
[0199]
As the polymerizable monomer used when the toner of the present invention is produced by the polymerization method, a vinyl polymerizable monomer capable of radical polymerization is used.
[0200]
As the vinyl polymerizable monomer, a monofunctional polymerizable monomer or a polyfunctional polymerizable monomer can be used. Monofunctional polymerizable monomers include styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p -Styrene derivatives such as phenylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2 -Ethylhexyl acrylate , N-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-buty methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl Methacrylate, n-nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl methacrylate Methacrylic polymerizable monomers such as dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid ester; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl formate; vinyl methyl ether, And vinyl ethers such as vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropyl ketone.
[0201]
As polyfunctional polymerizable monomers, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2'-bis (4- (acryloxydiethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (methacryloxy-diethoxy) phenyl) propane, Examples include 2,2'-bis (4- (methacryloxy-polyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene, and divinyl ether.
[0202]
In the present invention, the above monofunctional polymerizable monomers are used alone or in combination of two or more, or the above monofunctional polymerizable monomers and polyfunctional polymerizable monomers are used in combination. To do. The polyfunctional polymerizable monomer can also be used as a crosslinking agent.
[0203]
As the polymerization initiator used in the polymerization of the polymerizable monomer described above, an oil-soluble initiator and / or a water-soluble initiator is used. For example, as the oil-soluble initiator, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile) Azo compounds such as 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, diisopropylperoxycarbonate, decanonyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, propionyl peroxide Oxide, acetyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, benzoyl peroxide, t-butylperoxyisobutyrate, cyclohexanone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumylper Kisaido, t- butyl hydroperoxide, di -t- butyl peroxide, include peroxide initiators such as cumene hydroperoxide.
[0204]
Water-soluble initiators include ammonium persulfate, potassium persulfate, 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutyroamidine) hydrochloride, 2,2'-azobis (2-aminodinopropane) hydrochloric acid Salts, azobis (isobutylamidine) hydrochloride, sodium 2,2'-azobisisobutyronitrile sulfonate, ferrous sulfate or hydrogen peroxide.
[0205]
In the present invention, in order to control the polymerization degree of the polymerizable monomer, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor and the like can be further added and used.
[0206]
Moreover, in this invention, it can also be set as resin which has bridge | crosslinking using a crosslinking agent, The compound which has a 2 or more polymerizable double bond can be used as a crosslinking agent. For example, aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; carboxylic acid esters having two double bonds such as ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, and 1,3-butanediol dimethacrylate; divinylaniline; And divinyl compounds such as divinyl ether, divinyl sulfide and divinyl sulfone; and compounds having three or more vinyl groups. These are used alone or as a mixture.
[0207]
The toner of the present invention can be used as a toner for a one-component developer, and can also be used as a toner for a two-component developer having carrier particles.
[0208]
In the case of a magnetic toner that is used as a one-component developer and contains a magnetic material in the toner, there is a method of transporting and charging the magnetic toner using a magnet built in the developing sleeve. In the case of using a non-magnetic toner that does not contain a magnetic substance, there is a method in which a blade or a roller is used to forcibly frictionally charge with a developing sleeve, and the toner is deposited on the sleeve to be conveyed.
[0209]
When used as a two-component developer, the toner of the present invention and a carrier are mixed and used as a developer. The magnetic carrier is composed of an element consisting of iron, copper, zinc, nickel, cobalt, manganese and chromium elements alone or in a composite ferrite state. The magnetic carrier has a spherical shape, a flat shape, or an indeterminate shape, and any of them can be used. Furthermore, it is preferable to control the fine structure (for example, surface irregularity) of the surface state of the magnetic carrier particles. In general, a method is used in which magnetic carrier core particles are produced in advance by firing and granulating the inorganic oxide, and then coating the resin. From the viewpoint of reducing the load on the toner of the magnetic carrier, a method of obtaining a low-density dispersion carrier by kneading and classifying the inorganic oxide and the resin and further kneading the inorganic oxide and the monomer directly. A method of obtaining a true spherical magnetic carrier by suspension polymerization in an aqueous medium can also be used.
[0210]
A coated carrier in which the surface of the carrier particles is coated with a resin is particularly preferable. As the method, a method in which a resin is dissolved or suspended in a solvent and the solution or suspension is applied to a carrier and adhered, or a method in which resin powder and carrier particles are mixed and adhered is applicable. .
[0211]
The carrier substance surface coating material varies depending on the toner material, for example, polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer, polyvinylidene fluoride, silicone resin, polyester resin, styrene resin, acrylic resin, polyacid, polyvinyl butyral, An amino acrylate resin is mentioned. These may be used alone or in plural.
[0212]
The magnetic properties of the carrier are as follows. The magnetization strength (σ 1000) at 79.6 kA / m (1 k Oersted) after magnetic saturation is 30 to 300 emu / cm.3It is preferable that In order to achieve higher image quality, preferably 100 to 250 emu / cm3It is good that it is. 300 emu / cm3If it is larger, it becomes difficult to obtain a high-quality toner image. Conversely, 30 emu / cm3If it is less than this, the magnetic binding force is also reduced, and carrier adhesion tends to occur.
[0213]
It is preferable that SF-1 which shows the degree of roundness is 180 or less, and SF-2 which shows the degree of unevenness is 250 or less. SF-1 and SF-2 are defined by the following formulas and are measured by Luzex III manufactured by Nireco.
[0214]
[Outside 19]
[0215]
When a two-component developer is prepared by mixing the toner of the present invention and a magnetic carrier, the mixing ratio is usually 2 to 15% by mass, preferably 4 to 13% by mass, as the toner concentration in the developer. Good results are obtained.
[0216]
An image forming method to which the toner of the present invention can be applied will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0217]
The toner of the present invention can be mixed with a magnetic carrier and applied to an image forming method using, for example, developing means 37 as shown in FIG. Specifically, it is preferable to perform development in a state where the magnetic brush is in contact with an electrostatic charge image holding member (for example, a photosensitive drum) 33 while applying an alternating electric field. The distance (SD distance) B between the developer carrying member (developing sleeve) 31 and the
[0218]
The voltage between the peaks of the alternating electric field is preferably 500 to 5000 V, and the frequency is 500 to 10000 Hz, preferably 500 to 3000 Hz, which can be appropriately selected and used for each process. In this case, various waveforms such as a triangular wave, a rectangular wave, a sine wave, or a waveform with a changed duty ratio can be selected and used. When the applied voltage is lower than 500 V, it is difficult to obtain a sufficient image density, and the fog toner in the non-image part may not be recovered well. If it exceeds 5000 V, the electrostatic image may be disturbed via the magnetic brush, resulting in a reduction in image quality.
[0219]
By using a two-component developer with well-charged toner, the anti-fogging voltage (Vback) can be lowered and the primary charge of the photoreceptor can be lowered, thus extending the life of the photoreceptor. it can. Vback is 150 V or less, more preferably 100 V or less, although it depends on the development system.
[0220]
The contrast potential is preferably 200 V to 500 V so that a sufficient image density can be obtained.
[0221]
If the frequency is lower than 500 Hz, it is related to the process speed. However, since charge injection into the carrier occurs, the image quality may be deteriorated by carrier adhesion or disturbing the latent image. If it exceeds 10,000 Hz, the toner cannot follow the electric field, and the image quality is liable to deteriorate.
[0222]
The contact width (development nip C) of the magnetic brush on the developing sleeve 31 with the
[0223]
In particular, in a full-color image output that emphasizes halftones, a developing system that uses three or more developing units for magenta, cyan, and yellow and that uses the toner of the present invention to form a digital latent image in particular. In combination with the dot latent image, the dot latent image can be developed faithfully without being affected by the magnetic brush and without disturbing the latent image. Also in the transfer step, a high transfer rate can be achieved by using the toner of the present invention. Therefore, high image quality can be achieved in both the halftone part and the solid part.
[0224]
Further, in combination with the improvement of the initial image quality, the use of the toner of the present invention can suppress the deterioration of the image quality even when a large number of sheets are copied, and the effects of the present invention can be sufficiently exerted.
[0225]
The toner image on the electrostatic
[0226]
In order to obtain a good full-color image, it is preferable to use an image forming apparatus that has magenta, cyan, yellow, and black developing devices and is arranged so that black development is performed last. A tight image can be obtained.
[0227]
An example of an image forming apparatus that can satisfactorily implement the multi-color or full-color image forming method will be described with reference to FIG.
[0228]
The color electrophotographic apparatus shown in FIG. 4 includes a transfer material conveyance system I provided from the right side of the apparatus main body to a substantially central portion of the apparatus main body, and the transfer material conveyance system I substantially at the center of the apparatus main body. A latent image forming section II provided in the vicinity of the transfer drum 415 and a developing means (that is, a rotary developing device) III disposed in the vicinity of the latent image forming section II. The
[0229]
The transfer material transport system I has the following configuration. Transfer
[0230]
A
[0231]
Next, the configuration of the latent image forming unit II will be described. A photosensitive drum (for example, an OPC photosensitive drum) 419 that is an electrostatic charge image holder that is rotatable in the direction of the arrow in FIG. 4 is disposed with its outer peripheral surface in contact with the outer peripheral surface of the transfer drum 415. Above the
[0232]
The configuration of the rotary developing device III is as follows. A rotatable housing (hereinafter referred to as a “rotating body”) 426 is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the
[0233]
The sequence of the entire image forming apparatus configured as described above will be described by taking the case of the full color mode as an example. When the
[0234]
The transfer material conveyed via the paper feed guide 407, the
[0235]
The
[0236]
Next, another image forming method will be described with reference to FIG.
[0237]
In the apparatus system shown in FIG. 5, a developer having cyan toner, a developer having magenta toner, a developer having yellow toner, and black are respectively added to the developing devices 54-1, 54-2, 54-3, and 54-4. A developer having toner is introduced, and the electrostatic image formed on the electrostatic charge image holding member 51 is developed by a magnetic brush developing method or a non-magnetic one-component developing method, and each color toner image is formed on the electrostatic charge image holding member 51. It is formed. The electrostatic charge image holding member 51 is a-Se, CdS, ZnO.2, OPC, a photosensitive drum having a photoconductive insulating material layer such as a-Si. The electrostatic charge image holding member 51 is rotated in the direction of the arrow by a driving device (not shown).
[0238]
As the electrostatic charge image holding member 51, an electrostatic charge image holding member having an amorphous silicon photosensitive layer or an organic photosensitive layer is preferably used.
[0239]
The organic photosensitive layer may be a single layer type in which the photosensitive layer contains a charge generation material and a substance having charge transport performance in the same layer, or a function-separated type photosensitive layer having the charge generation layer as a component. It may be. A laminated photosensitive layer having a structure in which a charge generation layer and then a charge transport layer are laminated in this order on a conductive substrate is one preferred example.
[0240]
The binder resin for the organic photosensitive layer is particularly a polycarbonate resin, a polyester resin, or an acrylic resin, and has good transferability and cleaning properties, and poor cleaning, toner fusion to the photoreceptor, and filming of external additives are unlikely to occur.
[0241]
In the charging process, there are a non-contact type with the electrostatic charge image holding body 51 using a corona charger and a contact type type using a roller or the like, and either one is used. For efficient uniform charging, simplification, and low ozone generation, a contact type as shown in FIG. 5 is preferably used.
[0242]
The charging
[0243]
As a preferable process condition when using the charging roller, when the roller contact pressure is 5 to 500 g / cm and an AC voltage is superimposed on the DC voltage, AC voltage = 0.5 to 5 kVpp, AC Frequency = 50 Hz to 5 kHz, DC voltage = ± 0.2 to ± 1.5 kV, and when DC voltage is used, DC voltage = ± 0.2 to ± 5 kV.
[0244]
Other charging means include a method using a charging blade and a method using a conductive brush. These contact charging means are effective in that a high voltage is unnecessary and generation of ozone is reduced.
[0245]
The material of the charging roller and charging blade as the contact charging means is preferably conductive rubber, and a release coating may be provided on the surface thereof. As the releasable coating, nylon resin, PVDF (polyvinylidene fluoride), PVDC (polyvinylidene chloride) can be applied.
[0246]
The toner image on the photosensitive member is transferred to the
[0247]
The
[0248]
Medium resistance
[0249]
The
[0250]
The first color toner image formed and supported on the surface of the electrostatic charge image holding member 51 passes through a transfer nip where the electrostatic charge image holding member 51 and the
[0251]
If necessary, the surface of the
[0252]
A transfer means is disposed in parallel with the
[0253]
In the case of a transfer roller, the basic configuration is a
[0254]
Common materials can be used for the intermediate transfer member and the transfer roller. By setting the volume resistivity of the elastic layer of the transfer roller to be smaller than the volume resistivity of the elastic layer of the intermediate transfer member, the voltage applied to the transfer roller can be reduced, and a good toner image is formed on the transfer material. In addition, it is possible to prevent the transfer material from being wound around the intermediate transfer member. In particular, the volume specific resistance value of the elastic layer of the intermediate transfer member is particularly preferably 10 times or more than the volume specific resistance value of the elastic layer of the transfer roller.
[0255]
The hardness of the intermediate transfer member and the transfer roller is measured according to JIS K-6301. The intermediate transfer member used in the present invention is preferably composed of an elastic layer belonging to a range of 10 to 40 degrees. On the other hand, the hardness of the elastic layer of the transfer roller is harder than the hardness of the elastic layer of the intermediate transfer member. Those having a value of ˜80 degrees are preferable for preventing the transfer material from being wound around the intermediate transfer member. When the hardness of the intermediate transfer member and the transfer roller are reversed, a recess is formed on the transfer roller side, and the transfer material is likely to be wound around the intermediate transfer member.
[0256]
The transfer means 57 is rotated with a difference in speed or peripheral speed from the
[0257]
The material for the transfer rotator can be the same as that of the charging roller. Preferred transfer process conditions include a roller contact pressure of 5 to 500 g / cm and a DC voltage of ± 0.2 to ± 10 kV.
[0258]
For example, the conductive
[0259]
Next, the
[0260]
Next, a one-component development method will be described. The toner of the present invention can be applied to a one-component development method such as a magnetic one-component development method or a non-magnetic one-component development method. A magnetic one-component developing method will be described with reference to FIG.
[0261]
In FIG. 6, the substantially right half circumferential surface of the developer carrying member (developing sleeve) 63 is always in contact with the toner reservoir in the toner container 64, and the toner T in the vicinity of the developing
[0262]
An example of using an elastic blade is shown in FIG.
[0263]
The base, which is the upper side of the
[0264]
When an elastic blade is used, the toner is likely to be fused to the surface of the developing sleeve and the elastic blade, but the toner of the present invention is preferably used because it has excellent releasability and stable friction and electric resistance.
[0265]
In the case of the magnetic one-component developing method, the contact pressure between the
[0266]
Next, an example of a developing method for performing non-magnetic one-component development will be described with reference to FIG.
[0267]
[0268]
The contact pressure between the elastic blade or the elastic roller and the developing
[0269]
The developing
[0270]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this is not limited to this invention at all. In addition, the number of parts in the following formulation is “part by mass” unless otherwise specified.
[0271]
[Production of sulfur element-containing polymer 1]
100 parts toluene, 300 parts methanol, 470 parts styrene, 40 parts 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 90 parts 2-ethylhexyl acrylate in a 2 liter flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube Then, 10 parts of lauryl peroxide was added, and the solution was polymerized at 65 ° C. for 10 hours with stirring and nitrogen introduction. The contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 40 ° C., and then roughly crushed with a hammer mill, Combined 1 was produced. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 20000, volatile content 1% or less, Tg = 65 degrees, and residual monomer = 900 ppm.
[0272]
In addition, the acid value of the obtained sulfur element containing polymer 1 was 20 mgKOH / g. Moreover, the acid value of the following sulfur element containing polymers 2-8 was 18-25 mgKOH / g.
[0273]
[Production of sulfur element-containing polymer 2]
300 parts toluene, 100 parts methanol, 470 parts styrene, 40 parts 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 90 parts 2-ethylhexyl acrylate in a 2 liter flask equipped with stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube , Charged with 12 parts of lauryl peroxide, stirred and solution polymerized at 65 ° C. for 10 hours under nitrogen introduction. The contents were taken out of the flask, dried under reduced pressure at 40 ° C., and coarsely crushed with a hammer mill to contain a sulfur element-containing polymer. 2 was produced. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 36000, volatile content 1% or less, resin Tg = 65 ° C., and residual monomer = 900 ppm.
[0274]
[Production of sulfur element-containing polymer 3]
A 2 liter flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer, and nitrogen inlet tube was charged with 100 parts of toluene, 300 parts of methanol, 550 parts of styrene, 50 parts of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and 12 parts of lauryl peroxide, Solution polymerization was carried out at 65 ° C. for 10 hours under stirring and introduction of nitrogen, and the contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 40 ° C., and then roughly crushed with a hammer mill to produce a sulfur element-containing polymer 3. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 40000, volatile content 1% or less, resin Tg = 98 ° C., and residual monomer = 900 ppm.
[0275]
[Production of Sulfur Element-Containing Polymer 4]
To a 2 liter flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube was added 100 parts of toluene, 300 parts of methanol, 470 parts of styrene, 40 parts of methacrylsulfonic acid, 90 parts of acrylate-2-ethylhexyl, and 10 parts of lauryl peroxide. Solution polymerization was carried out at 65 ° C. for 10 hours under charging, stirring and introduction of nitrogen, and the contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 40 ° C., and then roughly crushed with a hammer mill to produce a sulfur element-containing polymer 4. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 22000, volatile content 1% or less, and residual monomer = 800 ppm.
[0276]
[Production of sulfur-containing polymer 5]
To a 2 liter flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer, and nitrogen inlet tube, 300 parts of toluene, 100 parts of methanol, 470 parts of styrene, 40 parts of methacrylsulfonic acid, 90 parts of acrylate-2-ethylhexyl, and 12 parts of lauryl peroxide Solution polymerization was carried out at 65 ° C. for 10 hours under charging, stirring, and nitrogen introduction, and the contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 40 ° C., and then roughly crushed with a hammer mill to produce sulfur element-containing polymer 5. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 40000, volatile content 1% or less, and residual monomer = 800 ppm.
[0277]
[Production of Sulfur Element-Containing Polymer 6]
300 parts toluene, 100 parts methanol, 20 parts potassium hydroxide, 470 parts styrene, 40 parts 2-acrylamido-methylpropanesulfonic acid, acrylic acid in a 2 liter flask equipped with stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube Charge 90 parts of 2-ethylhexyl and 10 parts of lauryl peroxide, stir and polymerize the solution at 65 ° C. for 10 hours under introduction of nitrogen, take out the contents from the flask, dry under reduced pressure at 40 ° C., and crush in a hammer mill. Then, a sulfur element-containing polymer 6 was produced. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 19000, volatile content 1% or less, resin Tg = 65 ° C., and residual monomer = 900 ppm.
[0278]
[Production of sulfur element-containing polymer 7]
100 parts toluene, 300 parts methanol, 520 parts styrene, 20 parts 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 60 parts acrylic acid-2-ethylhexyl in a 2 liter flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube Then, 10 parts of lauryl peroxide was added, and the solution was polymerized at 60 ° C. for 10 hours under stirring and introduction of nitrogen. The contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 50 ° C., and roughly crushed with a hammer mill.
[0279]
[Production of sulfur element-containing polymer 8]
100 parts toluene, 300 parts methanol, 540 parts styrene, 12 parts 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 48 parts 2-ethylhexyl acrylate in a 2 liter flask equipped with stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube Then, 10 parts of lauryl peroxide was added, and the solution was polymerized at 60 ° C. for 10 hours under stirring and introduction of nitrogen. The contents were taken out from the flask, dried under reduced pressure at 50 ° C., and roughly crushed with a hammer mill. Combined 8 was produced. The physical properties of the obtained polymer were Mw = 48000, volatile content 1% or less, resin Tg = 81 ° C., and residual monomer = 200 ppm.
[0280]
[Example 1]
Dispersion medium
To 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, 14 parts by mass of sodium phosphate and 4.5 parts by mass of 10% hydrochloric acid were added.2The temperature was kept at 65 ° C. for 60 minutes while purging. Using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12,000 rpm, an aqueous solution of calcium chloride in which 8 parts by mass of calcium chloride is dissolved in 10 parts by mass of ion-exchanged water is added all at once. An aqueous medium containing was prepared.
[0281]
Polymerizable monomer composition
・
Colorant (C.I. pigment Red 122 / C.I.
・ Sulfur element-containing polymer 1 0.8 parts by mass
The above materials were put into an attritor dispersing machine (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using 220 nm zirconia particles at 220 rpm to obtain a polymerizable monomer composition.
[0282]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 20 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
Was added.
[0283]
The above material was kept at 65 ° C. in a separate container, and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). Into this, 2.5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0284]
The polymerizable monomer composition is charged into the aqueous medium in a reaction vessel,2Under purge, the mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a TK homomixer and granulated. Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 65 ° C. for 6 hours, further to 90 ° C., and reacted for 6 hours.
[0285]
After completion of the polymerization reaction, the reaction vessel is cooled, and the dispersion stabilizer is dissolved while stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is again returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and washed again with stirring for 2 hours in a state where pH is 1 or less by adding 10% hydrochloric acid. In the same manner as above, the emulsion was filtered under pressure, further washed with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water, sufficiently ventilated, dried, air-classified, and magenta colored particles No. 1 was obtained.
[0286]
The magenta colored particles were embedded in a UV curable resin, a cross-section was created with a microtome, and then observed with a transmission electron microscope (TEM). As shown in FIG. 2, most of the release agent was found to be a binder resin. It was recognized that it was well embedded.
[0287]
100 parts by mass of the obtained magenta colored particles and a specific surface area by the BET method of 100 m2/ G of hydrophobic titanium oxide fine powder 1.0 g, and a magenta toner No. 1 having an external additive. 1 was obtained. The obtained magenta toner No. The equivalent number average diameter of 1 circle was 6.7 μm. Further, the triboelectric charge amount of the toner in the A environment (13 ° C./10% RH), the B environment (20 ° C./60% RH), and the C environment (32 ° C./80% RH) was measured by the method described later. Table 3 shows the measurement results.
[0288]
A developer is prepared by mixing 93 parts by mass of this magenta toner with 93 parts by mass of a magnetic material-dispersed carrier coated with a silicone resin, and a commercially available digital full-color copier (creative processor) having the configuration shown in FIG. (660, manufactured by Canon Inc.) was used to output a magenta image, and the following items were evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0289]
[Example 2]
To an aqueous solution in which 40 parts by mass of magnesium chloride is dissolved in 1000 parts by mass of ion-exchanged water in a reaction vessel, an aqueous solution in which 28 parts by mass of sodium hydroxide is dissolved in 200 parts by mass of ion-exchanged water is gradually added and dispersed. An aqueous medium containing a stabilizer was prepared. Using this aqueous medium, the release agent was No. No. 8 to no. Except for the change to 11, the same as in Example 1, the magenta toner No. 2 was obtained and analyzed and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0290]
Example 3
An aqueous medium prepared by adding 30 parts by mass of aluminum hydroxide to 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel was used. No. 8 to no. Except for changing to 12, the same as in Example 1, the magenta toner no. 3 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0291]
Example 4
Dispersion medium
To 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, 25 parts by mass of sodium phosphate and 6.5 parts by mass of 10% hydrochloric acid are added.2The temperature was kept at 65 ° C. for 60 minutes while purging. Using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12,000 rpm, a calcium chloride aqueous solution in which 13 parts by mass of calcium chloride is dissolved in 20 parts by mass of ion-exchanged water is added all at once, and a dispersion stabilizer is added. An aqueous medium containing was prepared.
[0292]
Polymerizable monomer composition
・
Colorant (C.I. pigment Red 122 / C.I.
・ Sulfur element-containing polymer 1 part by mass
The above materials were put into an attritor disperser (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles having a diameter of 2 mm at 220 rpm for 5 hours to obtain a polymerizable monomer composition.
[0293]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 36 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
Was added in the same manner as in Example 1 to prepare a polymerizable monomer composition.
[0294]
Except for using the polymerizable monomer composition, magenta toner No. 4 was obtained and analyzed and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0295]
Example 5
Dispersion medium
To 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, 25 parts by mass of sodium phosphate and 6.5 parts by mass of 10% hydrochloric acid are added.2The temperature was kept at 65 ° C. for 60 minutes while purging. Using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12,000 rpm, a calcium chloride aqueous solution in which 13 parts by mass of calcium chloride is dissolved in 20 parts by mass of ion-exchanged water is added all at once, and a dispersion stabilizer is added. An aqueous medium containing was prepared.
[0296]
Polymerizable monomer composition
・
Colorant (C.I. pigment Red 122 / C.I.
・ Sulfur element-containing
The above materials were put into an attritor disperser (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles having a diameter of 2 mm at 220 rpm for 5 hours to obtain a polymerizable monomer composition.
[0297]
For polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 2 parts by mass
-Release agent (No. 8) 20 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
And a polymerizable monomer composition 3 was prepared in the same manner as in Example 1.
[0298]
Except for using the above-mentioned polymerizable monomer composition, after completion of the polymerization reaction in the same manner as in Example 1, the reaction vessel was cooled, and dispersion stability was maintained while stirring for 2 hours with 10% hydrochloric acid added to pH = 2. Dissolve the agent. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is again returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water and washed again with stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. In the same manner as above, the emulsion was filtered under pressure, washed with more than 2000 parts by mass of ion-exchanged water, sufficiently ventilated, dried, air-classified, and magenta colored particles No. 5 was obtained. Other than this, in the same manner as in Example 1, magenta toner no. 5 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0299]
Example 6
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 2. 6 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0300]
Example 7
A magenta toner No. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 3. 7 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0301]
Example 8
A magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 4. 8 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0302]
Example 9
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 5. 9 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0303]
Example 10
Dispersion medium
To 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, 14 parts by mass of sodium phosphate and 4.5 parts by mass of 10% hydrochloric acid were added.2The temperature was kept at 65 ° C. for 60 minutes while purging. Using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12,000 rpm, an aqueous solution of calcium chloride in which 8 parts by mass of calcium chloride is dissolved in 10 parts by mass of ion-exchanged water is added all at once. An aqueous medium containing was prepared.
[0304]
Polymerizable monomer composition
・
・ 7 parts by mass of colorant (carbon black)
・ Sulfur element-containing polymer 1 1.0 part by mass
The above materials were put into an attritor dispersing machine (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using 220 nm zirconia particles at 220 rpm to obtain a polymerizable monomer composition.
[0305]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 4 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.8 parts by mass
Was added.
[0306]
[0307]
The above material was kept at 65 ° C. in a separate container, and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). Into this, 2.5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0308]
The polymerizable monomer composition is charged into the aqueous medium in a reaction vessel,2Under purge, the mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a TK homomixer and granulated. Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 65 ° C. for 6 hours, further to 90 ° C., and reacted for 6 hours.
[0309]
After completion of the polymerization reaction, the reaction vessel is cooled, and the dispersion stabilizer is dissolved while stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and stirred for 2 hours with 10% hydrochloric acid added to pH = 2. The cake obtained by pressure filtration of the emulsion in the same manner as described above is returned again to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and 100 parts by mass of a 6% aqueous solution of aluminum chloride is added to the emulsion to cause aggregation. After that, it was filtered and washed with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water using pressure filtration, and after adding 3000 parts by mass of 90 ° C. warm water to the cake obtained on the same filter, hot water heat treatment was performed. A block-like lump formed by fusing each other was formed. After drying at 40 ° C., the block-like product is crushed, crushed with a hammer mill, and the toner crushed material that has passed through a sieve with an opening of 1 mm is further pulverized with a collision pulverizer using a jet stream. After that, the air classification was performed, and the black toner no. 1 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0310]
Example 11
In the same manner as in Example 1 except that 30 parts by mass of zinc phosphate was added to 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, and an aqueous medium containing a dispersion stabilizer was prepared. 10 was obtained and analyzed and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0311]
Example 12
In the same manner as in Example 1 except that 30 parts by mass of barium sulfate was added to 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, and an aqueous medium containing a dispersion stabilizer was prepared. 11 was obtained and analyzed and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0312]
Example 13
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 6. 12 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0313]
Example 14
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing
[0314]
Example 15
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 8. 14 was obtained. A non-magnetic one-component developing device shown in FIG. 8 was used as the developing device, and analysis and evaluation were performed using a commercially available digital full-color copying machine (Creative Processor 660, manufactured by Canon) modified as shown in FIG. Physical properties and evaluation results are shown in Table 2 and Table 5.
[0315]
Example 16
A magenta toner No. 1 was used in the same manner as in Example 1 except that the condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) was not used. 15 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0316]
Example 17
Magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the acid value was changed to a condensation resin having a value of 40 mgKOH / g. 16 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 4.
[0317]
Example 18
The colorant is C.I. I. pigment Red 122 / C.I. I.
[0318]
Magenta Toner No. 1, cyan toner no. 1, yellow toner no. 1 and black toner no. 2 is used to prepare a developer for each color by mixing 93 parts by mass of each toner with 7 parts by mass of a magnetic resin-dispersed carrier coated with a silicone resin, and a commercially available digital full-color copy as shown in FIG. A full-color image was output using a modified machine (Creative Processor, manufactured by Canon).
[0319]
The obtained full-color image was excellent with good color reproducibility, no fog, and no problem with the secondary color image contour.
[0320]
Further, the transfer efficiency in each environment was measured by the method described later. The physical properties and evaluation results are shown in Table 2 and Table 7.
[0321]
Example 19
The cyan toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 18 except that the sulfur element-containing polymer 1 of each toner was changed to the sulfur element-containing polymer 8. 2, yellow toner no. 2 was obtained. Further, the black toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 18 except that the sulfur element-containing polymer 1 was changed to the sulfur element-containing polymer 8. 3 was obtained.
[0322]
Magenta Toner No. 14, cyan toner no. 2, yellow toner no. 2 and black toner no. 3 was used, and the same evaluation as in Example 18 was performed.
[0323]
The obtained full-color image had good color reproducibility, no fog, no problem with the image contour of the secondary color, and very excellent transferability. The transfer efficiency in each environment is measured by the method described later, and the physical properties and evaluation results are shown in Tables 2 and 7.
[0324]
[Comparative Example 1]
Dispersion medium
To 1000 parts by mass of ion-exchanged water in the reaction vessel, 14 parts by mass of sodium phosphate and 4.5 parts by mass of 10% hydrochloric acid were added.2The temperature was kept at 65 ° C. for 60 minutes while purging. Using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 12,000 rpm, an aqueous solution of calcium chloride in which 8 parts by mass of calcium chloride is dissolved in 10 parts by mass of ion-exchanged water is added all at once. An aqueous medium containing was prepared.
[0325]
Polymerizable monomer composition
・
Colorant (C.I. pigment Red 122 / C.I.
・ Sulfur element-containing polymer 1 8 parts by mass
The above materials were put into an attritor dispersing machine (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using 220 nm zirconia particles at 220 rpm to obtain a polymerizable monomer composition.
[0326]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
・ Sulfur element-containing polymer 1 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 20 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
Was added.
[0327]
The above material was kept at 65 ° C. in a separate container, and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). Into this, 2.5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0328]
The polymerizable monomer composition is charged into the aqueous medium in a reaction vessel,2Under purge, the mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a TK homomixer and granulated. Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 65 ° C. for 6 hours, further to 90 ° C., and reacted for 6 hours.
[0329]
After completion of the polymerization reaction, the reaction vessel is cooled, and the dispersion stabilizer is dissolved while stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is again returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and washed again with stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion was filtered under pressure in the same manner as described above, further washed with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water, sufficiently ventilated, dried, air-classified, and magenta toner no. 17 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0330]
[Comparative Example 2]
Dispersion medium
A silane coupling agent (KBE903 (manufactured by Shin-Etsu Silicone)) (0.25 part by mass) is uniformly dispersed in 1000 parts by mass of ion-exchanged water in a reaction vessel, and colloidal silica (Aerosil # 200 (manufactured by Aerosil Japan)) 5 An aqueous medium containing a dispersion stabilizer was prepared by adding part by mass and dispersing uniformly.
[0331]
Polymerizable monomer composition
・
Colorant (C.I. pigment Red 122 / C.I.
・ Sulfur element-containing polymer 1 0.8 parts by mass
The above materials were put into an attritor disperser (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles having a diameter of 2 mm at 220 rpm for 5 hours to obtain a polymerizable monomer composition.
[0332]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 20 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
Was added.
[0333]
The above material was kept at 65 ° C. in a separate container, and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). Into this, 2.5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0334]
The polymerizable monomer composition is charged into the aqueous medium in a reaction vessel,2Under purge, the mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a TK homomixer and granulated. Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 65 ° C. for 6 hours, further to 90 ° C., and reacted for 6 hours.
[0335]
After completion of the polymerization reaction, the reaction vessel is cooled, 35 parts by mass of a 20% aqueous sodium hydroxide solution is subjected to alkali treatment for 24 hours, the emulsion is pressure filtered, and further washed with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water. Except for this, the magenta toner no. 18 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0336]
[Comparative Example 3]
Except for changing the addition amount of the elemental sulfur-containing polymer 1 to 0.1 parts by mass, the polymerization reaction is terminated in the same manner as in Example 1, the reaction vessel is cooled, 10% hydrochloric acid is added, and pH = 2. In this state, the dispersion stabilizer is dissolved with stirring for 2 hours. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is again returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and washed again with stirring for 2 hours in a state where pH is 1 or less by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion was filtered under pressure in the same manner as described above, and further washed with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water. 19 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0337]
[Comparative Example 4]
Polymerizable monomer composition
・
・ 7 parts by mass of colorant (carbon black)
・ 1.0 parts by mass of urea compound
The above materials were put into an attritor dispersing machine (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and further dispersed using 220 nm zirconia particles at 220 rpm to obtain a polymerizable monomer composition.
[0338]
In the polymerizable monomer composition
・ Styrene 20 parts by mass
・ N-butyl acrylate 20 parts by mass
Condensation resin (saturated polyester (isophthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A), Mw = 10000, AV = 15) 8 parts by mass
-Release agent (No. 8) 20 parts by mass
・ Crosslinking agent (divinylbenzene) 0.4 parts by mass
Was added.
[0339]
The above material was kept at 65 ° C. in a separate container, and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). Into this, 2.5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0340]
The polymerizable monomer composition is charged into the aqueous medium in a reaction vessel,2Under purge, the mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a TK homomixer and granulated. Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 65 ° C. for 6 hours, further to 90 ° C., and reacted for 6 hours.
[0341]
Further, after the polymerization reaction is completed, the reaction vessel is cooled, and the dispersion stabilizer is dissolved while stirring for 2 hours in a state where pH is 2 by adding 10% hydrochloric acid. The emulsion is filtered under pressure and further washed with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. The obtained cake is again returned to 1000 parts by mass of ion-exchanged water, and the mixture is stirred for 2 hours with 10% hydrochloric acid added to pH = 2. Wash again. Except for this, the black toner no. 4 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0342]
[Comparative Example 5]
The magenta toner No. 1 was changed in the same manner as in Example 1 except that the elemental sulfur-containing polymer 1 was changed to the aluminum salicylate compound. 20 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0343]
[Comparative Example 6]
After completion of the polymerization reaction, the dispersion stabilizer was dissolved while stirring for 2 hours with 10% hydrochloric acid added to pH = 2, the emulsion was filtered under pressure, washed with ion-exchanged water, and the resulting cake was Return to ion-exchanged water again, and stir for 2 minutes while adding 10% hydrochloric acid and adjusting the pH to 1 or less for 2 hours. Instead of washing again, add sulfuric acid and adjust to pH = 5.5 for 10 minutes. In the same manner as in Example 1, except that the dispersion stabilizer was dissolved and dried. 21 was obtained and evaluated. Physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 6.
[0344]
[Comparative Example 7]
The colorant is C.I. I. pigment Red 122 / C.I. I.
[0345]
Magenta Toner No. 17, cyan toner no. 3, yellow toner no. 3. Black toner no. 5 is used to prepare a developer for each color by mixing 93 parts by mass of a silicone resin-coated magnetic material-dispersed carrier with 7 parts by mass of each toner, and a commercially available digital full color copy as shown in FIG. Full color images were output using a modified machine (Creative Processor 660, manufactured by Canon).
[0346]
The transfer efficiency in each environment was measured. The physical properties and evaluation results are shown in Tables 3 and 7.
[0347]
The obtained full-color image was an image in which the color reproducibility was not very good, there was much fogging, and the line portion of the image contour was conspicuous.
[0348]
[Table 2]
[0349]
[Table 3]
[0350]
[Table 4]
[0351]
[Table 5]
[0352]
[Table 6]
[0353]
[Table 7]
[0354]
The method of each evaluation in said Example and a comparative example is shown below.
1) Measurement of toner charge amount in the case of two-component developer
The two-component triboelectric charge amount of the toner is measured by the following method based on the blow-off method.
[0355]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for measuring the two-component triboelectric charge amount of toner. First, about 0.2 g of a shaken mixture of toner and carrier to be measured for triboelectric charge is placed in a metal measuring container 2 having a screen 3 having an opening of 20 μm (635 mesh) on the bottom. Cover 4. Weigh the entire measurement container 2 at this time W1(G). Next, in the suction device 1 (at least the portion in contact with the measurement container 2) is suctioned from the
[0356]
[Outside 20]
[0357]
The measurement sample was prepared as follows. A measurement sample with a mixing weight of 20 g was prepared with a mixing ratio of toner and carrier of 7:93. As the carrier, a magnetic material dispersed carrier coated with silicone resin was used. The toner has a specific surface area of 100 m as an external additive according to the BET method.21.0 part by mass of hydrophobic titanium oxide fine powder of / g was added to 100 parts by mass of toner particles.
[0358]
There are three measurement environments: A environment (13 ° C / 10% RH), B environment (20 ° C / 60% RH), and C environment (32 ° C / 80% RH). First, each environment of A, B, and C The measurement sample left for 24 hours was shaken 150 times to measure the charge amount. Next, the sample is allowed to stand for 7 days in each environment, and then the amount of charge is measured by shaking once, and the amount of charge is measured again by shaking 150 times.
2) Measurement of toner charge amount in the case of one-component developer
The toner on the developing sleeve is sucked, the charge amount Q (mC) is measured with a coulomb meter, the sucked sample weight M (kg) is measured, and Q / M (mC / kg) is measured.
[0359]
As in the case of the two-component developer, the measurement environment was set to three environments: A environment, B environment, and C environment. As a measuring method, a one-component developing machine that has been left in each of the A, B, and C environments for 24 hours is set in a rotating machine on the developing sleeve and rotated for 30 seconds to measure the charge amount. Next, after the measurement sample is left in each environment for another 7 days, it is set on a rotating machine, rotated for 1 second to measure the charge amount, and further rotated for 30 seconds to measure the charge amount.
3) Image density
Using the machine described in the example in which solid density control was set on the electrostatic charge image holding member and a heat roller external fixing device having a diameter of 40 mm without an oil application function, a fixed image of all solid parts was obtained, and Macbeth RD918 ( Image density was measured by Macbeth.
[0360]
In this case, the roller material used is a fluorine material for both the upper and lower parts, and the transfer material is 75 g / m.2Plain paper (manufactured by Xerox Corporation) was used.
[0361]
After leaving the image forming apparatus filled with toner left in each of the A, B, and C environments for 24 hours for 24 hours, after passing 1000 sheets of an image with a 5% image ratio, one fixed image was taken out. Measure the image density. Next, the image forming apparatus is allowed to stand for 7 days in each environment, and after passing one sheet with an image ratio of 5%, one solid fixed image is taken out and the image density is measured. Further, after passing 1,000 images with an image ratio of 5%, one solid fixed image is taken out and the image density is measured.
4) Measurement of transfer efficiency
Using the machine described in the example in which the image density was measured, all solid images of four full colors of A, B, and C each having a constant area were output, and the transfer efficiency was measured.
[0362]
In the present invention, the primary transfer efficiency is determined as follows.
[0363]
A full-color four-color solid image is output, and an unfixed full-color image is formed on the intermediate transfer member. The primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drum and the unfixed toner on the intermediate transfer member are sucked with air and calculated from the weight of the sampled toner. The calculation formula is shown below.
[0364]
Primary transfer efficiency (%) = {(unfixed toner on intermediate transfer member) / (unfixed toner on intermediate transfer member + transfer residual toner on photosensitive drum)} × 100
The secondary transfer efficiency is a value determined as follows. A full-color four-color solid image is output, and the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member is 80 g / m.2This is a value obtained by sucking unfixed toner on paper with air and calculating from the weight of the sampled toner. The calculation formula is shown below.
[0365]
Secondary transfer efficiency (%) = {(unfixed toner on paper) / (unfixed toner on paper + transfer residual toner on intermediate transfer member)} × 100
A: 90% or more
B: 80% or more and less than 90%
C: 70% or more and less than 80%
D: Less than 70%
5) Halftone image uniformity
After the evaluation of the image density in the B environment (after passing 2000 sheets), an image with a 5% image ratio was further passed through 10,000 sheets in the case of the two-component developer and 2000 in the case of the one-component developer. The sheets were passed, and the halftone uniformity in the image at the end of the predetermined number of sheets was visually confirmed.
[0366]
A: An image with very uniform uniformity.
[0367]
B: An image with uniform uniformity.
[0368]
C: A slightly non-uniform portion is observed at the end.
[0369]
D: Uneven portions are observed on the entire surface.
6) Evaluation of fixability (1)
In the B environment (20 ° C./60% RH) using the above machine, the toner loading amount is 1.0 mg / cm.2The unfixed image was output and evaluated under a fixing condition of 180 ° C. and 120 mm / sec with a 40 mm diameter hot roller external fixing without oil application function. In this case, the roller material used is a fluorine material for both the upper and lower parts, and the transfer material is 75 g / m.2Plain paper (manufactured by Xerox Corporation) was used.
A: Fixability was good.
B: Level having 1 to 5 small bulges with a diameter of less than 2 mm.
C: Level having 6 to 10 small bulges with a diameter of less than 2 mm.
D: Level having 11 or more small bulges with a diameter of less than 2 mm, or level having large bulges with a diameter of 2 mm or more.
7) Evaluation of fixability (2)
In the environment A (13 ° C./10% RH) using the above machine, the toner loading amount is 1.0 mg / cm.2The unfixed image was output and evaluated under a fixing condition of 180 ° C. and 120 mm / sec with a 40 mm diameter hot roller external fixing without oil application function. In this case, as the material of the roller, fluorine material is used for both the upper part and the lower part, and the transfer material is 90 and 75 g / m.2Plain paper (manufactured by Xerox Corporation) was used. In addition, the observation of the blister was performed at two patches of 2 cm × 5 cm.
A; 90 and 75 g / m2Both fixing properties were good.
B; 75 g / m2The fixing property was good.
C; 75 g / m2Level with 1 to 5 small blisters with a diameter less than 2mm.
D; 75 g / m2At a level where there are 6 or more small blisters with a diameter of less than 2 mm. Or, there is a level with a large bulge with a large diameter of 2 mm or more.
[0370]
【The invention's effect】
The present invention has a good chargeability and environmental stability, can maintain a good transfer rate even in continuous paper feeding, and has a good fixability, a method for producing the toner, and the toner. The image forming method is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an apparatus for measuring a tribo charge amount of toner.
FIG. 2 is a schematic view of a cross section of toner particles in which a release agent is encapsulated in an outer shell resin.
FIG. 3 is a schematic view of a developing device to which the toner of the present invention can be applied.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a full-color or multi-color image forming method.
FIG. 5 is a schematic view of an image forming method using an intermediate transfer member.
FIG. 6 is a schematic view showing a magnetic one-component developing device.
FIG. 7 is a schematic view showing a magnetic one-component developing device.
FIG. 8 is a schematic view showing a non-magnetic one-component developing device.
Claims (48)
該トナー粒子が、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐からなるグループより選ばれる少なくとも一種の元素を含有し、上記元素の含有量の合計が100乃至30000ppm(トナー粒子質量基準)であることを特徴とするトナー。A toner having at least a binder resin, a colorant, a release agent, and a sulfur element-containing polymer, and toner having an external additive,
The toner particles contain at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus, and the total content of the elements is 100 to 30000 ppm (toner particle mass basis). Toner.
該トナー粒子が、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム及び燐からなるグループより選ばれる少なくとも一種の元素を含有し、上記元素の含有量の合計が100乃至30000ppm(トナー粒子質量基準)であることを特徴とするトナーの製造方法。At least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, and phosphorus, wherein the monomer composition contains at least a polymerizable monomer, a colorant, a release agent, and a sulfur element-containing polymer. The toner particles are dispersed in an aqueous medium having a particle size, granulated, the polymerizable monomer in the monomer composition is polymerized in the aqueous medium to produce toner particles, and the toner particles and the external additive are mixed. A toner manufacturing method comprising:
The toner particles contain at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus, and the total content of the elements is 100 to 30000 ppm (toner particle mass basis). A method for producing a toner.
得られるトナーが、請求項2乃至40のいずれかに記載のトナーであることを特徴とするトナーの製造方法。At least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, and phosphorus, wherein the monomer composition contains at least a polymerizable monomer, a colorant, a release agent, and a sulfur element-containing polymer. The toner particles are dispersed in an aqueous medium having a particle size, granulated, the polymerizable monomer in the monomer composition is polymerized in the aqueous medium to produce toner particles, and the toner particles and the external additive are mixed. A toner manufacturing method comprising:
A toner production method, wherein the toner obtained is the toner according to any one of claims 2 to 40.
該トナーが、請求項1乃至40のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。At least a charging step for charging the electrostatic charge image holding member, an electrostatic charge image forming step for forming an electrostatic charge image on the electrostatic charge image holding member, and developing the electrostatic charge image with toner carried by the developer carrying member. Development process for forming an image, transfer process for transferring a toner image formed on an electrostatic charge image holding member to a transfer material with or without an intermediate transfer member, and fixing process for fixing the toner image on the transfer material An image forming method comprising:
41. An image forming method, wherein the toner is the toner according to any one of claims 1 to 40.
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