(57)【要約】【課題】製造及び制御が容易であり、保存性及び耐久性にすぐれる高収率で小さな粒子サイズのトナーの製造方法及び該方法を利用して製造されたトナーを提供する。【解決手段】本発明は、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造する段階と、親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを着色剤分散液に混合してトナー組成物を製造する段階と、トナー組成物を媒質中で乳化重合する段階と、乳化重合されたトナーを分離及び乾燥する段階とを含むトナーの製造方法、該製造方法を利用して製造したトナー、該トナーを利用する画像形成方法、及び該トナーを収容した画像形成装置である。【選択図】図１
2007065675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造する段階と、
親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液に混合してトナー組成物を製造する段階と、
前記トナー組成物を媒質中で乳化重合する段階と、
前記乳化重合されたトナーを分離及び乾燥する段階と、
を含むことを特徴とする、トナーの製造方法。
【請求項２】
前記反応性乳化剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの部分を含み、ビニル基、アクリレート基またはメタクリレート基を有する陰イオン反応性乳化剤のうちから選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項３】
前記反応性乳化剤の重量平均分子量が１００〜１，０００であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項４】
前記反応性乳化剤の含有量は、前記着色剤１００質量部を基準として５〜５０質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項５】
前記反応性乳化剤の含有量は、前記着色剤１００質量部を基準として１０〜２０質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項６】
前記マクロモノマーの重量平均分子量は、５００〜１００，０００であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項７】
前記マクロモノマーは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−メタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ウレタン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレート、六官能性ポリエステルアクリレート、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質エポキシアクリレート、及びポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項８】
前記マクロモノマーの含有量は、前記トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として１〜５０質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項９】
前記重合性単量体は、ビニル系単量体、カルボン酸基を有する極性単量体、不飽和ポリエステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうちから選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１０】
前記重合性単量体は、スチレン系単量体、アクリル酸、メタクリル、（メタ）アクリル酸の誘導体、エチレン性不飽和モノオレフィン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン及び窒素含有ビニル化合物からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１１】
前記重合性単量体は、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、及びＮ−ビニルピロリドンからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１２】
前記重合性単量体の含有量は、前記トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として３〜５０質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１３】
前記着色剤は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの顔料のうちから選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１４】
前記トナー組成物が開始剤によってラジカルを発生し、該ラジカルが前記重合性単量体と反応することを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１５】
前記トナー組成物は、ワックス、連鎖移動剤、帯電制御剤、及び離型剤のうちから選択された一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項１６】
反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記トナー組成物を乳化重合し、前記マクロモノマー及び前記重合性単量体が共重合体を形成して製造されたトナー。
【請求項１７】
前記共重合体は、ビニル系単量体、カルボン酸基を有する極性単量体、不飽和ポリエステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうちから選択された２種以上の単量体を共重合して得られたことを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項１８】
前記共重合体の重量平均分子量は、２，０００〜２００，０００であることを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項１９】
前記トナーの体積平均粒径は、０．５〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項２０】
前記マクロモノマーの重量平均分子量は、１００〜１００，０００であることを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項２１】
前記マクロモノマーは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−メタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ウレタン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレート、六官能性ポリエステルアクリレート、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質アクリレート及びポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項２２】
前記トナー組成物は、ワックス、帯電制御剤、及び離型剤のうちから選択された一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載のトナー。
【請求項２３】
静電潜像の形成された感光体表面にトナーを付着させて可視像を形成し、前記可視像を転写材に転写する工程を含む画像形成方法において、
前記トナーは、請求項１６〜２２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。
【請求項２４】
有機感光体と、前記有機感光体の表面を帯電する手段と、前記有機感光体の表面に静電潜像を形成する手段と、トナーを収容する手段と、前記トナーを供給して有機感光体表面の静電潜像を現像してトナー像を現像する手段と、前記トナー像を前記有機感光体表面から転写材に転写する手段とを備える画像形成装置において、
前記トナーは、請求項１６〜２２のいずれかに記載のトナーであることを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーの製造方法及びこれを利用したトナーに係り、さらに詳細には、反応性乳化剤及びマクロモノマーを利用して乳化重合するトナーの製造方法、これを利用したトナー、前記トナーを利用した画像形成方法、及び前記トナーを収容した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法や静電記録法において、静電画像または静電潜像を可視化する現像剤としては、トナーとキャリア粒子とからなる二成分現像剤と、実質的にトナーだけからなってキャリア粒子を使用しない一成分現像剤とがある。一成分現像剤には、磁性分を含有する磁性一成分現像剤と、磁性分を含有しない非磁性一成分現像剤とがある。非磁性一成分現像剤では、トナーの流動性を高めるために、コロイド性シリカのような流動化剤を独立的に添加することが多い。トナーとしては、一般的に結着樹脂中にカーボンブラックのような着色剤や、それ以外の添加剤を分散させて粒子化した着色粒子が使われている。
【０００３】
トナーの製造方法としては、粉砕法と重合法とがある。粉砕法では、合成樹脂及び着色剤、必要によってそれ以外の添加剤を溶融混合した後で粉砕し、次いで所望の粒径の粒子が得られるように分級してトナーを得ている。重合法では、重合性単量体に、着色剤、重合開始剤、必要によって架橋剤、帯電防止剤のような各種添加剤を均一に溶解ないし分散させた重合性単量体組成物を製造し、次いで分散安定剤を含有する水系分散媒質中に撹拌器を利用して分散し、重合性単量体組成物の微細な液滴粒子を形成させ、次いで昇温させて懸濁重合して所望の粒径を有する着色重合体粒子の重合トナーを得ている。
【０００４】
電子写真装置や静電記録装置のような画像形成装置において、均一に帯電させた感光体上に像露光を行って静電潜像を形成し、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像とし、前記トナー像を転写紙のような転写材上に転写し、次いで未定着のトナー像を加熱、加圧、溶剤蒸気などさまざまな方式により、転写材上に定着させている。定着工程では、ほとんどの場合、定着ローラと加圧ローラとの間にトナー像を転写した転写材を介し、トナーを加熱圧着して転写材上に融着させている。
【０００５】
電子写真複写機のような画像形成装置により形成される画像には、精密さと微細さとの向上が要求されている。従来、画像形成装置に利用されるトナーとしては、粉砕法により得られたトナーが主流であった。粉砕法によれば、粒径分布の広い着色粒子が形成されやすいので、満足すべき現像特性を得るためには、粉砕品を分級し、ある程度狭い粒径分布に調整する必要がある。しかし、電子写真工程や静電記録工程に適したトナー粒子を製造するときに、一般的な混練／粉砕工程は、粒度及び粒度分布の精密制御が困難であり、小粒径トナー製造時に分級によるトナー製造の収率が低下してしまう。また、帯電特性及び定着特性のためのトナー設計の変更／調節が制限されるという問題点がある。従って、最近では、粒径制御が容易であり、分級のような煩雑な製造工程を経る必要のない重合トナーが注目されるようになった。
【０００６】
重合法によってトナーを製造すれば、粉砕や分級を実施せずに、所望の粒径と粒径分布とを有する重合トナーを得ることができる。
【０００７】
例えば、特許文献１は、分子中に着色されたポリマー粒子からなるコア及びコアをカバーするシェルを備え、懸濁重合によって製造される重合トナーを開示している。しかし、かかる方法によっても、トナーの形態を調節し難く、粒子サイズを調節するのは困難なだけではなく、その粒径の分布が広いという問題点があった。
【０００８】
また、例えば、特許文献２は、狭い範囲の多分散性を有する二官能性ポリマーを開示しており、共有結合した自由ラジカル基を、その両端部に有するポリマーを製造する乳化−凝集重合法を開示している。しかし、かかる方法によっても、界面活性剤が逆効果を誘導し、ラテックスのサイズを調節し難いという問題点があった。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，０３３，８２２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２５８，９１１号明細書
【特許文献３】特開平１０−２０５４７号公報
【特許文献４】米国特許第６，１３６，４９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、トナー粒子のサイズを自由に調節し、狭い粒径分布を得ることのできるトナーの製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、製造及び制御が容易であり、保存性及び耐久性にすぐれる高収率で小さな粒子サイズのトナーを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、粒径制御、保存性及び耐久性のような物性にすぐれるトナーを使用し、高画質の低温定着が可能な画像形成方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、粒径制御、保存性及び耐久性のような物性にすぐれるトナーを収容した高画質の低温定着が可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造する段階と、親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液に混合してトナー組成物を製造する段階と、前記トナー組成物を媒質中で乳化重合する段階と、前記乳化重合されたトナーを分離及び乾燥する段階と、を含むトナーの製造方法が提供される。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によれば、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記トナー組成物を乳化重合し、前記マクロモノマー及び前記重合性単量体が共重合体を形成して製造されたトナーが提供される。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第３の観点によれば、静電潜像の形成された感光体表面にトナーを付着させて可視像を形成し、前記可視像を転写材に転写する工程を含む画像形成方法において、前記トナーとして、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記トナー組成物を乳化重合し、前記マクロモノマー及び前記重合性単量体が共重合体を形成して製造されたものを使用する画像形成方法が提供される。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の第４の観点によれば、前記有機感光体の表面を帯電する手段と、前記有機感光体の表面に静電潜像を形成する手段と、トナーを収容する手段と、前記トナーを供給して有機感光体表面の静電潜像を現像してトナー像を現像する手段と、前記トナー像を前記有機感光体表面から転写材に転写する手段とを備える画像形成装置において、前記トナーとして、前記製造方法によって製造されたものを使用する画像形成装置が提供される。
【００１８】
本発明によれば、粒子サイズの製造及び制御が容易であり、保存性及び耐久性にすぐれるトナーを製造でき、親環境的であって製造工程を単純化することができるので、生産コストを節減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、反応性乳化剤の使用により、洗浄工程を単純化でき、汚廃水の発生量を減少させることができるために、環境的な側面でも非常に有利である。また、トナーのサイズ及び形状を調節しやすく、耐オフセット性、摩擦電荷特性、及び保存安定性にすぐれ、高品質の画像を実現できる。さらに、高湿環境下で優秀な性質のトナーを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
本発明は、まず反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、マクロモノマー及び重合性単量体を前記着色剤分散液に混合し、トナー組成物を製造して乳化重合する。
【００２２】
乳化重合工程で反応性乳化剤を使用して着色剤を分散し、単量体及びワックスなどを添加重合して着色剤及びワックス含有ラテックス粒子を製造し、これをトナー製造に使用する。トナー内の残存乳化剤がトナー特性に及ぼす悪影響を最小化できる。
【００２３】
本発明では、着色剤の分散時に一般的な乳化剤を使用せず、反応性乳化剤を使用するために、粒子形成の反応時、前記反応性乳化剤がラテックス樹脂に固定され、トナーに残留する乳化剤の移動がないので、トナー特性を向上させることができる。
【００２４】
乳化重合を利用する製造工程で、一般的な乳化剤を使用しないために、反応後に製造されたトナー粒子の分離濾過工程で、洗浄工程を短縮させることができる。洗浄工程を短縮させることにより、製造工程を単純化して重合トナーの製造コストを削減することができる。また、排出される汚廃水の量を減らすことにより、環境的側面でも有利である。さらに、乳化剤のために発生する低い摩擦電荷、トナー保存安定性、及び画像劣化のような他の問題点を改善できる。
【００２５】
前記反応性乳化剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの部分を含み、ビニル基、アクリレート基またはメタクリレート基を有する陰イオン反応性乳化剤のうちから選択された一つ以上であることが望ましい。
【００２６】
前記反応性乳化剤の重量平均分子量は、１００〜１，０００であることが望ましい。反応性乳化剤の重量平均分子量が１００未満である場合には、乳化剤としての機能が低下するため望ましくなく、１，０００を超える場合には、反応性が低下するために望ましくない。
【００２７】
前記反応性乳化剤の含有量は、着色剤１００質量部を基準として５〜５０質量部、望ましくは、１０〜２０質量部である。前記反応性乳化剤の含有量が５質量部未満である場合には、着色剤及びラテックス分散性が落ちて粒子形成度が低くなるため望ましくなく、５０質量部を超える場合には、乳化剤のモノマーに対する反応性が低くなるため望ましくない。
【００２８】
以下、本発明によるトナーの製造方法を具体的に説明する。まず、反応性乳化剤及び着色剤を超純水に入れて分散器で分散させる。分散器は、超音波分散器、ビードミリング器、またはマイクロフルイダイザーが使われる。分散された着色剤液を適量の水と窒素ガスとでパージされた反応器に入れて撹拌させる。このとき、反応媒質のイオン化度を調節するために、ＮａＣｌのような電解液またはイオン塩などを添加することもできる。反応器内部の温度が適正数値に達した後に、一つ以上の重合性単量体及びマクロモノマーが混合している有機溶媒を半連続的な方法で反応器内に投入する。このとき、ワックス、連鎖移動剤をともに投入してもよい。各物質の投入量と投入時間は、単量体とマクロモノマーとの反応速度に合わせて調節する。投入された単量体が反応性乳化剤に分散された着色剤の中心に広がり、着色剤分散粒子がスウェリングされつつ、着色剤含有単量体の液滴を形成する。適正にスウェリングされた時に、水溶性自由ラジカル開始剤を投入してラジカル反応を開始できる。
【００２９】
本発明は、マクロモノマーを使用して反応中であるか、または反応後の粒子を安定化させることを特徴とする。
【００３０】
本発明によるマクロモノマーは、親水性基及び疏水性基をいずれも有する両親媒性物質であり、一つ以上の反応性官能基を有するポリマー、またはオリゴマーである。マクロモノマーの親水性基は、媒質と反応して単量体の水分散性を向上させ、疏水性基は、トナー粒子の表面に存在して乳化重合反応を促進させることができる。上記マクロモノマーは、トナー組成物に含まれていた重合性単量体と、グラフト化、分枝化、または架橋結合のような多様な形態で結合されて共重合体を形成できる。本発明によるマクロモノマーを使用することにより、トナー粒子の耐久性及び耐オフセット特性を向上させることができる。また、マクロモノマーは、乳化重合時に、安定したミセル（Ｍｉｃｅｌｌｅ）を形成して安定化剤としても作用可能である。
【００３１】
マクロモノマーの重量平均分子量は、１００〜１００，０００、望ましくは、１，０００〜１０，０００である。マクロモノマーの重量平均分子量が１００未満である場合には、完成されたトナーの物性が向上しないか、または安定剤としての役割が良好ではないため望ましくなく、１００，０００を超える場合には、反応転換率が低くなることがあるために望ましくない。
【００３２】
本発明によるマクロモノマーは、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−メタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ウレタン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレート、六官能性ポリエステルアクリレート、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質エポキシアクリレート、ポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つ以上であることが望ましいが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明に使われるマクロモノマーの含有量は、トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として１〜５０質量部であることが望ましい。トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として１質量部未満である場合には、粒子の分散安定性が低下するために望ましくなく、５０質量部を超える場合には、トナーの物性が良好ではないために望ましくない。
【００３４】
本発明に使われる重合性単量体は、一つ以上の不飽和基を有する物質であって、ビニル系単量体、カルボン酸基を有する極性単量体、不飽和ポリエステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうちから選択されうる。
【００３５】
重合性単量体は、以下に限定されるものではないが、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体や；アクリル酸、メタクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド等の（メタ）アクリル酸の誘導体や；エチレン、プロピレン、ブチレン等のエチレン性不飽和モノオレフィンや；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニルや；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステルや；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテルや；ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトンや；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン等の窒素含有ビニル化合物のうちから選択された一つ以上であることが望ましい。
【００３６】
使われる重合性単量体の含有量は、トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として３〜５０質量部である。トナー組成物の総含有量１００質量部を基準として３質量部未満である場合には、収率が低下するため望ましくなく、５０質量部を超える場合には、安定性が低下するため望ましくない。
【００３７】
使われる媒質は水溶液であるか、または水と有機溶剤との混合物でありうる。
【００３８】
両親媒性マクロモノマーは、共単量体としてだけではなく、安定化剤としても作用可能である。初期のラジカルと単量体との反応は、オリゴマーラジカルを生成してインシチュ安定化効果を示す。熱分解された開始剤は、ラジカルを生成し、水溶液上で単量体単位と反応してオリゴマーラジカルを形成し、疏水性が増大する。かかるオリゴマーラジカルの疏水性特性は、ミセル内部への拡散を促進して重合性単量体との重合反応を促進させ、これと共にマクロモノマーとの共重合反応が進行されうる。
【００３９】
両親媒性マクロモノマーの親水性特性によって共重合反応は、トナー粒子の表面近く（ｖｉｃｉｎｉｔｙ）でさらに容易に起こりうる。粒子表面に位置するマクロモノマーの親水性部分は、立体的安定化によりトナー粒子の安定性を高め、投入されるマクロモノマーの含有量や分子量によって粒子のサイズを調節できる。また、粒子表面で反応する官能基は、トナーの摩擦電気的特性を向上させることができる。
【００４０】
トナー組成物は、ラジカル開始剤によってラジカルを発生させ、ラジカルが前記重合性単量体と反応することが望ましい。ラジカルは、重合性単量体及び前記マクロモノマーの反応性官能基と反応し、共重合体を形成できる。
【００４１】
ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムのような過硫酸塩や；４，４−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−プロピオン酸メチル）、２，２−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２−アゾビス−２−メチル−Ｎ−１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチルプロピオンアミド、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（１−シクロヘキサンカルボニトリル）のようなアゾ化合物や；メチルエチルペルオキシド、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過酸化アセチル、過酸化ジクミル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、過酸化ｔ−ブチル−２−エチルヘキサノエート、ジ−イソプロピルペルオキシジカルボネート、ジ−ｔ−ブチルペルオキシイソフタレートのようなペルオキシドを例示できる。また、それらの重合開始剤と還元剤とを組み合わせた酸化−還元開始剤を挙げることができる。
【００４２】
本発明による現像剤は着色剤を含むことができ、このような着色剤として、白黒トナーの場合には、カーボンブラックまたはアニリンブラックを使用でき、本発明による非磁性トナーは、カラートナーを製造しやすい。また、カラートナーの場合には、着色剤のうち、黒色はカーボンブラックを利用し、カラーはイエロー、マゼンタ及びシアンの着色剤をさらに含む。
【００４３】
前記イエロー着色剤としては、例えば、縮合窒素化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、またはアリールイミド化合物などが使われる。具体的には、Ｃ．Ｉ．顔料イエロー１２、１３、１４、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、１０９、１１０、１１１，１２８、１２９、１４７、１６８、１８０などが使われうる。
【００４４】
前記マゼンタ着色剤としては、例えば、縮合窒素化合物、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、ベンゾイミダゾール化合物、チオインジゴ化合物、またはペリレン化合物などが使われる。具体的には、Ｃ．Ｉ．顔料レッド２、３、５、６、７、２３、４８：２，４８：３、４８：４、５７：１、８１：１，１２２、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２，２０６、２２０、２２１、または２５４などが使われうる。
【００４５】
前記シアン着色剤としては、例えば、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、または塩基染料レーキ化合物などが使われる。具体的には、Ｃ．Ｉ．顔料ブルー１、７、１５、１５：１，１５：２、１５：３、１５：４、６０、６２、または６６などが使われうる。
【００４６】
かかる着色剤は、単独または二種以上の混合物に混合して使われ、色相、彩度、明度、耐候性、トナー中の分散性などを考慮して選択される。
【００４７】
着色剤の含有量は、重合性単量体１００質量部を基準として０．１〜２０質量部であることが望ましい。前記着色剤の含有量は、トナーを着色するのに十分な量ならばよく、重合性単量体１００質量部を基準として０．１質量部未満である場合には、着色効果が十分ではないために望ましくなく、２０質量部を超える場合には、トナーの製造コストが上昇するとともに、十分な摩擦帯電量を得られないので望ましくない。
【００４８】
本発明によるトナー組成物は、離型剤、帯電制御剤、及びワックスのうちから選択された一つ以上をさらに含むことができる。
【００４９】
離型剤は、感光体を保護して現像特性の劣化を防止し、高品質の画像を得るために適切に使われうる。本発明の一具体例による離型剤は、高純度固体脂肪酸エステル系物質を使用できる。具体的には、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレンのような低分子量ポリオレフィンや；パラフィンワックスや；多官能エステル化合物などを挙げることができる。本発明で利用する離型剤としては、三官能以上のアルコールとカルボン酸とからなる多官能エステル化合物が望ましい。
【００５０】
帯電制御剤は、亜鉛またはアルミニウムのような金属含有サリチル酸化合物、ビスジフェニルグリコール酸のホウ素錯体、シリケートからなる群から選択されることが望ましい。さらに具体的には、ジアルキルサリチル酸亜鉛、ボロビス（１，１−ジフェニル−１−オキソ−アセチルカリウム塩）などが使われうる。
【００５１】
ワックスは、最終トナー組成物の目的遂行特性を提供する任意の適したワックスを選択できる。使われうるワックスの形態の例は、以下に限定されるものではないが、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、シリコンワックス、パラフィン系ワックス、エステル系ワックス、カルナウバワックス及びメタロセンワックスを含む。望ましくは、ワックスは、融点が約５０〜約１５０℃である。ワックス成分は、トナー粒子と物理的に密着されるが、トナー粒子と共有結合するものではない。最終画像受容体上に低定着温度で定着され、優秀な最終画像耐久性及び耐摩耗特性を表すトナーを提供する。
【００５２】
重合反応時間は、３〜１２時間ほどであり、温度及び実験条件によって調節でき、反応が終わった粒子は、濾過過程を経た後で分離及び乾燥する。このとき、粒子のサイズを調節するために、凝集過程を経ることができる。乾燥されたトナーは、外添処理を行い、最終のレーザプリンタ用に製造されうる。本発明によって製造されたトナーの体積平均粒径は、０．５〜２０μｍ、望ましくは、５〜１０μｍである。
【００５３】
本発明は、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し、一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記組成物を乳化重合し、前記反応性乳化剤及び前記重合性単量体が共重合体を形成するトナーを提供する。
【００５４】
開始剤によって発生したラジカルが前記重合性単量体と反応し、ラジカルが重合性単量体及び前記マクロモノマーの反応性官能基と反応して共重合体を形成できる。共重合体は、ビニル系単量体、カルボン酸基を有する極性単量体、不飽和ポリエステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうちから選択された二種以上の単量体を共重合して得ることができ、共重合体の重量平均分子量は、２，０００〜２００，０００であることが望ましい。
【００５５】
マクロモノマーの重量平均分子量は、１００〜１００，０００、望ましくは、１，０００〜１０，０００である。マクロモノマーは、以下に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−メタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ウレタン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレート、六官能性ポリエステルアクリレート、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質アクリレート、ポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つでありうる。
【００５６】
製造されたトナー粒子の体積平均粒径は、０．５〜２０μｍ、望ましくは、５〜１０μｍである。
【００５７】
トナーは、離型剤、ワックス、及び帯電制御剤のうちから選択されたいずれか一つ以上をさらに含むことができ、これについての詳細な内容は、前述の通りである。
【００５８】
また、本発明は、静電潜像の形成された感光体表面にトナーを付着させて可視像を形成し、前記可視像を転写材に転写する工程を含む画像形成方法において、前記のトナーは、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し、一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記組成物を乳化重合してマクロモノマー及び重合性単量体が共重合体を形成する画像形成方法を提供する。
【００５９】
代表的な電子写真画像形成工程は、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニング及び除電段階を含み、受容体上に画像を形成する一連の段階を含む。
【００６０】
帯電段階で、感光体は、一般的にコロナまたは帯電ローラにより、負または正のうち一つである、所望の極性の電荷で覆われる。露光段階で、光学システム、一般的にレーザスキャナまたはダイオード配列は、最終画像受容体上に形成される目的画像に対応する画像方式（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ  ｍａｎｎｅｒ）で感光体の帯電表面を選択的に放電させて潜像を形成する。「光」と言及できる電磁気照射は、例えば、赤外線照射、可視光線、及び紫外線照射を含むことができる。
【００６１】
現像段階で、適した極性のトナー粒子は、一般的に感光体上の潜像と接触するが、トナー極性に同じポテンシャル極性を有する、一般的に電気的に偏向された現像機を使用する。トナー粒子は、感光体に移動し、静電気力により潜像に選択的に付着され、感光体上にトーン画像を形成する。
【００６２】
転写段階で、トーン画像は、感光体から目的とする最終画像受容体に転写されるが、時折、中間体転写要素がトーン画像の後続の転写と共に、感光体から最終画像受容体へのトーン画像の転写に影響を与えるために利用される。
【００６３】
定着段階で、最終画像受容体上のトーン画像は、加熱されてトナー粒子が軟化または溶融されることにより、トーン画像を最終受容体に定着する。もう一つの定着方法は、熱を加えるか、または加えない高圧下で、最終受容体にトナーを固定させることを含む。クリーニング段階では、感光体上に残っている残留トナーが除去される。最後に、除電段階では、感光体電荷が特定波長バンドの光に露光され、実質的に均一に低い値に減少することにより、本来潜像の残留物が除去され、次の画像形成サイクルのために、感光体が準備される。
【００６４】
また、本発明は、有機感光体、有機感光体の表面を帯電する手段、有機感光体の表面に静電潜像を形成する手段、トナーを収容する手段、前記トナーを供給して有機感光体表面の静電潜像を現像してトナー像を現像する手段、及び前記トナー像を感光体表面から転写材に転写する手段を備える画像形成装置において、前記のトナーは、反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基及び疏水性基を有し、一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を製造した後、前記組成物を乳化重合してマクロモノマー及び重合性単量体が共重合体を形成して製造された画像形成装置を提供する。
【００６５】
図１は、本発明の製造方法によって製造されたトナーを収容した非接触現像方式の画像形成装置の一具体例を図示したものであり、下記に作動原理を説明する。
【００６６】
非磁性一成分現像剤は、ポリウレタンフォーム、スポンジのような弾性部材により構成された供給ローラ６により、現像剤８を現像ローラ５上に供給する。前記現像ローラ５上に供給された現像剤８は、現像ローラ５の回転により、現像剤規制ブレード７と現像ローラ５との接触部に達する。前記現像剤規制ブレード７は、金属、ゴムのような弾性部材から構成されている。現像剤規制ブレード７と現像ローラ５との接触部間を現像剤が通過するとき、現像剤８の層が一定の層に規制されて薄層が形成され、現像剤を十分に帯電させる。薄層化された現像剤８は、現像ローラ５によって潜像担持体である感光体１の静電潜像に現像剤８が現像される現像領域に移送される。
【００６７】
現像ローラ５は、感光体１と一定の間隔をおいて接触せず、互いに対向して位置している。現像ローラ５は、例えば反時計回り方向に回転し、感光体１は、時計回り方向に回転する。現像領域に移送された現像剤８は、現像ローラ５に印加されたＤＣ重畳されたＡＣ電圧と感光体１の潜像電位との電位差により発生した電気力により、感光体１の静電潜像として現像される。
【００６８】
感光体１に現像された現像剤８は、感光体１の回転方向によって転写手段９の位置に達する。感光体１に現像された現像剤は、コロナ放電またはローラ形態で現像剤８に対する逆極性高電圧が印加された転写手段９により、印刷用紙１３が通過しつつ、印刷用紙に現像剤が転写されて画像が形成される。
【００６９】
印刷用紙に転写された画像は、高温、高圧の定着器（図示せず）を通過しつつ、印刷用紙に現像剤が融着されて画像が定着される。一方、現像ローラ５上の未現像の残留現像剤は、前記現像ローラ５と接触されている供給ローラ６により回収される。前記の過程が反復される。
【実施例】
【００７０】
本発明を、下記の実施例によってさらに詳細に説明する。
【００７１】
（実施例１）
シアン顔料であるＰＢ１５：３  １６ｇ及び反応性乳化剤であるＨＳ−１０（第一工業製薬（株）から購入可能）４ｇを超高純度窒素で脱酸素化させた超純水１００ｇに混合させた後、分散撹拌器で約１時間５，０００ｒｐｍ（Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ）で回転させて着色剤分散液を製造した。超純水５００ｇにＮａＣｌ  １ｇとポリエチレングリコールメタクリレート（ＰＥＧ−ＭＡ）５ｇとを溶かして混合した水溶液を作り、反応槽に入れた。得られた顔料液５０ｇを超純水６００ｇに希釈させた後、１リットル反応器に入れて均質化した。均質化時間は２分であり、回転数は７，０００ｐｍであった。均質後に顔料液を３００ｒｐｍで撹拌させ、８０℃まで加熱した。反応器の内部温度が８０℃に達した後に、過硫酸カリウム１ｇ、アゾアミド０．５ｇの開始剤を投入し、窒素ガスで反応器内部をパージした。すぐにスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、及びＰＥＧ−ＭＡの単量体混合物（７：１．５：０．５：１の比率、１００ｇ）、連鎖移動剤である１−ドデカンチオール２．５ｇ、及び離型剤であるエステルワックス１０ｇから構成された単量体混合液を滴下漏斗に入れ、ゆっくり約１時間にかけて投入した。このとき、反応時間は３時間であり、３時間後にＮａＣｌ  ２ｇを超純水２０ｇに溶かして反応槽に滴下した。さらに、前述の比率の単量体混合物１１０ｇを１時間にかけて投入した。このとき、総反応時間は６時間であり、反応が終了した後に、撹拌しつつ自然冷却した。このとき、得られた粒子の体積平均粒径は、５．８μｍであった。
【００７２】
（実施例２）
実施例１で反応時間２時間が経過した後に、あらかじめ準備したスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、ドデカンチオールをそれぞれ１５ｇ、３ｇ、０．５ｇ、０．５ｇずつ混合したシェル層用モノマーを投入した。このとき、反応時間は６時間であり、温度は８０℃を維持した。６時間後に反応槽の加熱を止めて自然冷却させた。製造された粒子の体積平均粒径は、６．９μｍであり、数平均サイズは、６．９μｍであった。
【００７３】
（実施例３）
ＨＳ−１０の代わりに、ＰＺ−１４１（Ｒｈｏｄｉａ）６ｇを使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。エステルワックスの代わりに、ポリエチレンワックス８ｇを使用した。製造された粒子の体積平均粒径は、６．３μｍであり、数平均サイズは、６．１μｍであった。
【００７４】
（実施例４）
ポリエチレングリコール−メタクリレート（ＰＥＧ−ＭＡ）の代わりに、ポリエチレングリコール−エチルエーテルメタクリレート（ＰＥＧ−ＥＥＭＡ）を使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。エステルワックス１０ｇの代わりに、ポリエチレンワックス１１ｇを使用した。製造された粒子の体積平均粒径は、６．８μｍであり、数平均サイズは、６．５μｍであった。
【００７５】
（実施例５）
ポリエチレングリコール−メタクリレート（ＰＥＧ−ＭＡ）の代わりに、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレートを使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）−ヒドロキシエチルメタクリレートを水溶液に溶解するときに、まずエタノール１０ｇに溶解させた後、水に溶解させた。製造された粒子の体積平均粒径は、６．８μｍであった。
【００７６】
（実施例６）
メタクリル酸の代わりに、アクリル酸を使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。製造されたワックス及び顔料含有ラテックス粒子の体積平均粒径は、６．８μｍであり、数平均サイズは６．５μｍであった。
【００７７】
（実施例７）
顔料としてＰＢ１５：３の代わりに、ＰＹ１８０を使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。製造されたワックス及び顔料含有トナー粒子の体積平均粒径は、７．１μｍであり、数平均サイズは６．９μｍであった。
【００７８】
（実施例８）
顔料としてＰＢ１５：３の代わりに、ＰＲ１２２を使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。製造されたワックス及び顔料含有ラテックス粒子の体積平均粒径は、７．３μｍであり、数平均サイズは、７．１μｍであった。
【００７９】
（実施例９）
顔料としてＰＢ１５：３の代わりに、カーボンブラック（Ｎｉｐｅｘ  ７０）を使用したことを除いては、実施例１と同様に実施した。製造されたワックス及び顔料含有ラテックス粒子の体積平均粒径は、６．７μｍであり、数平均サイズは、６．５μｍであった。
【００８０】
（比較例１−既存のエマルジョン／アグレゲーション方式）
（ラテックス製造）
酸素を除去した超純水４００ｇに陰イオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）０．５ｇを混合した。水溶液を反応槽に入れて温度を８０℃まで加熱した。温度が８０℃に達したとき、過硫酸カリウム０．２ｇを超純水３０ｇに溶解させた開始剤溶液を入れた。１０分後に、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸（それぞれ８１ｇ、２２ｇ、２．５ｇ）１０５．５ｇを約３０分にかけて滴下した。４時間の反応後に、加熱を中断して自然冷却させた。このように作られたシード溶液から３０ｇを超純水３５１ｇに混合した後、８０℃に加熱した。エステルワックス１７ｇを単量体スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸それぞれ１８ｇ、７ｇ、１．３ｇ、及びドデカンチオール（ｄｏｄｅｃａｎｅチオール）０．４ｇと共に加熱溶解させた。このように準備されたワックス／単量体の混合単量体をＳＤＳ  １ｇが溶解された超純水２２０ｇに入れて超音波分散器で約１０分間均質化させた。均質化された乳化溶液を反応槽に投入し、約１５分後に開始剤５ｇと超純水４０ｇとを溶解して投入した。このとき、反応温度は８２℃を維持し、２時間半ほど反応を進めた。２時間半の反応時間が過ぎた後に、再び開始剤１．５ｇに超純水６０ｇを入れ、シェル層形成のための単量体を投入した。このとき、投入する単量体の組成は、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸それぞれ５６ｇ、２０ｇ、４．５ｇにドデカンチオール３ｇであった。単量体は、約８０分間滴下する方法で投入した。２時間の反応後に反応を終了させて自然冷却させた。
【００８１】
（トナー凝集／溶融工程）
このように準備されたラテックス粒子３１８ｇを、０．５ｇのＳＤＳ乳化剤が溶解されている超純水に混合した。ＳＤＳ乳化剤に分散した顔料粒子（シアン１５：３、４０固形体％）水溶液１８．２ｇを混合した。回転数２５０ｒｐｍで撹拌しつつ、ラテックス顔料分散水溶液のｐＨを１０％ＮａＯＨ緩衝溶液を利用し、ｐＨ１０に調整した。凝集剤ＭｇＣｌ２  １０ｇに超純水３０ｇを溶解した後、約１０分間にかけてラテックス顔料水溶液に滴下した。温度を１℃／分の上昇率で９５℃まで上昇させた。約３時間の加熱を行って反応を終えて自然冷却させた。このとき、得られた粒子のサイズは、体積平均粒径が約６．５μｍを示した。
【００８２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のトナーの製造方法及び該方法を利用して製造されたトナーは、例えば、電子写真並びに電子記録関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明によって製造されたトナーを収容した画像形成装置の一具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１      感光剤
５      現像ローラ
６      供給ローラ
７      規制ブレード
８      現像剤
９      転写手段
１３      印刷用紙
【図１】
2007065675.tif 000003