JP2961465B2 - 熱定着性重合法トナー - Google Patents
熱定着性重合法トナーInfo
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Description
形成方法において、静電荷潜像を現像し、熱定着を行う
ための熱定着性重合法トナーに関する。
691号明細書等に記載されている如く、多数の方法が
知られており、一般には光導電性物質を利用し、種々の
手段で感光体上に電気的潜像を形成し、該潜像をトナー
を用いて現像し、必要に応じて紙等の記録材にトナー画
像を転写した後、加熱・圧力或いは溶剤蒸気等により定
着し複写物を得る方法である。また、トナーを用いて現
像する方法或いはトナー画像を定着する方法としては、
従来各種の方法が提案され、それぞれの画像形成プロセ
スに適した方法が採用されている。
装置が広く普及するに従ってその用途も多種多様に広が
り、その画像品質への要求も厳しくなっている。
写では、微細な文字に至るまでつぶれたり、とぎれたり
することなく、極めて微細かつ忠実に再現することが求
められている。特にカラー画像の場合には、原稿となる
ものが一般に細かく、かつ中間の色調を多用するため、
従来の現像剤ではハイライト部の再現性や画像忠実性が
一般に悪い。また、最近、デジタルな画像信号を使用し
ている電子写真プリンターの如き画像形成装置では、潜
像は一定単位のドットが集まって形成されており、ベタ
部、ハーフトーン部およびライト部はドット密度をかえ
ることによって表現されている。ところが、ドットに忠
実にトナー粒子がのらず、ドットからトナー粒子がはみ
出した状態では、デジタル潜像の黒部と白部のドット密
度の比に対応するトナー画像の階調性が得られないとい
う問題点がある。さらに、画質を向上させるために、ド
ットサイズを小さくして解像度を向上させる場合には、
微小なドットから形成される潜像の再現性がさらに困難
になり、解像度及び階調性の悪い、シャープネスさに欠
けた画像となる傾向がある。
に優れた画像を得るためにはトナー粒径を小さくする必
要が生じてきたのであるが、微粒子になるほど、それに
適した製法が問題となってきた。
法が用いられている。この方法は熱可塑性樹脂中に染・
顔料等の着色剤や荷電制御剤等の添加剤を溶融混合して
均一分散した後に微粉砕・分級操作を行って所望の粒径
のトナーを得るものであるが、重量平均径6μm以下の
ような粒径の小さいトナーを製造する場合には、その粉
砕効率・分級効率が低下するためにコスト高となる。
の材料を用いているが、トナー形状が不定形であるため
に、経時変化によってトナー先端部や表面に露出した着
色剤や荷電制御剤などの部分が摩擦により欠け落ち易く
なる。このため経時変化によってトナー流動性の悪化や
画像カブリ・トナー飛散などが起き易くなる。
ては、ワックスなどの離型性物質を添加する場合にも制
約がある。すなわち、離型性物質の分散性を十分なレベ
ルとするためには、樹脂との混練温度において、溶解
して液状になっていないこと、離型性物質の含有量を
約5重量部以下にすることなどである。このような制約
のため、粉砕法によるトナーの定着性にも限界がある。
後、重合トナー)は、上記の制約がないことに加えて、
ワックスを内包化することができ、良好な定着性・耐オ
フセット性が得られる。
ーを重合して製造するという特徴を持つ為に、せん断力
や造粒温度などの制御によって容易に粒径をコントロー
ルすることも可能である。
高画質化・フルカラーを意識した離型剤を内包した小粒
径トナーの定着性・耐久性の検討は十分行われておら
ず、重合トナーの特性は十分引き出されているとは言え
なかった。
は、ワックスを多量に含んだ場合に耐ブロッキング性が
劣る場合があり、改善の余地があった。たとえば、特願
平1−95155号(特開平2−273758号公報)
では擬似カプセル性の促進を行っているが、小粒径であ
り且つワックスを多量に含有したトナーの場合には、粒
径の大きいものと比べて相対的にシェル部分の肉厚が薄
くなることから、カプセル性の改善が必要なことがわか
ってきた。
合でトナーを得る場合、トナーは球状のものが得られ、
高画質に適したものとなる。しかしながら、球状のトナ
ーは各種外添剤を添加しても、その特性が劣化しやす
く、耐久性が充分なトナーを得ることは困難であった。
また、球状トナーは、感光体への付着力が強く、転写工
程後のトナークリーニングが不十分となりやすかった。
の如き問題を解決した熱定着性重合法トナーを得ること
にある。
化時にも重合トナーの特徴が十分引き出された定着特性
を有し、且つ、小粒径での耐ブロッキング性の優れた熱
定着性重合法トナーを得ることにある。
忠実性、ハイライト階調性に優れた熱定着性重合法トナ
ーを得ることにある。
化の無い熱定着性重合法トナーを得ることにある。
重合によって直接得られた実質的球形状のトナー粒子で
あって、少なくともA及びBの二種の樹脂成分、及び、
極性樹脂を含有しており、該極性樹脂は、重量平均分子
量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比Mw/Mnが
1.2〜10であり、酸価が5〜100mgKOH/g
であり、Aを主体とする相とBを主体とする相とに分離
した構造を有し、該トナーの表面からトナー粒径の0.
15倍の深さまでの表面近傍には、Bを主体とする相が
存在しておらず、該トナーの重量平均径が3〜8μmで
あることを特徴とする熱定着性重合法トナーである。
トナーの個数分布の変動係数が50%以下であることを
特徴とするものである。
し、少なくとも3点で接する半径rの内接円と半径R
の外接円との間に、 1.00<R/r<1.20 の関係を満足するトナーであり、且つ、投影面の周辺
長Lと内接円の円周長2πrとの間に、 1.01<L/2πr<2.00 の関係を満足する凹凸がトナー上に形成されていること
を特徴としている。
な内部構造を有するトナーを得ることができた。即ち、
図1(a)は本発明トナーの外観を模式的に示し、図1
(b)はその断面を示したものであるが、本発明のトナ
ーは表層部1と中心部2があり、明確な界面によって2
相に分かれている。このようなカプセル的な構造を取
り、表層部1と中心部2で機能分離させることによっ
て、従来のトナーではできなかったトナー設計が可能と
なる。具体的には、表層部1には高軟化点物質を用い
て、ブロッキングや現像器の撹拌に対して強いトナーと
し、中心部2には低軟化点物質を用いて、定着性も同時
に優れたトナーとすることができる。また、中心部2に
は、低融点の離型性物質を含有させておいて、定着時の
加圧によってそれをしみ出させることにより、オフセッ
トが著しく改良できる。また、帯電制御性は、表層部1
のみに付与すればよい。
提案されているいわゆる擬似カプセルに対して、本発明
では、しっかりとした表層部が形成されているので、熱
や圧力を加えない限り、内部の物質が表層へしみ出して
来ることがない。よって、内部の低軟化点物質がキャリ
アや現像スリーブを汚染する現象も著しく改善される。
特に、内部に含有させる物質を多く含ませた場合におい
ては擬似カプセルよりも優れている。
ように、その表面に凹凸を有するが、このような凹凸に
よりトナー粒子同士の接触点が小さくなり、耐ブロッキ
ング性が向上する。また、耐ブロッキング性の長期安定
性も向上することが、明らかとなった。一般に、トナー
に流動性付与剤を添加することによって、それがスペー
サーとなり、耐ブロッキング性が向上する。しかし、流
動性付与剤のような各種添加剤は、通常の懸濁重合によ
る球形トナーに用いた場合、撹拌などの応力によって、
添加剤がトナー表面に固着してしまい、添加剤の機能が
阻害される現象が起こる。これに対して本発明では、ト
ナー表面の凹凸が添加剤の劣化を防止するので、良好な
耐ブロッキング性が長期的に維持されるものと思われ
る。さらに、トナー表面に凹凸があることによって、ク
リーニング性も向上する。
高画質な画像が得られる。また、現像器の撹拌による微
粉砕も生じにくいので、微粉によるカブリや飛散も生じ
ない。
〜8μmであるが、既に上述したように、しっかりとし
た表層部が形成されているので、小粒径トナーにおいて
も自由なトナー設計を行うことが可能となる。
た結果、トナーの粒度分布が以下に示す範囲の時に、内
部の低軟化点物質が表層へしみ出さず、且つドット忠実
性・ハイライト階調性に優れた画像が安定して得られる
ことが分った。
m、望ましくは5〜7μmであり、個数分布において、
その変動係数を[Y]とすると、
時に、特に優れた結果となることが分った。重量平均径
が3μm未満になると、キャリアにトナーが保持され難
くなってしまうためトナー飛散が生じ、画像カブリが起
きてしまう。また逆にトナー粒子平均径が8μmを超え
るとトナー粒子が粗くなるため、ドット部への忠実性が
落ち、特に5.04μm以下の個数分布が20%を切る
ようになると、ハイライト階調性などに悪影響が出る。
さらに個数分布の変動係数が50%を超えると、その粒
度分布の広がりのためにトリボ分布も広がり、トナー同
士の帯電などで安定した画像を得ることが困難になる。
において、5.04μm以下の個数分布が20%以上で
あり且つ12.04μm以上の個数分布が10.0%以
下のものが好ましく、より好ましくは5.04μm以下
の個数分布が30%以上であり且つ12.04μm以上
の個数分布が3.0%以下のものが好ましい。5.04
μm以下の個数分布が30%以上になると、微細なドッ
トのひとつひとつにより忠実にトナーがのりやすくなる
ため、ドット再現性やハイライト階調性などに特に優れ
たものとなる。また12.04μm以上の成分が3.0
%以下になると、粗粉部分の影響が特に小さくなり、画
像上の斑点ムラなどが生じにくくなる。
は、特開平1−53786号公報に示される従来処方よ
り懸濁安定剤の量を増やす、造粒時回転数を上げ
る、造粒温度を高くする、ことによって達成される。
なお上記3条件によって粒度を小さくする方向へ導ける
が、撹拌形態の差によってトナー粒度分布が大きく異な
るために、その度適切な条件を選択することが必要であ
る。
樹脂成分をA:B=50:50〜95:5の範囲で含有
し、Aを主体とする相とBを主体とする相とに分離した
構造を有する。Aを主体とする相が表層部となり、Bを
主体とする相が中心部に存在する。前記のとおり、Aを
主体とする相が高軟化点で、Bを主体とする相が低軟化
点である場合に好ましい組み合わせとなるが、トナーと
なった時にAを主体とする相とBを主体とする相に相分
離する組み合せであれば、何ら限定するものではない。
よるMwで5,000〜200,000であり、フロー
テスターによる流出開始点で65〜100℃が好まし
い。樹脂Aは、懸濁重合で得られる樹脂であれば、いず
れの樹脂も用いることができるが、帯電サイトとなりう
る官能基や紙との接着性を高める官能基を有していても
よい。
しては、スチレン・o−メチルスチレン・m−メチルス
チレン・p−メチルスチレン・p−メトキシスチレン・
p−エチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸
メチル・アクリル酸エチル・アクリル酸n−ブチル・ア
クリル酸イソブチル・アクリル酸n−プロピル・アクリ
ル酸n−オクチル・アクリル酸ドデシル・アクリル酸2
−エチルヘキシル・アクリル酸ステアリル・アクリル酸
2−クロルエチル・アクリル酸フェニル等のアクリル酸
エステル類、メタクリル酸メチル・メタクリル酸エチル
・メタクリル酸n−プロピル・メタクリル酸n−ブチル
・メタクリル酸イソブチル・メタクリル酸n−オクチル
・メタクリル酸ドデシル・メタクリル酸2−エチルヘキ
シル・メタクリル酸ステアリル・メタクリル酸フェニル
・メタクリル酸ジメチルアミノエチル・メタクリル酸ジ
エチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類その他
のアクリロニトリル・メタクリロニトリル・アクリルア
ミド等の単量体が挙げられる。
し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン
誘導体を単独で、又はほかの単量体と混合して使用する
ことがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
ては、GPCによるMwで300〜10,000が好ま
しく、融点は30〜130℃が好ましく、60〜100
℃がより好ましい。融点が30℃よりも低いと、定着す
る時に低温オフセットなどを助長して悪影響を与えてし
まう。また、130℃よりも高いと、トナー製造時に樹
脂Bが固化し、造粒性が悪化する。
効果がより一層発揮される。本発明に用いられるワック
ス類としては、パラフィン・ポリオレフィン系ワックス
及び、これらの変性物、例えば、酸化物やグラフト処理
物の他、高級脂肪酸,およびその金属塩,アミドワック
スなどがあげられる。
=50:50〜95:5である必要があり、好ましくは
A:B=70:30〜90:10である。50:50よ
りも樹脂Bが多いと、カプセル構造が保てなくなり、9
5:5よりも樹脂Bが少ないと樹脂Bの作用効果が発揮
されなくなる。
0.15倍の深さまでの表面近傍には、Bを主体とする
相が存在しない。すなわち、概念的には表面層がトナー
粒径の0.15倍の厚みがあるということであるが、例
えばクラック等があり、0.15倍の厚さがない部分が
あっても、その部分にBを主体とする相が存在しなけれ
ば、本発明の範囲に含まれる。トナー表面からトナー粒
径の0.15倍の深さまでの表面近傍にBを主体とする
相が存在すると、カプセル構造が不安定となり、たとえ
ば耐ブロッキング性が悪化してしまう。
うに実質的に球形であることが好ましく、トナー粒子の
投影面に対し、少なくとも3点で接する半径rの内接円
と半径Rの外接円との間に、 1.00<R/r≦1.20 の関係があることが好ましい。R/rが大きくなるとそ
の形状は球形から離れる方向であり、1.20を超える
と、球形トナーの特徴が現れなくなる。
Lと内接円の円周長2πrとの間に、 1.01<L/2πr<2.00 の関係を満たすことが好ましい。周辺長Lが1.01×
2πrより小さいと凹凸が殆どないことになり、また、
2.00×2πrより大きいと、細かい微小凹凸が数多
く存在するか、または落差の大きい凹凸が存在すること
になる。このうち前者は凹凸が微小すぎて、作用効果が
発揮されなくなる。また、後者は、実質的な形状が不定
形に近づき、高画質が得にくく、また、現像器中の微粉
化も起こりやすくなる。
電子顕微鏡を用い、少なくとも2,000倍以上、好ま
しくは5,000倍で粒子の輪郭に焦点を合わせて得た
画像を意味し、さらにルーゼックス5000を用いて、
図2(a)に示すように内接円、外接円の半径r,Rを
求め、また図2(b)に示すように周辺長Lを求めた。
個、好ましくは100個以上について、R,r,Lを測
定し、その平均値が請求範囲に含まれていることが好ま
しい。
樹脂を添加して重合する。本発明に使用できる極性樹脂
を以下に例示する。
リル酸ジメチルアミノエチル,メタクリル酸ジエチルア
ミノエチルなどの含窒素単量体の重合体もしくはスチレ
ン・不飽和カルボン酸エステル等との共重合体が挙げら
れる。 (2)アニオン性重合体としては、アクリロニトリル等
のニトリル系単量体、塩化ビニル等の含ハロゲン系単量
体、アクリル酸・メタクリル酸等の不飽和カルボン酸、
その他不飽和二塩基酸・不飽和二塩基酸無水物、ニトロ
系単量体等の重合体もしくはスチレン系単量体等との共
重合体が挙げられる。
Mnが1.2〜10である。好ましくは、1.5〜5の
ものがよい。Mw/Mnが1.2〜10である樹脂を添
加すると、樹脂Aを主体とする相(A相)と樹脂Bを主
体とする相(B相)との相分離を促進する働きをする。
すなわち、A相とB相の界面の形成がよりはっきりした
ものとなり、また、A相に含まれる樹脂Bの濃度が低下
する。これにより、耐ブロッキング性などの作用効果が
よりいっそう発揮される。
100mgKOH/gのものが用いられる。好ましくは
20〜80mgKOH/gのものがよい。本発明者ら
は、必要な条件を整えた場合に、樹脂の酸価がトナーの
表面形状に影響を与えることを見出した。このとき、酸
価が5〜100mgKOH/gであると、トナーの形状
として好ましいものが得られ、また、帯電量も好適なも
のとなる。酸価が5mgKOH/gよりも低いと、造粒
性・帯電性・トナー形状が好ましい範囲からはずれてし
まう。また、酸価が100mgKOH/gよりも大きい
と、特に造粒性が悪化する。
れか適当な安定化剤を用いることができる。例えば、無
機化合物として、リン酸カルシウム・リン酸マグネシウ
ム・リン酸アルミニウム・リン酸亜鉛・炭酸カルシウム
・炭酸マグネシウム・水酸化カルシウム・水酸化マグネ
シウム・水酸化アルミニウム・メタケイ酸カルシウム・
硫酸カルシウム・硫酸バリウム・ベントナイト・シリカ
・アルミナ等が挙げられる。有機化合物として、ポリビ
ニルアルコール・ゼラチン・メチルセルロース・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・ポリアクリ
ル酸及びその塩・デンプン等を水相に分散させて使用で
きる。
に、0.001〜0.1重量部の界面活性剤を使用して
もよい。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進する
為のものであり、その具体例としては、ドデシルベンゼ
ン硫酸ナトリウム・テトラデシル硫酸ナトリウム・ペン
タデシル硫酸ナトリウム・オクチル硫酸ナトリウム・オ
レイン酸ナトリウム・ラウリル酸ナトリウム・ステアリ
ン酸カリウム・オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
ウムを用いた場合、粒度分布,トナー形状,トナー内部
構造が好ましいものが得られ、本発明の効果がより一層
発揮される。
まま用いてもよいが、リン酸ナトリウムと塩化カルシウ
ムの如き物質を用いて水中にてリン酸カルシウムを生成
させ、それを用いる方法が好ましい。この方法を用いる
と、非常に細かい塩が得られ、安定した懸濁状態となる
ので造粒性がよい。また、トナー形状としても表面の凹
凸の大きさ・数が好ましいものとなる。さらに、油滴が
安定しているので、AとBの相分離が促進され、トナー
の内部構造も好ましいものとなる。
如き方法にて得られる。
荷電制御剤・重合開始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
せしめた単量体系を、分散安定剤を含有する水相中に通
常の撹拌機またはホモミキサー・ホモジナイザー等によ
り分散せしめる。好ましくは、単量体液滴が先のトナー
粒子のサイズを満たすように撹拌速度・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・浮遊が防止される程度の撹
拌を行えば良い。反応終了後、分散安定剤を除去し、生
成したトナー粒子を洗浄・濾過により回収し乾燥する。
懸濁重合法においては、通常単量体系100重量部に対
して水300〜3000重量部を分散媒として使用する
のが好ましい。
上、一般的には50〜100℃の温度に設定して重合を
行う。
して、重合が進行している途中で温度を5〜30℃上昇
させる方法が好ましい。本発明者らは、必要な条件を整
えた場合において、重合途中で温度を上げることによ
り、トナー表面の凹凸の度合いが大きくなることを見出
した。また、温度を上げることは、A相とB相の相分離
も促進させると考えられる。
開始剤、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロ
ニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−
カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ
−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチ
ロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾ
イルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、
ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロ
ペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシ
ド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤
が挙げられる。これら重合開始剤は、重合性単量体の
0.5〜20重量%の添加量が好ましい。
ましい添加量としては、0.001〜15重量%であ
る。
する目的でトナー材料中に荷電制御剤を添加しておくこ
とが望ましい。これら荷電制御剤としては、公知のもの
のうち、重合阻害性,水相移行性の殆ど無いものが用い
られ、例えば正荷電制御剤としてニグロシン系染料・ト
リフェニルメタン系染料・四級アンモニウム塩・アミン
系及びポリアミン系化合物等が挙げられ、負荷電制御剤
としては、含金属サリチル酸系化合物・含金属モノアゾ
系染料化合物・スチレン−アクリル酸共重合体・スチレ
ン−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
のものが使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒の
他、C.I.ダイレクトレッド1,C.I.ダイレクト
レッド4,C.I.アシッドレッド1,C.I.ベーシ
ックレッド1,C.I.モーダントレッド30,C.
I.ダイレクトブルー1,C.I.ダイレクトブルー
2,C.I.アシッドブルー9,C.I.アシッドブル
ー15,C.I.ベーシックブルー3,C.I.ベーシ
ックブルー5,C.I.モーダントブルー7,C.I.
ダイレクトグリーン6,C.I.ベーシックグリーン
4,C.I.ベーシックグリーン6等の染料,黄鉛,カ
ドミウムイエロー,ミネラルファストイエロー,ネーブ
ルイエロー,ナフトールイエローS,ハンザイエロー
G,パーマネントイエローNCG,タートラジンレー
キ,モリブデンオレンジ,パーマネントオレンジGT
R,ベンジジンオレンジG,カドミウムレツド,パーマ
ネントレッド4R,ウォッチングレッドカルシウム塩,
ブリリアントカーミン3B,ファストバイオレットB,
メチルバイオレットレーキ,紺青,コバルトブルー,ア
ルカリブルーレーキ,ビクトリアブルーレーキ,キナク
リドン,ローダミンレーキ,フタロシアニンブルー,フ
ァーストスカイブルー,ピグメントグリーンB,マラカ
イトグリーンレーキ,ファイナルイエローグリーンG等
の顔料がある。本発明においては重合法を用いてトナー
を得る為、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意
を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、重
合阻害のない物質による疎水化処理を施しておいたほう
が良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害
性を有しているものが多いので使用の際に注意を要す
る。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あら
かじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめ
る方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添
加する。また、カーボンブラックについては、上記染料
と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反
応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等でグラ
フト処理を行っても良い。
これも表面処理を行って用いるのが好ましい。
した添加剤は、トナーに添加した時の耐久性の点から、
トナー粒子の体積平均径の1/10以下の粒径であるこ
とが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡にお
けるトナー粒子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添加剤として
は、例えば、以下のようなものが用いられる。
素,酸化アルミニウム,酸化チタンなど),カーボンブ
ラック,フッ化カーボンなど。それぞれ、疎水化処理を
行ったものが、より好ましい。
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,酸化クロムなど),窒化物(窒化ケイ素な
ど),炭化物(炭化ケイ素など),金属塩(硫酸カルシ
ウム,硫酸バリウム,炭酸カルシウムなど)など。
リデン,ポリテトラフルオロエチレンなど),脂肪酸金
属塩(ステアリン酸亜鉛,ステアリン酸カルシウムな
ど)など。
錫,酸化チタン,酸化亜鉛,酸化ケイ素,酸化アルミニ
ウムなど),カーボンブラックなど。
に対し、0.1〜10重量部が用いられ、好ましくは、
0.1〜5重量部が用いられる。これら添加剤は、単独
で用いても、また、複数併用しても良い。
て用いることができるが、この場合、キャリアの比抵抗
は107〜1014Ω・cmが適当である。107Ω・cm
未満では、バイアス電圧を印加する現像方法では現像領
域においてスリーブから感光体表面へと電流がリーク
し、その結果、良好な画像が得られない。また1014Ω
・cmを超えると、低湿のごとき条件下でチャージアッ
プ現象を引き起こし濃度ウス、転写不良、カブリなどの
画像劣化の原因となる。
方法を用いた。すなわち、セルAに、キャリアを充填
し、該充填キャリアに接するように電極11及び12を
配し、該電極間に電圧を印加し、そのとき流れる電流を
測定することにより比抵抗ρ(Ω・cm)を求める方法
を用いた。上記測定方法においては、キャリアが粉体で
ある為に充填率に変化が生じ、それに伴い比抵抗が変化
する場合があり、注意を要する。本発明における比抵抗
の測定条件は、充填キャリアと電極との接触面積S=約
2.3cm2、厚み=約1mm、上部電極12の荷重2
75g、印加電圧100Vとした。
という点で、磁性体微粒子を含有する低抵抗のコア材を
絶縁性の樹脂にて被覆したキャリアを使用することがよ
り好ましい。すなわち、特開昭58−21750号公報
等において開示されたように上記被覆キャリアによれ
ば、耐スペント性・耐衝撃性・印加電圧に対する耐圧性
を改良することができる。また、被覆する樹脂を選択す
ることにより本発明のトナーに所望の帯電電荷を付与す
ることができる。コア材表面への被覆物質としては、例
えばアミノアクリレート樹脂、アクリル樹脂、あるいは
それらの樹脂とスチレン系樹脂との共重合体、シリコー
ン樹脂、ポリエステル樹脂、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
化ビニリデンなどが好適であるが、必ずしもこれに制約
されない。
る。
A−II型(コールター社製)を用い、個数平均分布,
体積平均分布を出力するインターフェイス(日科機製)
及びCX−1パーソナルコンピューター(キヤノン製)
を接続し電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%Na
Cl水溶液を調製する。
50ml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0.1〜5ml加え、さら
に測定試料を0.5〜50mg加える。
約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーTA−II型により、アパチャーとして100μmア
パチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定
して体積平均分布、個数平均分布を求める。
より、重量平均粒径を得る。
DSC−7(パーキンエルマー製)を用いて昇温速度1
0℃/minで行い、1回目の昇温時のDSCカーブに
おいて、最大の吸熱を示すピークの頂点の温度を、ワッ
クスの融点とする。
す。
(東ソー製)を用いる。次のように15個の標準ポリス
チレンを4グループに分ける。 8.42×106 7.06×105 3.79×104 2.98×103 4.48×106 3.35×105 1.96×104 8.7×102 2.89×106 1.9×105 9.1×103 5.0×102 1.09×106 9.64×104 5.57×103 30mlサンプルビンにグループ内の試料を約3mg
(ミクロスパーテルに1杯)ずつ取り、15mlのTH
Fを加え、室温に4時間放置する。次いで、メンブラン
フィルター(0.50μm:東ソー製)を用いて濾過
し、標準試料とする。 <未知試料> 試料60mgをサンプルビンに秤量し、さらにTHF1
5mlを加える。抽出条件は初期3時間は30分毎に振
とうしながら、室温に24時間放置する。不溶分を遠心
分離(5000rpm/20min)により沈降させた
後、その上澄液について、メンブランフィルター(0.
50μm:東ソー製)を用いて濾過し、サンプルとす
る。
を用い、以下の条件下で測定した。 1.溶 媒 THF(キシダ化学製 特級) 2.カラム:ショーテックスA−801,A−802,
A−803,A−804,A−805,A−806,A
−807の7連結(昭和電工製) 3.温 度 40℃ 4.流 速 1.0ml/min 5.注入量 1.0ml 6.検出器 RI
間を読む。ピークが分かれている時はメインピークの時
間とする。 2.標準試料の分子量とピークの保持時間より検量線を
引く。 <未知試料> 未知試料のクロマトグラムをとりその保持時間から検量
線を用いて分子量を算出する。
明する。
液を用意した。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)
の2リットル−フラスコ中に0.1MのNa3PO4 を
451gとイオン交換水709gを投入し、12000
rpmで撹拌した。1MCaCl2 水溶液67.7g
を、60℃に加温した上記ホモミキサー撹拌下に徐々に
加え、Ca3(PO4)2を含む分散媒を得た。
ジ−tert−ブチルサリチル酸金属化合物とスチレン
だけをエバラマイルダー(荏原製作所製)を用いて予備
混合を行った。次に上記処方のすべてを60℃に加温
し、溶解・分散して単量体混合物とした。さらに60℃
に保持しながら、開始剤2,2’−アゾビス(2’,4
−ジメチルバレロニトリル)10g及びジメチル2,
2’−アゾビスイソブチレート1gを加えて溶解し、単
量体組成物を調製した。
中で調製した分散媒に、上記単量体組成物を投入した。
60℃で、窒素雰囲気としたTK式ホモミキサーを用い
て10,000rpmで20分間撹拌し、単量体組成物
を造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ60℃で
3時間反応させた後、80℃で10時間重合させた。
酸を加えて、Ca3(PO4)2を溶解し、濾過・水洗乾
燥することにより、重合トナーを得た。
ターで測定したところ、重量平均径7.4μmでシャー
プな粒度分布を有していた(個数分布の変動係数 33
%、5.04μm以下の個数分布 63%、12.07
μm以上の個数分布 0.0%)。また、粒子の表面
は、陥没したような起伏を持つ不定形化していることが
電子顕微鏡による観察で確認された(R/r=1.0
7,L/2πr=1.06)。さらに、粒子の断面を染
色超薄切片法により濾過型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、スチレン−アクリル樹脂を主体とする表層部とワッ
クスを主体とする中心部に分かれており、表面から粒子
の粒径の0.15倍の深さまでの表面近傍には、ワック
スを主体とする相が存在しないことが確認された。
ET法による比表面積が200m2/gである疎水性シ
リカ0.7重量部を外添した。このトナー7重量部に対
し、アクリルコートされたフェライトキャリア93重量
部を混合し、現像剤とした。
ノン製フルカラー複写機CLC−500で、未定着画像
を得た。紙上のトナー量は、0.75±0.05mg/
cm2 とした。
験を行った。このとき、定着ローラーとしては、シリコ
ーンゴム(HTV)にPFA樹脂を30μmコートした
材質で硬度55度のものを用いた。定着のプロセススピ
ードは90mm/secとして、100〜220℃の温
度範囲で5℃おきに温調し定着試験を行った。
0℃となり、ワックスの効果が発揮された。
キング試験を行ったところ、5段階評価で○であった。
(評価は、○,○△,△,△×,×の5段階評価、実用
レベルは、○△以上)
00枚のランニングテストを行った結果、画像濃度が
1.4以上で、カブリもなく、ハイライト階調性・ドッ
ト忠実性等に非常に優れた画像が安定して得られ、トナ
ークリーニング不良も発生せず、複写機内のトナー飛散
も目立たなかった。
トキシシラン0.25gを加え親水性コロイダルシリカ
5gを加え、60℃に加温しTK式ホモミキサーを用い
て10,000rpmで15分間分散させた。さらに1
/10NのHCl水溶液を加え系内pHを6とした。
ーを用いて溶解・分散して単量体混合物とした。さらに
60℃に保持しながら、開始剤ジメチル2,2’−アゾ
ビスイソブチレート1g及び2,2’−アゾビス(2’
4−ジメチルバレロニトリル)10gを加えて溶解し、
単量体組成物を調製した。
ラスコ中に上記単量体組成物を投入し、窒素雰囲気下
で、60℃でTK式ホモミキサーを用いて9000rp
mで60分間撹拌し、単量体組成物を造粒した。その後
パドル撹拌翼で撹拌しつつ60℃で20時間重合した。
aOHを加え、コロイダルシリカを溶解し、濾過、水
洗、乾燥することにより、重合トナーを得た。
シャープな粒度分布を有していた(個数分布の変動係数
38%、5.04μm以下の個数分布 28%、1
2.07μm以上の個数分布 0.9%)。また、粒子
は若干不定形化していることが確認された(R/r=
1.02,L/2πr=1.02)。しかし、粒子の断
面を観察したところ、ワックスを主体とした相が、表層
近くにも存在し、その部分の表面までの厚さが粒径の
0.15倍よりも薄い粒子が20個中3個あり、界面も
実施例1に比べて明確ではなかった。
験を行ったところ、混色温度域は、150℃〜185℃
となり、ワックスの効果が発揮された。しかしながら、
実施例1と同条件でブロッキング試験を行ったところ、
△×となり満足のいくものではなかった。
1と同様にして重量平均径7.8μmのトナーを得た
(個数分布の変動係数 46%、5.04μm以下の個
数分布 37%、12.07μm以上の個数分布 0.
6%)。
(R/r=1.03,L/2πr=1.02)。また、
粒子の断面を観察したところ、表面から粒子の粒径の
0.15倍の深さまでの表面近傍には、ワックスを主体
とする相が存在しないことが確認された。
試験を行ったところ、混色温度域は、150℃〜170
℃となった。また、50℃乾燥器中に放置してブロッキ
ング試験を行ったところ、○であった。
000枚のランニングテストを行った結果、実施例1と
同様に良好な結果が得られたが、特に低温低湿環境で連
続複写を行った時に、若干の画像濃度低下が生じた。し
かし、実質上問題ないレベルのものであった。
た以外は実施例1と同様にして、重量平均径7.7μm
のトナーを得た(個数分布の変動係数 48%、5.0
4μm以下の個数分布 51%、12.07μm以上の
個数分布 0.1%)。
したような起伏はないことが確認された(R/r=1.
01,L/2πr=1.005)。また、粒子の断面を
観察したところ、表面から粒子の粒径の0.15倍の深
さまでの表面近傍には、ワックスを主体とする相が存在
しないことが確認された。
ッキング試験を行ったところ、○△であった。次に、C
LC−500改造機にて、20,000枚のランニング
テストを行った結果、特に低温低湿環境で連続複写を行
った時に画像濃度が低下し、さらに500枚の時点でク
リーニング不良が発生した。
した以外は実施例1と同様にして重量平均径5.2μ
m,個数分布の変動係数57%のトナーを得た。(個数
分布は5.04μm以下が75%,12.07μm以上
の分布が0.0%) ・実施例1との変更点 単量体処方 スチレン 170 g 2−エチルヘキシルアクリレート 30 g パラフィンワックス 10 g C.I.ピグメントブルー15:3 8 g 分散媒処方 0.1M−Na2PO4水溶液 645 g イオン交換水 498 g 1M−CaCl2水溶液 96.7g
た。(R/r=1.09,L/2πr=1.04)ま
た、実施例1と同様に表面から粒子の粒径の0.15倍
の深さまでのトナー粒子表面近傍には、ワックスを主体
とする相が存在しないことが確認された。
試験を行ったところ、混色温度域は140℃〜175℃
となり、ワックスの効果が発揮された。また実施例1と
同条件でブロッキング試験を行ったところ、5段階評価
で○△であった。
0枚のランニングテストを行った結果、実施例1と同様
に良好な結果が得られたが、実施例1と比べるとやや紙
上にトナーの飛散がみられた。また、特に低温低湿下に
おいて、耐久につれ画像濃度が低下する傾向となった
が、実用上問題ないレベルであった。
表層へしみ出さず、且つドット忠実性やハイライト階調
性に優れた画像を得ることができ、高速複写化・フルカ
ラー化時にも重合トナーの特徴を十分に引き出すことが
できる。
とすることによって、よりドット忠実性やハイライト階
調性に優れた画像を得ることができる。
たものである。
ものである。
的に示した概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 懸濁重合によって直接得られた実質的球
形状のトナー粒子であって、少なくともA及びBの二種
の樹脂成分、及び、極性樹脂を含有しており、該極性樹脂は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量
(Mn)との比Mw/Mnが1.2〜10であり、酸価
が5〜100mgKOH/gであり、 Aを主体とする相とBを主体とする相とに分離した構造
を有し、 該トナーの表面からトナー粒径の0.15倍の深さまで
の表面近傍には、Bを主体とする相が存在しておらず、該トナーの重量平均径が3〜8μmである ことを特徴と
する熱定着性重合法トナー。 - 【請求項2】 前記トナーが、投影面に対し、 少なくとも3点で接する半径rの内接円と半径Rの外
接円との間に、 1.00<R/r<1.20 の関係を満足するトナーであり、且つ、 投影面の周辺長Lと内接円の円周長2πrとの間に、 1.01<L/2πr<2.00 の関係を満足する凹凸がトナー上に形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の熱定着性重合法トナー。 - 【請求項3】 前記トナーのA,B二種の樹脂成分の比
率がA:B=50:50〜95:5の範囲であることを
特徴とする請求項1又は2に記載の熱定着性重合法トナ
ー。 - 【請求項4】 前記トナーの樹脂成分Bが、低融点ワッ
クスであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
に記載の熱定着性重合法トナー。 - 【請求項5】 前記トナーの樹脂成分Bの融点が、30
〜130℃の範囲内であることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の熱定着性重合法トナー。 - 【請求項6】 前記トナーの個数分布の変動係数が50
%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
かに記載の熱定着性重合法トナー。
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1992
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