JP2004037651A - Electrophotographic toner and evaluation method - Google Patents

Electrophotographic toner and evaluation method Download PDF

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Motoharu Tanaka
田中 元治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for evaluating the fluidity of electrophotographic toner with high accuracy regardless of skill of a person who measures. <P>SOLUTION: The fluidity of toner comprising at least a resin and pigment is evaluated in such a manner that a rotary vane is caused to enter a toner powder phase in a vessel while rotated, and then torque or load generated when the rotary vane moves in the powder phase is measured. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用トナー、その評価、およびそれを用いた現像法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真用トナーの評価法として特開平01−203941号報がある。
これは、磁場が印加されたロートの狭部を通過して落下するのに要する時間を測定することにより、現像機内の現像剤の流動性を正確に評価する方法である。また、特開平04−116449号公報には、傾斜可能な板の上にトナーを載せ、板を徐々に傾けていき、流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定するというものである。さらに、特開2000−292967がある。これは篩い何段かに重ねて、その上にトナーを投入して、篩部分に水平方向と垂直方向の振動を与え、一定時間後の各篩部に残ったトナー量に予め設定された係数を乗算して算出する方法である。しかし、これらの方式は、データのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することは出来なかった。
【0003】
複写機やプリンタなどの画質は、高画質化が進んでおり、最近では細かいドットの再現性が非常に重要になって来ている。このドットの再現性は、トナーや現像剤帯電量などの他に流動性に非常に影響され、細かい潜像部に均一なトナー層または現像剤層を安定して供給することが必要になって来ている。
また、高画質化が進むにつれて、それに用いられるトナーにおいては、小粒化、高機能化が進んでいる。そのため、トナーの構造が複雑になってきており、従来より細かい作製時の制御が必要となってきている。特に、トナーの流動性はドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
また、トナーの作製法が粉砕方式から重合法等の他の方式に変化したとき、製造条件に対しての流動特性の変化が大きく、粉砕方式の場合に比較して、細かい作製時のコントロールおよび評価が必要となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、こうした実情の下に、電子写真用トナーの流動性について定量的に、精度良く、個人差がなく評価できる評価方法を提供することを目的とし、また、その評価方法により評価されたドット再現性のよい電子写真用トナー、それを含む現像剤、現像方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、トナーの流動性をトナー粉体相に回転翼を回転させながら侵入させ、あるいはトナー相から抜き出す際の回転翼の移動時に発生するトルクまたは加重を測定することが有効であることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は、
(1)少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの流動性を、容器内のトナー粉体相中に回転翼を回転させながら侵入させ、回転翼が粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより評価することを特徴とする電子写真用トナー評価方法。
(2)回転翼を回転させながら粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながら粉体相から抜くときのトルクまたは荷重を測定することにより評価することを特徴とする前記(1)記載の電子写真用トナー評価方法。
(3)回転翼として、容器内のトナー粉体相表面と回転翼とのなす小さい方の角度が0〜89°であることを特徴とする前記(1)または(2)記載の電子写真用トナー評価方法。
(4)回転翼の回転数が10〜150rpmであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。
(5)回転翼の侵入速度が20〜200mm/minであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。
(6)トナー粉体相の空間率が0.5〜0.7であるようにして測定することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。
(7)添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、前記(1)〜(6)のいずれかに記載の評価方法に従って測定された回転しながら回転翼侵入時のトルクの値が0.1〜80mNmであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。
(8)添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、前記(1)〜(6)のいずれかに記載の評価方法に従って測定された回転しながら回転翼侵入時の荷重の値が0.01〜3Nであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。
(9)添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、前記(1)〜(6)のいずれかに記載の評価方法に従って測定された回転翼を回転しながらトナー粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながらトナー粉体相から抜くときのトルクの値が0.1〜23mNmであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。
(10)添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、前記(1)〜(6)に記載の評価方法に従って測定された回転翼を回転しながらトナー粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながらトナー粉体相から抜くときの荷重の値が0.01〜0.6Nであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。
(11)少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの中に電荷制御剤および/または離型剤を含んでいることを特徴とする前記(7)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(12)トナーは平均粒径が4〜10μmであることを特徴とする前記(7)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(13)トナーが粉砕方式以外の方式で作製したことを特徴とする前記(7)〜(10)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(14)前記(7)〜(13)のいずれかに記載の電子写真用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする1成分現像方法。
(15)ドクターローラを用いることを特徴とする前記(14)に記載の1成分現像方法。
(16)前記(7)〜(13)のいずれかに記載の電子写真用トナーと粒径20〜100μmのキャリアを用いて現像することを特徴とする2成分現像方法。
(17)製造ライン中において、前記(1)の評価法を用いて、トナーを製造することを特徴とする電子写真用トナー製造方法。
(18)トナー粉体を入れる容器と、容器内に侵入または容器内から抜きでる回転翼を備えたトルクメータおよび/または容器下部に設けたロードセルとからなるトナーの流動性を評価することを特徴とする電子写真用トナー評価装置、に関する。
【0006】
本発明の評価方法は、短時間でトナー相をそのまま測定できるので、製造ラインの中にも導入でき、高画質のトナーを安定して生産できる。
本評価法は、粉体相中に回転翼を回転させながら、侵入(下降)させたり、引抜(アップ)いたりさせ、そのときに回転翼やトナー粉体相が入っている容器にかかるトルクや荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により流動性を評価するものである。回転翼の形状はどんなものでも良いが、翼がトナー表面層に対して垂直に立っていないようにする必要がある。本方式は、侵入させる場合のトルクや荷重と引抜く場合のトルクや荷重の違いから流動性を評価するため、侵入させる場合と引抜く場合のトルクや荷重の値が余り変わらない回転翼の形状は適していない。そのため、回転翼がトナー表面層に対して垂直に立っているような形状は適していない。
【0007】
トナー粉体のトルクおよび荷重は、回転翼の回転数や回転翼の侵入速度により変化する。本測定では、測定のバラツキを小さくするため、トナー粉体相の状態を均一化するようにし、回転翼の回転数や侵入速度を上げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下のようになった。
・回転翼の回転数:10〜150rpm
・回転翼の侵入速度:20〜200mm/min
回転翼の回転数が10rpmより小さい場合はトナー粉体相の均一化が難しく、150rpmより大きい場合はトナーの飛び散り等が生じるので適していない。回転翼の侵入速度が20mm/minより遅い場合はトナー相の均一化が難しく、200mm/minより速い場合はトナー粉体相のケーキング現象が生じやすくなる。
【0008】
本発明のトナー評価装置の一例を図1に示す。回転翼をシャフトの先端に取付け、そのシャフト自体を昇降機により上下できるようにする。ステージの中央部にトナーを入れた容器を置くようにし、容器の中央に回転翼が下りてくるようにする。回転翼にかかるトルクは上部にあるトルクメータにより検出し、トナーの入った容器にかかる荷重は容器の下にあるロードセルで検出する。回転翼の移動量は位置検出器で行なう。この構成は一例であり、ステー
ジを上下させたりするなど他の構成でも良い。
【0009】
回転翼の形は、前述したように垂直に立った形以外であればどんな形でも良い。(図2参照。)試料に応じて変えても良い。しかし、回転翼を交換したためにトルクや荷重の値が再現しなくなることが考えられるため、回転翼は形が単純で同じものが何度でも造れる形の方が良い。容器は材質は問わないが、粉体の測定中の様子を観察するためには、ガラスなどの透光性の材質が適している。また、粉体を入れ替えながら測定するため、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものが良い。容器のサイズは重要であり、回転翼が回転するときに容器の壁の影響がでないように回転翼の長さに対して大き目の(直径)サイズを選択する必要がある。
【0010】
トルクメータは高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセルは荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に0.1mm以下の仕様が適している。
測定は、容器にトナーを一定量投入し、本装置にセットする。その後、回転翼を回転させながらトナー粉体相の中に侵入させる。実際の測定に入る前に、回転翼を上下させてトナー粉体相の中を均一な状態にする操作を行なっても良い。しなくても良い。トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行なう。回転翼の回転方向は任意であるが、回転翼を侵入させる場合にはトナー粉体相を押さえつける方向の回転方向で行ない、引抜くときはそれとは逆方向の回転方向で行なうのが良い。回転翼の侵入距離は、浅いとデータの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く回転翼を侵入させた方が良い。我々の実験結果では30mm以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。測定モードは、回転方向を含めてどのような条件でも可能であるが、例として以下のように測定モードがある。
【0011】
▲1▼回転翼を圧密方向に回転させ侵入(ダウン)させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
▲2▼回転翼がトナー表面層から40mm侵入(ダウン)したところで、侵入動作を止め、回転翼の回転を止める。
▲3▼すぐ回転翼の回転方向を逆方向に変え、回転翼を引抜く(アップ)動作を開始し、そのときのトルク、荷重を測定する。
▲4▼回転翼の先端がトナー相表面から抜け、完全にフリーになった時点(最初のホームポジション)で回転翼の引抜き動作を停止し、回転も止める。
以上の▲1▼〜▲4▼の操作を繰返して、連続的に行なっても良い。
【0012】
また、別の測定法としては、トナー粉体相を押さえつける回転方向で回転させながら回転翼を侵入させたときの荷重が予め設定した値に到達したとき、侵入動作と回転動作を止め、そのときの侵入距離を測定し、回転翼を最初の位置(ホームポジション)迄アップさせる。この測定は1回でも良いが、この動作を繰返して行ない、繰返し回数に対する侵入距離の変化を調べることも有効である。
【0013】
また、別な測定法としては、回転翼を用いて押さえつけたり、他の方法で押さえつけたりしたトナー粉体相に、回転翼を押さえつける方向とは逆の回転方向(せん断方向)で回転翼を侵入させ、そのときのトルクや荷重を測定する方法がある。
本測定ではトナー粉体相の空間率が重要になり、我々の実験結果では空間率は0.5以上のとき安定して測定が可能であった。0.5未満では微妙な条件の違いがトルク、荷重に影響を及ぼし、安定した測定が困難であった。トナー粉体相の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、0.5〜0.7であった。0.7より大きい場合にはトナーが飛散し、測定には適していない。ここでトナーの空間率とは、トナー粉体内に入っている空気の割合を示すものである。
しかし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
【0014】
本評価法に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒4〜10μmであることが必要である。本トナーの重量平均粒径は4〜10μmであり、さらに好ましくは5〜7μmである。重量平均粒径4μm未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすく、人体への影響も懸念される。また重量平均粒径が10μmを超える場合では100μm以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
【0015】
本トナーを用いる現像剤は、高画質画像を実現するために、キャリアの平均粒径が20〜100μmであることが必要である。キャリアの平均粒径が20〜100μmの範囲にあると、現像機内部のトナー濃度が2〜10重量%の範囲内において、トナーの帯電量をより均一にすることができる。20μmより小さくさるとキャリア粒子の感光体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなりトナーの均一な帯電量が得られにくくなる。逆に、キャリアの平均粒径が100μmを超える場合では、細かい画像再現性が悪くなり、高画質は得られない。
【0016】
トナーおよび現像剤の詳細を以下に示す。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【0017】
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体:スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体:ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
【0018】
ポリエステル樹脂としては以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。
【0019】
B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
【0020】
C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。
【0021】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【0022】
本発明で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【0023】
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
【0024】
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
【0025】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
【0026】
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。
【0027】
これらは1種または2種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【0028】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合(内添)している。しかし、トナー粒子と混合(外添)して用いても良い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【0029】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は65〜90℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【0030】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合、分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等があるが、これらの作製法に限るものではない。
粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、連続式の1軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。この混合工程後のトナー粒子の流動性を本評価法を用いて評価する。この場合、抜き取り検査で、試料をガラスの試料容器に入れ、その試料容器を直接図1に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。回転翼の回転数は10〜150rpmとし、回転翼の侵入速度は20〜200mm/minとした。測定は、回転翼を侵入させる場合にトナー粉体相を押さえつける方向の回転数で行ない、30mm以上の侵入距離を経た後は侵入を止め、回転数を逆回転に変え、回転翼をアップ させ(引抜き)、元の初期位置に戻す。この回転翼のトナー粉体相への侵入時と引抜き時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【0031】
本評価法でトナー流動性を評価した場合には、測定値(トルク、荷重)とトナー流動性が以下のような関係になる。
トルクが小さい場合、流動性は良い。
トルクが大きい場合、流動性は悪い。
荷重が小さい場合、流動性は良い。
荷重が大きい場合、流動性は悪い。
【0032】
回転翼を用いた本評価法の特徴は、以下のようになり、迅速に、簡単に測定できるため、個人差の無い、精度の高い測定が出来ることにある。
▲1▼非破壊検査である。
▲2▼試料をそそまま測定できる。
▲3▼短時間で測定できる。
▲4▼誰にでも簡単に測定できる。
【0033】
そのため、製造ラインでの計測も可能であり、製造工程の中での各工程間に設置して、工程途中での品質評価ができる。例えば、混合工程を経た後、次工程へ粉体試料を搬送する途中に、試料抜取り・測定ゾーンを設けておき、あるタイミングでシャッターを開閉して、一定量の試料を測定部へ搬送する。その測定部の先端部はガラス等でできた容器になっており、そのまま本評価方法にて測定する。または、その容器を近くの別の場所にある本評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価方法にて測定する。測定し終わったトナーは、元の試料の中に戻す。評価の結果、その数値が予め定めた設定範囲を外れていた場合、試料を充填工程へは回さず、トナーの再処理工程へ回す。これらの仕組みは、混合工程前の工程である粉砕・分級工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。
【0034】
また、これらの機能をもったトナー評価装置を単独に開発段階の評価装置として使うことも可能である。
トナーの場合、前述の通り本評価法でのトルク、荷重の測定値は流動性を示しており、定量的な評価が可能となる。今までの従来の評価法では、トナー間の違いは評価出来るが、トナーの種類が違うと評価できないという問題があった。しかし、本評価法で測定した値は、粉体特性としてのトルク値、荷重値であり、トナーの種類が変わっても粒径が変わっても同じ土俵で評価出来る値であり、非常に汎用的な評価値になる。
【0035】
トナー粉体相中での回転翼の移動時のトルク、荷重特性は、粉体の流動性と密接な関係があり、粉体の流動性が良い場合には1個1個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その相内で回転翼を動かしてもトルクは小さく、荷重変化も小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、1個1個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体相内で回転翼を移動した場合には回転翼にかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力(重)も大きくなる。
【0036】
そのため、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価出来る。
流動性が良い場合→粉体相内を移動したときのトルク、荷重が小さい。
流動性が悪い場合→粉体相内を移動したときのトルク、荷重が大きい。
トナーの流動性は、トナー作製工程の中の混合工程によりほとんど決まる。つまり、無機粒子などからなる添加剤をトナー粒子表面に付着もしくは固着させる状態によって、トナー粒子の流動性は大きく変化する。
【0037】
トナーの混合状態は、混合工程での混合条件(仕込み量、回転数、混合時間等)によって変化する。そのため、流動性には混合条件が重要な役割を果たし、混合工程後の流動性の評価が重要となる。
プリンタや複写機において、高画質化を実現するためには、非常に微小なドット再現性を高める必要がある。それを実現するためには、非常に微小な潜像に対して忠実なトナー現像が必要となる。この忠実な現像を可能にするためには、現像域に均一なトナーブラシを供給する必要がある。そのためには、トナー帯電量が最適な条件であることが必要であるが、トナーの動き易さ、搬送のし易さが非常に重要となる。つまり、微小なドット再現性を上げるためには、トナーの流動性を上げることが必要になる。
【0038】
そこで、トナーの流動性を回転翼を用いた本方式により評価し、ドット再現性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、トルクや荷重が小さいときドット再現性は良くなった。
その結果から、ドット再現性が良いトナーは、以下のようなトルク、荷重特性を示すことが分かった。
▲1▼回転翼侵入時(ダウン時)のトルクの値が0.1〜80mNmである。
▲2▼回転翼侵入時(ダウン時)の荷重の値が0.01〜3Nである。
▲3▼回転翼引抜時(アップ時)のトルクの値が0.1〜23mNmである。
▲4▼回転翼引抜時(アップ時)の荷重の値が0.01〜0.6Nである。
【0039】
なお、評価モードに関しては、他の方法を用いても問題ない。また、評価項目もトルクや荷重以外で、ある荷重になるまでの侵入距離、あるトルクになるまでの侵入距離等であっても良いし、測定中の全トータルのトルク値や荷重値を評価しても良い。また、他の評価項目であっても良い。
【0040】
混合工程後、250メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し本発明のトナーを得る。
また、重合法の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることでトナー粒子を得る。造粒法は特に限定されない。
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
【0041】
本トナーは、接触または非接触現像方式に使用する1成分現像剤として用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば,アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
また、1成分現像方式において、トナー供給部の出口にトナー層を均一にするためのローラー状のブレードを設けた現像方式に、本トナーを用いることを特徴とする。このような方式の場合には、感光体へのフィルミングだけではなく、ドクターローラへのフィルミングが発生する。このため、トナー層が均一に形成できないばかりかトナー帯電が不均一になり、トナー電荷量も小さくなる。このため現像不良が生じる。
しかし本発明のトナーを用いると、ドクターローラへのフィルミングは発生せず、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。
【0042】
また、磁性トナーとする場合には、トナー粒子の中に磁性体の微粒子を内添すれば良い。磁性体としては、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金などの強磁性体等が考えられる。磁性体の平均粒径は0.1〜1μmが好ましい。磁性体の含有量はトナー100重量部に対して、10から70重量部であることが好ましい。
【0043】
二成分現像剤に使用されるキャリアとしては公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は20〜100μmが良い。好ましくは20〜70μmが良い。
【0044】
キャリアの平均粒径がこの範囲にあると、本発明のトナーと組み合わせることにより、現像機内部のトナー濃度が2〜10重量%の範囲内において、トナーの帯電量をより均一にすることができる。20μm以下ではキャリア粒子の感光体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなりトナーの均一な帯電量が得られにくくなる。また100μmを超える場合では、細かい画像再現性が悪くなる。
【0045】
また、前述したように本発明のトナーは流動性向上剤として無機微粉体をトナーに添加して用いることが可能である。
本発明の無機微粉体としてはSi、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
【0046】
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
【0047】
無機微粉体はトナーに対して0.1〜2重量%使用されるのが好ましい。0.1重量%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2重量%を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【0048】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
また、本評価法は混練り工程や粉砕工程を用いないで作製する重合法やスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用できる。
【0049】
【実施例】
以下、実施例を説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、今回は混合条件を変化したトナーを作製し、トナー流動性を本評価法を用いて評価し、ドット再現性を画像のザラツキ感として5段階評価した。トナーの流動性は、回転翼が侵入時のトナー粉体相表面から55mm侵入したときのトルクと荷重の値,回転翼を引抜時のトナー粉体相表面から55mmのときのトルク、荷重の値を測定した。なお、評価に使用した回転翼は、図2に示す形状ものであり、回転翼の長さは片側25mm、幅は10mm、厚み1mm、トナー相表面と回転翼のなす角度は30°、回転翼の回転数は20rpm、回転翼の侵入速度は50mm/minである。また、前記5段階評価は、ドット再現性を画像のザラツキ感として最良のものをランク5とし、それに次ぐ良好なものをランク4とし、最悪のものをランク1として、その間を良好なものにより近いものからランク3,2とした。
【0050】
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
―実施例1―
樹脂    ポリオール樹脂       100部
顔料    カーボンブラック      10部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩       5部
離型剤   低分子量ポリエチレン     5部
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、2軸押出し機によりバレル温度100℃溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が6μmの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【0051】
添加剤 シリカ微粉末         1部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0052】
―実施例2―
実施例1と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1部
混合回転数            950rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0053】
―実施例3―
実施例1と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が8μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク3であった。
【0054】
―実施例4―
樹脂    ポリエステル樹脂     100部
顔料    カーボンブラック      10部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩       5部
上記原材料を実施例1と同様の方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク4であった。
【0055】
―実施例5―
実施例4と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        0.8部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク4であった。
【0056】
―実施例6―
実施例4と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1.2部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク4であった。
【0057】
―実施例7―
実施例4と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1部
混合回転数            850rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0058】
―実施例8―
実施例4と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、
トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        0.8部
混合回転数            850rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク4であった。
【0059】
―実施例9―
実施例4と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        1.2部
混合回転数            850rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0060】

Figure 2004037651
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、2軸押出し機によりバレル温度100℃、回転数100rpmで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が7μmの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末         1部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0061】
―実施例11―
実施例10と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が7μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        0.9部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク5であった。
【0062】
―実施例12―
実施例10と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が7μmの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子100部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤 シリカ微粉末        0部
混合回転数            700rpm
混合時間             120sec
混合機             スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表1,2のようになった。
また、画像のドット再現性は5段階評価でランク1であった。
【0063】
以上の実施例1〜12の測定結果を表1,2に示す。
【0064】
【表1】
Figure 2004037651
【0065】
【表2】
Figure 2004037651
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の評価方法によれば、定量的に、精度よく、測定者の個人差なく電子写真用トナーの流動性を評価することができる。また、この評価方法をトナーの製造ラインに適用して、ドット再現性のよいトナーを確実に得ることができる。
【0067】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の評価装置の一例を説明する図。
【図2】評価装置に使用した回転翼の形状の一例を示す説明図。
【図3】実施例1〜9の回転翼侵入時のトルクとドット再現性との関係を示すグラフ。
【図4】実施例1〜9の回転翼侵入時の荷重とドット再現性との関係を示すグラフ。
【図5】実施例1〜12の回転翼引き抜き時のトルクとドット再現性との関係を示すグラフ。
【図6】実施例1〜12の回転翼引き抜き時の荷重とドット再現性を示すグラフ。
【図7】本発明の評価装置を使用したトナー製造装置の一例を説明する図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic toner, an evaluation thereof, and a developing method using the toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is JP-A-01-203941 as an evaluation method of an electrophotographic toner.
This is a method for accurately evaluating the fluidity of the developer in a developing machine by measuring the time required for the magnetic field to fall through a narrow portion of the funnel to which a magnetic field is applied. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H04-116449, toner is placed on a tiltable plate, the plate is gradually tilted, and the angles at which the flow starts and ends are measured. Further, there is JP-A-2000-292967. This is done by stacking several stages of sieves, feeding toner on top of them, giving horizontal and vertical vibrations to the sieve part, and setting a predetermined coefficient to the amount of toner remaining in each sieve after a certain period of time. Is calculated by multiplying However, these methods have a large variation in data, and there are differences depending on a measurer, and it was not possible to evaluate a fine difference in fluidity between toners.
[0003]
The image quality of copiers, printers, and the like has been increasing, and recently, the reproducibility of fine dots has become very important. The reproducibility of this dot is greatly affected by the fluidity in addition to the toner and developer charge amount, and it is necessary to stably supply a uniform toner layer or developer layer to a fine latent image portion. It is coming.
Further, as the image quality is improved, the size of the toner used for the toner and the function thereof are advanced. For this reason, the structure of the toner has become more complicated, and it is necessary to perform finer control at the time of production than before. In particular, since the fluidity of the toner affects various image qualities in addition to the dot reproducibility, a highly accurate evaluation method that does not differ between individuals in terms of evaluation is required.
Also, when the method of producing the toner changes from a pulverization method to another method such as a polymerization method, the change in the flow characteristics with respect to the production conditions is large, and compared with the case of the pulverization method, finer control during production and Evaluation is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention aims to provide an evaluation method capable of quantitatively, accurately, and without individual differences in the fluidity of an electrophotographic toner, and evaluated by the evaluation method. An object of the present invention is to provide an electrophotographic toner having good dot reproducibility, a developer containing the same, and a developing method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have assiduously studied and as a result, measure the torque or weight generated when the rotating blades move into the toner powder phase while rotating the rotating blades, or when the rotating blades are removed from the toner phase. Was found to be effective and led to the present invention.
That is, the present invention
(1) The torque or load generated when the rotating blades move into the powder phase by rotating the rotating blades into the toner powder phase in the container while causing the fluidity of the toner composed of at least the resin and the pigment to enter. The toner evaluation method for electrophotography, wherein the evaluation is performed by measuring the toner.
(2) The method described in (1) above, wherein the rotor or blades are penetrated into the powder phase while rotating, and then the torque or the load when the rotor is removed from the powder phase while rotating the rotor is measured to evaluate. The toner evaluation method for electrophotography described in the above.
(3) The electrophotographic device according to (1) or (2), wherein the smaller angle between the surface of the toner powder phase in the container and the rotor is 0 to 89 °. Toner evaluation method.
(4) The toner evaluation method for electrophotography according to any one of (1) to (3), wherein the number of rotations of the rotor is 10 to 150 rpm.
(5) The method for evaluating a toner for electrophotography according to any one of the above (1) to (4), wherein the penetration speed of the rotor is 20 to 200 mm / min.
(6) The toner evaluation method for electrophotography according to any one of (1) to (5), wherein the measurement is performed so that the porosity of the toner powder phase is 0.5 to 0.7. .
(7) The value of the torque at the time of penetration of the rotating blade into the rotating blade measured by the evaluation method according to any one of (1) to (6) above is 0.1. -80 mNm.
(8) The value of the load at the time of penetration of the rotating blade into the rotating blade measured by the evaluation method according to any one of (1) to (6) above the toner after the mixing step of mixing the additive is 0.01. -3N. An electrophotographic toner characterized in that:
(9) After the toner after the mixing step of mixing the additive is penetrated into the toner powder phase while rotating the rotating blade measured according to the evaluation method according to any one of (1) to (6) above. An electrophotographic toner, wherein the value of the torque when the rotating blade is rotated to remove the toner from the toner powder phase is 0.1 to 23 mNm.
(10) After infiltrating the toner powder phase while rotating the rotating blade of the toner after the mixing step of mixing the additives, which is measured according to the evaluation method described in (1) to (6) above, The toner for electrophotography, wherein the value of the load when removing from the toner powder phase while rotating is adjusted to be 0.01 to 0.6 N.
(11) The toner for electrophotography according to any one of (7) to (10), wherein the toner comprising at least a resin and a pigment contains a charge control agent and / or a release agent.
(12) The electrophotographic toner according to any one of (7) to (10), wherein the toner has an average particle diameter of 4 to 10 μm.
(13) The toner for electrophotography according to any one of the above (7) to (10), wherein the toner is produced by a method other than the pulverization method.
(14) A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the electrophotographic toner according to any one of (7) to (13).
(15) The one-component developing method according to (14), wherein a doctor roller is used.
(16) A two-component developing method comprising developing using the toner for electrophotography according to any one of (7) to (13) and a carrier having a particle size of 20 to 100 μm.
(17) A method for producing a toner for electrophotography, comprising producing a toner in a production line by using the evaluation method of (1).
(18) It is characterized in that the fluidity of toner comprising a container for storing the toner powder, a torque meter provided with a rotary wing to be inserted into or removed from the container, and / or a load cell provided in the lower portion of the container is evaluated. And a toner evaluation device for electrophotography.
[0006]
According to the evaluation method of the present invention, the toner phase can be measured as it is in a short time, so that it can be introduced into a production line, and a high-quality toner can be stably produced.
In this evaluation method, the rotating blade is made to enter (down) or withdraw (up) while rotating in the powder phase. The load is measured, and the fluidity is evaluated based on the torque and the value of the load. The shape of the rotor may be any shape, but it is necessary that the blade does not stand perpendicular to the toner surface layer. This method evaluates the fluidity based on the difference between the torque and load at the time of penetration and the torque and load at the time of pulling out. Is not suitable. Therefore, a shape in which the rotor blade stands perpendicular to the toner surface layer is not suitable.
[0007]
The torque and load of the toner powder change depending on the number of revolutions of the rotor and the speed of penetration of the rotor. In this measurement, in order to reduce the dispersion of the measurement, the state of the toner powder phase was made uniform, and the rotation speed and the penetration speed of the rotor were increased. Therefore, the measurement conditions were as follows.
・ Rotation speed of rotor: 10 to 150 rpm
・ Rotating blade penetration speed: 20 to 200 mm / min
When the number of rotations of the rotor is less than 10 rpm, it is difficult to make the toner powder phase uniform, and when it is more than 150 rpm, toner scattering occurs, which is not suitable. When the penetration speed of the rotor is lower than 20 mm / min, it is difficult to make the toner phase uniform, and when it is higher than 200 mm / min, the toner powder phase is apt to cause caking.
[0008]
FIG. 1 shows an example of the toner evaluation device of the present invention. The rotor is attached to the tip of the shaft, and the shaft itself can be moved up and down by an elevator. The container containing the toner is placed at the center of the stage, and the rotating wings come down to the center of the container. The torque applied to the rotor is detected by a torque meter provided above, and the load applied to the container containing the toner is detected by a load cell provided below the container. The amount of movement of the rotor is determined by a position detector. This configuration is only an example.
Other configurations, such as raising and lowering the laser, may be used.
[0009]
The shape of the rotor may be any shape other than the vertically standing shape as described above. (See FIG. 2.) It may be changed depending on the sample. However, since the torque and load values may not be reproduced due to replacement of the rotor, it is preferable that the rotor has a simple shape and that the same thing can be made many times. Although the material of the container is not limited, a transparent material such as glass is suitable for observing the state during the measurement of the powder. In addition, since the measurement is performed while replacing the powder, it is preferable that the surface is close to a mirror surface to reduce dirt. The size of the vessel is important, and it is necessary to select a larger (diameter) size for the length of the impeller so that the walls of the vessel are not affected when the impeller rotates.
[0010]
A high-sensitivity type torque meter is preferable, and a non-contact type torque meter is suitable. Load cells with a wide load range and high resolution are suitable. The position detector includes a linear scale, a displacement sensor using light, and the like, and a specification of 0.1 mm or less is suitable for accuracy.
For the measurement, a certain amount of toner is put into a container, and the container is set. Thereafter, the rotating blade is made to penetrate into the toner powder phase while rotating. Before starting the actual measurement, an operation may be performed in which the inside of the toner powder phase is made uniform by moving the rotor up and down. You don't have to. When the torque or load measurement is started, the measurement is performed at the determined number of revolutions and penetration speed. The direction of rotation of the rotating blade is arbitrary, but when the rotating blade is to enter, it is preferable to perform the rotation in the direction of pressing down the toner powder phase, and to pull out the rotating blade in the opposite direction. If the penetration distance of the rotor is small, problems occur in data reproducibility and the like. Therefore, it is better to penetrate the rotor deeply into an area where data is reproducible. According to our experimental results, it was possible to perform almost stable measurement if the penetration was 30 mm or more. The measurement mode can be under any condition including the rotation direction. For example, the measurement mode is as follows.
[0011]
{Circle around (1)} The rotor is rotated in the consolidation direction to penetrate (down), and the torque and load at that time are measured.
{Circle around (2)} When the rotor enters (downs) by 40 mm from the toner surface layer, the intrusion operation is stopped and the rotation of the rotor is stopped.
{Circle around (3)} Immediately change the direction of rotation of the rotor to the opposite direction, start the operation of pulling out (up) the rotor, and measure the torque and load at that time.
{Circle around (4)} When the tip of the rotating blade comes off the toner phase surface and becomes completely free (first home position), the pulling operation of the rotating blade is stopped, and the rotation is stopped.
The above operations (1) to (4) may be repeated to perform the operations continuously.
[0012]
Further, as another measurement method, when the load when the rotor blades penetrate while rotating in the rotation direction to press down the toner powder phase reaches a preset value, the intrusion operation and the rotation operation are stopped, and then, Measure the penetration distance and raise the rotor to the initial position (home position). This measurement may be performed once, but it is also effective to repeat this operation and check the change in the penetration distance with respect to the number of repetitions.
[0013]
As another measurement method, the rotor blades enter the toner powder phase that has been pressed down using a rotor blade or pressed in another way in the direction of rotation (shear direction) opposite to the direction in which the rotor blades are pressed down. There is a method of measuring the torque and load at that time.
In this measurement, the porosity of the toner powder phase is important, and in our experimental results, stable measurement was possible when the porosity was 0.5 or more. If it is less than 0.5, slight differences in conditions affect the torque and the load, and it is difficult to perform stable measurement. The range of the porosity of the toner powder phase was 0.5 to 0.7 including various measurement methods. If it is larger than 0.7, the toner scatters and is not suitable for measurement. Here, the porosity of the toner indicates the proportion of air contained in the toner powder.
However, the measurement system, measurement conditions, and the like are not limited to this.
[0014]
The toner used in this evaluation method needs to have an average particle diameter of 4 to 10 μm in order to realize a high quality image. The weight average particle diameter of the toner is 4 to 10 μm, and more preferably 5 to 7 μm. If the weight average particle diameter is less than 4 μm, problems such as contamination inside the apparatus due to toner scattering during long-term use, a decrease in image density in a low-humidity environment, poor photoconductor cleaning, and the like are likely to occur, and there is a concern about the effect on the human body. When the weight average particle size exceeds 10 μm, the resolution of the fine spots of 100 μm or less is not sufficient, and the fine spots tend to be scattered to non-image portions, resulting in poor image quality.
[0015]
The developer using the present toner needs to have a carrier having an average particle diameter of 20 to 100 μm in order to realize a high quality image. When the average particle size of the carrier is in the range of 20 to 100 μm, the charge amount of the toner can be made more uniform when the toner concentration in the developing device is in the range of 2 to 10% by weight. If the thickness is less than 20 μm, carrier particles are likely to adhere to the photoreceptor, and the efficiency of stirring with the toner is deteriorated, making it difficult to obtain a uniform charge amount of the toner. Conversely, when the average particle size of the carrier exceeds 100 μm, fine image reproducibility deteriorates, and high image quality cannot be obtained.
[0016]
Details of the toner and the developer are shown below.
Examples of the resin include polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicone resin, butyral resin, and terpene. Resins and polyol resins.
[0017]
Examples of the vinyl resin include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene, and homopolymers of substituted styrenes: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, and styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacryl Methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate Copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene-based copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
[0018]
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in Group A below and a dibasic acid salt as shown in Group B, and a trivalent or higher alcohol as shown in Group C or A carboxylic acid may be added as a third component.
Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane , Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.
[0019]
Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linoleic acid, or Esters of these acid anhydrides or lower alcohols.
[0020]
Group C: trihydric or higher alcohol such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like, and trivalent or higher carboxylic acid such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
[0021]
As the polyol resin, an epoxy resin, a compound having one alkylene oxide adduct of dihydric phenol or its glycidyl ether and one active hydrogen in the molecule that reacts with the epoxy group, and an active hydrogen reacting with the epoxy resin in the molecule. There are compounds obtained by reacting two or more compounds.
[0022]
The following are used as the pigment used in the present invention.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
[0023]
Examples of the yellow pigment include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navels yellow, naphthol yellow S, Hanza yellow G, Hanza yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
[0024]
Examples of orange pigments include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0025]
Examples of the red pigment include bengara, cadmium red, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin lake, and brilliant carmine 3B.
[0026]
Examples of purple pigments include Fast Violet B and Methyl Violet Lake.
Examples of the blue pigment include cobalt blue, alkali blue, Victoria Blue Lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, and indanthrene blue BC.
Green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, and the like.
[0027]
One or more of these can be used.
Particularly in the case of color toners, it is essential to disperse good pigments uniformly.Instead of directly charging pigments into a large amount of resin, a masterbatch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. Is used. In this case, a solvent is generally used to help dispersibility, but there are environmental problems and the like, and in the present invention, water is used to disperse. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not matter.
[0028]
In the toner of the present invention, a charge control agent is blended (internally added) inside the toner particles. However, they may be mixed (externally added) with the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the charge amount optimally according to the development system. In particular, in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized.
Nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts can be used alone or in combination of two or more to control the toner to have a positive charge. Further, a metal salicylate complex, salts, organic boron salts, calixarene-based compounds, and the like are used to control the toner to have a negative charge.
[0029]
Further, a release agent can be internally added to the toner of the present invention in order to prevent offset during fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, and rice wax, montan wax and its derivatives, paraffin wax and its derivatives, polyolefin wax and its derivatives, sasol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably from 65 to 90 ° C. If the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur. If the temperature is higher than this range, offset may easily occur in a region where the temperature of the fixing roller is low.
[0030]
Examples of a method for producing the toner according to the present invention include a pulverization method and a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization, dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, and the like), but are not limited thereto.
As an example of the pulverization method, first, the above-described resin, a pigment or dye as a colorant, a charge control agent, a release agent, other additives, and the like are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer, and then a batch method is performed. The components are kneaded well using a hot roll kneader such as a two-roll mill, a Banbury mixer, a continuous twin screw extruder, or a continuous single screw kneader, followed by rolling, cooling and cutting. The kneaded toner after cutting is crushed, coarsely crushed using a hammer mill or the like, further finely crushed using a fine crusher or a mechanical crusher using a jet stream, and a classifier using a swirling air stream or a Coanda effect. Is classified to a predetermined particle size by a classifier using Thereafter, an additive composed of inorganic particles or the like is attached or fixed to the particle surface by a mixer. The fluidity of the toner particles after the mixing step is evaluated using the present evaluation method. In this case, in the sampling inspection, the sample is placed in a glass sample container, and the sample container is directly placed on the sample table of the evaluation apparatus shown in FIG. 1 for measurement. The rotation speed of the rotor was 10 to 150 rpm, and the penetration speed of the rotor was 20 to 200 mm / min. The measurement is performed with the number of rotations in the direction of pressing down the toner powder phase when the rotating blades are made to intrude. After a penetration distance of 30 mm or more, the intrusion is stopped, the rotation speed is changed to reverse rotation, and the rotating blades are raised ( Pull out) and return to the original initial position. The torque and the load when the rotor blades enter and withdraw from the toner powder phase are measured, and the fluidity of the toner is evaluated.
[0031]
When the toner fluidity is evaluated by the present evaluation method, the measured value (torque, load) and the toner fluidity have the following relationship.
When the torque is small, the fluidity is good.
If the torque is large, the fluidity is poor.
When the load is small, the fluidity is good.
When the load is large, the fluidity is poor.
[0032]
The characteristics of this evaluation method using a rotary wing are as follows and can be measured quickly and easily, so that highly accurate measurement without individual differences can be performed.
(1) Non-destructive inspection.
(2) The sample can be measured as it is.
(3) Measurement can be performed in a short time.
(4) Anyone can easily measure.
[0033]
Therefore, measurement on a production line is also possible, and it can be installed between each process in a production process, and quality evaluation can be performed in the middle of the process. For example, after the mixing step, a sample extraction / measurement zone is provided in the course of transporting the powder sample to the next step, and a shutter is opened and closed at a certain timing to transport a fixed amount of the sample to the measurement unit. The tip of the measuring part is a container made of glass or the like, and the measurement is directly performed by the present evaluation method. Alternatively, the container is brought to the present evaluation device in another nearby place, placed on a sample stage, and measured by the present evaluation method. The measured toner is returned to the original sample. As a result of the evaluation, if the numerical value is out of the predetermined setting range, the sample is not sent to the filling process but is sent to the toner reprocessing process. These mechanisms can be applied to inspection after the pulverizing / classifying step, which is a step before the mixing step, inspection after the air sieving step after the mixing step, inspection before filling, and the like.
[0034]
Further, the toner evaluation device having these functions can be used alone as an evaluation device in the development stage.
In the case of toner, the measured values of torque and load in this evaluation method indicate fluidity as described above, and quantitative evaluation is possible. The conventional evaluation method up to now has a problem that the difference between toners can be evaluated, but cannot be evaluated if the type of toner is different. However, the values measured by this evaluation method are torque values and load values as powder characteristics, and values that can be evaluated on the same ring even if the type of toner changes or the particle size changes. Evaluation value.
[0035]
The torque and load characteristics during the movement of the rotor blades in the toner powder phase are closely related to the fluidity of the powder. It is easy to move due to its small adhesive force. Even if the rotor is moved in that phase, the torque is small and the load change is small. However, conversely, when the fluidity of the powder is poor, it is difficult to move due to the large adhesive force between the individual powder particles. And the force (heavy) acting in the downward direction also increases.
[0036]
Therefore, according to the evaluation method of the present invention, the fluidity can be evaluated based on the following relationship.
When fluidity is good → The torque and load when moving in the powder phase are small.
When the fluidity is poor → The torque and load when moving in the powder phase are large.
The fluidity of the toner is largely determined by the mixing step in the toner production step. That is, the fluidity of the toner particles greatly changes depending on the state in which the additive composed of the inorganic particles or the like is attached or fixed to the surface of the toner particles.
[0037]
The mixing state of the toner varies depending on the mixing conditions (feed amount, rotation speed, mixing time, etc.) in the mixing step. Therefore, the mixing conditions play an important role in the fluidity, and the evaluation of the fluidity after the mixing step is important.
In a printer or a copying machine, in order to realize high image quality, it is necessary to enhance the reproducibility of very minute dots. To achieve this, toner development that is faithful to very small latent images is required. To enable this faithful development, it is necessary to supply a uniform toner brush to the development area. For this purpose, it is necessary that the toner charge amount is under the optimal condition, but the easiness of movement and transport of the toner is very important. That is, in order to increase the reproducibility of minute dots, it is necessary to increase the fluidity of the toner.
[0038]
Therefore, the fluidity of the toner was evaluated by this method using a rotating blade, and the relationship with the dot reproducibility was examined.As a result, there was a very strong correlation, and the dot reproducibility improved when the torque and load were small. Was.
From the results, it was found that the toner having good dot reproducibility exhibited the following torque and load characteristics.
{Circle around (1)} The value of the torque when the rotor blades enter (down) is 0.1 to 80 mNm.
{Circle around (2)} The load value when the rotor blades enter (down) is 0.01 to 3N.
{Circle around (3)} The value of the torque when the rotor is pulled out (up) is 0.1 to 23 mNm.
{Circle around (4)} The value of the load when the rotor is pulled out (up) is 0.01 to 0.6 N.
[0039]
Note that other methods can be used for the evaluation mode without any problem. In addition, the evaluation items other than the torque and the load may be an intrusion distance to a certain load, an intrusion distance to a certain torque, or the like, or the total torque value and the load value during the measurement may be evaluated. May be. Further, other evaluation items may be used.
[0040]
After the mixing step, the mixture is passed through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles to obtain the toner of the present invention.
As an example of the polymerization method, toner particles are obtained by suspending and polymerizing a monomer composition obtained by adding a colorant, a charge control agent, and the like to a monomer in an aqueous medium. The granulation method is not particularly limited.
Further, when used as a two-component developer, a two-component developer is obtained by mixing with a magnetic carrier described later at a predetermined mixing ratio.
[0041]
The present toner is used as a one-component developer used in a contact or non-contact developing system. Various known contact or non-contact development systems are used. For example, there are a contact developing method using an aluminum sleeve, a contact developing method using a conductive rubber belt, and a non-contact developing method using a developing sleeve in which a conductive resin layer containing carbon black or the like is formed on the surface of an aluminum tube. .
Further, in the one-component developing method, the present toner is used in a developing method in which a roller-shaped blade for uniforming a toner layer is provided at an outlet of a toner supply unit. In such a system, not only filming on the photosensitive member but also filming on the doctor roller occurs. For this reason, not only can the toner layer not be formed uniformly, but also the toner charging becomes non-uniform, and the toner charge becomes small. For this reason, defective development occurs.
However, when the toner of the present invention is used, filming to the doctor roller does not occur, stable development is performed, and a system having excellent durability characteristics is obtained.
[0042]
When a magnetic toner is used, fine particles of a magnetic substance may be internally added to the toner particles. As the magnetic material, a ferromagnetic material such as ferrite, magnetite, iron, nickel, cobalt, or an alloy thereof can be considered. The average particle size of the magnetic material is preferably 0.1 to 1 μm. The content of the magnetic substance is preferably from 10 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner.
[0043]
As the carrier used for the two-component developer, known carriers can be used. For example, magnetic particles such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, and magnetite powder, or the surface of these magnetic particles is coated with a fluororesin or vinyl resin. And those treated with a silicone resin or the like, or magnetic particle-dispersed resin particles in which magnetic particles are dispersed in a resin. The average particle size of these magnetic carriers is preferably 20 to 100 μm. Preferably, it is 20 to 70 μm.
[0044]
When the average particle diameter of the carrier is in this range, by combining with the toner of the present invention, the charge amount of the toner can be made more uniform when the toner concentration in the developing device is in the range of 2 to 10% by weight. . When the particle size is 20 μm or less, the carrier particles are likely to adhere to the photoreceptor, and the efficiency of stirring with the toner is reduced, so that it is difficult to obtain a uniform charge amount of the toner. If it exceeds 100 μm, fine image reproducibility deteriorates.
[0045]
Further, as described above, the toner of the present invention can be used by adding an inorganic fine powder to the toner as a fluidity improver.
Examples of the inorganic fine powder of the present invention include Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, and Zr. Oxides and composite oxides. Among them, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Further, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. The following are typical examples of the hydrophobizing agent.
[0046]
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane and the like.
[0047]
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor. If it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine lines, contamination inside the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
[0048]
The developer of the present invention may further contain other additives within a range that does not substantially adversely affect the lubricant, for example, lubricant powders such as Teflon (registered trademark) powder, zinc stearate powder, and polyvinylidene fluoride powder; Abrasives such as cerium powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder; or a small amount of a conductivity-imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder can also be used as a developability improver.
In addition, this evaluation method can be used for toners and capsule toners produced by a polymerization method or a spray drying method produced without using a kneading step or a pulverizing step.
[0049]
【Example】
Hereinafter, Examples will be described, but they do not limit the present invention in any way. In this case, a toner was prepared in which the mixing conditions were changed, and the fluidity of the toner was evaluated using the present evaluation method, and the dot reproducibility was evaluated on a 5-point scale as a grainy feeling of the image. The fluidity of the toner is defined as the torque and load when the rotor blades penetrate 55 mm from the surface of the toner powder phase at the time of penetration, and the torque and load values when the rotor blades are 55 mm from the surface of the toner powder phase when the rotor blades are pulled out. Was measured. The rotor used for the evaluation had the shape shown in FIG. 2. The length of the rotor was 25 mm on one side, the width was 10 mm, the thickness was 1 mm, the angle between the toner phase surface and the rotor was 30 °, and the rotor was used. Is 20 rpm, and the penetration speed of the rotor is 50 mm / min. Further, in the five-step evaluation, the best dot reproducibility as the roughness of the image is ranked 5, the next good is ranked 4 and the worst is ranked 1, and the interval between them is closer to the good one. Ranks 3 and 2 were given.
[0050]
All parts in the following formulations are parts by weight.
-Example 1-
100 parts of resin polyol resin
Pigment carbon black 10 parts
Charge control agent zinc salicylate 5 parts
Release agent Low molecular weight polyethylene 5 parts
After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded at a barrel temperature of 100 ° C. by a twin-screw extruder. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6 μm using a revolving air classifier. Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
[0051]
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2. Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0052]
-Example 2-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle diameter of 6 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 950rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0053]
-Example 3-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
In addition, the dot reproducibility of the image was ranked 3 on a five-point scale.
[0054]
-Example 4-
100% polyester resin
Pigment carbon black 10 parts
Charge control agent zinc salicylate 5 parts
The above raw materials were kneaded, crushed and classified in the same manner as in Example 1, and classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0055]
-Example 5-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 4, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 0.8 parts
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0056]
-Example 6-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 4, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1.2 parts
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0057]
-Example 7-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 4, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 850rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2. Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0058]
-Example 8-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 4, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, with respect to 100 parts of the base colored particles, an additive was mixed under the following mixing conditions,
A toner was prepared.
Additive Silica fine powder 0.8 parts
Mixing speed 850rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0059]
-Example 9-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 4, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1.2 parts
Mixing speed 850rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0060]
Figure 2004037651
After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded by a twin-screw extruder at a barrel temperature of 100 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 7 μm by using a revolving air classifier. Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 1 part
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0061]
-Example 11-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 10, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 0.9 part
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0062]
-Example 12-
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 10, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive Silica fine powder 0 parts
Mixing speed 700rpm
Mixing time 120 sec
Mixer Super Mixer
After the present toner was produced, the fluidity was measured by the present evaluation method, and the results are as shown in Tables 1 and 2.
The dot reproducibility of the image was ranked 1 on a five-point scale.
[0063]
Tables 1 and 2 show the measurement results of Examples 1 to 12 described above.
[0064]
[Table 1]
Figure 2004037651
[0065]
[Table 2]
Figure 2004037651
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the evaluation method of the present invention, it is possible to quantitatively and accurately evaluate the fluidity of the electrophotographic toner without the individual difference of the measurer. Further, by applying this evaluation method to a toner production line, a toner having good dot reproducibility can be reliably obtained.
[0067]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an evaluation device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the shape of a rotor used in an evaluation device.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the torque and the dot reproducibility at the time of intrusion of the rotor blades in Examples 1 to 9;
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a load at the time of intrusion of a rotor and dot reproducibility in Examples 1 to 9;
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the torque and the dot reproducibility when pulling out the rotor blades in Examples 1 to 12.
FIG. 6 is a graph showing the load and the dot reproducibility when pulling out the rotor blades in Examples 1 to 12.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a toner manufacturing apparatus using the evaluation device of the present invention.

Claims (18)

少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの流動性を、容器内のトナー粉体相中に回転翼を回転させながら侵入させ、回転翼が粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより評価することを特徴とする電子写真用トナー評価方法。At least the fluidity of the toner composed of the resin and the pigment is caused to penetrate into the toner powder phase in the container while rotating the rotor, and the torque or load generated when the rotor moves in the powder phase is measured. And a method for evaluating toner for electrophotography. 回転翼を回転させながら粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながら粉体相から抜くときのトルクまたは荷重を測定することにより評価することを特徴とする請求項1記載の電子写真用トナー評価方法。2. The electrophotograph according to claim 1, wherein the evaluation is performed by measuring a torque or a load when removing the powder from the powder phase while rotating the rotor after the rotor penetrates into the powder phase while rotating the rotor. Toner evaluation method. 回転翼として、容器内のトナー粉体相表面と回転翼とのなす小さい方の角度が0〜89°であることを特徴とする請求項1または2記載の電子写真用トナー評価方法。3. The method for evaluating toner for electrophotography according to claim 1, wherein the smaller angle between the surface of the toner powder phase in the container and the rotor as the rotor is 0 to 89 [deg.]. 回転翼の回転数が10〜150rpmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。The method for evaluating toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of rotations of the rotor is 10 to 150 rpm. 回転翼の侵入速度が20〜200mm/minであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。The method for evaluating a toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the penetration speed of the rotor is 20 to 200 mm / min. トナー粉体相の空間率が0.5〜0.7であるようにして測定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー評価方法。The toner evaluation method for electrophotography according to claim 1, wherein the measurement is performed so that the porosity of the toner powder phase is 0.5 to 0.7. 添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、請求項1〜6に記載の評価方法に従って測定された回転しながら回転翼侵入時のトルクの値が0.1〜80mNmであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。The toner after the mixing step of mixing the additives, wherein the value of the torque at the time of rotating blade penetration while rotating measured according to the evaluation method according to claim 1 is set to 0.1 to 80 mNm. Characteristic electrophotographic toner. 添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、請求項1〜6に記載の評価方法に従って測定された回転しながら回転翼侵入時の荷重の値が0.01〜3Nであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。The toner after the mixing step of mixing the additives, wherein the value of the load at the time of rotating blade penetration while rotating measured according to the evaluation method according to claims 1 to 6 is 0.01 to 3 N. Characteristic electrophotographic toner. 添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、請求項1〜6に記載の評価方法に従って測定された回転翼を回転しながらトナー粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながらトナー粉体相から抜くときのトルクの値が0.1〜23mNmであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。7. The toner after the mixing step of mixing the additives, is made to penetrate into the toner powder phase while rotating the rotating blade measured according to the evaluation method according to claim 1, and then is rotated while rotating the rotating blade. A toner for electrophotography, wherein the value of the torque at the time of removal from the body phase is 0.1 to 23 mNm. 添加剤を混合する混合工程以降のトナーの、請求項1〜6に記載の評価方法に従って測定された回転翼を回転しながらトナー粉体相に侵入させた後、回転翼を回転させながらトナー粉体相から抜くときの荷重の値が0.01〜0.6Nであるようにしたことを特徴とする電子写真用トナー。7. The toner after the mixing step of mixing the additives, is made to penetrate into the toner powder phase while rotating the rotating blade measured according to the evaluation method according to claim 1, and then is rotated while rotating the rotating blade. A toner for electrophotography, wherein a value of a load at the time of removal from a body phase is 0.01 to 0.6 N. 少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの中に電荷制御剤および/または離型剤を含んでいることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の電子写真用トナー。The electrophotographic toner according to any one of claims 7 to 10, wherein a charge control agent and / or a release agent is contained in at least a toner comprising a resin and a pigment. トナーは平均粒径が4〜10μmであることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の電子写真用トナー。The electrophotographic toner according to any one of claims 7 to 10, wherein the toner has an average particle diameter of 4 to 10 µm. トナーが粉砕方式以外の方式で作製したことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の電子写真用トナー。The electrophotographic toner according to any one of claims 7 to 10, wherein the toner is produced by a method other than the pulverization method. 請求項7〜13のいずれかに記載の電子写真用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする1成分現像方法。A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the electrophotographic toner according to any one of claims 7 to 13. ドクターローラを用いることを特徴とする請求項14に記載の1成分現像方法。15. The method according to claim 14, wherein a doctor roller is used. 請求項7〜13のいずれかに記載の電子写真用トナーと粒径20〜100μmのキャリアを用いて現像することを特徴とする2成分現像方法。A two-component developing method, comprising developing using the electrophotographic toner according to any one of claims 7 to 13 and a carrier having a particle size of 20 to 100 µm. 製造ライン中において、請求項1の評価法を用いて、トナーを製造することを特徴とする電子写真用トナー製造方法。A method for producing a toner for electrophotography, comprising producing a toner in a production line by using the evaluation method according to claim 1. トナー粉体を入れる容器と、容器内に侵入または容器内から抜きでる回転翼を備えたトルクメータおよび/または容器下部に設けたロードセルとからなるトナーの流動性を評価することを特徴とする電子写真用トナー評価装置。An electronic device for evaluating fluidity of a toner comprising a container for storing toner powder, and a torque meter having a rotary wing for entering or extracting from the container and / or a load cell provided at a lower portion of the container. Photo toner evaluation device.
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