JP2004341362A

JP2004341362A - Electrostatic charge image developing toner, method for evaluating the same, developing method, manufacturing method, cartridge and apparatus for these methods

Info

Publication number: JP2004341362A
Application number: JP2003139526A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Tanaka; 元治田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP4084705B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic charge image developing toner having high accuracy of fluidity, excellent in toner conveyability and giving an image of high quality with good dot reproducibility. <P>SOLUTION: The electrostatic charge image developing toner of the invention has a volume average particle diameter of 5-7 μm obtained by sticking or fixing an additive to the surface of base toner powder comprising a resin produced by a pulverizing method and a pigment has surface conditions satisfying the expression (1): 0.1≤6/(ρ×D×S)≤0.4 wherein ρ: the true specific gravity of the toner, D: the volume average particle diameter (μm) of the toner, and S: the BET specific surface area (m<SP>2</SP>/g) of the toner. The electrostatic charge image developing toner produces a torque or a load with a specified value when the toner which is formed by sticking or fixing the additive to the surface of the base toner powder comprising the resin and the pigment is intruded under predetermined conditions while rotating a conical rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１成分現像または２成分現像方法、装置に用いる静電荷像現像用トナー、該トナーの評価方法、該トナーを用いる現像方法、該トナーを充填したトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、それらを装着した画像形成装置、前記評価方法を利用したトナーの製造方法、トナー評価装置、及びトナー製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた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、トナーや現像剤の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、搬送することが必要になって来ている。特に、一成分現像方式においては、非常に薄い層を常に安定に現像ローラ上に設ける必要があり、トナーの流動性が重要となってきている。
【０００３】
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、小粒径化、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。
さらに、トナーの作製法が粉砕方式の場合、小粒径化が進むにつれて製造条件に対しての流動特性の変化が大きく、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。
また、トナーの低温定着化や定着のオイルレス化が進んでくるとともに、トナーの母体組成や構造が複雑になり、トナーの流動性にも影響を及ぼすようになる。そのため、従来よりも精度の高い構造制御が必要になり、それに応じて感度の高い流動性評価法が必要とされている。
【０００４】
電子写真方式の画像形成に用いるトナー粒子の流動性に関するものとし、日立化成工業の特開平０１−２０３９４１号公報（特許文献１）には、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が提案される。また、富士通の特開平０４−１１６４４９号公報（特許文献２）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方法が提案されている。さらに、シャープの特開２０００−２９２９６７号公報（特許文献３）には、篩を何段かに重ねて、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が提案されている。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。
また、良好な流動性を示すトナーにするためには、トナー形状や表面状態を詳細に制御する必要がある。表面状態を評価する方法の一つとしてＢＥＴ比表面積を測定する方法がある。ＢＥＴ比表面積に関する特許は多数出願されており、その例として特許第３０５５９１５号公報（コニカ）には、重合粒子のＢＥＴ比表面積値や体積平均粒径値等を規定して、高画質化（特にクリーニング性の向上）を目的としたものが提案されている。
【０００５】
また、トナーの流動性が問題としてクローズアップされるようになったのは、トナーの低温定着化や定着のオイルレス化が進み始めてからである。こうした低温定着化に関しては、バインダー樹脂中にガラス転移温度でシャープメルト性を有する特定の非オレフィン系結晶性重合体を添加する提案（特開昭６２−６３９４０号公報）がある。また、同じくシャープメルト性を有する結晶性ポリエステルを用いる提案（特第２９３１８９９号公報、特開２００１−２２２１３８号公報）がある。
【０００６】
しかし、ガラス転移温度でシャープメルト性を有する結晶性ポリエステルは、混練時の品温がガラス転移温度以上であると、混練剪断力を小さくし、ワックスの分散性や結晶性ポリエステル樹脂自身の分散性を悪化させやすい。特に、弾性成分の少ない樹脂を使用するフルカラートナーでは、分散性の悪化が顕著となる。そのため、ワックス分散性の悪化による流動性の低下や結晶性ポリエステル樹脂の分散性の悪化による透明性の低下という問題を生じやすくなる。また、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性を有しないポリエステル樹脂以上に粉砕性が悪く、粉砕法では小粒径化に対して課題がある。
【０００７】
また、流動性評価法に関する一的な技術文献としては、以下の文献がある。
・ＳａｔｏｈＭ．：Ｊ．，Ｓｏｃ．ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌ．，Ｊａｐａｎ，３１，７８３−７８８（１９９４）
・佐藤宗武ら：化学工学論文集Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６，ｐｐ．１４３５〜１４４１（１９９６）
しかし、これら文献には、電子写真方式の画像形成に用いるトナーに特有の流動性に関することは何ら開示されていない。
【０００８】
さらに本出願人は先に、トナーの流動性評価に関する方法および装置について提案した（特願２００２−１９６８８４号、特願２００２−２７６４８４号、特願２００２−２８１７２７号、特願２００２−３４６９８１号、特願２００２−３４６８３１号）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０１−２０３９４１号公報
【特許文献２】
特開平０４−１１６４４９号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９２９６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流動性の精度の高い、個人差のない評価方法を用いることにより、トナー搬送性に優れ、ドット再現性の良い高画質がいつでも得られる粉砕トナーの粒子表面状態の条件を規定し、安定して生産できる静電荷像現像用トナーを提供することを目的とする。
また本発明は、精度が高く、個人差がなく、製造ライン中にも導入できるトナーの評価方法、該トナーを用いる現像方法、該トナーを充填したトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、それらを装着した画像形成装置、前記評価方法を利用したトナー製造方法、トナー評価装置、及びトナー製造装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討した結果、トナーの流動性はトナーの表面状態が関係すること、および、トナーの流動性をトナー粉体相に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー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、定量的に、精度良く、個人差がなく評価できるようにし、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価出来ることを見い出し、また、本方式は、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、高画質が得られるトナーを安定して生産できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明によれば、下記（１）〜（２６）が提供される。
（１）粉砕法で作製した少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させた体積平均粒径５〜７μｍの静電荷像現像用トナーにおいて、下式（１）を満足する表面状態を有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
０．１≦６／（ρ・Ｄ・Ｓ）≦０．４（１）
ρ：トナーの真比重
Ｄ：トナーの体積平均粒径（μｍ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
（２）前記少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させたトナーを予め圧密状態にした後、円錐ロータを回転させながら侵入速度５ｍｍ／ｍｉｎで２０ｍｍ粉体相中を侵入させたときに発生するトルクの値が０．１〜３ｍＮｍ（空間率＝０．５５のとき）または２０ｍｍ粉体相中を侵入させたときに発生する荷重の値が０．０１〜０．７０Ｎ（空間率＝０．５５のとき）であることを特徴とする前記（１）に記載の静電荷像現像用トナー。
（３）少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の平均円形度が０．９０〜０．９６であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の静電荷像現像用トナー。
（４）少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の中に電荷制御剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（５）少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の中に離型剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（６）少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなる母体トナー粉体の中に、さらに離型剤の分散剤を含有することを特徴とする前記（５）に記載の静電荷像現像用トナー。
（７）前記樹脂のうちの少なくとも１種類が下記一般式（２）で表される結晶性ポリエステルであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ_１＝ＣＲ_２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−］_ｍ（２）
（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は炭化水素基、ｎ、ｍは繰り返し単位数を表す。）
（８）少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に付着または固着した添加剤が平均粒径１０〜２００ｎｍの無機微粉体からなることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（９）少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に付着または固着した添加剤が平均粒径１０〜２００ｎｍの電荷制御剤からなることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（１０）樹脂及び顔料を予め混練させた組成物を用いて作製したことを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（１１）粉砕法で作製した少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させた体積平均粒径５〜７μｍのトナーの評価方法であって、ＢＥＴ比表面積を測定し、この値と、トナーの真比重及び体積平均粒径からトナー表面状態を評価することを特徴とする静電荷像現像用トナー評価方法。
（１２）ＢＥＴ比表面積を測定する前にトナー試料を真空排気処理して水分を除去することを特徴とする前記（１１）に記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１３）ＢＥＴ比表面積を測定する際のトナー試料の重量を１〜１．５ｇにすることを特徴とする前記（１１）又は（１２）に記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１４）前記母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させたトナーを予め圧密状態にし、次いで円錘ロータを回転させながら侵入速度５ｍｍ／ｍｉｎで２０ｍｍ粉体相中に侵入させたときに発生するトルクおよび／又は荷重を測定することを特徴とする前記（１１）〜（１３）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１５）円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする前記（１４）に記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１６）円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする前記（１４）又は（１５）に記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１７）円錐ロータの回転数が０．１〜５０ｒｐｍであることを特徴とする前記（１４）〜（１６）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１８）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを用いて、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。
（１９）ドクターローラおよび／又は供給ローラを用いることを特徴とする前記（１８）に記載の１成分現像方法。
（２０）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーと、体積平均粒径２０〜７０μｍのキャリアを用いることを特徴とする２成分現像方法。
（２１）ＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする前記（１８）〜（２０）のいずれかに記載の現像方法。
（２２）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを充填したことを特徴とするトナーカートリッジまたはプロセスカートリッジ。
（２３）前記（２２）に記載のトナーカートリッジまたはプロセスカートリッジを装着したことを特徴とする画像形成装置。
（２４）トナーを前記（１１）〜（１７）のいずれかに記載の評価方法で評価し、前記（１）又は（２）に記載の条件を満足するトナーを選別することを特徴とする静電荷像現像用トナー製造方法。
（２５）圧密状態のトナー層が形成された容器中のトナー層中に、円錐ロータを回転させながら侵入させて、円錐ロータにかかるトルクと容器にかかる荷重を測定してトナーの流動性を評価するのに用いる評価装置であって、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータまたは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備し、前記（１４）〜（１７）のいずれかに記載の評価方法を用いてトナーの流動性を評価することを特徴とする静電荷像現像用トナー評価装置。
（２６）製造途中のトナーを前記（２５）に記載の評価装置に搬送して評価し、前記（１）又は（２）に記載の条件を満足するトナーを選別することを特徴とする静電荷像現像用トナー製造装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の静電荷像現像用トナーは、粉砕法で作製した少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させた体積平均粒径５〜７μｍのトナーにおいて、下式（１）を満足するような表面状態にすることを特徴とするものであり、トナー搬送性が良く、ドット再現性の良い高画質の画像が得られるものである。
０．１≦６／（ρ・Ｄ・Ｓ）≦０．４（１）
ρ：トナーの真比重
Ｄ：トナーの体積平均粒径（μｍ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
【００１４】
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面を添加剤で覆った構造をしている。特に、一成分および二成分現像プロセスに用いられるトナーに関するもので、現像時の現像ローラ上に均一な薄いトナーを形成するときのトナー粉体相のトナー搬送特性や現像ローラ上でのキャリアを含めての現像剤の流動性を高画質化に対して問題のない最適な条件に入るように規定することにより、樹脂中に顔料や他の樹脂や離型剤等を均一に分散させ、かつ外添剤処理による粒子表面状態の最適化を実現できた。
【００１５】
本発明のトナーを構成する樹脂は従来からカラートナーに用いられているポリエステル樹脂または／およびポリオール樹脂等がある。ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、従来多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂よりも低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良いため適している。しかし、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂に比べると、離型剤の分散性が悪い。分散性が悪いと、粉砕時に樹脂とワックスの界面に粉砕応力が集中し易いため、樹脂と離型剤の界面で粉砕され易く、粉砕されたトナーの表面には添加した離型剤の割合以上に離型剤が露出して、トナーの流動性を悪くしていた。
そこで本発明のトナーは、圧密時のトナー粉体相のトルク特性をトナー流動性に問題のない最適な条件に入るように規定することにより、樹脂中に顔料や他の樹脂や離型剤を均一に分散させ、かつ外添剤処理による最適化を実現できた。
【００１６】
本発明において、外添剤処理後のトナー粒子表面の状態評価はＢＥＴ比表面積法で行ない、例えばトライスター３０００（島津製作所製）を用いて測定した。もちろん、同様の測定原理、方法であれば他の測定装置でも問題ない。しかし、ＢＥＴ比表面積法において重要なのは測定条件であり、トナー粒子表面を変形させることなく、そのままの状態の粒子表面に均一にＮ_２ガス吸着を行なわせる必要があり、種々の条件を検討した結果、以下の条件を最適な条件として挙げることができる。
【００１７】
＜測定条件＞
（１）試料重量を１〜１．５ｇにする。
→１ｇ未満ではロット間のバラツキが大きく、１．５ｇより多くなると測定の取扱いが大変になり、測定値のバラツキも大きくなる。好ましくは１ｇ位が最適である。
（２）試料を加熱しない。
→加熱するとトナー粒子の変形が生じ、実際の表面状態の評価が不可能になる。
（３）試料表面の水分除去のために、前処理として真空排気を以下の条件で行なう。
・真空圧力：２．６７Ｐａ以下
・真空排気時間：１時間以上
→上記条件を満足しない場合には、測定値のバラツキが大きく、安定した測定値が得られない。
【００１８】
本発明においては、これらのトナー粒子の流動性の評価は、例えば粉体相中に円錐ロータを回転させながら、侵入（下降）させたり、引抜（アップ）いたりさせ、そのときに円錐ロータ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。
円錐ロータの形状はどんなものでも良いが、円錐の頂角が２０〜１５０°であるものが適している。円錐の頂角が２０°より小さいとトナー粉体相との抵抗が小さいため、トルクや荷重が小さく、細かい流動性の違いを評価できない。逆に、頂角が１５０°より大きい場合には、トナー粉体相を押さえつける方向の力が大きくなり、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、トナー粉体相の中に円錐ロータ表面が連続的に存在するような、十分な長さが必要である。
【００１９】
また、円錐ロータ表面には溝が切ってある方が良い。円錐ロータの材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定する方が良い。そのためには、円錐ロータが回転しながらトナー粉体相の中に侵入していくとき、円錐ロータ表面に切ってある溝の中にトナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー粒子との摩擦状態を測定するようにした方が適している。この溝の形状は問わないが、円錐ロータの材質面とトナー粒子との接触が小さくなるように工夫する必要がある。一例を図２に示す。これは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。この場合、円錐ロータ材質面とトナー粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。円錐ロータの材質は何でも良いが、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電性を帯びない材質が適している。この一例としては、ＳＵＳ（ステンレス）、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。
【００２０】
トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータの回転数や円錐ロータの侵入速度により変化する。本発明の評価方法では測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定出来るように、円錐ロータの回転数や侵入速度を下げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下に示すものが好ましい。
＜測定条件＞
・円錐ロータの回転数：０．１〜５０ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：０．２〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ
円錐ロータの回転数が０．１ｒｐｍより小さい場合はトナー粉体相の微妙な状態の影響を受けやすいため、トルク測定バラツキの問題が生じ、測定には適していない。５０ｒｐｍより大きい場合はトナーの飛び散り等が生じて、安定に測定できないので適していない。円錐ロータの侵入速度が０．２ｍｍ／ｍｉｎより遅い場合はトナー粉体相の微妙な状態の影響を受けやすく、測定バラツキの問題が生じるため測定には適していない。１５０ｍｍ／ｍｉｎより速い場合はトナー粉体相が圧密状態になりやすく、トナー変形等の影響が出てくるので、流動性評価には適していない。
【００２１】
本発明の評価装置構成は例えば図１に示すものであり、圧密ゾーンと測定ゾーンから成る。圧密ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、圧密させるピストン、そのピストンに荷重を加えるおもり等から構成される。なお、図１に示す構成の装置は一例であり、本発明を限定するものではない。また、圧密ゾーンが無くても良い。この構成の装置では、粉体を入れた試料容器を上昇させ、圧密用のピストンに接触させ、さらに上昇させてピストンにおもりの荷重が全てかかるようなおもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。ピストンは、どんな材質でも良いが、粉体を押付ける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電による粉体付着が無いようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。
【００２２】
測定ゾーンは図１のように、円錐ロータをシャフトの先端に取付け、トルクメータに固定する。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、ステージを昇降機により上下できるようにする。容器を上げることにより、容器の中央に円錐ロータが回転しながら侵入するようにする。円錐ロータ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。円錐ロータの移動量は位置検出器で行なう。この構成は一例であり、円錐ロータを取りつけたトルクメータを昇降機により上下させたりするなど他の構成でも良い。
【００２３】
円錐ロータの形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものが良い。（図２参照。）円錐ロータの長さは、円錐ロータ部分が十分トナー相の内部まで入るように長くする必要がある。溝の形状は、どのような形状でも良いが、円錐ロータを交換したためにトルクや荷重の値が再現しなくなるということがないように注意する必要がある。そのためには、円錐ロータの溝形状は単純で、同じ形状のロータが何度でも造れる形の方が良い（図３参照。）。容器の材質については問わないが、粉体との帯電による影響が出ないように導電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、円錐ロータが回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータの直径に対して大き目のサイズ（直径）を選択する必要がある。
【００２４】
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。昇降機は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものが良い。
【００２５】
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。まず、実際の測定に入る前に、トナー粉体相を加圧して、圧密状態を作り出す。その後、その圧密状態のトナー相に円錐ロータを下降させ、円錐ロータを回転させながらトナー粉体相の中に侵入させる。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。円錐ロータの回転方向は任意である。円錐ロータの侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、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円錐ロータを侵入させた方が良い。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００２６】
測定モードは、どのような条件でも可能であるが、例として以下のような測定モードがある。
▲１▼容器にトナーを充填する。
▲２▼トナー粉体相を加圧して、圧密状態作り出す。
▲３▼円錐ロータを回転させながら侵入させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
▲４▼円錐ロータがトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入動作を止める。
▲５▼円錐ロータを引抜く動作を開始する。
▲６▼円錐ロータの先端がトナー粉体相表面から抜け、完全にフリーになった時点（最初のホームポジション）で円錐ロータの引抜き動作を停止し、回転も止める。
以上の▲１▼〜▲６▼の操作を繰返して、測定を行なう。連続的に行なっても良い。
【００２７】
また、別の測定法としては、トナー粉体相を測定前に加振器（図１参照）により振動を与えて安定化させ、その安定化したトナー粉体相を加圧し圧密状態にし、圧密状態のトナー粉体相に回転させながら円錐ロータを侵入させ、そのときのトルクや荷重を測定し、予め設定した深さ迄到達したら侵入動作を止め、その後円錐ロータを最初の位置（ホームポジション）迄アップさせる。
さらにまた、別な方法としては、圧密状態のトナー粉体相に、円錐ロータを侵入させて、予め設定したトルク値になるまでの深さを調べる方法等がある。
【００２８】
圧密状態は、一般的に空間率の変化として評価できる。（粉体工学ハンドブック参照。）
そのため本発明の評価方法では、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０．４以上のとき安定して測定が可能であった。０．４未満では圧密状態の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、０．４〜０．７５であった。０．７５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。
しかし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
【００２９】
本発明において、圧密状態とは、解放された状態ではなく、容器などの閉ざされた状態に粉体が充填され、種々の方法により再配列された状態をいう。
また、トナー粉体層の空間率とは、粉体相内に存在する隙間の割合を示すものであり、下記式により求められる。
空間率＝（嵩体積−真体積）／嵩体積
【００３０】
本評価法に用いるトナーは粉砕法で作製したトナーで、高画質画像を実現するために、トナーの体積平均粒径が５〜７μｍであることが必要である。さらに好ましくは５〜６μｍである。体積平均粒径５μｍ未満ではトナー作製の余裕度に問題が生じ、使用上でも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なる。粒径が７μｍ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。
【００３１】
本発明のトナーを用いる現像剤は、高画質画像を実現するために、キャリアの体積平均粒径が２０〜７０μｍであることが好ましい。キャリアの体積平均粒径が２０〜７０μｍ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より小さくな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７０μｍ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。
【００３２】
本発明のトナー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。
【００３３】
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。
【００３４】
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価のアルコール成分と、Ｂ群に示したような二塩基酸成分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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
樹脂は、結晶性ポリエステルを用いることが好ましく、特に結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルが好ましい。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴なう保存性の低下はない。また、低分子量化に伴なう高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００４０】
本発明のトナーおいて、低温定着性を発現し、耐ホットオフセット性を確保するためには、トナー中の樹脂および離型剤の合計量に対して、結晶性ポリエステルの含有量は１〜５０重量％であり、離型剤の含有量は２〜１５重量％であることが好ましい。結晶性ポリエステルの含有量が１重量％未満の場合は低温定着性に効果がなく、５０重量％を超える場合はホットオフセット性が悪化する。離型剤含有量が２重量％未満の場合は、耐オフセット性に効果がない場合があり、１５重量％を超える場合には、トナー流動性の低下が生じる。
【００４１】
結晶性ポリエステル樹脂の分子構造については、限定的でないが、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、炭素数２〜６のジオール化合物、特に１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を含有するアルコール成分と、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、およびこれらの誘導体を含有する酸成分とを用いて合成される下記一般式（２）で表される脂肪族系ポリエステルを含有することが好ましい。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ_１＝ＣＲ_２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−］_ｍ（２）
（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は炭化水素基、ｎ、ｍは繰り返し単位数を表す。）
また、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、非線状のポリエステルを合成するためにアルコール成分にグリセリン等の３価以上の多価アルコールを追加し、酸成分に無水トリメリット酸などの３価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行っても良い。
【００４２】
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は耐熱保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましく、８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。
ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃より低い場合は耐熱保存性が悪化し、現像装置内部の温度でブロッキングが発生しやすくなり、１３０℃より高い場合には定着下限温度が高くなるため低温定着性が得られなくなる。結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣによる２ｎｄ昇温時の吸熱ピーク温度である。
【００４３】
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。
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。
【００４４】
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。
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。
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。
【００４５】
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。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
【００４６】
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ることが好ましい。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。
【００４７】
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）することが好ましい。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレン−アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、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−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、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００５１】
また、本発明のトナーには粉砕性を向上させるために粉砕助剤を含ませても良い。該粉砕助剤としては、ビニルトルエン、α−メチルスチレンおよびイソプロペニルトルエンからなる群から選ばれる少なくとも１種のモノマーの重合体を含む樹脂等である。本重合体はビニルトルエン、α−メチルスチレンまたはイソプロペニルトルエンの単独重合体であってもよいし、これらのモノマー同志の共重合体であってもよい。これらの重合体にはスチレン以外の他のモノマーが共重合されていないのが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲でスチレン以外の他のモノマーが共重合されていてもよい。
【００５２】
スチレンの含有量は共重合体を構成する全モノマーに占めるスチレンの割合として５０モル％以下、好ましくは４０〜２０モル％であることが望ましい。これらの樹脂は脆いために、結晶性ポリエステルと組み合わせて使用すると、結晶性ポリエステルの結晶性に起因する不十分な粉砕性を向上させることが出来る。
【００５３】
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。
【００５４】
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の添加剤に、例えば無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は１０〜２００ｎｍが適している。１０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００５５】
本発明で用いる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。
【００５６】
さらに上記無機微粉体は、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。
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。
【００５７】
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。
【００５８】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。１０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。電荷制御剤としては、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、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あり、２種類以上組み合わせたりしても良い。
【００５９】
また、本発明のトナーには、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。
【００６０】
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、本発明に関しては粉砕法を用いる。
【００６１】
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均一によく混練し、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表面状態をＢＥＴ比表面積法を用いて評価する。さらに、混合工程後のトナー粒子の流動性を本発明の評価方法を用いて評価する。
【００６２】
この場合、抜き取り検査で、試料をサンプリングした後、比表面積測定装置で測定する。さらに、試料を試料容器に入れ、加圧等により圧密状態にし、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。円錐ロータの回転数は０．１〜１０ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータを回転させながら侵入させ、５ｍｍ以上の予め設定した侵入距離を経た後は侵入を止め、その後円錐ロータを引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータのトナー粉体相への侵入時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【００６３】
また無機粒子などの添加剤の混合工程後、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。なお、風篩工程後、トナーの表面状態、トナーの流動性を評価しても良い。
【００６４】
本発明において、トナー粒子の表面状態の評価を前述の測定条件でＢＥＴ比表面積測定を行なった場合、トナー流動性との実験関係から、以下の条件を満足する場合に流動性が優れ、高画質化に対応したトナーが得られることが分かった。
０．１≦６／（ρ・Ｄ・Ｓ）≦０．４
ρ：トナーの真比重
Ｄ：トナーの体積平均粒径（μｍ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
【００６５】
上記６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値が０．１未満では、外添剤（添加剤）とトナーとの分離等が発生し、ランニング特性が悪くなり、一方０．４より大きい場合にはトナー流動性が悪くなり、ドット再現性が悪くなる。
【００６６】
本発明の評価方法は、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で、試料抜取り、本発明の評価方法にて測定する。評価の結果、その数値が上記式から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。
【００６７】
トナー流動性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法で評価した場合には、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。
【００６８】
円錐ロータを用いた本発明の評価方法の特徴は、以下のようになり、抜取り試料をそのまま迅速に、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▼試料をそのまま測定できる。
▲３▼短時間で測定できる。
▲４▼誰にでも簡単に測定できる。
【００６９】
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ＳＵＳ等でできた容器になっており、そのまま本発明の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発明の評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本発明の評価方法にて測定する。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、充填前の検査等にも適用できる（図４参照。）。
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。
【００７０】
トナーの場合、前述の通り本発明の評価方法でのトルク、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同じ土俵では評価できないという問題があった。しかし、本発明の評価方法で測定した値は、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。
【００７１】
トナー粉体相中での円錐ロータの移動時のトルク、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、その粉体相内で円錐ロータ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、その粉体相内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力（荷重）も大きくなる。特に、この現象はトナー中に離型剤等を入れた場合に微妙な変化として現れ、１個１個の粉体粒子間の付着力は圧密状態でより顕著に現れる。そのため、圧密状態でのトナー流動性を評価する必要がある。
【００７２】
よって、本発明の評価方法では、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→圧密状態の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→圧密状態の粉体相内を移動したときのトルク、荷重が大きい。
【００７３】
トナーの流動性は、添加剤処理前のトナー粒子の表面状態と添加剤の混合工程によりほとんど決まる。つまり、添加剤で処理する前のトナー粒子の表面状態と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表面状態は大きく変化し、それに伴ないトナー粒子の流動性も大きく変化する。
特に、添加剤の付着もしくは固着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）によって変化するため、混合条件を詳細に制御する必要がある。混合条件を検討した結果、最適な流動性を示す混合条件は添加剤がトナー粒子表面に付着するような条件ではなく、少し固着するような（少し内部に埋め込まれたような）条件が適していることが分かった。
【００７４】
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搬送、供給する必要がある。そのためには、トナー帯電量が適度な条件であることが必要であるが、常に安定して現像域に均一なトナーブラシが供給できるようなトナーの動き易さ、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。
【００７５】
本発明において、ドット再現性やトナー搬送性の良いトナーは、以下のようなトルク、荷重特性を示すことが分かった。
▲１▼円錐ロータ侵入時（５ｍｍ／ｍｉｎ、２０ｍｍ侵入時）のトルクの値が０．１〜３ｍＮｍ（空間率＝０．５５）である。
▲２▼円錐ロータ侵入時（５ｍｍ／ｍｉｎ、２０ｍｍ侵入時）の荷重の値が０．０１〜０．７０Ｎ（空間率＝０．５５）である。
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、トルクや荷重の積分値を評価しても良い。また、他の評価項目であっても良い。
【００７６】
また、小粒径トナーにおいては、トナー粒子の形状をも考慮して流動性を上げる必要がある。本発明においては粉砕トナーであるので、特にトナーの粒子形状は重要である。トナーの粒子形状は平均円形度として、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）により計測した。
流動性の良いはトナーは、平均円形度が０．９０〜０．９６であり、球形に近いトナーの場合において流動性が優れ、ドット再現性に優れた高画質化を実現できる。
トナー粒子の形状を制御する方法としては、分級工程後のトナー粒子を回転体の中に入れて高速回転させたり、瞬間的に熱を加えるような工程を介したりして実現できる。
【００７７】
本発明のトナーは、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、本発明のトナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００７８】
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状のブレードや供給ローラを設けた現像方式に、本発明の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、トナーの流動性が現像ローラ上のトナー層の均一化に大きく影響を与え、且つ耐久特性に影響を与える。耐久特性が悪い場合には、感光体へのフィルミングだけではなく、ドクターローラや供給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。
【００７９】
しかし本発明のトナーを用いると、トナーに流動性に優れているため、供給ローラやドクターローラを介しての現像ローラ上へのトナー層の均一薄層化が容易に実現でき、常に安定した現像ローラ上へのトナー搬送が可能となる。また、ドクターローラや供給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（図５参照。）。
【００８０】
本発明のトナーは流動性に優れているため、カートリッジ容器に入れて保管することが十分可能であり、カートリッジ容器から現像部へトナー搬送するような構成の装置にも適している。
カートリッジ容器としては、トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部にトナーを充填するプロセスカートリッジとを挙げることができ、通常これらのトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジを画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
【００８１】
さらに二成分現像剤として使用する場合は、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。
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体積平均粒径は２０〜７０μｍが良い。好ましくは３０〜６０μｍが良い。
【００８２】
【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、以下の配合における部数は全て重量部である。
【００８３】
（評価）
トナーの評価において、トナー組成、トナー作製法および混合条件を変化したトナーを作製し、トナー粒子の表面状態をＢＥＴ比表面積値として評価し、トナー流動性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法を用いて評価し、ドット再現性を画像のザラツキ感として５段階評価（ランク１：悪い→ランク５：良い）した。
また、２万枚のランニング耐久試験を行ない、ドット再現性及び現像部でのブロッキング等のトナー搬送性の不具合点を評価した。不具合点の無かった場合を○、不具合点のあった場合を×として評価した。
トナーの流動性は、円錐ロータが侵入時のトナー粉体相表面から２０ｍｍ侵入したときのトルクと荷重の値を測定した。トナーは予め圧密状態にし、空間率を測定し、トルク、荷重を評価した。円錐ロータの評価条件は以下のようにした。
・圧密荷重：２５０〜３０００ｇ
・円錐ロータの頂角：６０°
・円錐ロータの回転数：１ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
【００８４】
実施例１
樹脂：ポリエステル樹脂１００部
顔料：カーボンブラック１０部
電荷制御剤：サリチル酸亜鉛塩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℃、混練機回転数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６．３μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００８５】
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６．３μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００８６】
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６．３μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００８７】
実施例４

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℃混練機回転数１２０ｒｐｍ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５．８μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００８８】
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５．８μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００８９】
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５．８μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９０】
実施例７

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℃混練機回転数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５．５μｍの粒度分布に分級した。このトナーを本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９１】
実施例８
実施例７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５．５μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９２】
実施例９
実施例７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５．５μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９３】
比較例１
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５．８μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９４】
比較例２
実施例７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５．５μｍ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。

本トナーを作製した後、本評価法によりＢＥＴ比表面積を測定して６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値を算出し、円錐ロータを用いて流動性を測定した。その結果を表１に示す。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００９５】
以上の実施例１〜９、比較例１〜２の測定結果を表１に示す。
【表１】

【００９６】
上記のデータをグラフ化して、図６、７に示す。図６は実施例１〜９、比較例１〜２の６／（ρ・Ｓ・Ｄ）と円錐ロータ侵入時のトルクとの関係を示す。図７は実施例１〜９、比較例１〜２の円錐ロータ侵入時のトルクとドット再現性との関係を示す。
【００９７】
以上の結果から分かるように、トナー粒子の表面状態と円錐ロータを用いた本発明の評価方法による流動性評価値とドット再現性及びランニング時のトナー搬送性との間には強い相関関係が存在し、トナー粒子の表面状態と円錐ロータを用いた本発明の評価方法によりドット再現性及び現像部のトナー搬送性を評価できることが分かる。
図６、７の結果から、ドット再現性の良い高画質及び良好なトナー搬送性を得るために必要な、流動性の良いトナーを得るためには、以下の式（１）で示されるトナー粒子表面状態の条件を満足することが必要である。
０．１≦６／（ρ・Ｄ・Ｓ）≦０．４（１）
ρ：トナーの真比重
Ｄ：トナーの体積平均粒径（μｍ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）
６／（ρ・Ｄ・Ｓ）の値が０．１未満では、外添剤とトナーとの分離等が発生し、ランニング特性が悪くなり、０．４より大きい場合にはトナー流動性が悪くなり、ドット再現性及びトナー搬送性が悪くなる。
【００９８】
また、図６、７の結果から、ドット再現性の良い高画質及び良好なトナー搬送性を得るために必要な、流動性の良いトナーを得るためには、以下のトルクおよび荷重の条件を満足することが必要である。
▲１▼円錐ロータ侵入時のトルクの値が０．１〜３ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜０．７０Ｎである。
（ここで、空間率＝０．５５、ロータ侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ、２０ｍｍ侵入時の値）
円錐ロータ侵入時のトルク値が０．１ｍＮｍ未満では、トナーの流動性以外の帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、３ｍＮｍより大きくなれば流動性が低下し、ドット再現性及びトナー搬送性が悪くなる。円錐ロータ侵入時の荷重値が０．０１Ｎ未満では、トナーの帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、０．７０Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下しドット再現性及びトナー搬送性が悪くなる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明により、粉砕法で作製した少なくとも樹脂、顔料からなる母体トナー粉体の表面に添加剤を付着または固着させた体積平均粒径５〜７μｍのトナーにおいて、トナー粒子表面をＢＥＴ比表面積を用いた値で規定することにより、トナー搬送性が良く、ドット再現性の良い高画質の画像が得られる静電荷像現像用トナーを安定して提供することができる。
また、本発明により、精度が高く、個人差がなく、製造ライン中にも導入できるトナーの評価方法、該トナーを用いる現像方法、該トナーを充填したトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、それらを装着した画像形成装置、前記評価方法を利用したトナーの製造方法、トナー評価装置、及びトナー製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の評価装置構成の該略図である。
【図２】（ａ）は円錘ロータの形状の一例を示す図である。（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】（ａ）は円錘ロータの上から見た図である。（ｂ）は円錘ロータの別の側から見た図である。（ｃ）は円錘ロータの横から見た図である。
【図４】本発明の評価装置を備えた静電荷像現像用トナー製造装置の概略図である。
【図５】本発明の静電荷像現像用トナーを用いた現像装置の概略図である。
【図６】実施例１〜９及び比較例１〜２のトナー粒子表面状態と円錘ロータ侵入時のトルクとの関係を示すグラフである。
【図７】実施例１〜９及び比較例１〜２のトナー粒子表面状態と円錘ロータ侵入時のドット再現性との関係を示すグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a one-component or two-component developing method, a toner for developing an electrostatic image used in an apparatus, a method for evaluating the toner, a developing method using the toner, a toner cartridge filled with the toner, a process cartridge, and those mounted thereon. The present invention relates to an image forming apparatus, a toner manufacturing method using the above evaluation method, a toner evaluation apparatus, and a toner manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
The image quality of copiers, printers, and the like using the electrophotographic method has been improved, and reproducibility of fine dots has become very important recently. The reproducibility of this dot is greatly affected by the fluidity in addition to the charge amount of the toner and the developer, and it is necessary to stably supply and transport a uniform toner layer or developer layer on the fine latent image portion. Is becoming necessary. In particular, in the one-component developing system, it is necessary to always provide a very thin layer stably on the developing roller, and the fluidity of the toner is becoming important.
[0003]
Further, as the image quality is improved, the particle size and the function of the toner used for the toner 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.
Further, when the toner is manufactured by a pulverization method, the flow characteristics greatly change with respect to the manufacturing conditions as the particle size is reduced, and fine control and evaluation are required.
Further, with the progress of low-temperature fixing of the toner and oil-less fixing, the base composition and structure of the toner become complicated, and the fluidity of the toner is affected. Therefore, structural control with higher precision than before is required, and accordingly, a fluidity evaluation method with high sensitivity is required.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-203941 (Patent Document 1) of Hitachi Chemical Co., Ltd. discloses that the toner particles fall through a narrow portion of a funnel to which a magnetic field is applied. A method for accurately evaluating the fluidity of a developer in a developing machine by measuring the time required for the development is proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. H04-116449 (Patent Literature 2) discloses a method in which toner is placed on a tiltable plate, and the plate is gradually tilted to measure angles when flow starts and ends. A way to do that has been proposed. Further, Sharp's Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-292967 (Patent Document 3) discloses that a sieve is stacked in several stages, toner is poured on the sieve, and horizontal and vertical vibrations are applied to the sieve portion. A method has been proposed in which the amount of toner remaining in each sieve after a predetermined time is calculated by multiplying the amount by a preset coefficient. In these methods, there is a large variation in data, and there is a difference depending on a measurer, and it is not possible to evaluate a difference in fluidity between toners.
Further, in order to obtain a toner exhibiting good fluidity, it is necessary to control the toner shape and surface state in detail. One of the methods for evaluating the surface state is to measure the BET specific surface area. Many patents relating to the BET specific surface area have been filed, and as an example, Japanese Patent No. 3055915 (Konica) specifies a BET specific surface area value, a volume average particle diameter value, and the like of polymer particles to improve image quality (particularly, For the purpose of improving the cleaning property) has been proposed.
[0005]
Further, the fluidity of the toner has come to the fore as a problem since the low-temperature fixing of the toner and the oil-less fixing have begun to progress. Regarding such low-temperature fixing, there is a proposal to add a specific non-olefinic crystalline polymer having a sharp melt property at a glass transition temperature to a binder resin (JP-A-62-63940). There is also a proposal (Japanese Patent No. 2931899, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-222138) using crystalline polyester having the same sharp melt property.
[0006]
However, crystalline polyesters having a sharp melt property at the glass transition temperature, when the product temperature during kneading is higher than the glass transition temperature, reduce the kneading shear force, dispersibility of the wax and dispersibility of the crystalline polyester resin itself. Easy to worsen. In particular, in a full-color toner using a resin having a small elastic component, the dispersibility is significantly deteriorated. Therefore, problems such as a decrease in fluidity due to a decrease in wax dispersibility and a decrease in transparency due to a decrease in dispersibility of the crystalline polyester resin are likely to occur. In addition, the crystalline polyester resin has a lower pulverizability than a polyester resin having no crystallinity, and there is a problem in reducing the particle size by the pulverization method.
[0007]
Further, the following documents are one of the technical documents relating to the liquidity evaluation method.
Satoh M. : J. , Soc. Powder Technology. , Japan, 31, 783-788 (1994).
-Munetake Sato et al .: Transactions of Chemical Engineering Vol. 22, No. 6, pp. 1435-1441 (1996)
However, these documents do not disclose anything relating to fluidity peculiar to a toner used for image formation of an electrophotographic system.
[0008]
Further, the present applicant has previously proposed a method and an apparatus relating to toner fluidity evaluation (Japanese Patent Application No. 2002-196844, Japanese Patent Application No. 2002-276484, Japanese Patent Application No. 2002-281727, Japanese Patent Application No. 2002-346981, Application 2002-346831).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-01-203941
[Patent Document 2]
JP 04-116449 A
[Patent Document 3]
JP 2000-292967 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention defines the conditions of the particle surface state of the pulverized toner, which is excellent in toner transportability and can always obtain high image quality with excellent dot reproducibility, by using an evaluation method having high fluidity accuracy and no individual difference. Another object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic image that can be stably produced.
Further, the present invention provides a method for evaluating a toner which can be introduced into a production line with high accuracy and no individual difference, a developing method using the toner, a toner cartridge filled with the toner, a process cartridge, and an image forming apparatus equipped with the same. It is an object to provide an apparatus, a toner manufacturing method using the above evaluation method, a toner evaluation apparatus, and a toner manufacturing apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies and found that the fluidity of the toner is related to the surface condition of the toner, and that the fluidity of the toner is made to enter the toner powder phase while rotating the conical rotor, and the conical rotor is By measuring the torque or load generated when moving through the body, it is possible to evaluate quantitatively, accurately and without individual differences, and to accurately evaluate differences in fluidity between fine toners. In addition, the present method can measure the toner phase as it is in a short time, so it can be introduced into a production line, and it has been found that a toner capable of obtaining high image quality can be stably produced, leading to the completion of the present invention. Was.
[0012]
That is, according to the present invention, the following (1) to (26) are provided.
(1) An electrostatic charge image developing toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm, in which an additive is adhered or fixed to the surface of a base toner powder made of at least a resin and a pigment prepared by a pulverization method, the following formula (1) Characterized by having a surface condition satisfying the following.
0.1 ≦ 6 / (ρ · DS) ≦ 0.4 (1)
ρ: True specific gravity of toner
D: Volume average particle diameter of toner (μm)
S: BET specific surface area (m ² / G)
(2) After a toner in which an additive is adhered or fixed to the surface of a base toner powder composed of at least a resin and a pigment is preliminarily compacted, a 20 mm powder phase is formed at a penetration speed of 5 mm / min while rotating a conical rotor. The value of the torque generated when penetrating the powder phase is 0.1 to 3 mNm (when the porosity is 0.55) or the value of the load generated when penetrating the powder phase of 20 mm is 0.01 to 3 mNm. (1) The toner for developing an electrostatic image according to (1), wherein the toner is 0.70 N (when the space ratio is 0.55).
(3) The electrostatic image developing toner as described in (1) or (2) above, wherein the average circularity of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment is 0.90 to 0.96.
(4) The toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (3), wherein a charge control agent is contained in a base toner powder comprising at least a resin and a pigment.
(5) The electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (4), wherein a releasing agent is contained in a base toner powder comprising at least a resin and a pigment.
(6) The electrostatic image developing toner according to (5), wherein the base toner powder comprising at least a resin, a pigment, and a release agent further contains a dispersant for the release agent.
(7) The electrostatic image development according to any one of (1) to (6), wherein at least one of the resins is a crystalline polyester represented by the following general formula (2). For toner.
[-O-CO-CR ₁ = CR ₂ -CO-O- (CH ₂ ) _n −] _m (2)
(Where R ₁ , R ₂ Represents a hydrocarbon group, and n and m represent the number of repeating units. )
(8) Any of the above (1) to (7), wherein the additive adhered or fixed to the surface of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment comprises an inorganic fine powder having an average particle diameter of 10 to 200 nm. The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items.
(9) Any of the above (1) to (7), wherein the additive adhered or fixed to the surface of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment comprises a charge control agent having an average particle diameter of 10 to 200 nm. The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items.
(10) The electrostatic image developing toner according to any one of the above (1) to (9), which is produced using a composition in which a resin and a pigment are kneaded in advance.
(11) A method for evaluating a toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm in which an additive is adhered or fixed to the surface of a base toner powder made of at least a resin and a pigment prepared by a pulverization method, and a BET specific surface area is measured. A toner evaluation method for developing an electrostatic charge image, wherein the toner surface state is evaluated based on this value and the true specific gravity and volume average particle diameter of the toner.
(12) The method for evaluating an electrostatic image developing toner according to (11), wherein the toner sample is evacuated to remove water before measuring the BET specific surface area.
(13) The method for evaluating an electrostatic image developing toner according to (11) or (12), wherein the weight of the toner sample when measuring the BET specific surface area is 1 to 1.5 g.
(14) When the toner in which an additive is adhered or fixed to the surface of the base toner powder is brought into a compacted state in advance, and then is made to penetrate into the 20 mm powder phase at a penetration speed of 5 mm / min while rotating the conical rotor. The method for evaluating a toner for developing an electrostatic image according to any one of (11) to (13), wherein a torque and / or a load generated in the toner is measured.
(15) The method for evaluating an electrostatic image developing toner according to the above (14), wherein the apex angle of the conical rotor is 20 to 150 °.
(16) The method for evaluating an electrostatic image developing toner according to the above (14) or (15), wherein a groove is formed in a surface of the conical rotor.
(17) The method for evaluating an electrostatic image developing toner according to any one of (14) to (16), wherein the number of revolutions of the conical rotor is 0.1 to 50 rpm.
(18) A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (10).
(19) The one-component developing method according to (18), wherein a doctor roller and / or a supply roller are used.
(20) A two-component developing method using the toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (10) and a carrier having a volume average particle diameter of 20 to 70 μm.
(21) The developing method according to any one of (18) to (20), wherein the development is performed by applying an AC bias voltage component.
(22) A toner cartridge or a process cartridge filled with the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (10).
(23) An image forming apparatus comprising the toner cartridge or the process cartridge according to (22).
(24) A toner characterized in that the toner is evaluated by the evaluation method according to any one of (11) to (17), and a toner satisfying the condition described in (1) or (2) is selected. A method for producing a toner for developing a charge image.
(25) Rotating the conical rotor into the toner layer in the container in which the toner layer in the compacted state is formed, and measuring the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container to evaluate the fluidity of the toner. An evaluation device used to perform the following operations: a conical rotor that enters the toner layer while rotating, a torque meter that detects torque applied to the rotating conical rotor, a load cell that detects a load applied to the container by rotation of the conical rotor, and a cone. A toner for developing an electrostatic charge image, comprising at least an elevator for vertically moving a rotor or a container, and evaluating the fluidity of the toner using the evaluation method according to any one of (14) to (17). Evaluation device.
(26) An electrostatic charge characterized by transporting the toner in the course of manufacture to the evaluation device described in (25) and evaluating the toner, and selecting a toner satisfying the conditions described in (1) or (2). An image developing toner manufacturing apparatus.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The toner for developing an electrostatic image of the present invention is a toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm in which an additive is adhered or fixed to the surface of a base toner powder composed of at least a resin and a pigment prepared by a pulverization method. A surface state satisfying the condition (1) is obtained, and a high-quality image with good toner transportability and good dot reproducibility can be obtained.
0.1 ≦ 6 / (ρ · DS) ≦ 0.4 (1)
ρ: True specific gravity of toner
D: Volume average particle diameter of toner (μm)
S: BET specific surface area (m ² / G)
[0014]
The electrostatic image developing toner of the present invention has a structure in which a surface of a base toner powder comprising at least a resin and a pigment is covered with an additive. In particular, it relates to the toner used in the one-component and two-component development processes, and includes the toner transport characteristics of the toner powder phase and the carrier on the development roller when forming a uniform thin toner on the development roller during development. By prescribing the fluidity of all the developers so as to be within the optimum conditions without any problem for high image quality, pigments, other resins and release agents are uniformly dispersed in the resin, and Optimization of particle surface condition by additive treatment was realized.
[0015]
The resin constituting the toner of the present invention includes a polyester resin and / or a polyol resin conventionally used for a color toner. Polyester resins and polyol resins are suitable because they have better low-temperature fixability and relatively good heat-resistant storage properties than styrene-acrylic resins that have been frequently used in the past. However, polyester resins and polyol resins have poor dispersibility of the release agent as compared with styrene-acrylic resins. If the dispersibility is poor, the pulverizing stress tends to concentrate on the interface between the resin and the wax at the time of pulverization. The release agent was exposed to the toner and the fluidity of the toner was deteriorated.
Therefore, the toner of the present invention includes a pigment, another resin, or a release agent in the resin by specifying the torque characteristics of the toner powder phase at the time of compaction so as to be in an optimum condition having no problem with the toner fluidity. It was uniformly dispersed, and optimization by external additive treatment was realized.
[0016]
In the present invention, the state of the surface of the toner particles after the external additive treatment was evaluated by a BET specific surface area method, for example, using a Tristar 3000 (manufactured by Shimadzu Corporation). Of course, other measuring devices can be used as long as the same measuring principle and method are used. However, what is important in the BET specific surface area method is a measurement condition, and N 2 is uniformly applied to the surface of the toner particle as it is without deforming the surface of the toner particle. ₂ It is necessary to perform gas adsorption, and as a result of examining various conditions, the following conditions can be cited as optimal conditions.
[0017]
<Measurement conditions>
(1) Adjust the sample weight to 1 to 1.5 g.
If the amount is less than 1 g, the variation between lots is large. If the amount is more than 1.5 g, the handling of the measurement becomes difficult, and the variation in the measured value increases. Preferably, about 1 g is optimal.
(2) Do not heat the sample.
→ Heating causes deformation of the toner particles, making it impossible to evaluate the actual surface state.
(3) Vacuum evacuation is performed as a pretreatment under the following conditions to remove moisture from the sample surface.
・ Vacuum pressure: 2.67 Pa or less
・ Evacuation time: 1 hour or more
→ If the above conditions are not satisfied, the measured values vary widely and stable measured values cannot be obtained.
[0018]
In the present invention, the evaluation of the fluidity of these toner particles is performed, for example, by rotating the conical rotor into the powder phase while intruding (lowering) or pulling out (up). The torque and load applied to the container containing the powder phase are measured, and the fluidity is evaluated based on the values of the torque and load.
The shape of the conical rotor may be of any shape, but a cone having an apex angle of 20 to 150 ° is suitable. If the apex angle of the cone is less than 20 °, the resistance to the toner powder phase is small, so the torque and load are small, and a fine difference in fluidity cannot be evaluated. Conversely, if the apex angle is larger than 150 °, the force in the direction of pressing down the toner powder phase becomes large, and the toner particles are likely to be deformed, which is not suitable for evaluation of toner fluidity. The length of the conical rotor needs to be long enough so that the conical rotor surface is continuously present in the toner powder phase.
[0019]
Further, it is preferable that a groove is formed on the surface of the conical rotor. Instead of measuring the friction component between the material surface of the conical rotor and the toner particles, it is better to measure the friction component between the toner particles. To this end, when the conical rotor rotates and penetrates into the toner powder phase, the toner particles enter into the grooves cut on the surface of the conical rotor, and the entered toner particles and the surrounding toner It is more suitable to measure the state of friction with the particles. The shape of the groove is not limited, but it is necessary to devise such a way that the contact between the material surface of the conical rotor and the toner particles is reduced. An example is shown in FIG. In this method, a groove is cut straight from the vertex of the cone to the bottom side, and the cross section of the groove has a saw-tooth shape composed of triangular irregularities. In this case, the contact between the material surface of the conical rotor and the toner particles is only at the tip of the peak of the triangular groove. Mostly, the toner particles that have entered the grooves come into contact with the toner particles around the toner particles. Any material may be used for the conical rotor, but a material that is easy to process, has a hard surface, and does not deteriorate is preferable. In addition, a material that does not take chargeability is suitable. Examples of this include SUS (stainless steel), Al, Cu, Au, Ag, and brass.
[0020]
The torque and the load of the toner powder change depending on the rotation speed of the conical rotor and the penetration speed of the conical rotor. In the evaluation method of the present invention, in order to improve the accuracy of the measurement, the rotation speed and the penetration speed of the conical rotor are reduced so that the fine contact state between the toner particles can be measured. Therefore, the following measurement conditions are preferable.
<Measurement conditions>
・ Number of rotations of the conical rotor: 0.1 to 50 rpm
-Penetration speed of conical rotor: 0.2 to 150 mm / min
If the rotation speed of the conical rotor is smaller than 0.1 rpm, the toner is likely to be affected by the delicate state of the toner powder phase. If the rotation speed is more than 50 rpm, the toner is scattered and the measurement cannot be performed stably, which is not suitable. When the penetration speed of the conical rotor is slower than 0.2 mm / min, it is apt to be affected by the delicate state of the toner powder phase, and is not suitable for measurement because of the problem of measurement dispersion. If the speed is higher than 150 mm / min, the toner powder phase is likely to be in a compacted state, and the influence of toner deformation or the like appears, which is not suitable for fluidity evaluation.
[0021]
The configuration of the evaluation apparatus of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1 and includes a consolidation zone and a measurement zone. The consolidation zone includes a container for storing the powder, an elevating stage for raising and lowering the container, a piston for consolidation, a weight for applying a load to the piston, and the like. The device having the configuration shown in FIG. 1 is an example, and does not limit the present invention. Further, the consolidation zone may not be provided. In the apparatus having this configuration, the sample container containing the powder is raised, brought into contact with the consolidation piston, and further raised so that the weight that applies all the weight load to the piston is floated from the support plate. And leave it for a certain period of time. Thereafter, the lifting stage on which the container containing the powder is placed is lowered, and the piston is separated from the powder surface. The piston may be made of any material, but the surface on which the powder is pressed must be smooth. Therefore, a material that is easy to process, has a hard surface, and does not deteriorate is preferable. In addition, it is necessary to prevent powder adhesion due to charging, and a conductive material is suitable. Examples of this material include SUS, Al, Cu, Au, Ag, and brass.
[0022]
In the measurement zone, as shown in FIG. 1, a conical rotor is attached to a tip of a shaft and fixed to a torque meter. A container containing toner is placed at the center of the stage, and the stage can be moved up and down by an elevator. Raising the container causes the conical rotor to rotate and enter the center of the container. The torque applied to the conical 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 conical rotor is determined by a position detector. This configuration is merely an example, and other configurations such as raising and lowering a torque meter to which a conical rotor is attached by an elevator may be used.
[0023]
As described above, the shape of the conical rotor preferably has an apex angle of 20 to 150 °. (See FIG. 2.) The length of the conical rotor needs to be long enough so that the conical rotor portion can enter the toner phase sufficiently. The shape of the groove may be any shape, but care must be taken so that the value of the torque or the load is not lost due to the replacement of the conical rotor. For this purpose, it is preferable that the groove shape of the conical rotor is simple, and that the rotor having the same shape can be formed any number of times (see FIG. 3). The material of the container is not limited, but a conductive material is suitable so as not to be affected by charging with 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 container is important, and it is necessary to select a larger size (diameter) relative to the diameter of the conical rotor so that the wall of the container does not affect when the conical rotor enters while rotating.
[0024]
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. It is preferable that the elevator can be driven with high accuracy using a servomotor or a stepping motor.
[0025]
For the measurement, a certain amount of toner is put into a container, and the container is set. First, before starting the actual measurement, the toner powder phase is pressurized to create a compacted state. After that, the conical rotor is lowered into the condensed toner phase, and is made to enter the toner powder phase while rotating the conical rotor. 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 conical rotor is arbitrary. When the penetration distance of the conical rotor is shallow, the values of torque and load are small, which causes a problem in data reproducibility and the like. Therefore, it is better to make the conical rotor penetrate deeply into a region where data can be reproduced. According to our experimental results, almost stable measurement was possible if the penetration was 5 mm or more.
[0026]
The measurement mode can be set under any conditions. For example, the following measurement modes are available.
(1) Fill the container with the toner.
(2) The toner powder phase is pressurized to create a compact state.
{Circle around (3)} The conical rotor is caused to enter while rotating, and the torque and load at that time are measured.
{Circle around (4)} When the conical rotor has penetrated to a predetermined depth from the toner surface layer, the penetrating operation is stopped.
(5) The operation of pulling out the conical rotor is started.
{Circle around (6)} When the tip of the conical rotor comes off the surface of the toner powder phase and becomes completely free (first home position), the operation of pulling out the conical rotor is stopped, and the rotation is also stopped.
The above operations (1) to (6) are repeated to measure. It may be performed continuously.
[0027]
As another measurement method, the toner powder phase is stabilized by applying a vibration by a vibrator (see FIG. 1) before the measurement, and the stabilized toner powder phase is pressurized to a consolidation state. The conical rotor is caused to enter while rotating into the toner powder phase in the state, and the torque and load at that time are measured. When the depth reaches a preset depth, the intrusion operation is stopped, and then the conical rotor is moved to the initial position (home position). Let's go up until.
As still another method, there is a method in which a conical rotor is caused to penetrate into a toner powder phase in a compacted state, and a depth until a predetermined torque value is obtained is examined.
[0028]
The consolidation state can be generally evaluated as a change in porosity. (See Powder Engineering Handbook.)
Therefore, in the evaluation method of the present invention, the porosity of the toner powder phase is important, and in our experimental results, stable measurement was possible when the porosity was 0.4 or more. If it is less than 0.4, a delicate difference in the consolidation condition affects the torque and load, and stable measurement is difficult. The range of the porosity of the toner powder phase was 0.4 to 0.75 including the case of various measurement methods. If it is larger than 0.75, the toner scatters and is not suitable for measurement.
However, the measurement system, measurement conditions, and the like are not limited to this.
[0029]
In the present invention, the compacted state is not a released state but a state in which powder is filled in a closed state such as a container and rearranged by various methods.
The porosity of the toner powder layer indicates the ratio of the gap existing in the powder phase, and is obtained by the following equation.
Porosity = (bulk volume-true volume) / bulk volume
[0030]
The toner used in this evaluation method is a toner produced by a pulverization method, and it is necessary that the toner has a volume average particle diameter of 5 to 7 μm in order to realize a high-quality image. More preferably, it is 5 to 6 μm. If the volume average particle diameter is less than 5 μm, there is a problem in the margin of toner production, and even in use, problems such as contamination inside the apparatus due to toner scattering, a decrease in image density in a low humidity environment, and poor cleaning of the photoconductor are likely to occur. When the particle size exceeds 7 μm, the resolution of the minute spots of 100 μm or less is not sufficient, and the fine spots tend to scatter to non-image areas, resulting in poor image quality.
[0031]
The developer using the toner of the present invention preferably has a carrier having a volume average particle diameter of 20 to 70 μm in order to realize a high quality image. When the volume average particle size of the carrier is in the range of 20 to 70 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. When the particle size is less than 20 μm, the carrier particles tend to adhere to the photoreceptor and the like, and the stirring efficiency with the toner is deteriorated, so that it is difficult to obtain a uniform charge amount of the toner. Conversely, when the average particle size of the carrier exceeds 70 μm, fine image reproducibility deteriorates, and high image quality cannot be obtained.
[0032]
Details of the toner of the present invention are shown below.
As the resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene-acryl resin, styrene-methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene-butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicon resin, butyral Resins, terpene resins, polyol resins and the like.
[0033]
As the vinyl resin, homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene and their substituted products: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, 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.
[0034]
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol component as shown in Group A below, and a dibasic acid component as shown in Group B, and a trihydric or higher alcohol as shown in Group C. Alternatively, a carboxylic acid may be added as a third component.
[0035]
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.
[0036]
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.
[0037]
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.
[0038]
As the polyol resin, an epoxy resin and an alkylene oxide adduct of a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are compounds obtained by reacting two or more compounds.
[0039]
As the resin, it is preferable to use a crystalline polyester. In particular, an aliphatic polyester having crystallinity, a sharp molecular weight distribution, and an absolute amount of a low molecular weight as much as possible is preferable. This resin undergoes crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, its melt viscosity sharply drops from the solid state, and exhibits a fixing function to paper. By using the crystalline polyester resin, low-temperature fixing can be achieved without excessively lowering the Tg or molecular weight of the resin. Therefore, there is no decrease in preservability due to a decrease in Tg. Also, there is no deterioration in gloss and offset resistance that are too high due to the reduction in molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective in improving the low-temperature fixability of the toner.
[0040]
In the toner of the present invention, in order to exhibit low-temperature fixability and ensure hot offset resistance, the content of the crystalline polyester is 1 to 50 with respect to the total amount of the resin and the release agent in the toner. % By weight, and the content of the release agent is preferably 2 to 15% by weight. When the content of the crystalline polyester is less than 1% by weight, there is no effect on the low-temperature fixability, and when it exceeds 50% by weight, the hot offset property deteriorates. When the content of the release agent is less than 2% by weight, there may be no effect on the anti-offset property, and when it exceeds 15% by weight, the fluidity of the toner decreases.
[0041]
The molecular structure of the crystalline polyester resin is not limited, but from the viewpoint of the crystallinity and softening point of the polyester resin, diol compounds having 2 to 6 carbon atoms, particularly 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol And an aliphatic polyester represented by the following general formula (2) synthesized using an alcohol component containing these derivatives, and maleic acid, fumaric acid, succinic acid, and an acid component containing these derivatives. Is preferable.
[-O-CO-CR ₁ = CR ₂ -CO-O- (CH ₂ ) _n −] _m (2)
(Where R ₁ , R ₂ Represents a hydrocarbon group, and n and m represent the number of repeating units. )
Also, from the viewpoint of the crystallinity and softening point of the polyester resin, a trihydric or higher polyhydric alcohol such as glycerin is added to the alcohol component to synthesize a non-linear polyester, and trimellitic anhydride or the like is added to the acid component. Condensation polymerization may be carried out by adding a trivalent or higher polycarboxylic acid.
[0042]
The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is desirably low as long as the heat-resistant storage stability does not deteriorate, and is preferably in the range of 80 to 130 ° C.
When the glass transition temperature (Tg) is lower than 80 ° C., the heat-resistant storage stability deteriorates, and blocking tends to occur at the temperature inside the developing device. Can not be obtained. The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is an endothermic peak temperature at the time of a 2nd temperature rise by DSC.
[0043]
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.
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. .
[0044]
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.
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.
Examples of purple pigments include Fast Violet B and Methyl Violet Lake.
[0045]
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.
One or more of these can be used.
[0046]
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 assist the dispersibility. However, there are environmental problems and the like, and in the present invention, it is preferable to disperse using water. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not matter.
[0047]
The toner of the present invention preferably contains (internally adds) a charge control agent 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.
[0048]
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.
[0049]
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 toner tends to occur. If the temperature is higher than this range, offset may easily occur in a region where the fixing roller temperature is low.
[0050]
An additive may be added for the purpose of improving the dispersibility of the release agent and the like. As additives, styrene-acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene-methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene-butadiene resin, phenolic resin, butyral resin, There are terpene resins, polyol resins, and the like, and a mixture of two or more of each resin may be used.
[0051]
Further, the toner of the present invention may contain a grinding aid in order to improve the grinding property. Examples of the grinding aid include a resin containing a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of vinyl toluene, α-methylstyrene, and isopropenyl toluene. The present polymer may be a homopolymer of vinyl toluene, α-methylstyrene or isopropenyl toluene, or a copolymer of these monomers. It is preferable that other monomers other than styrene are not copolymerized in these polymers, but other monomers other than styrene may be copolymerized as long as the object of the present invention is not impaired.
[0052]
The content of styrene is desirably 50 mol% or less, preferably 40 to 20 mol%, as a ratio of styrene to all monomers constituting the copolymer. Since these resins are brittle, when used in combination with crystalline polyester, insufficient pulverizability due to the crystallinity of the crystalline polyester can be improved.
[0053]
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.
[0054]
Further, as described above, the toner of the present invention causes an additive as a fluidity improver to adhere or fix, for example, an inorganic fine powder to the toner surface. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably from 10 to 200 nm. If the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to create an uneven surface having an effect on fluidity.
[0055]
The inorganic fine powder used in the present invention includes Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, and Zr. And complex oxides. Among them, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used.
[0056]
Further, it is effective to subject the inorganic fine powder to a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. The following are typical examples of the hydrophobizing agent.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane and the like.
[0057]
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 scattering of toner between fine lines, contamination inside the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
[0058]
Further, a charge control agent may be attached or fixed to the surface of a powder composed of at least a resin and a pigment so that the powder surface has a small cycle and a large cycle. The average particle size is optimally as small as 10 to 200 nm. If the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to create an uneven surface having an effect on fluidity. If the particle size is larger than 200 nm, the shape of the powder becomes rough and the problem of the toner shape occurs. Examples of charge control agents include nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts, salicylic acid metal complexes and salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like. Is also good.
[0059]
The toner of the present invention may further contain other additives within a range that does not substantially adversely affect the toner, for example, a lubricant powder such as a Teflon powder, a zinc stearate powder, and a polyvinylidene fluoride powder; An abrasive such as powder or strontium titanate powder; or a conductivity-imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder or tin oxide powder may be used in a small amount as a developability improver.
[0060]
Examples of the method for producing the toner include a pulverization method and a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization / dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, etc.), and the pulverization method is used in the present invention.
[0061]
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 uniformly and well kneaded using a hot 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 surface state of the toner particles after this mixing step is evaluated by using the BET specific surface area method. Further, the fluidity of the toner particles after the mixing step is evaluated using the evaluation method of the present invention.
[0062]
In this case, after sampling the sample in the sampling inspection, the sample is measured with a specific surface area measuring device. Further, the sample is placed in a sample container, and the sample is brought into a compacted state by pressurization or the like. The rotation speed of the conical rotor was 0.1 to 10 rpm, and the penetration speed of the conical rotor was 5 mm / min. The measurement is performed by rotating the conical rotor, and then stopping the penetration after a predetermined penetration distance of 5 mm or more. After that, the conical rotor is pulled out and returned to the original initial position. The torque and the load when the conical rotor enters the toner powder phase are measured to evaluate the fluidity of the toner.
[0063]
After the step of mixing additives such as inorganic particles, the mixture is passed through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles, thereby obtaining the toner of the present invention. After the air sieving step, the surface state of the toner and the fluidity of the toner may be evaluated.
[0064]
In the present invention, when the BET specific surface area is measured under the above-described measurement conditions to evaluate the surface state of the toner particles, from the experimental relationship with the toner fluidity, when the following conditions are satisfied, the fluidity is excellent and the high image quality is obtained. It was found that a toner corresponding to the conversion was obtained.
0.1 ≦ 6 / (ρ · D · S) ≦ 0.4
ρ: True specific gravity of toner
D: Volume average particle diameter of toner (μm)
S: BET specific surface area (m ² / G)
[0065]
When the value of 6 / (ρ · D · S) is less than 0.1, separation of the external additive (additive) from the toner occurs, and the running characteristics are deteriorated. In this case, the toner fluidity deteriorates, and the dot reproducibility deteriorates.
[0066]
The evaluation method of the present invention can be measured on a production line, and can be installed between each step in a production process to evaluate quality in the middle of the process. For example, after the mixing step, the sample is withdrawn while the powder sample is being conveyed to the next step, and measured by the evaluation method of the present invention. As a result of the evaluation, if the numerical value is out of the preset range from the above equation, the sample is not sent to the filling process but is sent to the toner reprocessing process.
[0067]
When the toner fluidity is evaluated by the evaluation method of the present invention using a conical rotor, 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.
[0068]
The characteristics of the evaluation method of the present invention using a conical rotor are as follows. Since the extracted sample can be measured quickly and simply as it is, it is possible to perform highly accurate measurement without individual differences.
(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.
[0069]
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 section is a container made of SUS or the like, and is measured by the evaluation method of the present invention as it is. Alternatively, the container is taken to an evaluation device of the present invention at another nearby place, and is placed on a sample stage and measured by the evaluation method of the present invention. 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 also 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 (see FIG. 4).
Further, the toner evaluation device having these functions can be used alone as an evaluation device in the development stage.
[0070]
In the case of the toner, the measured values of the torque and the load in the evaluation method of the present invention indicate the fluidity as described above, so that quantitative evaluation is possible. In the conventional evaluation method up to now, the difference between toners can be evaluated, but there is a problem that if the type of toner is different, it cannot be evaluated in the same playing field. However, the values measured by the evaluation method of the present invention are torque values and load values as powder characteristics, and are values that can be evaluated on the same ring even if the type of toner changes or the particle size changes. It becomes a general-purpose evaluation value.
[0071]
The torque and load characteristics of the conical rotor during the movement of the conical rotor in the toner powder phase are closely related to the fluidity of the powder. It is easy to move because of its small adhesive force, and even if the conical rotor is moved in the powder phase, the torque is small and the load change is small. On the other hand, 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 (load) acting in the downward direction also increases. In particular, this phenomenon appears as a subtle change when a release agent or the like is put into the toner, and the adhesive force between the individual powder particles appears more remarkably in a compacted state. Therefore, it is necessary to evaluate the fluidity of the toner in the compacted state.
[0072]
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 compacted powder phase are small.
When the fluidity is poor → The torque and load when moving in the powder phase in the compacted state are large.
[0073]
The fluidity of the toner is almost determined by the surface condition of the toner particles before the additive treatment and the additive mixing step. In other words, the surface state of the toner particles before the treatment with the additive and the state in which the additive composed of inorganic particles or the like adheres or adheres to the surface of the toner particle greatly changes, and the flow of the toner particle accompanying the toner state changes accordingly. Sex also changes greatly.
In particular, since the state of adhesion or fixation of the additive changes depending on the mixing conditions in the mixing step (feed amount, rotation speed, mixing time, etc.), it is necessary to control the mixing conditions in detail. As a result of examining the mixing conditions, it is found that the mixing condition showing the optimum fluidity is not a condition in which the additive adheres to the surface of the toner particles, but a condition in which the additive is slightly adhered (slightly embedded inside). I knew it was there.
[0074]
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. In order to enable this faithful development, it is necessary to transport and supply a uniform toner brush to the development area. For this purpose, it is necessary that the toner charge amount is in an appropriate condition, but the ease of movement of the toner and the ease of transport so that a stable and uniform toner brush can be supplied to the development area are extremely high. It becomes important. That is, in order to increase the reproducibility of minute dots, it is necessary to increase the fluidity of the toner.
[0075]
In the present invention, it has been found that a toner having good dot reproducibility and toner transportability exhibits the following torque and load characteristics.
{Circle around (1)} The torque value when the conical rotor enters (5 mm / min, 20 mm entry) is 0.1 to 3 mNm (space ratio = 0.55).
{Circle around (2)} The value of the load when the conical rotor enters (5 mm / min, 20 mm) is 0.01 to 0.70 N (space ratio = 0.55).
Note that other methods can be used for the evaluation mode without any problem. The evaluation item may be an intrusion distance to a certain load, an intrusion distance to a certain torque, or the like other than the torque and the load, or an integrated value of the torque and the load. Further, other evaluation items may be used.
[0076]
In the case of a toner having a small particle diameter, it is necessary to increase the fluidity in consideration of the shape of the toner particles. In the present invention, since the toner is a pulverized toner, the particle shape of the toner is particularly important. The particle shape of the toner was measured as an average circularity using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
A toner having good fluidity has an average circularity of 0.90 to 0.96, and can achieve high image quality with excellent fluidity and excellent dot reproducibility in the case of a toner having a nearly spherical shape.
As a method of controlling the shape of the toner particles, the toner particles after the classification step can be put in a rotating body and rotated at a high speed, or through a step of instantaneously applying heat.
[0077]
The toner of the present invention 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. . When an AC bias voltage component is applied during development using the toner of the present invention, development efficiency is improved, and image characteristics are improved.
[0078]
Further, in the one-component developing method, the toner of the present invention is used in a developing method in which a roller-shaped blade or a supply roller for uniforming a toner layer is provided at an outlet of a toner supply unit. In such a system, the fluidity of the toner greatly affects the uniformity of the toner layer on the developing roller, and also affects the durability. If the durability is poor, not only filming on the photoreceptor but also filming on the doctor roller and the supply 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.
[0079]
However, when the toner of the present invention is used, since the toner has excellent fluidity, it is possible to easily realize a uniform thinning of the toner layer on the developing roller via a supply roller or a doctor roller, and it is possible to always achieve stable development. The toner can be conveyed onto the roller. Further, filming does not occur on the doctor roller or the supply roller, stable development is performed, and a system having excellent durability characteristics is obtained (see FIG. 5).
[0080]
Since the toner of the present invention has excellent fluidity, it can be sufficiently stored in a cartridge container, and is also suitable for an apparatus configured to transport toner from the cartridge container to the developing unit.
Examples of the cartridge container include a toner cartridge filled with toner, and a process cartridge provided with at least a photoconductor and a developing unit and filled with toner in a toner container of the developing unit. The image is formed by mounting the cartridge in the image forming apparatus.
[0081]
Further, when used as a two-component developer, a two-component developer is obtained by mixing with a magnetic carrier at a predetermined mixing ratio.
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 volume average particle size of these magnetic carriers is preferably 20 to 70 μm. Preferably, it is 30 to 60 μm.
[0082]
【Example】
Hereinafter, Examples will be described, but they do not limit the present invention in any way.
All parts in the following formulations are parts by weight.
[0083]
(Evaluation)
In the evaluation of the toner, a toner in which the toner composition, the toner preparation method, and the mixing conditions were changed was prepared, the surface state of the toner particles was evaluated as a BET specific surface area value, and the toner fluidity was evaluated using the conical rotor. , And the dot reproducibility was evaluated as a graininess of the image on a five-point scale (rank 1: bad → rank 5: good).
Further, a running durability test of 20,000 sheets was performed to evaluate the dot reproducibility and the problems of toner transportability such as blocking in the developing section. The case where there was no defect was evaluated as ○, and the case where there was a defect was evaluated as x.
The fluidity of the toner was measured by measuring the torque and the load when the conical rotor penetrated 20 mm from the surface of the toner powder phase at the time of penetration. The toner was brought into a compacted state in advance, the porosity was measured, and the torque and load were evaluated. The evaluation conditions for the conical rotor were as follows.
-Consolidation load: 250-3000g
・ Apex angle of conical rotor: 60 °
・ Number of rotations of conical rotor: 1 rpm
-Penetration speed of conical rotor: 5 mm / min
[0084]
Example 1
Resin: 100 parts of polyester resin
Pigment: carbon black 10 parts
Charge control agent: zinc salicylate 5 parts
After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder at a barrel temperature of 100 ° C. and a kneader rotation speed of 100 rpm. The kneaded material 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 6.3 μm by using a rotating type air classifier.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0085]
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 size of 6.3 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0086]
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 6.3 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0087]
Example 4

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 kneader rotation speed of 120 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 5.8 μm using a rotating air classifier.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0088]
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 5.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0089]
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 5.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0090]
Example 7

After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder at a barrel temperature of 100 ° C. and a kneader 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 5.5 μm using a rotary type air classifier. Table 1 shows the results of measuring the fluidity of this toner by the present evaluation method.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0091]
Example 8
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and classified into a particle size distribution having an average particle size of 5.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0092]
Example 9
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and classified into a particle size distribution having an average particle size of 5.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The toner and carrier obtained by the above method were mixed in a ratio of 2.5 parts to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0093]
Comparative Example 1
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 5.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0094]
Comparative Example 2
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and classified into a particle size distribution having an average particle size of 5.5 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.

After preparing the toner, the BET specific surface area was measured by the present evaluation method, the value of 6 / (ρ · DS) was calculated, and the fluidity was measured using a conical rotor. Table 1 shows the results.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. Table 1 shows the results.
[0095]
Table 1 shows the measurement results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 described above.
[Table 1]

[0096]
The above data is graphed and shown in FIGS. FIG. 6 shows the relationship between 6 / (ρ · S · D) of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 and the torque when the conical rotor enters. FIG. 7 shows the relationship between the torque and the dot reproducibility when the conical rotor enters the first to ninth examples and the first and second comparative examples.
[0097]
As can be seen from the above results, there is a strong correlation between the surface state of the toner particles, the fluidity evaluation value by the evaluation method of the present invention using the conical rotor, the dot reproducibility, and the toner transportability during running. It can be seen that dot reproducibility and toner transportability of the developing unit can be evaluated by the evaluation method of the present invention using the surface state of the toner particles and the conical rotor.
From the results of FIGS. 6 and 7, in order to obtain a toner having good fluidity, which is necessary for obtaining high image quality with good dot reproducibility and good toner transportability, the toner particles represented by the following formula (1) It is necessary to satisfy the surface condition.
0.1 ≦ 6 / (ρ · DS) ≦ 0.4 (1)
ρ: True specific gravity of toner
D: Volume average particle diameter of toner (μm)
S: BET specific surface area (m ² / G)
When the value of 6 / (ρ · D · S) is less than 0.1, separation of the external additive and the toner occurs, and the running characteristics deteriorate. When the value is more than 0.4, the toner fluidity deteriorates. As a result, the dot reproducibility and the toner transportability deteriorate.
[0098]
From the results of FIGS. 6 and 7, the following torque and load conditions are satisfied in order to obtain a toner having good fluidity, which is necessary to obtain high image quality with good dot reproducibility and good toner transportability. It is necessary to.
{Circle around (1)} The value of the torque when the conical rotor enters is 0.1 to 3 mNm.
{Circle around (2)} The value of the load when the conical rotor enters is 0.01 to 0.70 N.
(Here, space ratio = 0.55, rotor penetration speed: 5 mm / min, value at 20 mm penetration)
If the torque value at the time of entering the conical rotor is less than 0.1 mNm, the charging characteristics other than the fluidity of the toner are deteriorated and the image quality is deteriorated. Become. If the load value at the time of entering the conical rotor is less than 0.01 N, the charging characteristics of the toner will deteriorate and the image quality will deteriorate. If it exceeds 0.70 N, the fluidity of the toner will decrease, and the dot reproducibility and toner transportability will deteriorate.
[0099]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm in which an additive is attached or fixed to the surface of a base toner powder made of at least a resin and a pigment prepared by a pulverization method, the BET specific surface area is used for the toner particle surface. By specifying the values, the toner for developing an electrostatic image capable of obtaining a high-quality image with good toner transportability and good dot reproducibility can be stably provided.
Further, according to the present invention, a method for evaluating a toner which can be introduced into a production line with high accuracy and no individual difference, a developing method using the toner, a toner cartridge filled with the toner, a process cartridge, and an image mounted with the toner It is possible to provide a forming apparatus, a toner manufacturing method using the above evaluation method, a toner evaluation apparatus, and a toner manufacturing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an evaluation device configuration of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of the shape of a conical rotor. (B) is a sectional view of (a).
FIG. 3A is a view of the conical rotor as viewed from above. (B) is the figure seen from another side of the cone rotor. (C) is the figure seen from the side of the conical rotor.
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus for producing a toner for developing an electrostatic image, provided with the evaluation apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a developing device using the electrostatic image developing toner of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the toner particle surface state and the torque at the time of entry into the conical rotor in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the toner particle surface state of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 and the dot reproducibility when the conical rotor enters.

Claims

An electrostatic charge image developing toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm, in which an additive is adhered or fixed to the surface of a base toner powder composed of at least a resin and a pigment and manufactured by a pulverization method, satisfies the following expression (1). An electrostatic image developing toner having a surface state.
0.1 ≦ 6 / (ρ · DS) ≦ 0.4 (1)
ρ: True specific gravity of toner D: Volume average particle diameter of toner (μm)
S: BET specific surface area (m ² / g)

After the toner in which the additive is adhered or fixed to the surface of the base toner powder composed of at least a resin and a pigment is preliminarily compacted, it penetrates into the 20 mm powder phase at a penetration speed of 5 mm / min while rotating the conical rotor. The value of the torque generated when it is caused to fall is 0.1 to 3 mNm (when the porosity is 0.55) or the value of the load generated when the powder enters the powder phase of 20 mm is 0.01 to 0.70 N. 2. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein (a space ratio = 0.55).

3. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein an average circularity of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment is 0.90 to 0.96.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 3, wherein a charge control agent is contained in a base toner powder comprising at least a resin and a pigment.

5. The toner for developing an electrostatic image according to claim 1, wherein a release agent is contained in a base toner powder comprising at least a resin and a pigment.

6. The electrostatic image developing toner according to claim 5, wherein a dispersant for a release agent is further contained in a base toner powder comprising at least a resin, a pigment, and a release agent.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the resins is a crystalline polyester represented by the following general formula (2).
_{_{[-O-CO-CR 1 =}} CR 2 -CO-O- (CH 2) n -] m (2)
(In the formula, R ₁ and R ₂ represent a hydrocarbon group, and n and m represent the number of repeating units.)

The electrostatic charge according to any one of claims 1 to 7, wherein the additive adhered or fixed to the surface of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment comprises an inorganic fine powder having an average particle diameter of 10 to 200 nm. Image developing toner.

The electrostatic charge according to any one of claims 1 to 7, wherein the additive adhered or fixed to the surface of the base toner powder comprising at least a resin and a pigment comprises a charge control agent having an average particle diameter of 10 to 200 nm. Image developing toner.

The toner for developing an electrostatic image according to claim 1, wherein the toner is prepared using a composition in which a resin and a pigment are kneaded in advance.

This is a method for evaluating a toner having a volume average particle diameter of 5 to 7 μm in which an additive is attached or fixed to the surface of a base toner powder made of at least a resin and a pigment prepared by a pulverization method, and a BET specific surface area is measured. A toner evaluation method for developing an electrostatic charge image, comprising: evaluating a toner surface state from a value, a true specific gravity and a volume average particle diameter of the toner.

The method for evaluating a toner for developing an electrostatic image according to claim 11, wherein the toner sample is evacuated to remove water before measuring the BET specific surface area.

13. The method according to claim 11, wherein the weight of the toner sample when measuring the BET specific surface area is 1 to 1.5 g.

Occurs when the toner in which the additive is adhered or fixed to the surface of the base toner powder is brought into a compacted state in advance, and then is made to penetrate into the 20 mm powder phase at a penetration speed of 5 mm / min while rotating the conical rotor. The method for evaluating a toner for developing an electrostatic image according to any one of claims 11 to 13, wherein the torque and / or the load are measured.

The method according to claim 14, wherein the apex angle of the conical rotor is 20 to 150 °.

16. The method according to claim 14, wherein a groove is formed on a surface of the conical rotor.

17. The method according to claim 14, wherein the number of rotations of the conical rotor is 0.1 to 50 rpm.

A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the toner for developing an electrostatic image according to claim 1.

19. The one-component developing method according to claim 18, wherein a doctor roller and / or a supply roller are used.

A two-component developing method, comprising using the toner for developing an electrostatic image according to claim 1 and a carrier having a volume average particle diameter of 20 to 70 μm.

21. The developing method according to claim 18, wherein the developing is performed by applying an AC bias voltage component.

A toner cartridge or a process cartridge filled with the electrostatic image developing toner according to claim 1.

An image forming apparatus comprising the toner cartridge or the process cartridge according to claim 22.

A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising: evaluating a toner by the evaluation method according to claim 11; and selecting a toner that satisfies the conditions according to claim 1.

To evaluate the fluidity of the toner by measuring the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container by rotating the conical rotor into the toner layer in the container with the compacted toner layer formed, while rotating the conical rotor. An evaluation device to be used, comprising: a conical rotor that enters the toner layer while rotating, a torque meter that detects torque applied to the rotating conical rotor, a load cell that detects a load applied to the container by rotation of the conical rotor, and a conical rotor or container. 18. An electrostatic image developing toner evaluation apparatus, comprising at least an elevator for vertically moving the toner, and evaluating the fluidity of the toner using the evaluation method according to claim 14.

An apparatus for developing a toner for developing electrostatic images, characterized in that the toner in the course of manufacture is transported to the evaluation apparatus according to claim 25 and evaluated, and a toner satisfying the conditions according to claim 1 or 2 is selected.