JP2005043606A - Electrostatic charge image developing toner, method for evaluating the same, and developing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、一成分現像装置または二成分現像装置において用いられるトナーおよびその評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【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、精度の高い評価方法が必要とされている。
【０００４】
特に、トナーの流動性が重要であると認識されるようになったのは、高画質化を実現するためにトナーの粒径を非常に小さくする必要が出てきてからである。粒径を小さくすることにより、流動性が悪くなり、粒子の表面処理等の制御を従来より非常に精度を上げる必要が出てきた。この制御を確実なものにするためには、流動性の評価方法自体の精度を上げ、小さい流動性の違いも評価出来るようにしておかないといけない。また、粒径を小さくした場合、粒子の最適な表面処理で流動性が向上したとしても、耐久時の品質の維持が非常に難しくなる。そのため、粒子の表面処理の前に粒子そのものの品質を流動性に対して良い条件に上げておく必要がある。
【０００５】
また、トナーの流動性は、トナーの低温定着化や定着のオイルレス化の影響を強く受ける。こうした低温定着化に関しては、特許文献１において、バインダー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試みがなされている。また、特許文献２及び特許文献３において、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試みがなされている。
【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、高画質を耐久時にも維持することが必要であり、複雑なトナー構造が耐久時にも維持できるか、少し構造が変化してもそれをカバーできるような構造になっている必要がある。特に、トナー粒子構造が全く変化しないということを実現するのは非常に難しいので、トナー粒子構造が少し変化しても劣化を抑える構造にしておく必要がある。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方法が必要とされている。
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流動性評価方法が必要とされている。
【０００８】
トナーの流動性を評価するために従来から種々の評価方法が提案されている。特許文献４には、磁場を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記載されている。
【０００９】
特許文献５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ことが記載されている。
特許文献６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記載されている。
しかしながら、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。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−６３９４０号公報
【特許文献２】
特許第２９３１８９９号公報
【特許文献３】
特開２００１−２２２１３８号公報
【特許文献４】
特開平０１−２０３９４１号公報（日立化成工業）
【特許文献５】
特開平０４−１１６４４９号公報（富士通）
【特許文献６】
特開２０００−２９２９６７号公報（シャープ）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、精度が高く、個人差のないトナーの流動性の評価方法を提供すること及びこの評価方法を用いて、トナー搬送性に問題がなく、ドット再現性の良い高画質がいつでも得られるトナーを安定して生産できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなる体積平均粒径が３〜６μｍの粉体を予め圧密状態にした後、円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ粉体相中を侵入させたときに発生するトルクの値が０．１〜５ｍＮｍ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０．０１〜１．２Ｎになるようにし、その粉体の表面に添加剤を付着または固着させることにより、トナー搬送性が良く、ドット再現性の良い高画質の得られる静電荷像現像用トナーが得られることを見出して本発明を完成した。
【００１３】
すなわち本発明は次の通りである。
（１）少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなる体積平均粒径が３〜６μｍの粉体からなるトナーであって、この粉体を予め圧密状態にした後、円錐ロータを回転させながら粉体相中に２０ｍｍ侵入させたときに、発生するトルクの値が０．１〜５ｍＮｍになるか、または発生する荷重の値が０．０１〜１．２Ｎになるようにし、その粉体の表面に添加剤を付着または固着させたことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
（２）樹脂のうちの少なくとも１種類が下記一般式（１）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上記（１）記載の静電荷像現像用トナー。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ１＝ＣＲ２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−］ｍ （１）
（ｎ、ｍは繰り返し単位の数，Ｒ１、Ｒ２は炭化水素基）
（３）電荷制御剤を含んでいることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の静電荷像現像用トナー。
（４）トナーの平均円形度が０．９２〜０．９９であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（５）重合法によって作製されたことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（６）前記添加剤が平均粒径１０〜２００ｎｍの無機微粉体からなることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（７）前記添加剤が平均粒径１０〜２００ｎｍの電荷制御剤からなることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（８）離型剤の分散剤を含んでいることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（９）粉砕助剤を含んでいることを特徴とする上記（１）〜（８）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して得た組成物を用いて作製したことを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
（１１）上記（１）〜（１０）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一成分現像方法。
（１２）ドクターローラおよび／またはくみ上げローラを用いることを特徴とする上記（１１）記載の一成分現像方法。
（１３）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーと粒径２０〜７０μｍのキャリアとを用いて現像することを特徴とする二成分現像方法。
（１４）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上記（１１）〜（１３）のいずれかに記載の現像方法。
（１５）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収容したことを特徴とするトナーカートリッジ。
（１６）上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収容したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
（１７）容器中に空間率が０．５〜０．６３である圧密状態のトナー相を形成し、このトナー相中に、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とを測定してトナーの流動性を評価することを特徴とする電子写真用トナー評価方法。
（１８）円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする上記（１７）記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（１９）円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする上記（１７）又は（１８）記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（２０）円錐ロータの回転数が０．１〜５０ｒｐｍであることを特徴とする上記（１７）〜（１９）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（２１）円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴する上記（１７）〜（２０）のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー評価方法。
（２２）上記（１７）〜（２１）のいずれかに記載の評価方法を用いて、トナーを製造することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
（２３）上記（１７）〜（２１）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電子写真用トナー評価装置であって、容器内のトナー相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することを特徴とする電子写真用トナー評価装置。
【００１４】
本トナーは、少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなる粉体の表面を添加剤で覆った構造をしている。樹脂、顔料、離型剤等は海島状の相分離構造をしている。離型剤等が入っているトナーの流動性は圧密状態により大きく流動性が変化するので、圧密状態での流動性を評価し、最適なトナー構造条件を選択した。また、トナーの耐久特性を良くするために、添加剤で表面処理する前の粉体の流動性も評価し、流動性が良くなるような構造を選択した。
【００１５】
樹脂は、結晶性ポリエステルを用いても良い。好ましい樹脂は、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である。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。
【００１６】
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。
【００１７】
その他の樹脂として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。
【００１８】
また、トナーの表面には添加剤が存在しているが、耐久時には添加剤の状態が変化してくる。そのとき、添加剤の効果が小さくなっても、トナーの流動性が落ちないように、添加剤処理前のトナー粒子の流動性を上げておく必要がある。
そこで本発明のトナーは、添加剤処理前のトナー粉体相の流動特性（本評価方法でのトルクまたは荷重）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、海状の樹脂中に島状に他の樹脂や離型剤を均一に分散させ、さらにそのトナー表面に外添剤処理を行なうことにより流動性及び耐久時の流動性の最適化を実現できた。
【００１９】
本評価方法は、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）いたりさせて、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。
【００２０】
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。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。
【００２１】
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３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，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，黄銅等がある。
【００２２】
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。本測定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、測定条件は以下のようになった。
・円錐ロータの回転数：０．１〜５０ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ
【００２３】
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０．５ｍｍ／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。
【００２４】
装置構成は図１のようになり、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。そのトルクメータを昇降機により上下できるようにして、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、円錐ロータを下げることにより、容器の中央に円錐ロータが回転しながら侵入してくるようにする。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、図２に示すようなトナーの入った容器を昇降機により上下させたりするなどの他の構成でも良い。
【００２５】
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３参照）。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しなければならない。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４参照）。
【００２６】
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（直径）サイズを選択する必要がある。
【００２７】
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。
【００２８】
測定に際しては、まず容器にトナーを一定量投入し、本装置にセットする。その後、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。しかし、実際の測定に入る前に、ピストン等を用いてトナー粉体相を加圧して、圧密状態を作り出し、その圧密状態のトナー相に円錐ロータを下降させ測定を行なうようにした方が良い（図２参照）。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。
【００２９】
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。
【００３０】
他の方法としては、トナー粉体相を測定前に加振器により振動を与えて安定化させ（図２参照）、その安定化したトナー粉体相を加圧し圧密状態にし、円錐ロータを圧密状態のトナー粉体相に回転させながら侵入させ、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）迄アップさせる方法がある。。
更に、他の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。
【００３１】
本測定法では、トナー粉体相の空間率が重要になるが、我々の実験結果では空間率は０．５以上のときに安定して測定が可能であった。０．５未満では圧密状態の作製に時間がかかり、連続的な測定が困難であった。トナー粉体相の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、０．５〜０．６３であった。０．６３より大きい場合には装置等での実使用条件との対応が出来ず、測定には適していない。この空間率の変化は、トナー粉体相に荷重を加えるなどして加圧し、作りだす。
しかし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
なお、空間率の求め方はいろいろあるが、本明細書では、下式を用いて算出した。
空間率＝（嵩体積−真体積）／嵩体積
【００３２】
本評価方法に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が３〜６μｍであることが必要である。本トナーの重量平均粒径は３〜６μｍであり、さらに好ましくは４〜６μｍである。重量平均粒径３μｍ未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすく、人体への影響も懸念される。また重量平均粒径が６μｍ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。
【００３３】
本トナーを用いる現像剤は、高画質画像を実現するために、キャリアの平均粒径が２０〜７０μｍであることが必要である。キャリアの平均粒径が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。
【００３４】
本発明のトナーおよび現像剤の詳細を以下に示す。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等を使用することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
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。
【００４０】
本発明で用いる顔料としては以下のものを挙げることができる。
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
【００４４】
これらは１種または２種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００４５】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）している。しかし、トナー粒子と混合（外添）して用いても良い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
【００４６】
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。
【００４７】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４８】
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。
【００４９】
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（１）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。
一般式（１）［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ１＝ＣＲ２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−］ｍ
（ここでｎ、ｍは繰り返し単位の数である。Ｒ１、Ｒ２は炭化水素基である。）
【００５０】
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。
【００５１】
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℃以下の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℃の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。
【００５２】
また、本トナーに粉砕性を向上させるために粉砕助剤を含ませても良い。本材料としては、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。該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。
【００５３】
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。
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法（懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等）等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００５４】
粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、連続式の１軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、この分級工程後のトナー粒子の流動性を本評価方法を用いて評価する。
【００５５】
この場合、抜き取り検査で、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７に示す評価装置の試料台に載せて測定を行なう。円錐ロータの回転数は０．１〜５０ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／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。
【００５６】
本評価方法でトナー流動性を評価した場合には、測定値（トルク、荷重）とトナー流動性が以下のような関係になる。
トルクが小さい場合、流動性は良い。
トルクが大きい場合、流動性は悪い。
荷重が小さい場合、流動性は良い。
荷重が大きい場合、流動性は悪い。
【００５７】
円錐ロータを用いた本評価方法の特徴は、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。
【００５８】
このため、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、分級工程を経た後、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、そのまま本評価方法にて測定する。または、その容器を近くの別の場所にある本評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価方法にて測定する。
【００５９】
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、試料を混合工程へは回さず、トナーの再処理工程へ回す。これらの仕組みは、混合工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる（図６参照）。
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。
【００６０】
トナーの場合、前述の通り本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方法では、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。
【００６１】
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、この現象はトナー粒径が小さくなったときに顕著に現れ、トナー相の圧密状態を変化して１個１個の粉体粒子間の付着力の変化を調べることにより、より一層ハッキリと流動性の違いを評価出来る。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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、トナー粒子の流動性は大きく変化する。
【００６４】
従来、トナーの流動性は添加剤の混合状態にのみ注目され、混合工程での混合条件（仕込み量、回転数、混合時間等）により制御されていた。しかし、粒径が小さくなるにつれて、添加剤で処理する前の粒子表面状態が重要であることが分かってきた。つまり、添加剤で処理する前のトナー粒子の表面状態や形状が流動性に適した構造であるかが重要であり、その工程での評価が必要になってきている。流動性に適した添加剤で処理する前のトナー粒子の構造については、はっきりは分かっていないが、以下のようなことが考えられる。
（１）表面の凹凸が小さい。
（２）表面に離型剤等が出ていない。
（３）表面の形状が球形に近い。
（４）表面が硬い。
【００６５】
本発明では、添加剤で処理する前のトナー粒子の流動性を本評価方法により測定して、流動性に適した構造にし、その上で添加剤処理をして初期の流動性は勿論のこと耐久時の流動性でも優れたトナーを提供する。
【００６６】
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、現像域に細かくて、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小粒径のトナーまたは現像剤からなる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、小粒径のトナーの流動性を上げることが必要になる。特に、小粒径で離型剤を入れたトナーにおいては、添加剤処理前のトナー粒子の流動性を上げる必要がある。
【００６７】
そこで、小粒径で、添加剤処理前のトナーの流動性を円錐ロータを用いた本方式により評価し、耐久時のドット再現性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、トルクや荷重が小さいとき耐久時のドット再現性は良くなった。
【００６８】
その結果から、耐久時のドット再現性が良いトナーは、以下のようなトルク、荷重特性を示すことが分かった。
Ａ．円錐ロータ侵入時のトルクの値が０．１〜５ｍＮｍである。
Ｂ．円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．２Ｎである。
（但し、ロータ２０ｍｍ侵入時の値）
【００６９】
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、５ｍＮｍより大きくなれば流動性が低下し、耐久時のドット再現性が悪くなる。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、１．２Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下し耐久時のドット再現性が悪くなる。
【００７０】
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。
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。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。
【００７１】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法以外の方法が考えられ、重合法の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることでトナー粒子を得る。造粒法は特に限定されない。
【００７２】
例えば本発明のトナーは、有機溶媒中に少なくとも、イソシアネート基を含有するポリエステル系プレポリマーが溶解し、顔料系着色剤が分散し、離型剤が溶解ないし分散している油性分散液を水系媒体中に無機微粒子及び／又はポリマー微粒子の存在下で分散させるとともに、この分散液中で該プレポリマーをポリアミン及び／又は活性水素含有基を有するモノアミンと反応させてウレア基を有するウレア変性ポリエステル系樹脂を形成させ、このウレア変性ポリエステル系樹脂を含む分散液からそれに含まれる液状媒体を除去することにより得られる。
【００７３】
ウレア変性ポリエステル系樹脂において、そのＴｇは４０〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。その数平均分子量Ｍｎは２５００〜５００００、好ましくは２５００〜３００００である。その重量平均分子量Ｍｗは１万〜５０万、好ましくは３万〜１０万である。
【００７４】
このようにして得られたトナーは、該プレポリマーと該アミンとの反応によって高分子量化されたウレア結合を有するウレア変性ポリエステル系樹脂をバインダー樹脂として含む。そして、そのバインダー樹脂中には着色剤が高分散している。
【００７５】
得られた乾燥後のトナーの粉体を風力分級し、上記最適な混合条件により混合機により無機微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。また、電荷制御剤を乾燥後のトナー粉体表面に打込んで、固着注入させても良い。さらにその後、無機微粒子などからかる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させても良い。電荷制御剤を表面に打込むことにより、トナーの帯電量の制御がしやすくなる。
【００７６】
混合したり、固着注入したりする具体的手段としては、高速で回転する羽根によって粉体混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に粉体混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などがあげられる。
【００７７】
これらの方式の場合にも、造粒後の検査を行なうが、電荷制御剤の処理後の検査、添加剤の混合工程後の検査、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。
また、流動性はトナー形状によって影響されるが、トナーの平均円形度が０．９２〜０．９９である非常に球形に近いトナーの場合には流動性に優れ、ドット再現性に優れた高画質化を実現できる。
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
【００７８】
本トナーは、接触または非接触現像方式に使用する一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。
【００７９】
また、一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。
【００８０】
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８参照）。
【００８１】
本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、少なくとも電子写真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電子写真画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
【００８２】
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。
【００８３】
二成分現像剤に使用されるキャリアとしては公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は２０〜７０μｍが良い。好ましくは３０〜６０μｍが良い。
【００８４】
また、前述したように本発明のトナーはさらに流動性向上剤として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。
【００８５】
本発明の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、少なくとも樹脂、顔料および離型剤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。
【００８９】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
また、本評価方法は混練り工程や粉砕工程を用いないで作製する重合法やスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用できる。
【００９０】
【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。
以下の配合における部数は全て重量部である。
なお、実施例では、トナー組成、トナー作製法を変化したトナーを作製し、トナー流動性を本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、３万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。
トナー搬送性に関しては、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、添加剤処理前のトナー粒子の流動性を評価し、円錐ロータが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。
【００９１】
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。
・円錐ロータの頂角：５０°
・円錐ロータの回転数：２ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
【００９２】
［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
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 ５部
離型剤 低分子量ポリエチレン ５部
【００９３】
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５．５μｍの粒度分布に分級した。このトナーを本評価方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。
【００９４】
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。
【００９６】
［実施例２］
樹脂 ポリエステル樹脂 １００部
顔料 カーボンブラック １０部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 ５部
離型剤 低分子量ポリエチレン ５部
【００９７】
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５．５μｍの粒度分布に分級した。その後、θコンポーザを用いて丸め処理（２０００ｒｐｍ）を行なった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９８】
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。
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。
【０１００】
［実施例３］
樹脂 ポリエステル樹脂 １００部
顔料 カーボンブラック １０部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 ５部
離型剤 低分子量ポリエチレン ５部
【０１０１】
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。その後、Ｑミキサーを用いて丸め処理（２０００ｒｐｍ）を行なった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１０２】
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。
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。
【０１０４】
［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５．３μｍの粒度分布に分級した。その後、θコンポーザを用いて丸め処理（２０００ｒｐｍ）を行なった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１０６】
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。
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、ランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【０１０８】
［実施例５］
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５．３μｍの粒度分布に分級した。その後、Ｑミキサーを用いて丸め処理（２０００ｒｐｍ）を行なった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１１０】
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。
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、ランニング実験を行なった。その結果を表１に示す。
【０１１２】
［実施例６］
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５．３μｍの粒度分布に分級した。その後、熱処理（５０℃）を行ない丸め処理を行なった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１１４】
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。
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、ランニング実験を行なった。
その結果を表１に示す。
【０１１６】
［実施例７］
（トナーバインダーの合成）
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２７６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧，２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行ない、イソシアネート含有プレポリマーＩを得た。
【０１１７】
次いでプレポリマーＩ２６７部とイソホロンジアミン１４部を５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルＩを得た。上記と同様にビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルＡを得た。ウレア変性ポリエステルＩ２００部と変性されていないポリエステルＡ８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダーＩを単離した。分析の結果Ｔｇは６２℃であった。
【０１１８】
（トナーの作製）
下記原材料をビーカー内で、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させてトナー材料溶液を作製した。
トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液 ２４０部
ペンタエリスリトールテトラベヘネート（溶融粘度２５ｃｐｓ） ２０部
銅フタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３） ４部
カルナウバワックス ４０部
【０１１９】
次に、ビーカー内に下記原材料を入れ均一に溶解した。
イオン交換水 ７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液 ２９４部
（日本化学工業（株）製スーパタイト１０）
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．２部
【０１２０】
その後６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１３０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のフラスコに移し、３０℃まで昇温して減圧下で溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。体積平均粒径は４．３μｍであった。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１２１】
このトナー粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを得た。
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、ランニング実験を行なった。
その結果を表１に示す。
【０１２３】
［比較例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
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 ５部
離型剤 低分子量ポリエチレン ５部
【０１２４】
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１２０℃、混練機回転数１８０ｒｐｍ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方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１２５】
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。
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。
【０１２７】
［比較例２］
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５．３μｍの粒度分布に分級した。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１２９】
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。
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、ランニング実験を行なった。
その結果を表１に示す。
【０１３１】
［比較例３］
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４．５μｍの粒度分布に分級した。このトナーを本評価方法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１３３】
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。
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、ランニング実験を行なった。
その結果を表１に示す。
【０１３５】
【表１】
以上の結果から分かるように、添加剤処理前の小粒径トナー粉体相の本評価方法による流動性評価値と耐久時のドット再現性及びトナー搬送性との間には強い相関関係が存在することが分かる。
なお、実施例として示したものは、いずれも、トルク値及び荷重値のそれぞれが本発明で規定する数値範囲内のものであるが、トルク値及び荷重値のいずれかが本発明で規定する範囲内であれば本発明の効果を奏する。
【０１３７】
図５に、実施例１〜７、比較例１〜３の円錐ロータ侵入時のトルクと耐久時のドット再現性との関係を示した。また、図６に、実施例１〜７、比較例１〜３の円錐ロータ侵入時の荷重と耐久時のドット再現性との関係を示した。
図５，６の結果から、安定したドット再現性の良い高画質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、以下の条件を満足することが必要である。
Ａ．円錐ロータ侵入時のトルクの値が０．１〜５ｍＮｍである。
Ｂ．円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．２Ｎである。
（但し、ロータ２０ｍｍ侵入時の値）
なお、トルク値が０．１ｍＮｍ未満及び荷重値が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ることは既に述べたとおりである。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明の評価方法によれば、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価出来る。また、本発明の評価方法は、トナーの圧密状態を変化させて、トルクまたは荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価出来る。更に、本発明の評価方法は、短時間でトナー相をそのまま測定できるので、製造ラインの中にも導入でき、高画質が得られるトナーを安定して生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電荷像現像用用トナーの評価方法を実施するための装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の静電荷像現像用用トナーの評価方法を実施するための装置の他の例を示す図である。
【図３】円錐ロータの形状の一例を示す図である。
【図４】円錐ロータの形状の他の例（円錐ロータの断面形状の変形例、円錐頂角の変形例）を示す図である。
【図５】円錐ロータ侵入時のトルクと耐久時のドット再現性との関係との関係を示す図である。
【図６】円錐ロータ侵入時の荷重と耐久時のドット再現性との関係との関係を示す図である。
【図７】本発明の評価方法を用いたトナー製造装置の例を示す図である。
【図８】本発明の評価方法を用いて作製したトナーを使った現像装置の例を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner used in a one-component developing device or a two-component developing device and an evaluation method thereof.
[0002]
[Prior art]
The image quality of copiers and printers has been improved, and recently, the reproducibility of fine dots has become very important. The dot reproducibility is greatly influenced by the fluidity in addition to the charge amount of the toner and developer, and the uniform toner layer or developer layer can be stably supplied to the fine latent image portion and transported. Is needed.
[0003]
Further, as the image quality is improved, the toner used in the toner is becoming smaller in particle size and higher in function. For this reason, the structure of the toner has become complicated, and finer control at the time of production has become necessary. In particular, since toner fluidity affects various image qualities in addition to dot reproducibility, there is a need for a highly accurate evaluation method with no individual differences in terms of evaluation.
[0004]
In particular, the fluidity of the toner has been recognized as important since it has become necessary to make the particle size of the toner very small in order to achieve high image quality. By reducing the particle size, the fluidity is deteriorated, and it has become necessary to increase the accuracy of the control of the surface treatment of the particles. In order to ensure this control, it is necessary to increase the accuracy of the fluidity evaluation method itself so that small differences in fluidity can be evaluated. Further, when the particle size is reduced, even when the fluidity is improved by the optimum surface treatment of the particles, it is very difficult to maintain the quality during durability. Therefore, it is necessary to raise the quality of the particles themselves to a good condition for fluidity before the surface treatment of the particles.
[0005]
The fluidity of the toner is strongly influenced by the low temperature fixing of the toner and the oilless fixing. Regarding such low-temperature fixing, in Patent Document 1, an attempt is made to add a specific non-olefinic crystalline polymer having a sharp melt property at a glass transition temperature to a binder. Moreover, in
[0006]
However, crystalline polyesters that have sharp melt properties at the glass transition temperature, if the product temperature during kneading is equal to or higher than the glass transition temperature, reduce the kneading shear force, dispersibility of the wax and the dispersibility of the crystalline polyester resin itself. It is easy to worsen. In particular, in a full-color toner using a resin having a small elastic component, the deterioration of dispersibility becomes remarkable. Therefore, it becomes easy to produce the problem of the fall of the fluidity by deterioration of a wax dispersibility, and the transparency fall by the deterioration of the dispersibility of crystalline polyester resin. Further, the crystalline polyester resin has a lower pulverization property than the polyester resin having no crystallinity, and the pulverization method has a problem for reducing the particle size.
[0007]
Further, it is necessary to maintain high image quality even during endurance, and it is necessary that a complicated toner structure can be maintained even during endurance, or that the structure can be covered even if the structure changes slightly. In particular, since it is very difficult to realize that the toner particle structure does not change at all, it is necessary to have a structure that suppresses deterioration even if the toner particle structure changes slightly. For this reason, it is necessary to control the structure with higher accuracy than in the past, and accordingly, a fluidity evaluation method with high sensitivity is required.
Further, as the toner is fixed at a low temperature and the oil-less fixing is progressed, the toner base composition and structure become complicated, and the fluidity of the toner is affected. Therefore, there is a need for a fluidity evaluation method with higher accuracy than before.
[0008]
Conventionally, various evaluation methods have been proposed for evaluating the fluidity of toner.
[0009]
In Patent Document 6, a plurality of sieves are stacked, and toner is put on the sieves, and vibrations in the horizontal direction and the vertical direction are applied to the sieve parts. A method of calculating by multiplying a preset coefficient is described.
However, these methods have a large variation in data, and there are differences depending on the measurer, and it has not been possible to evaluate fine differences in fluidity between toners.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 62-63940 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2931899
[Patent Document 3]
JP 2001-222138 A
[Patent Document 4]
JP-A-01-203941 (Hitachi Chemical Industry)
[Patent Document 5]
JP 04-116449 (Fujitsu)
[Patent Document 6]
JP 2000-292967 A (Sharp)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a toner fluidity evaluation method with high accuracy and no individual difference, and by using this evaluation method, there is no problem in toner transportability, and high image quality with good dot reproducibility can be obtained at any time. An object is to enable stable production of toner.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention made a powder having a volume average particle size of 3 to 6 μm composed of at least a resin, a pigment, and a release agent into a compacted state in advance, and then invaded the 20 mm powder phase while rotating the conical rotor. The value of the torque that is sometimes generated is 0.1 to 5 mNm, or the value of the load that is generated when the powder enters the 20 mm powder phase is 0.01 to 1.2 N, which is added to the surface of the powder. The present invention was completed by discovering that an electrostatic charge image developing toner having good toner transportability and good dot reproducibility and high image quality can be obtained by adhering or fixing the agent.
[0013]
That is, the present invention is as follows.
(1) A toner comprising a powder having a volume average particle diameter of 3 to 6 μm comprising at least a resin, a pigment, and a release agent. The powder is preliminarily compacted and then rotated while rotating the conical rotor. When 20 mm penetrates into the phase, the generated torque value becomes 0.1 to 5 mNm, or the generated load value becomes 0.01 to 1.2 N, and the surface of the powder is A toner for developing an electrostatic image, wherein an additive is adhered or fixed.
(2) The electrostatic image developing toner according to (1), wherein at least one of the resins is a crystalline polyester represented by the following general formula (1).
[-O-CO-CR1= CR2-CO-O- (CH2)n-]m (1)
(N and m are the number of repeating units, R1, R2Is a hydrocarbon group)
(3) The toner for developing an electrostatic charge image according to (1) or (2) above, which contains a charge control agent.
(4) The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of (1) to (3) above, wherein the toner has an average circularity of 0.92 to 0.99.
(5) The electrostatic image developing toner according to any one of the above (1) to (4), which is produced by a polymerization method.
(6) The electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (5) above, wherein the additive comprises an inorganic fine powder having an average particle size of 10 to 200 nm.
(7) The electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (5) above, wherein the additive comprises a charge control agent having an average particle diameter of 10 to 200 nm.
(8) The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of (1) to (7) above, which contains a dispersant for a release agent.
(9) The electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (8) above, which comprises a grinding aid.
(10) The electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (9) above, which is prepared using a composition obtained by kneading a resin and a pigment in advance.
(11) A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the toner for developing an electrostatic charge image of (1) to (10).
(12) The one-component developing method as described in (11) above, wherein a doctor roller and / or a lift roller are used.
(13) A two-component developing method comprising developing using the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (10) above and a carrier having a particle diameter of 20 to 70 μm.
(14) The developing method as described in any one of (11) to (13) above, wherein development is performed by applying an AC bias voltage component.
(15) A toner cartridge comprising the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (10).
(16) A process cartridge containing the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (10).
(17) A compacted toner phase having a space ratio of 0.5 to 0.63 is formed in the container, and the conical rotor is caused to enter the toner phase while rotating, whereby the torque applied to the conical rotor and the container And evaluating the toner fluidity by measuring the load applied to the toner.
(18) The toner evaluation method for developing an electrostatic charge image according to the above (17), wherein the apex angle of the conical rotor is 20 to 150 °.
(19) The toner evaluation method for developing an electrostatic charge image according to (17) or (18) above, wherein a groove is cut on the surface of the conical rotor.
(20) The electrostatic image developing toner evaluation method according to any one of the above (17) to (19), wherein the rotational speed of the conical rotor is 0.1 to 50 rpm.
(21) The electrostatic image developing toner evaluation method according to any one of (17) to (20), wherein the penetration speed of the conical rotor is 0.5 to 150 mm / min.
(22) A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, wherein the toner is produced using the evaluation method according to any one of (17) to (21).
(23) An electrophotographic toner evaluation apparatus for evaluating toner fluidity using the evaluation method according to any of (17) to (21) above, while rotating into a toner phase in a container. It comprises at least a conical rotor that enters, 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 an elevator that moves the conical rotor or container up and down. Electrophotographic toner evaluation apparatus.
[0014]
This toner has a structure in which at least the surface of a powder composed of a resin, a pigment, and a release agent is covered with an additive. Resins, pigments, release agents and the like have a sea-island phase separation structure. Since the fluidity of the toner containing the release agent or the like greatly varies depending on the compaction state, the fluidity in the compaction state was evaluated and the optimum toner structure condition was selected. Further, in order to improve the durability characteristics of the toner, the fluidity of the powder before the surface treatment with the additive was also evaluated, and a structure that improves the fluidity was selected.
[0015]
As the resin, crystalline polyester may be used. A preferred resin is an aliphatic polyester having crystallinity, having a sharp molecular weight distribution, and increasing the absolute amount of the low molecular weight as much as possible. This resin undergoes a crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity suddenly decreases from the solid state and exhibits a fixing function to paper. By using this crystalline polyester resin, low-temperature fixing can be achieved without excessively reducing the Tg and molecular weight of the resin. Therefore, there is no decrease in storage stability associated with a decrease in Tg. Further, there is no excessively high gloss and offset resistance deterioration due to the low molecular weight. Therefore, the introduction of the crystalline polyester resin is very effective for improving the low-temperature fixability of the toner.
[0016]
In the toner of the present invention, 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 in order to exhibit low-temperature fixability and ensure hot offset resistance. 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 is deteriorated. When the release agent content is less than 2% by weight, the offset resistance may not be effective, and when it exceeds 15% by weight, the toner fluidity decreases.
[0017]
Examples of other resins include polyester resins and / or polyol resins conventionally used for color toners. Polyester resins and polyol resins are suitable because they have better low-temperature fixability and relatively better heat-resistant storage stability than the styrene-acrylic resins that have been widely used. However, polyester resins and polyol resins have poor dispersibility of the release agent compared to styrene-acrylic resins. If the dispersibility is poor, the crushing stress tends to concentrate at the interface between the resin and the wax at the time of crushing, so it is easy to crush at the interface between the resin and the release agent. The release agent was exposed to the toner and the fluidity of the toner was deteriorated.
[0018]
Further, an additive is present on the surface of the toner, but the state of the additive changes during durability. At this time, it is necessary to increase the fluidity of the toner particles before the additive treatment so that the fluidity of the toner does not decrease even if the effect of the additive is reduced.
In view of this, the toner of the present invention defines the flow characteristics (torque or load in this evaluation method) of the toner powder phase before the additive treatment so as to enter the optimum condition that does not cause a problem in toner flowability. It was possible to optimize the fluidity and fluidity at the time of durability by uniformly dispersing other resins and release agents in the shape of islands in the shape of the resin, and further performing external additive treatment on the toner surface.
[0019]
In this evaluation method, the torque applied to the container containing the conical rotor and the toner powder phase at that time is caused to enter (lower) or pull out (up) while rotating the conical rotor in the powder phase. And the load is measured, and the fluidity is evaluated by the value of the torque and the load. The conical rotor may have any shape, but a cone having an apex angle of 20 to 150 ° is suitable. If the apex angle of the cone is smaller 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. On the other hand, when the apex angle is larger than 150 °, the force in the direction of pressing the toner powder phase becomes large and the toner particles are easily deformed, which is not suitable for the evaluation of the toner fluidity.
[0020]
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. Moreover, it is better that the conical rotor surface has grooves. Rather than 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 and the toner particles. For this purpose, when the conical rotor rotates and enters the toner powder phase, the toner particles enter the grooves cut on the surface of the conical rotor, and the toner particles and the surrounding toner enter. It is more appropriate to measure the state of friction with the particles.
[0021]
The shape of the groove is not limited, but it is necessary to devise so that the contact between the material surface of the conical rotor and the toner particles becomes small. An example is shown in FIG. This is a groove cut straight from the apex of the cone in the direction of the base, and the cross section of the groove has a sawtooth shape consisting of triangular irregularities. In this case, the contact between the conical rotor material surface and the toner particles is only at the tip of the crest of the triangular groove. Most of the contact is between the toner particles that have entered the groove and the surrounding toner particles. Any material can be used for the conical rotor, but a material that is easy to process, has a hard surface, and does not change quality is preferable. A material that is not charged is suitable. Examples of this are SUS, Al, Cu, Au, Ag, brass, and the like.
[0022]
The torque and load of the toner powder vary depending on the rotational speed of the conical rotor and the penetration speed of the conical rotor. In this measurement, in order to increase the accuracy of the measurement, the conical rotor was rotated at a lower rotational speed and intrusion speed so that the delicate contact state between the toner particles could be measured. Therefore, the measurement conditions were as follows.
・ Rotation speed of conical rotor: 0.1 to 50 rpm
・ Penetration speed of conical rotor: 0.5 to 150 mm / min
[0023]
When the rotational speed of the conical rotor is smaller than 0.1 rpm, it is easily affected by the delicate state of the toner powder phase, which causes a problem of torque measurement variation and is not suitable for measurement. If it is greater than 50 rpm, the toner scatters and cannot be measured stably. When the penetration speed of the conical rotor is slower than 0.5 mm / min, it is easily affected by the delicate state of the toner powder phase, and a measurement variation problem occurs, which is not suitable for measurement. When it is faster than 150 mm / min, the toner powder phase tends to be in a compacted state, and the influence of toner deformation or the like appears, which is not suitable for fluidity evaluation.
[0024]
The configuration of the apparatus is as shown in FIG. 1, and a conical rotor is attached to the tip of a shaft and fixed to a torque meter. The torque meter can be moved up and down by an elevator, a container filled with toner is placed in the center of the stage, and the conical rotor is lowered so that the conical rotor enters the center of the container while rotating. To do. Torque applied to the conical rotor is detected by a torque meter at the top, and a load applied to a container containing toner is detected by a load cell below the container. The amount of movement of the conical rotor is determined by a position detector. This configuration is an example, and other configurations such as moving a container containing toner as shown in FIG.
[0025]
As described above, the shape of the conical rotor should be 20 to 150 ° (see FIG. 3). The length of the conical rotor needs to be long so that the conical rotor portion can sufficiently enter the inside of the toner phase. The shape of the groove may be any shape, but care must be taken so that torque and load values are not reproduced due to the replacement of the conical rotor. For this purpose, the groove shape of the conical rotor is simple, and it is better to form a rotor having the same shape as many times as necessary (see FIG. 4).
[0026]
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 changing the powder, it is preferable that the surface is close to a mirror surface in order to reduce dirt. The size of the container is important, and it is necessary to select a larger (diameter) size relative to the diameter of the conical rotor so that the wall of the container is not affected when the conical rotor enters while rotating.
[0027]
The torque meter is preferably a high-sensitivity type, and a non-contact type is suitable. A load cell with a wide load range and high resolution is suitable. The position detector includes a linear scale, a displacement sensor using light, etc., but the specification of 0.1 mm or less is suitable for accuracy. The elevator can be driven with high accuracy using a servo motor or a stepping motor.
[0028]
In the measurement, first, a certain amount of toner is put into a container and set in the apparatus. Thereafter, the conical rotor is rotated to enter the toner powder phase. However, before entering the actual measurement, it is better to press the toner powder phase using a piston or the like to create a compacted state, and to perform the measurement by lowering the conical rotor to the compacted toner phase. (See FIG. 2). When entering torque or load measurement, it is performed at the determined rotation speed and penetration speed. The rotational direction of the conical rotor is arbitrary. If the penetration distance of the conical rotor is shallow, the values of torque and load are small, and problems arise in data reproducibility. Therefore, it is better to penetrate the conical rotor deeply into a region where data reproducibility is present. As a result of our experiment, almost stable measurement was possible by intruding 5 mm or more.
[0029]
The measurement mode can be performed under any conditions, but examples include the following measurement modes.
(1) Fill the container with toner.
(2) Pressurize the toner powder phase to create a compacted state.
(3) The conical rotor is inserted while rotating, and the torque and load at that time are measured.
(4) When the conical rotor enters from the toner surface layer to a preset depth, the intrusion operation is stopped.
(5) The operation of pulling out the conical rotor is started.
(6) When the tip of the conical rotor is removed from the surface of the toner powder phase and becomes completely free (first home position), the conical rotor pulling operation is stopped and the rotation is also stopped.
Measurement is performed by repeating the operations (1) to (6). It may be performed continuously.
[0030]
Another method is to stabilize the toner powder phase by applying vibration with a vibrator before measurement (see FIG. 2), pressurizing the stabilized toner powder phase into a compacted state, and consolidating the conical rotor. Rotate into the toner powder phase while rotating, measure the torque and load at that time, stop the penetration operation when reaching a preset depth, and then raise the conical rotor to the initial position (home position) There is a way. .
Further, as another method, there is a method in which a conical rotor is inserted into a compacted toner powder phase and a depth until reaching a preset torque value is examined.
[0031]
In this measurement method, the porosity of the toner powder phase is important, but in our experimental results, stable measurement was possible when the porosity was 0.5 or more. If it is less than 0.5, it takes time to produce a consolidated state, and continuous measurement is difficult. The range of the space ratio of the toner powder phase was 0.5 to 0.63 including various measurement methods. If it is larger than 0.63, it is not suitable for measurement because it cannot cope with the actual use conditions in the apparatus or the like. This change in the space ratio is created by applying pressure to the toner powder phase, for example.
However, the measurement system and measurement conditions are not limited to this.
There are various methods for obtaining the space ratio, but in this specification, the space ratio is calculated using the following equation.
Space ratio = (bulk volume−true volume) / bulk volume
[0032]
The toner used in this evaluation method needs to have an average particle diameter of 3 to 6 μm in order to realize a high quality image. The weight average particle size of the toner is 3 to 6 μm, and more preferably 4 to 6 μm. If the weight average particle size is less than 3 μm, problems such as contamination inside the machine due to toner scattering during long-term use, image density reduction in a low-humidity environment, poor photoconductor cleaning, and the like are likely to occur, and there are concerns about the effects on the human body. When the weight average particle diameter exceeds 6 μm, the resolution of minute spots of 100 μm or less is not sufficient, and the image quality tends to be inferior due to many scattering to non-image portions.
[0033]
The developer using this toner needs to have an average particle diameter of the carrier of 20 to 70 μm in order to realize a high quality image. When the average particle diameter 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 machine is in the range of 2 to 10% by weight. When it is smaller than 20 μm, carrier particles are likely to adhere to the photoreceptor, and the stirring efficiency with the toner is deteriorated, so that it is difficult to obtain a uniform charge amount of the toner. On the other hand, when the average particle diameter of the carrier exceeds 70 μm, fine image reproducibility deteriorates and high image quality cannot be obtained.
[0034]
Details of the toner and developer of the present invention are shown below.
As resins, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicon resin, butyral resin, terpene Resins, polyol resins and the like can be used.
[0035]
Examples of vinyl resins include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl 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 copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
[0036]
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trihydric or higher alcohol as shown in the group C or Carboxylic acid may be added as a third component.
[0037]
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.
[0038]
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, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.
[0039]
Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
As the polyol resin, an alkylene oxide adduct of an epoxy resin and 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 those obtained by reacting two or more compounds.
[0040]
Examples of the pigment used in the present invention include the following.
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 yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, and Tartrazine Lake. .
[0041]
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0042]
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
[0043]
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
[0044]
These can use 1 type (s) or 2 or more types.
Especially for color toners, uniform dispersion of good pigments is essential. Instead of putting pigments directly into a large amount of resin, a master batch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in is used. In this case, a solvent is generally used to assist dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and in the present invention, water is used for dispersion. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.
[0045]
In the toner of the present invention, a charge control agent is blended (internally added) inside the toner particles. However, it may be used by mixing (external addition) with toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount 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.
[0046]
For controlling the toner to be positively charged, nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts can be used alone or in combination of two or more. Further, salicylic acid metal complexes, salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like are used for controlling the toner to be negatively charged.
[0047]
Further, a release agent can be internally added to the toner in the present invention to prevent offset at the time of fixing. Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, sazol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 ° C. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
[0048]
Additives may be added for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or 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, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.
[0049]
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, a diol compound having 2 to 6 carbon atoms, particularly 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. And an aliphatic polyester represented by the following general formula (1) synthesized using an alcohol component containing these derivatives and maleic acid, fumaric acid, succinic acid, and an acid component containing these derivatives It is preferable to contain.
General formula (1) [-O-CO-CR1= CR2-CO-O- (CH2)n-]m
(Here, n and m are the number of repeating units. R1, R2Is a hydrocarbon group. )
[0050]
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. Polycondensation may be carried out by adding a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid.
[0051]
The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is desirably low so 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 80 ° C. or lower, heat-resistant storage stability is deteriorated, and blocking tends to occur at the temperature inside the developing device. It can no longer be obtained. The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is the endothermic peak temperature at the time of 2nd temperature increase by DSC.
[0052]
Further, a grinding aid may be included in the toner in order to improve grindability. Examples of the material include a resin containing a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of vinyltoluene, α-methylstyrene, and isopropenyltoluene. The polymer may be a homopolymer of vinyl toluene, α-methyl styrene or isopropenyl toluene, or a copolymer of these monomers. These polymers are preferably not copolymerized with a monomer other than styrene, but may be copolymerized with a monomer other than styrene as long as the object of the present invention is not impaired.
[0053]
The content of styrene is 50 mol% or less, preferably 40 to 20 mol%, as a proportion of styrene in all monomers constituting the copolymer. Since these resins are brittle, when used in combination with crystalline polyester, insufficient crushability resulting from the crystallinity of the crystalline polyester can be improved.
Examples of the method for producing the toner according to the present invention include a pulverization method and a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, etc.), but are not limited to these production methods.
[0054]
As an example of the pulverization method, first, the above-mentioned resin, pigment or dye as a colorant, charge control agent, release agent, other additives, etc. are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer, and then batch type. The constituent materials are well kneaded using a two-roll, Banbury mixer, continuous twin-screw extruder, continuous single-screw kneader, or the like, and cut after rolling and cooling. The toner kneaded product after cutting is crushed, coarsely pulverized using a hammer mill, etc., and further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier or Coanda effect using a swirling airflow Is classified to a predetermined particle size by a classifier using Thereafter, the fluidity of the toner particles after this classification step is evaluated using this evaluation method.
[0055]
In this case, in the sampling inspection, the sample is put into a sample container and brought into a compacted state by pressurization or the like, and the sample container is directly placed on the sample stage of the evaluation apparatus shown in FIG. The rotational speed of the conical rotor was 0.1 to 50 rpm, and the penetration speed of the conical rotor was 0.5 to 100 mm / min. In the measurement, the conical rotor is rotated while entering, and after a predetermined intrusion distance of 5 mm or more, the intrusion is stopped, and then the conical rotor is pulled out and returned to the original initial position. The torque and load when the conical rotor enters the toner powder phase are measured to evaluate the toner fluidity.
[0056]
When the toner fluidity is evaluated by this evaluation method, the measured value (torque, load) and the toner fluidity have the following relationship.
When the torque is small, the fluidity is good.
When the torque is large, the fluidity is bad.
When the load is small, the fluidity is good.
When the load is large, the fluidity is poor.
[0057]
The characteristics of this evaluation method using a conical rotor are as follows. Since the sample sample can be measured quickly and easily 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) It can be measured in a short time.
(4) Anyone can easily measure.
[0058]
For this reason, the measurement in a manufacturing line is also possible, and it can install between each process in a manufacturing process, and quality evaluation in the middle of a process can be performed. For example, after passing through the classification step, a sample extraction / measurement zone is provided in the middle of conveying the powder sample to the next step, and a shutter is opened and closed at a certain timing to convey a certain amount of sample to the measurement unit. The tip of the measurement part is a container made of SUS or the like, and is directly measured by this evaluation method. Alternatively, the container is taken to the evaluation apparatus in another nearby location, placed on the sample stage, and measured by the evaluation method.
[0059]
As a result of the evaluation, if the numerical value is out of the predetermined setting range, the sample is not sent to the mixing step but is sent to the toner reprocessing step. These mechanisms can be applied to the inspection after the mixing step, the inspection after the air sieving step after the mixing step, the inspection before filling, etc. (see FIG. 6).
It is also possible to independently use a toner evaluation apparatus having these functions as an evaluation apparatus in the development stage.
[0060]
In the case of toner, as described above, the measured values of torque and load in this evaluation method indicate fluidity and can be quantitatively evaluated. Conventional conventional evaluation methods can evaluate differences between toners, but there is a problem that evaluation cannot be performed on the same soil if the types of toner are different. However, the values measured with this evaluation method are torque values and load values as powder characteristics, and are values that can be evaluated on the same soil regardless of the type of toner or the particle size. It will be a good evaluation value.
[0061]
The torque and load characteristics during the movement of the conical rotor in the toner powder phase are closely related to the fluidity of the powder. When the fluidity of the powder is good, between each individual powder particle The adhesion force is small, so it is easy to move. Even if the conical rotor is moved in the powder phase, the torque is small and the load change is small. However, when the flowability of the powder is poor, the adhesion force between the individual powder particles is large and the movement is difficult, and when the conical rotor is moved within the powder phase, the conical rotor is used. The torque applied to is increased, and the force (load) acting downward is also increased. In particular, this phenomenon appears prominently when the toner particle size is reduced. By changing the compaction state of the toner phase and examining the change in the adhesive force between the individual powder particles, the phenomenon becomes clearer. The difference in fluidity can be evaluated. Therefore, it is necessary to evaluate the toner fluidity in the compacted state.
[0062]
Therefore, in the evaluation method of the present invention, fluidity can be evaluated in the following relationship.
When fluidity is good → Torque and load are small when moving in a compacted powder phase.
When fluidity is poor → Torque and load are large when moving in a compacted powder phase.
[0063]
The fluidity of the toner is almost determined by the surface state of the toner particles before the additive treatment and the additive mixing step. That is, the fluidity of the toner particles varies greatly depending on the surface state of the toner particles before being treated with the additive and the state in which the additive composed of inorganic particles or the like adheres to or adheres to the toner particle surface.
[0064]
Conventionally, the fluidity of the toner has been focused only on the mixed state of the additive, and has been controlled by the mixing conditions in the mixing step (the amount charged, the number of revolutions, the mixing time, etc.). However, it has been found that as the particle size decreases, the particle surface condition prior to treatment with the additive is important. That is, it is important that the surface state and shape of the toner particles before being processed with the additive have a structure suitable for fluidity, and evaluation in that process is required. Although the structure of the toner particles before being treated with an additive suitable for fluidity is not clearly understood, the following may be considered.
(1) Surface irregularities are small.
(2) No release agent or the like appears on the surface.
(3) The surface shape is nearly spherical.
(4) The surface is hard.
[0065]
In the present invention, the fluidity of the toner particles before being treated with the additive is measured by this evaluation method to obtain a structure suitable for fluidity, and then the additive is treated to provide the initial fluidity. Toner with excellent fluidity during durability is provided.
[0066]
In order to achieve high image quality in printers and copiers, it is necessary to improve the reproducibility of extremely minute dots. In order to realize this, toner development that is faithful to a very small latent image is required. In order to enable this faithful development, it is necessary to transport and supply a fine and uniform toner brush to the development area. For this purpose, it is necessary that the toner charge amount is in an appropriate condition. However, the toner easily moves so that a toner brush made of a toner having a small particle diameter or a developer can be stably supplied to the development area. Ease of transport is very important. That is, in order to improve the fine dot reproducibility, it is necessary to improve the fluidity of the toner having a small particle diameter. In particular, in a toner having a small particle size and a release agent, it is necessary to improve the fluidity of the toner particles before the additive treatment.
[0067]
Therefore, as a result of evaluating the fluidity of the toner before additive processing with a small particle size by this method using a conical rotor, and investigating the relationship with dot reproducibility during durability, there is a very strong correlation. When the torque and load were small, the dot reproducibility during durability was improved.
[0068]
From the results, it was found that the toner having good dot reproducibility at the time of durability exhibits the following torque and load characteristics.
A. The torque value when the conical rotor enters is 0.1 to 5 mNm.
B. The load value when the conical rotor enters is 0.01 to 1.2N.
(However, the value when rotor 20mm enters)
[0069]
When the torque value when the conical rotor enters is less than 0.1 mNm, the charging characteristics other than the fluidity of the toner are deteriorated and the image quality is deteriorated. When the torque value is larger than 5 mNm, the fluidity is lowered and the dot reproducibility at the time of durability is deteriorated. . If the load value at the time of entering the conical rotor is less than 0.01 N, the charging characteristics of the toner are deteriorated and the image quality is deteriorated. If it is greater than 1.2 N, the fluidity of the toner is lowered and the dot reproducibility at the time of durability is deteriorated.
[0070]
Note that there is no problem even if other methods are used for the evaluation mode. The evaluation item may be an entry distance until a certain load is reached, an entry distance until a certain torque is reached, or the like, or an integrated value of the torque or the load may be evaluated. Other evaluation items may be used.
Thereafter, an additive composed of inorganic particles or the like is adhered or fixed to the particle surface by a mixer. After the mixing step, the toner of the present invention is obtained by passing through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles.
[0071]
As a method for producing the toner according to the present invention, methods other than the pulverization method are conceivable. As an example of the polymerization method, a monomer composition in which a colorant, a charge control agent and the like are added to a monomer is suspended in an aqueous medium. Toner particles are obtained by turbidity and polymerization. The granulation method is not particularly limited.
[0072]
For example, in the toner of the present invention, an oily dispersion in which at least a polyester-based prepolymer containing an isocyanate group is dissolved in an organic solvent, a pigment-based colorant is dispersed, and a release agent is dissolved or dispersed in an aqueous medium. A urea-modified polyester resin having a urea group by dispersing in the presence of inorganic fine particles and / or fine polymer particles and reacting the prepolymer with a polyamine and / or a monoamine having an active hydrogen-containing group in the dispersion. And a liquid medium contained in the dispersion containing the urea-modified polyester resin is removed.
[0073]
In the urea-modified polyester resin, the Tg is 40 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. The number average molecular weight Mn is 2500 to 50000, preferably 2500 to 30000. The weight average molecular weight Mw is 10,000 to 500,000, preferably 30,000 to 100,000.
[0074]
The toner thus obtained contains, as a binder resin, a urea-modified polyester resin having a urea bond that has been polymerized by the reaction between the prepolymer and the amine. The colorant is highly dispersed in the binder resin.
[0075]
The obtained toner powder after drying is air-classified, and an additive composed of inorganic fine particles or the like is adhered or fixed to the particle surface by a mixer under the optimum mixing conditions. Alternatively, the charge control agent may be applied to the surface of the toner powder after drying and fixedly injected. Further, thereafter, an additive made from inorganic fine particles or the like may be adhered or fixed to the particle surface. By placing the charge control agent on the surface, the charge amount of the toner can be easily controlled.
[0076]
Specific means for mixing and fixing and injecting are as follows: a method of applying an impact force to the powder mixture with blades rotating at high speed; For example, there is a method of causing the particles to collide with an appropriate collision plate. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) is modified to reduce the pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar, etc.
[0077]
Even in these methods, inspection after granulation is performed, but inspection after treatment of charge control agent, inspection after mixing process of additive, inspection after wind sieving process after mixing process, and before filling It can also be applied to inspections.
In addition, although the fluidity is affected by the toner shape, in the case of a very spherical toner having an average circularity of 0.92 to 0.99, the fluidity is excellent and the dot reproducibility is excellent. Realization of image quality.
Further, when used as a two-component developer, a two-component developer is obtained by mixing with a magnetic carrier described later at a predetermined mixing ratio.
[0078]
This toner is used as a one-component developer used in a contact or non-contact development system. As the contact or non-contact development method, various known methods are used. For example, a contact development method using an aluminum sleeve, a contact development method using a conductive rubber belt, and a non-contact development method using a development sleeve in which a conductive resin layer containing carbon black or the like is formed on the surface of an aluminum base tube. . In addition, when an AC bias voltage component is applied during development using the present toner, development efficiency is improved and image characteristics are improved.
[0079]
Further, in the one-component development method, the present toner is used in a development method in which a roller-like blade or a supply roller for making a toner layer uniform is provided at the outlet of the 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 characteristics. When the durability characteristics are poor, not only filming on the photosensitive member but also filming on the doctor roller and the supply roller occurs. For this reason, the toner layer cannot be formed uniformly, the toner charge becomes non-uniform, and the toner charge amount becomes small. For this reason, poor development occurs.
[0080]
However, when the toner of the present invention is used, since the toner has excellent fluidity, a uniform thinning of the toner layer on the developing roller via the supply roller and the doctor roller can be easily realized, and stable development is always possible. The toner can be conveyed onto the roller. Further, filming on the doctor roller and the supply roller does not occur, stable development is performed, and the system has excellent durability characteristics (see FIG. 8).
[0081]
Since the present toner has excellent fluidity, it can be stored in a cartridge container and is suitable for an apparatus configured to convey toner from the cartridge container to the developing unit. Examples of the cartridge container include a toner cartridge that is filled with toner, and a process cartridge that includes at least an electrophotographic photosensitive member and a developing unit, and that fills a toner storage portion of the developing unit. Alternatively, the process cartridge is mounted on the electrophotographic image forming apparatus, and image formation is performed.
[0082]
Further, when the magnetic toner is used, magnetic particles may be internally added to the toner particles. Examples of the magnetic material include ferromagnetic materials such as ferrite, magnetite, iron, nickel, cobalt, and alloys thereof. The average particle size of the magnetic material is preferably 0.1 to 1 μm. The content of the magnetic material is preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.
[0083]
As the carrier used in the two-component developer, known carriers can be used. For example, magnetic particles such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, magnetite powder, or the surface of these magnetic particles are made of fluorine resin or vinyl resin. And those treated with a silicone-based resin or the like, or magnetic particle-dispersed resin particles in which magnetic particles are dispersed in the resin. The average particle size of these magnetic carriers is preferably 20 to 70 μm. Preferably 30-60 micrometers is good.
[0084]
Further, as described above, the toner of the present invention further adheres or fixes an inorganic fine powder on the toner surface as a fluidity improver. The average particle size of the inorganic fine powder is suitably 10 to 200 nm. When the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 nm, the powder shape becomes rough, resulting in a problem of toner shape.
[0085]
As the inorganic fine powder of the present invention, Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr, etc. And oxides and composite oxides. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like.
[0086]
Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.
[0087]
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, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
[0088]
Further, a charge control agent may be adhered or fixed to the surface of the powder composed of at least a resin, a pigment, and a release agent so that the powder surface shape has a small period and a large period. The average particle size is optimally as small as 10 to 200 nm. When the particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to produce an uneven surface having an effect on fluidity, and when the particle size is larger than 200 nm, the powder shape becomes rough, resulting in a problem of toner shape. Examples of charge control agents include nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts, salicylic acid metal complexes and salts, organoboron salts, calixarene compounds, etc. Also good.
[0089]
In addition, the developer of the present invention may further contain other additives within a range that does not have a substantial adverse effect, for example, a lubricant powder such as Teflon (registered trademark) powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder; Abrasives such as cerium powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder; or a conductivity-imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder, and tin oxide powder can be used in small amounts as a developability improver.
Further, this evaluation method can be used for a toner prepared by a polymerization method or a spray drying method without using a kneading step or a pulverizing step, or a capsule toner.
[0090]
【Example】
Hereinafter, although an Example is described, this does not limit this invention at all.
All parts in the following formulations are parts by weight.
In Examples, toners with different toner compositions and toner preparation methods are prepared, toner fluidity is evaluated using this evaluation method, and dot reproducibility is evaluated on a five-point scale (rank 1: bad). (Rank 5: Good)
In addition, a running durability test of 30,000 sheets was performed to evaluate defects in toner transportability such as dot reproducibility and blocking at the developing portion.
With regard to toner transportability, the case where there was no defect was evaluated as ◯, and the case where there was a defect was evaluated as x.
As for the fluidity of the toner, the fluidity of the toner particles before the additive treatment was evaluated, and the torque and load values were measured when the conical rotor entered 20 mm from the surface of the toner powder phase.
[0091]
The toner was preliminarily compacted, the space ratio was measured, and the torque and load were evaluated. The evaluation conditions for the conical rotor were as follows.
・ Vertical angle of conical rotor: 50 °
・ Rotation speed of conical rotor: 2rpm
・ Invasion speed of conical rotor: 10 mm / min
[0092]
[Example 1]
Resin Polyester resin 100 parts
10 parts of carbon black pigment
Charge control
Release agent Low
[0093]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were melt-kneaded with 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 with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution with an average particle size of 5.5 μm using a swirling air classifier. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
[0094]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. The results are shown in Table 1.
[0096]
[Example 2]
Resin Polyester resin 100 parts
10 parts of carbon black pigment
Charge control
Release agent Low
[0097]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were melt-kneaded with 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 with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution with an average particle size of 5.5 μm using a swirling air classifier. Then, the rounding process (2000 rpm) was performed using (theta) composer. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0098]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. The results are shown in Table 1.
[0100]
[Example 3]
Resin Polyester resin 100 parts
10 parts of carbon black pigment
Charge control
Release agent Low
[0101]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were 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 with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution with an average particle size of 5.5 μm using a swirling air classifier. Then, the rounding process (2000 rpm) was performed using the Q mixer. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0102]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. The results are shown in Table 1.
[0104]
[Example 4]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were 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 5.3 μm using a swirling air classifier. Then, the rounding process (2000 rpm) was performed using (theta) composer. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0106]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer. The resulting developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed. The results are shown in Table 1.
[0108]
[Example 5]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were 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 5.3 μm using a swirling air classifier. Then, the rounding process (2000 rpm) was performed using the Q mixer. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0110]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect 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 is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed. The results are shown in Table 1.
[0112]
[Example 6]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were 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 5.3 μm using a swirling air classifier. Thereafter, heat treatment (50 ° C.) was performed to perform rounding. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0114]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect 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 is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed.
The results are shown in Table 1.
[0116]
[Example 7]
(Toner binder synthesis)
724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 276 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours. The reaction was further carried out at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, followed by cooling to 160 ° C., and 32 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Subsequently, it cooled to 80 degreeC and reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours, and the isocyanate containing prepolymer I was obtained.
[0117]
Next, 267 parts of prepolymer I and 14 parts of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain urea-modified polyester I having a weight average molecular weight of 64,000. In the same manner as above, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 276 parts of terephthalic acid were polycondensed at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and then reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10-15 mmHg to give a peak molecular weight of 5000. Polyester A was obtained. 200 parts of urea-modified polyester I and 800 parts of unmodified polyester A were dissolved and mixed in 2000 parts of an ethyl acetate / MEK (1/1) mixed solvent to obtain an ethyl acetate / MEK solution of toner binder I. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate toner binder I. As a result of analysis, Tg was 62 ° C.
[0118]
(Production of toner)
The following raw materials were stirred in a beaker at 12000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed to prepare a toner material solution.
240 parts of toner binder I in ethyl acetate / MEK solution
20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melt viscosity 25 cps)
Copper phthalocyanine blue pigment (CI Pigment Blue 15: 3) 4 parts
Carnauba wax 40 parts
[0119]
Next, the following raw materials were put in a beaker and dissolved uniformly.
706 parts of ion exchange water
Hydroxyapatite 10% suspension 294 parts
(Super Chemical 10 from Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
Sodium dodecylbenzenesulfonate 0.2 parts
[0120]
Thereafter, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 13000 rpm with a TK homomixer. The mixture was then transferred to a stir bar and a flask equipped with a thermometer, heated to 30 ° C., the solvent was removed under reduced pressure, filtered, washed, dried, and then subjected to air classification to obtain toner particles. The volume average particle diameter was 4.3 μm. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0121]
To 100 parts of the toner particles, an additive was mixed under the following mixing conditions to obtain a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect 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 is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed.
The results are shown in Table 1.
[0123]
[Comparative Example 1]
Resin Polyester resin 100 parts
10 parts of carbon black pigment
Charge control
Release agent Low
[0124]
The raw materials were sufficiently mixed with a mixer, and then melt kneaded with a twin screw extruder at a barrel temperature of 120 ° C. and a kneader rotation speed of 180 rpm. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution with an average particle size of 5.5 μm using a swirling air classifier. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0125]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed. The results are shown in Table 1.
[0127]
[Comparative Example 2]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were melt-kneaded with 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 5.3 μm using a swirling air classifier. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0129]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect 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 is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed.
The results are shown in Table 1.
[0131]
[Comparative Example 3]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the raw materials were melt kneaded with 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 with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution with an average particle size of 4.5 μm using a swirling air classifier. As a result of measuring the fluidity of this toner by this evaluation method, it was as shown in Table 1.
[0133]
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect 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 is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and a running experiment was performed.
The results are shown in Table 1.
[0135]
[Table 1]
As can be seen from the above results, there is a strong correlation between the fluidity evaluation value by this evaluation method of the small particle size toner powder phase before the additive treatment and the dot reproducibility and toner transportability during durability. I understand that
In addition, as for what was shown as an Example, although each of a torque value and a load value is a thing within the numerical range prescribed | regulated by this invention, either of a torque value and a load value is the range prescribed | regulated by this invention. If it is within, the effect of the present invention is exhibited.
[0137]
FIG. 5 shows the relationship between the torque at the time of entering the conical rotor and the dot reproducibility at the time of durability in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3. FIG. 6 shows the relationship between the load at the time of entering the conical rotor and the dot reproducibility at the time of durability in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3.
From the results shown in FIGS. 5 and 6, it is necessary to satisfy the following conditions in order to obtain a toner with good fluidity necessary for obtaining a stable high image quality with good dot reproducibility.
A. The torque value when the conical rotor enters is 0.1 to 5 mNm.
B. The load value when the conical rotor enters is 0.01 to 1.2N.
(However, the value when rotor 20mm enters)
As described above, when the torque value is less than 0.1 mNm and the load value is less than 0.01 N, the charging characteristics of the toner are deteriorated and the image quality is deteriorated.
[0138]
【The invention's effect】
According to the evaluation method of the present invention, it is possible to accurately evaluate the difference in fluidity between fine toners. In addition, since the evaluation method of the present invention measures the torque or load by changing the compaction state of the toner, the difference between the toners can be accurately evaluated. Furthermore, since the evaluation method of the present invention can measure the toner phase as it is in a short time, it can be introduced into a production line and can stably produce a toner capable of obtaining high image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of an apparatus for carrying out an evaluation method for an electrostatic charge image developing toner according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another example of an apparatus for carrying out the method for evaluating a toner for developing an electrostatic charge image of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of a conical rotor.
FIG. 4 is a diagram showing another example of the shape of the conical rotor (a modified example of the cross-sectional shape of the conical rotor, a modified example of the cone apex angle).
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a torque when a conical rotor enters and a relationship between dot reproducibility during durability.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a load when a conical rotor enters and a relationship between dot reproducibility during durability.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a toner manufacturing apparatus using the evaluation method of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a developing device using toner produced by using the evaluation method of the present invention.
Claims (23)
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ１＝ＣＲ２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−］ｍ （１）
（ｎ、ｍは繰り返し単位の数，Ｒ１、Ｒ２は炭化水素基）2. The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein at least one of the resins is a crystalline polyester represented by the following general formula (1).
[—O—CO—CR 1 ═CR 2 —CO—O— (CH 2 ) n —] m (1)
(N and m are the number of repeating units, R 1 and R 2 are hydrocarbon groups)
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| JP2003202322A JP2005043606A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Electrostatic charge image developing toner, method for evaluating the same, and developing method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003202322A JP2005043606A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Electrostatic charge image developing toner, method for evaluating the same, and developing method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7489891B2 (en) * | 2005-09-16 | 2009-02-10 | Ricoh Company, Ltd. | Image-forming apparatus, process cartridge and image-forming method |
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2003
- 2003-07-28 JP JP2003202322A patent/JP2005043606A/en active Pending
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| US7489891B2 (en) * | 2005-09-16 | 2009-02-10 | Ricoh Company, Ltd. | Image-forming apparatus, process cartridge and image-forming method |
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